Что такое разгонный блок и зачем он нужен?

01 октября 2022

Выведение космических аппаратов на нужную орбиту — это одновременно и высокое искусство, и сложнейшая наука. Требуется не только высчитать нужное время старта и траекторию полета ракеты-носителя, но и максимально точно провести включения двигателей, задав точное время работы. Все это требуется, чтобы спутник занял свое место на нужной орбите.

К сожалению, ступени ракеты-носителя не могут дать ювелирной точности. Кроме того в случае, когда за один запуск выводится сразу несколько космических аппаратов, они тоже не помогут. Для этого последней ступенью ставится разгонный блок, специальный «космический транспорт», обеспечивающий точный вывод полезной нагрузки.

Выведение космических аппаратов на низкие околоземные орбиты высотой до 300 км обеспечивается ракетами-носителями за счет использования ими нескольких ступеней. Для выведения спутников на высокие орбиты: солнечно-синхронные (до 1200 км), высокие круговые типа «Глонасс» (19140 км), высокие эллиптические, геопереходные и геостационарные, а также траектории полета к другим планетам в составе ракет применяются разгонные блоки. Их также называют межорбитальным буксиром. Главная задача разгонного блока — выведение космического аппарата на целевую орбиту с заданной точностью.

Выведение космического аппарата на целевую орбиту происходит за счет включения двигательной установки разгонного блока, с помощью которой меняется величина и/или направление скорости. Именно это позволяет изменить высоту и форму орбиты, ее наклонение к плоскости экватора Земли, ее вытянутость.

Чтобы выполнять подобные маневры, любой разгонный блок должен иметь маршевый двигатель многократного включения, а также дополнительную двигательную установку, обеспечивающую ориентацию и стабилизацию движения. Выведение космических аппаратов на целевые орбиты часто производится несколькими включениями маршевого двигателя. Между этими включениями следуют продолжительные, порой многочасовые, участки пассивного полета по переходным орбитам или траекториям.

Бывают случаи, когда ракета-носитель выводит космический аппарат на орбиту ниже требуемой. Тогда разгонный блок становится средством последней надежды, дополнительной ступенью, способной «дотянуть» космический аппарат до нужной высоты.

В свое время, после того как работы по сверхтяжелой ракете Н-1 были прекращены, советские специалисты предложили использовать для межпланетных миссий пятую ступень ракеты — разгонный блок семейства Д. Его поставили четвертой ступенью на тяжелую ракету-носитель УР-500К (впоследствии — «Протон-К») и этот разгонный блок смог очень помочь советским межпланетным программам. Именно с его помощью были запущены лунные станции от «Луна-15» до «Луна-24», венерианские — от «Венера-9» до «Венера-16», марсианские — от «Марс-2» до «Марс-7», а также «Вега» и «Фобос».

В настоящее время для запуска космических аппаратов на высокие орбиты в России используются универсальные разгонные блоки, созданные предприятиями Роскосмоса — семейство «Фрегат» (разработчик — Научно-производственное объединение имени С.А. Лавочкина), семейство Д (Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева), «Бриз-М» (Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева) и «Волга» (Ракетно-космический центр «Прогресс»).

Разгонные блоки семейства «Фрегат» с 9 февраля 2000 года по 9 августа 2022 года выполнили 109 полетов в базовом варианте и модификациях «Фрегат-М», «Фрегат-МТ» и «Фрегат-СБ» в комбинации с ракетами типа «Союз» и «Зенит».

Разгонные блоки семейства Д с 10 марта 1967 года по 27 декабря 2021 года осуществили 334 полета в базовом варианте и модификациях Д-1, Д-2, ДМ, ДМ-2, ДМ-2М, ДМ1, ДМ2, ДМ3, ДМ4, ДМ-5, ДМ-SL, ДМ-SLБ, ДМ-03 и «Персей» в комбинации с ракетами типа Н-1, «Протон», «Зенит» и «Ангара».

Разгонные блоки «Бриз-М» с 5 июля 1999 года по 13 декабря 2021 года провели 106 полетов в комбинации с ракетами типа «Протон» и «Ангара».

Разгонные блоки «Волга» с 28 декабря 2013 года по 1 августа 2022 года выполнили семь полетов в комбинации с ракетами типа «Союз».

источник - https://www.roscosmos.ru/38304/