Космодромы Европы и Китая - Реферат

Успешное освоение космического пространства во многом предопределяется уровнем развития средств запуска спутников, а также космодромов со стартовопосадочными и контрольно-измерительными комплексами. В Китае находится четыре космодрома: Цзюцюань (провинция Ганьсу), Тайюань (провинция Шаньси), Сичан (провинция Сычуань) и Вэньчан (провинция Хайнань). С космодрома Тайюань, в основном, осуществляются запуски спутников, находящиеся на солнечно-синхронной орбите. Это здание позволяет производить сборку одновременно трех-четырех РН с последующей транспортировкой ракет к месту запуска на подвижном стартовом столе в вертикальном положении, как это делается в США с системой Space Shuttle. космодром ракета пусковой Большая близость этого космодрома к экватору по сравнению с космодромом Цзюцюань дает энергетический выигрыш при выведении КА на геостационарную орбиту.Можно заключить, что на данный момент Китай имеет все возможности, необходимые для выведения в космическое пространство ракет-носителей любого класса и назначения. Главной базой для запуска управляемых космических кораблей служит самый северный в Китае космодром Цзюцюань, имеющий для этой цели стартовый комплекс и здание вертикальной сборки для запуска ракеты-носителя тяжелого класса модели CZ-2E(A), способной вывести на орбиту полезную нагрузку массой до 14 тонн. Для запуска космических аппаратов на геостационарную орбиту используется космодром Сичан, на территории которого расположены стартовый комплекс для запуска ракет-носителей CZ-3. Космодром Тайюань предназначается, главным образом, для запуска космических аппаратов на полярные и солнечно-синхронные орбиты. Самый южный в Китае космодром Вэньчан планируется использовать для запуска ракет серии "Чанчжэн" преимущественно на геостационарные орбиты.

В настоящее время Китай входит в число пяти ведущих космических держав мира. Успешное освоение космического пространства во многом предопределяется уровнем развития средств запуска спутников, а также космодромов со стартовопосадочными и контрольно-измерительными комплексами.

Европейское космическое агентство (ESA), объединившее государства Европы, реализовало множество успешных проектов, для чего так же потребовался космодром, укомплектованный мощными комплексами различного назначения.

Цель данного реферата: провести обзор действующих китайских и европейского космодромов.

Задачи данного реферата: 1. Ознакомиться с космодромами Китая;

2. Рассмотреть Гвианский космический центр (космодром Куру).

Космодромы Китая

На данный момент на земном шаре существует 28 различных точек взлета, преимущественно находящихся неподалеку от экватора. Среди них - космодромы США, Ирака, Российской Федерации, Республики Казахстан, Австралии и многих других государств. Однако в настоящем реферате будут рассмотрены космодромы, находящиеся в ведении Китайской Народной Республики и Европы.

Рис. 1. Расположение космодромов мира

В Китае находится четыре космодрома: Цзюцюань (провинция Ганьсу), Тайюань (провинция Шаньси), Сичан (провинция Сычуань) и Вэньчан (провинция Хайнань). Космодром Цзюцюань, главным образом, отвечает за запуск возвращаемых спутников, а также за пилотируемые программы. С космодрома Тайюань, в основном, осуществляются запуски спутников, находящиеся на солнечно-синхронной орбите. Центр Сичан, будучи одним из новейших космодромов, несет ответственность за экстренные запуски.

Космодром Цзюцюань

Космодром Цзюцюань называют китайским Байконуром. Это самый первый и до 1984 г. единственный ракетно-космический полигон страны. Он был построен в 1962 г. и первоначально назывался полигон Шуанчензы. Стартовый комплекс Цзюцюань расположен в пустыне Гоби провинции Ганьсу в 170 км севернее г. Цзюцюань. Его условный географический центр имеет координаты: 41 град.3мин. с.ш. и 100 град.0мин. в.д. На территории стартового комплекса находятся две пусковые установки с башнями наземного питания и общей башней обслуживания. Отдельные ступени ракет-носителей и полезная нагрузка перевозятся на стартовый стол и там производится окончательная сборка РН.

В 30 км южнее стартового комплекса расположена техническая позиция. На ее территории имеются два монтажно-испытательных корпуса, где производится сборка, проверка и предполетная подготовка РН и КА. В административно-хозяйственной зоне находятся центр управления, электростанции и жилые помещения для обслуживающего персонала. Эта зона связана железной и шоссейной дорогами с аэропортом, расположенным на 94 км южнее стартового комплекса.

