Введение
Зенит (Зеніт, Зени́т; означает Зенит) — семейство космических ракет-носителей, разработанных конструкторским бюро «Южное» в Днепре, Украина, которая в то время входила в состав Советского Союза. Ракета «Зенит» первоначально создавалась в 1980-х годах для двух целей: в качестве разгонного блока для ракеты «Энергия» и, оснащенная второй ступенью, как самостоятельная ракета-носитель среднего класса с полезной нагрузкой более 7 тонн, чем у «Союза», но меньше 20 тонн у «Протона». «Зенит» стал последним семейством ракет, разработанным в СССР, и предназначался в перспективе для замены устаревших семейств «Союз» и «Протон», используя компоненты топлива, более безопасные и менее токсичные, чем смесь тетроксида азота и УДМГ, применяемая в «Протоне». Планировалось, что «Зенит» возьмет на себя запуски пилотируемых космических кораблей вместо «Союза», но эти планы были отменены после распада Советского Союза в 1991 году. Многие компоненты ракет «Зенит» производились в России. Украинская космическая промышленность была тесно интегрирована с российской из-за советского наследия, однако это сотрудничество было прервано началом российско-украинской войны в 2014 году, что фактически привело к приостановке программы «Зенит». Последующее российское вторжение в Украину в 2022 году привело к повреждению производственных мощностей в результате российских ракетных ударов, а сохранившееся оборудование было перепрофилировано на производство военной продукции. Ракета «Зенит-3SL» запускалась с плавучей стартовой платформы консорциума Sea Launch в Тихом океане, а «Зенит-2» — с космодрома Байконур в Казахстане. Двигатели РД-171М для первой и второй ступеней «Зенита», а также для верхней ступени ракеты «Зенит-3SL» поставлялись из России. Модернизированная ракета «Зенит-3SLB» использовалась для коммерческих запусков с космодрома Байконур, начиная с апреля 2008 года, и продавалась под брендом Land Launch. Ракета «Зенит-3SL» была запущена 36 раз, из них 32 запуска были успешными, один – частично успешным, и три – закончились неудачей. Первая неудача, запуск спутника связи, построенного Hughes, принадлежащего ICO Global Communications, произошла во время второго коммерческого запуска 12 марта 2000 года и была вызвана программной ошибкой, не позволившей закрыться клапану во второй ступени ракеты. Вторая авария произошла 30 января 2007 года, когда ракета взорвалась на стартовой площадке «Одиссея» через несколько секунд после запуска двигателя. Спутник связи NSS 8, находившийся на борту, был уничтожен. 24 сентября 2011 года «Зенит-3SL» успешно стартовал с платформы «Одиссея» в рамках возобновленного проекта Sea Launch, где РКК «Энергия» являлась мажоритарным акционером. Ракета вывела на расчетную орбиту европейский спутник связи Atlantic Bird 7. 1 февраля 2013 года еще один «Зенит-3SL» потерпел неудачу при запуске спутника Intelsat 27.
the orbital carrier rocket family
Zenit (Зеніт, Зени́т; meaning Zenith) was a family of space launch vehicles designed by the Yuzhnoye Design Bureau in Dnipro, Ukraine, which was then part of the Soviet Union. Zenit was originally built in the 1980s for two purposes: as a liquid rocket booster for the Energia rocket and, equipped with a second stage, as a stand alone middle weight launcher with a payload greater than the 7 tonnes of the Soyuz but smaller than the 20 tonnes payload of the Proton. The last rocket family developed in the USSR, the Zenit was intended as an eventual replacement for the dated Soyuz and Proton families, and it would employ propellants which were safer and less toxic than the Proton's nitrogen tetroxide/UDMH mix. Zenit was planned to take over crewed spaceship launches from Soyuz, but these plans were abandoned after the dissolution of the Soviet Union in 1991. Many of components of the Zenit rockets were produced in Russia. The Ukrainian space industry was highly integrated with that of Russia due to its Soviet heritage, but that cooperation was interrupted by the Russo Ukrainian War beginning in 2014, which has effectively led to a hiatus in the Zenit program. The subsequent Russian invasion of Ukraine in 2022 saw damage to its manufacturing facilities due to Russian missile strikes, and what survived those strikes pivoted to producing military weapons. Zenit 3SL was launched by the Sea Launch consortium's floating launch platform in the Pacific Ocean and Zenit 2 was launched from Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan. RD 171M engines of the Zenit's first and second stages as well as the upper stage of the Zenit 3SL rocket were supplied by Russia. An improved Zenit 3SLB rocket was used for commercial launches from Baikonur Cosmodrome beginning in April 2008, marketed as Land Launch. Zenit 3SL was launched 36 times with 32 successes, one partial success, and three failures. The first failure, the launch of a Hughes built communications satellite owned by ICO Global Communications, occurred during the second commercial launch on March 12, 2000, and was blamed on a software error that failed to close a valve in the second stage of the rocket. The second failure occurred on January 30, 2007, when the rocket exploded on the Odyssey launch platform, seconds after engine ignition. The NSS 8 communication satellite on board was destroyed. On September 24, 2011 Zenit 3SL launched successfully from the Odyssey launch platform under a renewed Sea Launch project with RSC Energia as the majority stakeholder. The rocket delivered the European communication satellite Atlantic Bird 7 to its planned orbit. On February 1, 2013, another Zenit 3SL failed while launching the Intelsat 27 satellite.
