Адаптер вторичной полезной нагрузки EELV

Адаптер вторичной полезной нагрузки EELV ( ESPA ) представляет собой адаптер для запуска вторичной полезной нагрузки на орбитальных ракетах-носителях .

Первоначально разработанный для американских ракет-носителей в 2000-х годах для запуска вторичной полезной нагрузки в космических миссиях Министерства обороны США , в которых использовались Atlas V и Delta IV , конструкция адаптера стала стандартом де-факто и теперь также используется для космических полетов на неправительственные частные а также космические миссии. Например, несколько колец ESPA использовались при запуске ракеты SpaceX Falcon 9 , не связанной с Министерством обороны США , на борту которой находилась Orbcomm OG-2 группировка спутников связи .

Использование кольцевой технологии ESPA снижает затраты на запуск основной миссии и позволяет выполнять второстепенные и даже третичные миссии с минимальным влиянием на первоначальную миссию.

История

Разработка финансировалась Управлением космических аппаратов исследовательской лаборатории ВВС (AFRL/RV) для Программы космических испытаний (STP) Министерства обороны США в рамках гранта на инновационные исследования малого бизнеса (SBIR) в конце 1990-х годов. Moog CSA Engineering объединилась с AFRL для проектирования, строительства и квалификации кольца в начале 2000-х годов. ^{[ 1 ]} Дополнительные исследования были проведены по приложениям ESPA для лунных и научных миссий в рамках SBIR Исследовательского центра Эймса НАСА. ^{[ 2 ]} По состоянию на 2010 год ^[update]Кольцо произведено компанией Moog CSA Engineering. ^{[ 3 ]} Ряд миссий использовали кольцо ESPA. Первая миссия кольца ESPA состоялась на STP-1 в 2007 году. ^{[ 1 ]} По состоянию на декабрь 2015 г. ^[update]Кольцо ESPA использовалось на всех трёх EELV ракетах класса ( Atlas V , Delta IV и Falcon 9 ). ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

При одном запуске можно использовать несколько колец ESPA, сгруппированных друг с другом для увеличения пропускной способности спутника. Два кольца ESPA Grande использовались в полете 1 Orbcomm OG-2 в 2014 году и три сложенных кольца Гранде для развертывания полета 2 Orbcomm OG-2 из 11 спутников в 2015 году. ^{[ 7 ]}

Технические характеристики

Первоначальное кольцо ESPA было спроектировано для поддержки основной полезной нагрузки массой 15 000 фунтов (6800 кг) и до шести вторичных полезных нагрузок массой 400 фунтов (180 кг). Каждый вторичный космический корабль установлен радиально на отверстии диаметром 15 дюймов (380 мм) и имеет объем 24 дюйма (610 мм) × 28 дюймов (710 мм) × 38 дюймов (970 мм). Это привело к разговорному обозначению полезной нагрузки класса ESPA . Конструкция включает стандартный электрический интерфейс для прикрепленной полезной нагрузки; однако требования конкретных задач могут препятствовать получению каждой вторичной полезной нагрузки более одного неизбыточного сигнала разделения полезной нагрузки. ^{[ 2 ]} ^{[ нужно обновить ]}

Порты ESPA Grande имеют диаметр 24 дюйма (610 мм) и могут выдерживать полезную нагрузку весом 700 фунтов (320 кг). ^{[ 3 ]}^{[ 8 ]}

Версия ESPA Grande от Moog поддерживает полезную нагрузку до 1543 фунтов (700 кг). ^{[ 9 ]}

Производные

Производные кольца ESPA включают в себя спутниковые диспенсеры , космические буксиры и спутниковые автобусы .

ШЕРПА

Коммерческие варианты кольца ESPA Grande включают систему вторичной полезной нагрузки Spaceflight (SSPS) и SHERPA, разработанную и произведенную компанией Andrews Space по контракту с Spaceflight Services. SSPS включает в себя пять портов диаметром 24 дюйма (61 см), каждый из которых способен нести полезную нагрузку весом до 300 кг (660 фунтов). «SSPS работает очень похоже на автономный космический корабль с бортовым компьютером, системой электропитания, возможностью определения орбиты и переключением мощности полезной нагрузки ». ^{[ 10 ]} SHERPA — это силовой вариант SSPS, способный к значительному изменению орбиты. ^{[ 11 ]}