С полигона Цзюцюань в 1970 - 71 гг. производились запуски первых китайских спутников ракетами-носителями CZ-1. В последующие годы, после модернизации полигона, запускались РН FB-1 (1972-1981гг.), РН CZ-2A (1974-1978гг.), РН CZ-2C (1982-1993гг.) и РН CZ-2D (1992-1999 гг.).

За период с 1970-1996гг. с космодрома Цзюцюань было произведено 28 космических запусков, из них 23 - успешно. На низкие орбиты выводились в основном разведывательные спутники и КА для дистанционного зондирования Земли. Сектор азимутов пусков РН находится в пределах 115-137 град., диапазон наклонений орбит КА 63-70 град.

В 90-е годы у Китая появилась возможность оказывать коммерческие услуги другим государствам по выведению полезных нагрузок на околоземные орбиты. Однако, изза своего географического положения и ограниченного сектора азимутов пуска космодром Цзюцюань не способен обеспечить широкий спектр таких услуг. Поэтому принято решение сделать этот космический центр главной базой для запуска управляемых космических кораблей.

С этой целью на космодроме Цзюцюань в 1999 году построили новый стартовый комплекс и здание для вертикальной сборки новых мощных РН CZ-2F. Это здание позволяет производить сборку одновременно трех-четырех РН с последующей транспортировкой ракет к месту запуска на подвижном стартовом столе в вертикальном положении, как это делается в США с системой Space Shuttle. космодром ракета пусковой

Новый стартовый комплекс будет использоваться и для запуска нового носителя CZ-2E (A), способного в рамках пилотируемой программы Китая вывести на орбиту станцию с модулями массой до 14 т. С нового стартового комплекса космодрома Цзюцюань 21 ноября 1999 года был успешно осуществлен запуск возвращаемого космического корабля "Шень Чжоу". Это огромное техническое достижение Китая.

Для осуществления пилотируемой программы в Китае был создан новый комплекс управления, включающий центр управления (ЦУП) в Пекине, наземные и командно-измерительные пункты. По заявлению космонавта В.В. Рюмина, Китайский Центр управления полетами лучше, чем в России и США. Такого центра нет ни в одной стране мира. В главном зале ЦУПА в пять рядов расположены более 100 терминалов представления информации специалистам группы управления, а на торцевой стене - четыре больших экрана отображения, на которые может быть выведено трехмерное синтезированное изображение.

Для управления кораблем "Шень Чжоу" использовалось не менее трех наземных пунктов на территории Китая и два зарубежных пункта: в Карачи (Пакистан) и в Мозамбике.

Кроме того, Китай развернул четыре морских пункта "Юаньван", подчиненных Департаменту морского мониторинга и контроля за полетом спутников. Для обеспечения первого полета космического корабля "Шень Чжоу" были выведены корабли: в Тихий ("Юаньван-1" и "Юаньван-2"), Атлантический ("Юаньван-3") и Индийский ("Юаньван-4") океаны в районы к югу от Японских островов, восточнее островов Кермаден, западнее Южной Африки и юго-западнее Австралии. По заявлению представителей Департамента, после направления корабля "Юаньван-3" в Атлантический океан китайская система мониторинга и контроля за полетами космических аппаратов приняла глобальный характер. По сообщению агентства Синьхуа, корабль "Юаньван-3" был оборудован новейшими электронными приборами и компьютерами, необходимыми для сбора всей информации, имеющей отношение к полету заданного космического корабля.

Рис. 2. Космодром Цзюцюань

Космодром Сичан

Космодром Сичан построен в 1984 году. Он расположен в провинции Сычуань у подножия хребта Даляншань, имеет координаты 28 град. с.ш. и 102 град. в.д. (приблизительно на широте мыса Канаверал). С этого космодрома запускаются РН CZ-3, предназначенные для вывода КА на геостационарную орбиту. Большая близость этого космодрома к экватору по сравнению с космодромом Цзюцюань дает энергетический выигрыш при выведении КА на геостационарную орбиту. Поскольку этот космодром используется для коммерческих запусков КА, с 1988 года он открыт для посещения иностранными специалистами, которые представили его подробное описание.

Диапазон азимутов запуков РН с этого космодрома составляет 94-104 град.,номинальный азимут пусков с космодрома Сичан - 97 град. Трасса полета пролегает на юго-восток и проходит через несколько небольших городков, население которых на время запуска не эвакуируется, т.к. китайские специалисты уверены в высокой надежности РН CZ-3. На время запуска эвакуируется лишь население, проживающее в непосредственной близости к космодрому (с территории 5 кв. км). В случае возникновения аварийной ситуации, требующей уничтожения РН, она будет подорвана с таким расчетом, чтобы обломки не упали в населенных районах. На космодроме Сичан созданы все условия для транспортировки грузов. К космодрому ведет железнодорожная ветка, а также двухполосная шоссейная дорога от г. Сичан. Там же находится и аэропорт, в который доставляется полезная нагрузка. Штабквартира этого космодрома находится практически в центре г. Сичан. Рядом расположен отель, оснащенный современными средствами связи.

На космодроме Сичан расположены два стартовых комплекса (СК). Один СК предназначен для запуска РН семейства CZ-3 и имеет одну пусковую установку. Сборка РН обычно проводится на стартовой площадке, но в связи с использованием этих РН для выведения на коммерческой основе полезной нагрузки зарубежных стран специально было построено здание для работы с высокотехнологичным оборудованием. В нем осуществляются сборка третьей ступени и стыковка ее с КА. Предстартовая подготовка на данном СК занимает около 20 дней.

Второй СК, находящийся на расстоянии около 1 км, имеет две пусковые установки: одна предназначена для запусков РН CZ-2E тяжелого класса, другая (в 300 км к северо-западу) - РН CZ-3A, CZ-3B, CZ-3C, а также РН CZ-2E с различными третьими ступенями. Предстартовая подготовка на данном СК длится 11-12 недель.

Монтажно-испытательный корпус (МИК) расположен на территории технической зоны на расстоянии 2,2 км от пусковой установки. Имеющееся здесь оборудование позволяет осуществлять сборку трех РН одновременно. Ступени РН после сборки и проверки вновь расстыковываются и доставляются на стартовую площадку.

На стартовом комплексе расположены: - здание для обслуживания КА, примыкающее к зданию МИКА. В здании оборудовано "чистое" помещение размером 42х 18 м и установлен кран грузоподъемностью 15 т;

- здание для заправки топливом КА. Заправленные аппараты в этом здании будут помещаться в контейнер для доставки на стартовую позицию. В нем также предусмотрено "чистое" помещение;

- здание площадью 123 кв. м для хранения и подготовки твердотопливных двигателей, в частности апогейных;

- здание для рентгенодефектоскопии твердотопливных двигателей. В здании предусмотрены средства для охлаждения двигателей, что облегчает выявление дефектов;

- жилые здания для обслуживающего персонала. Они расположены примерно в 2,5 км от стартовой площадки.

С 1984 года по 2000 год с космодрома Сичан проведено 28 пусков, из них 22 успешных, 3 аварийных орбитальных (когда КА выведены на нерасчетные орбиты) и 3 аварийных были коммерческими. В ноябре 2016 года произведен 100-й запуск с космодрома. Для обеспечения пусков используются измерительные пункты в городах Сичань, Ибинь, Гуйян, а также корабельные ИПЫ "Юаньван".

Рис. 3. Космодром Сичан

Космодром Тайюань

Космодром Тайюань (прежнее название Учжай) действует с 1988 года. Он предназначен для запуска КА на полярные и солнечно-синхронные орбиты. Первоначально использовался для испытаний баллистических ракет. Космодром Тайюань расположен в северо-западной части провинции Шаньси, близ г. Тайюань. Площадь его территории составляет 375 кв.км. Условный географический центр имеет координаты: 38 град.30 мин. с.ш. и 111 град.35мин. в.д. Диапазон азимутов пуска РН составляет 180-275 град.

На космодроме Тайюань расположены пусковая установка, башня технического обслуживания и два хранилища жидкого топлива. Предстартовая подготовка РН и КА производится на технической позиции. С этого космодрома выводятся на орбиту КА дистанционного зондирования, а также метеорологические и разведывательные.