ЛКРОСС

Когда НАСА модернизировало ракету-носитель своей миссии Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) до Atlas V, она освободила около 2200 фунтов. дополнительной массы для того, что позже станет спутником наблюдения и зондирования лунного кратера (LCROSS). НАСА провело конкурс, чтобы выяснить, как лучше всего использовать это пространство, и ряд предложений поступил от Исследовательского центра Эймса. Победившее предложение включало кольцо ESPA компании Moog CSA Engineering, служащее базовой механической спутниковой шиной для запуска космического корабля LCROSS в качестве вторичной полезной нагрузки в рамках LRO. LCROSS в конечном итоге столкнулся с лунной поверхностью и подтвердил наличие водяного льда. ^{[ 1 ]}

Миссия LCROSS по обнаружению воды при столкновении с Луной в 2009 году воспользовалась структурными возможностями кольца ESPA, чтобы подключить все шесть своих научных экспериментов, системы управления и контроля , оборудование связи, батареи, солнечные панели и даже небольшую монотопливную двигательную установку для реализации полезной нагрузкой перед столкновением Разделение и управление . ^{[ 12 ]}

ESPAStar

ESPAStar — это аналогичная концепция дизайна от Orbital Sciences Corporation . Его первый полет состоялся в рамках миссии AFSPC-11 в качестве вторичной полезной нагрузки EAGLE. ^{[ 13 ]}

Пропульсивный ESPA длительного действия (LDPE)

LDPE (Long Duration Propulsive ESPA) основан на адаптере полезной нагрузки Northrop Grumman , который используется для крепления верхней ступени к основному спутнику, а также для размещения нескольких слотов для других малых спутников. Однако вся система питается от спутниковой шины ESPAStar, которая отвечает за потребление и распределение энергии, а также за движение, что делает ее полностью работоспособным космическим буксиром, способным развертывать различную полезную нагрузку на разных орбитах. ESPAStar способен разместить 6 малых спутников общей массой 1920 кг (4230 фунтов). Система также способна обеспечить скорость дельта-V 400 метров в секунду через двигательный модуль Hydrazine. ^{[ 14 ]}

Первый ПЭВД был запущен 7 декабря 2021 года на ракете Atlas V в рамках миссии STP-3 . На нем был установлен кубсат Ascent из Исследовательской лаборатории ВВС , который использовался для тестирования готовых коммерческих технологий на геостационарной орбите, включая двигатели на холодном газе, электрическую двигательную установку и приемник глобального положения. ^{[ 15 ]}

Второй ПЭВД был запущен 1 ноября 2022 года на ракете Falcon Heavy в рамках миссии USSF-44 и нес три разделяемых и три размещенных полезных груза. В состав разделяемой полезной нагрузки входили Alpine, кубсат от Millennium Space Systems для демонстрации конструкции малых спутников GEO и использования коммерческой GEO-связи; LINUSS, проект Lockheed Martin, состоящий из двух кубсатов высотой 12U для тестирования обслуживания спутников GEO; и Тетра-1, малый спутник SSC, разработанный в качестве первопроходца инновационных методов проектирования космических аппаратов и разработки тактических методов и процедур на орбите. Размещенная полезная нагрузка включала: «Мустанг», небольшой коммуникационный эксперимент; Ксенон, готовый коммерческий компонент для полетов на ГСО; и Energetic Charged Particle-Lite, датчик космической погоды SSC. ^{[ 16 ]}