В первых двух орбитальных пусках с космодрома Тайюань использовалась РН CZ-4A (это РН CZ-2C с новой третьей ступенью на долгохранимом топливе) . Через семь лет последовал третий запуск - первый полет РН CZ-2C/SD. При этом вместо третьей ступени для вывода на орбиту двух макетов КА Iridium в сентябре 1997 г. применялся диспенсер SM. Далее было произведено еще шесть запусков этой РН. При каждом на орбиту выводилась пара КА Iridium. Последний такой пуск состоялся в июне 1999 г. Через месяц ракета CZ-4B вывела на солнечно-синхронную орбиту метеоспутник FY-1, а в октябре 1999 г. - китайско-бразильский спутник CBERS. В сентябре 2000 г. с этого космодрома был запущен КА CBERS-2. В ноябре 2017 ракета-носитель "Чанчжэн-4С" вывела метеорологический спутник "Фэнъюнь-3D". Вместе с "Фэнъюнь-3С", который был запущен в сентябре 2013 года, новый спутник сформирует сеть, которая с большей точностью будет проводить атмосферное зондирование, а также улучшит возможности отслеживания парникового эффекта.

Рис. 4. Космодром Тайюань

Космодром Вэньчан

Полигон на острове Хайнань известен давно. Он расположен на юге Китая в Южно-Китайском море и имеет координаты: 19 град. с.ш. и 109,5 град. в.д. Сведения о нем появились в 1988 году в связи с запусками с этого полигона четырех зондирующих ракет Zhinui-1. Но до 1999 г. пуски высотных ракет производились редко и приобрел статус второстепенного. Поэтому всех удивило сообщение о том, что остров Хайнань может стать главным китайским центром по запуску спутников.

С предложением о строительстве нового космодрома на острове Хайнань выступил в 2000 году директор комиссии по науке и технологиям Китайской ракетной академии Лонг Юхао на форуме по китайским космическим технологиям в Пекине.

Имеющиеся сейчас у Китая три космодрома (описанные выше) находятся в материковых труднодоступных районах Китая. Такое их расположение не обеспечивает должной безопасности запусков для окрестных территорий и создает определенные трудности при транспортировке ракет-носителей. По заявлению Лонга Юхао, космодром на острове Хайнань сможет решить эти проблемы. Этот космодром будет иметь следующие преимущества: 1.Это будет самый южный китайский космодром, его относительная близость к экватору позволит увеличить грузоподъемность РН за счет более полного использования центробежной силы вращения Земли.

2. Он будет расположен на острове и отработанные ступени ракет, а также ракеты, потерпевшие аварию, будут падать в море, а не населенные пункты.

Стартовые сооружения будут построены вблизи г. Вэньчан в 3 км от побережья. Два малых острова на востоке, в 35 и 70 км от берега, могут использоваться под пункты слежения. Комплекс будет иметь два стартовых стола, первый из них сможет обслуживать РН семейства CZ-2E и CZ-3/3A.

Планируется построить здание вертикальной сборки и перевозить носители к месту старта в полностью собранном виде.

Строительство стартового комплекса, технопарка и зоны отдыха для туристов на острове Хайнань уже ведет на коммерческой основе фирма Hainan New Century International Commercial Space Ltd. Расчетная стоимость строительства составляет 500 млн. дол.

Новый космодром на острове Хайнань станет основным для запусков КА на геостационарные орбиты. Специалисты высказывают мнение, что в случае успешной реализации хайнаньского проекта, все три старых китайских космодрома будут закрыты.

В ноябре 2016 с космодрома Вэньчан была запущена ракета-носитель "Чанчжэн-5". Грузовой корабль "Тяньчжоу-1" стартовал в апреле 2017 с космодрома Вэньчан при помощи ракеты-носителя "Чанчжэн-7".

Рис. 5. Космодром Вэньчан

Гвианский космический центр

Космодром, расположенный в департаменте Французская Гвиана в северо-восточной части Южной Америки на побережье Атлантического океана, в полосе территории длиной 60 км и шириной 20 км между городами Куру и Синнамари, в 50 км от административного центра Французской Гвианы - города Кайенна. Разговорное название - Космодром Куру (фр. Kourou).

Совместно эксплуатируется Европейским космическим агентством и французским Национальным центром космических исследований.

Космодром Куру расположен на широте 5°3", около 500 км к северу от экватора, что позволяет космодрому быть оптимальным местом для запуска спутников на геостационарную орбиту.

Благодаря своему географическому расположению европейский космопорт Куру дает возможность для угла запуска в 102°, что позволяет производить пуски в широком диапазоне траекторий, востребованных для различных целевых задач.

Высокий уровень эффективности космодрома привлекает к нему европейских клиентов, а также клиентов из Соединенных Штатов, Японии, Канады, Индии, Бразилии и Азербайджана.