Третий ПЭНП был запущен 15 января 2023 года на Falcon Heavy в рамках миссии USSF-67 и нес пять размещенных полезных нагрузок. ^{[ 16 ]} Среди них два принадлежали Командованию космических систем : Catcher, прототип датчика для предоставления информации о локальной космической сфере, и WASSAT, датчик, состоящий из четырех камер для поиска и отслеживания других космических кораблей и космического мусора. Остальные три полезных груза были предоставлены Управлением по оперативным космическим возможностям и включали два прототипа для миссий по информированию о космической ситуации и один для тестирования зашифрованной связи космос-земля. ^{[ 17 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Перри, Билл. «ESPA: Недорогой полет в космос за второстепенной полезной нагрузкой» . Июль 2012 г. Редакция журнала MilsatMagazine . Проверено 26 сентября 2012 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Усовершенствованный адаптер вторичной полезной нагрузки одноразовой ракеты-носителя». Конференция и выставка AIAA Space 2001 . АИАА . дои : 10.2514/6.2001-4701 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «ESPA: Адаптер вторичной полезной нагрузки EELV Heavy Lift. Избыточная мощность. Малые спутники» . МООГ. 2010 . Проверено 25 декабря 2011 г.
^ United Launch Alliance успешно запускает первый Атлас V ВВС США
^ Миссия ULA Delta IV AFSPC-4
↑ Falcon 9 от SpaceX наконец-то запустил миссию Orbcomm OG2.
^ «Группировка спутников следующего поколения ORBCOMM OG2» . Корпорация Сьерра-Невада . Проверено 4 января 2016 г.
^ Momentus предложит услугу последней мили на совместных рейсах SpaceX.
^ Малые спутниковые адаптеры Moog
^ Система вторичной полезной нагрузки космического полета. Архивировано 7 июля 2012 г. на archive.today , получено 10 мая 2012 г.
^ Джейсон Эндрюс. «Система вторичной полезной нагрузки космического полета (SSPS) и буксир SHERPA - новая бизнес-модель для вторичной и размещенной полезной нагрузки» .
^ Ло, Эми (2009). «Вторичные полезные нагрузки с использованием архитектуры LCROSS» (PDF) . АИАА . Проверено 27 сентября 2011 г.
^ «ОРЕЛ» . Космический центр Гюнтера . Проверено 30 ноября 2018 г.
^ Кордина, Флориан (30 октября 2022 г.). «USSF-44 | Сокол Хэви» . Каждый день космонавт . Проверено 30 октября 2022 г.
^ Кларк, Стивен (8 декабря 2021 г.). «Ракета Atlas 5 запускает демонстрационные технические спутники Космических сил для марафонской миссии» . Космический полет сейчас . Проверено 11 декабря 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Соддерс, Лиза. «Успешный запуск USSF-44 — признак того, что будет » . Командование космических систем . Проверено 8 декабря 2022 г.
^ «Northrop Grumman объявляет о преобразовании переходных колец в качестве совместного решения для военной полезной нагрузки» . Космический полет сейчас . 13 января 2023 г. Проверено 16 января 2023 г.

Внешние ссылки

Тройное кольцо ESPA для запуска SpaceX Orbcomm OG-2 , октябрь 2015 г.

[Perry-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Перри, Билл. «ESPA: Недорогой полет в космос за второстепенной полезной нагрузкой» . Июль 2012 г. Редакция журнала MilsatMagazine . Проверено 26 сентября 2012 г.

[aiaa200108-2] Перейти обратно: ^а ^б «Усовершенствованный адаптер вторичной полезной нагрузки одноразовой ракеты-носителя». Конференция и выставка AIAA Space 2001 . АИАА . дои : 10.2514/6.2001-4701 .

[me20111225-3] Перейти обратно: ^а ^б «ESPA: Адаптер вторичной полезной нагрузки EELV Heavy Lift. Избыточная мощность. Малые спутники» . МООГ. 2010 . Проверено 25 декабря 2011 г.

[4] United Launch Alliance успешно запускает первый Атлас V ВВС США

[5] Миссия ULA Delta IV AFSPC-4

[6] Falcon 9 от SpaceX наконец-то запустил миссию Orbcomm OG2.

[7] «Группировка спутников следующего поколения ORBCOMM OG2» . Корпорация Сьерра-Невада . Проверено 4 января 2016 г.

[8] Momentus предложит услугу последней мили на совместных рейсах SpaceX.

[9] Малые спутниковые адаптеры Moog

[10] Система вторичной полезной нагрузки космического полета. Архивировано 7 июля 2012 г. на archive.today , получено 10 мая 2012 г.

[11] Джейсон Эндрюс. «Система вторичной полезной нагрузки космического полета (SSPS) и буксир SHERPA - новая бизнес-модель для вторичной и размещенной полезной нагрузки» .

[lo20090724-12] Ло, Эми (2009). «Вторичные полезные нагрузки с использованием архитектуры LCROSS» (PDF) . АИАА . Проверено 27 сентября 2011 г.

[13] «ОРЕЛ» . Космический центр Гюнтера . Проверено 30 ноября 2018 г.

[14] Кордина, Флориан (30 октября 2022 г.). «USSF-44 | Сокол Хэви» . Каждый день космонавт . Проверено 30 октября 2022 г.

[15] Кларк, Стивен (8 декабря 2021 г.). «Ракета Atlas 5 запускает демонстрационные технические спутники Космических сил для марафонской миссии» . Космический полет сейчас . Проверено 11 декабря 2021 г.

[ssc-20221208-16] Перейти обратно: ^а ^б Соддерс, Лиза. «Успешный запуск USSF-44 — признак того, что будет » . Командование космических систем . Проверено 8 декабря 2022 г.

[17] «Northrop Grumman объявляет о преобразовании переходных колец в качестве совместного решения для военной полезной нагрузки» . Космический полет сейчас . 13 января 2023 г. Проверено 16 января 2023 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]