В 2007 году на космодроме начаты работы по строительству площадок для пуска российских ракет "Союз-2". Первый запуск российской ракеты-носителя Союз-СТБ произведен 21 октября 2011 года. Следующий запуск российской ракеты-носителя класса Союз-СТА состоялся 17 декабря 2011 года.

По состоянию на 2015 год ЕКА инвестировало более 1,6 миллиарда евро в улучшение и развитие наземной инфраструктуры. ЕКА владеет возможностями для запуска носителей "Ариан", включая здания по подготовке носителей и спутников, инфраструктурой по управлению запусками, а также заводом по производству твердого топлива.

Пусковые комплексы: ELV (CECLES/ELA-1) - РН легкого класса Вега

ELA-2 - РН среднего класса Ариан-4 (эксплуатация завершена в 2003 году)

ELA-3 - РН тяжелого класса Ариан-5

ELS - РН среднего класса Союз-2

Вспомогательные объекты: - Завод по производству жидкого кислорода.

- Завод по производству жидкого водорода.

- Завод по производству твердого топлива для РН "Ариан 5"

- Здание подготовки ракет-носителей.

- Здание заключительной сборки.

- Технический центр

Рис. 6. Гвианский космический центр

Можно заключить, что на данный момент Китай имеет все возможности, необходимые для выведения в космическое пространство ракет-носителей любого класса и назначения.

Главной базой для запуска управляемых космических кораблей служит самый северный в Китае космодром Цзюцюань, имеющий для этой цели стартовый комплекс и здание вертикальной сборки для запуска ракеты-носителя тяжелого класса модели CZ-2E(A), способной вывести на орбиту полезную нагрузку массой до 14 тонн.

Для запуска космических аппаратов на геостационарную орбиту используется космодром Сичан, на территории которого расположены стартовый комплекс для запуска ракет-носителей CZ-3. Для коммерческих запусков используется, как правило, именно эта площадка.

Космодром Тайюань предназначается, главным образом, для запуска космических аппаратов на полярные и солнечно-синхронные орбиты. На них, как правило, выводятся спутники дистанционного зондирования, метеорологические и разведывательные.

Самый южный в Китае космодром Вэньчан планируется использовать для запуска ракет серии "Чанчжэн" преимущественно на геостационарные орбиты. Возможно, в ближайшем будущем его возможности будут расширены, и он станет главным китайским космодромом.

Помимо этого, недавно Китай заявил о намерении произвести запуск ракеты с морской платформы.

Перечисленные космодромы полностью удовлетворяют всем требованиям бурно развивающейся ракетно-космической отрасли страны в данный момент и дадут возможность ей интенсивно развиваться и в дальнейшем.

В ведении Европейского космического агентства (ESA) находится один космодром, сосредоточивший на своей территории множество самых различных комплексов. Со стартовых площадок Гвианского космического центра запускаются ракеты-носители всех классов с широким спектром задач. Большое его преимущество состоит в близости к экватору, благодаря чему он хорошо подходит для запуска спутников на геостационарную орбиту.

Надо отметить, что в Гвианском космическом центре расположены пусковые установки для ракет-носителей среднего класса "Союз-2" российского производства.

В Гвианский космический центр Европейское космическое агентство ежегодно инвестирует большие средства для дальнейшего его развития и расширения возможностей главного космодрома Европейского ведения. На данный момент никаких альтернатив ему не рассматривается.

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1. - М.: Машиностроение, 2001. - 365 с.

2. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1986. - 156 с.

3. Официальный сайт NASA [электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.nasa.gov/, свободный (дата обращения 10.11.2016)

4. Мир фантастики. Научно-популярные статьи о космосе, технологиях, истории, футурологии [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.mirf.ru/, свободный (дата обращения 10.11.2016)

5. Пат. 2315928 Российская Федерация, МПК F 26 B 9/06. Устройство для термовакуумной сушки / Кутовой В.А. Опубликовано: 27.01.2008 Бюл. № 3.

6. Кутовой В.А. Энергосберегающий метод подготовки твердого топлива к сжиганию // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. - 2013. - № 8 (114). - С. 61-66.

7. Экспериментальное исследование испарения капли жидкости на нагреваемой твердой поверхности / А.А. Семенов, Д.В. Феоктистов, Д.В. Зайцев, Г.В. Кузнецов, О.А. Кабов // Теплофизика и аэромеханика. - 2015. - Т. 22, № 6. - С. 801-804.

Размещено на .ru