История
Зенит-2 был первым «Зенитом», разработанным для использования в качестве орбитальной ракеты-носителя. Он состоит из двух ступеней. Первая использует двигатель РД-171, а вторая – двигатель РД-120. Первый полет состоялся 13 апреля 1985 года, за два года до «Энергии», из-за задержек в разработке последней. «Зенит-2» должен был быть сертифицирован для пилотируемых запусков и размещен на специально построенной стартовой площадке на космодроме Байконур, для вывода на орбиту нового частично многоразового пилотируемого космического корабля «Заря», разработанного в конце 1980-х годов, но впоследствии отмененного. Также в 1980-х годах КБ Владимира Челомея предложило так и не реализованный 15-тонный космический самолет «Ураган», запускаемый с помощью «Зенита-2». На Байконуре было построено две стартовые площадки для «Зенита», однако вторая использовалась лишь дважды. 4 октября 1990 года попытка запуска разведывательного спутника «Целина-2» закончилась катастрофой: двигатель первой ступени вышел из строя через несколько секунд после старта, и ракета упала обратно на стартовую площадку, которая была сильно повреждена в результате взрыва. Причиной аварии стала утечка в линии подачи жидкого кислорода, вызвавшая пожар в тяговой части ракеты. Оценочная стоимость ремонта составила около 45 миллионов рублей, но распад Советского Союза означал отсутствие финансирования, и площадка была заброшена. После двух неудачных запусков в 1991–1992 годах, вызванных проблемами со второй ступенью, «Зенит» оказался на грани полной отмены, но успешный полет в ноябре 1992 года спас программу. Темпы запусков «Зенитов» замедлились в 1990-е годы из-за серьезной нехватки средств в Российской Федерации, а также из-за нежелания России запускать военные грузы на ракетах-носителях, производимых в независимой Украине. 20 мая 1997 года запуск спутника «Целина-2» завершился неудачей, когда первая ступень отключилась через 48 секунд после старта. Ракета упала в безлюдной местности. В 2000-х годах «Зенит» получил новую жизнь в качестве основы международного проекта Sea Launch, в рамках которого коммерческие запуски осуществлялись с плавучей стартовой платформы. Базовая ракета-носитель «Зенит» получила несколько модернизаций двигательной установки и авионики для проекта Sea Launch, а также третью ступень. Первый испытательный полет с макетным полезным грузом был проведен 27 марта 1999 года. В октябре успешно выведен на орбиту спутник Direct TV 1 R. В марте 2000 года был потерян спутник связи ICO F 1 из-за сбоя в системе наведения второй ступени. За этим последовало восемь успешных запусков подряд, пока в 2004 году у спутника Apstar 5 не произошло преждевременного отключения третьей ступени, в результате чего он вышел на неправильную орбиту, однако бортовые двигатели спутника скорректировали ситуацию. После девяти успешных запусков «Зенит» повторил катастрофу 1990 года: 30 января 2007 года первая ступень потеряла тягу и взорвалась. Огнезащитный экран на платформе Sea Launch был сломан и затонул. Обломки были втянуты в турбонасос, что привело к отказу двигателя. К концу 2000-х годов программа «Зенит» на Байконуре возрождалась и демонстрировала значительные успехи. 1 февраля 2013 года спутник Intelsat был запущен с платформы Sea Launch Odyssey в экваториальной части Тихого океана. Ночной запуск проходил штатно около 20 секунд, когда первая ступень внезапно потеряла тягу. Примерно через 40 секунд после старта прекратилась передача телеметрических данных. Последующее расследование показало, что «Зенит» начал отклоняться от траектории полета при выполнении маневра крена и тангажа. Бортовой компьютер зафиксировал аномальную ситуацию и отправил команду автоматического отключения первой ступени на 23-й секунде полета (T+23 с), столкновение с океаном произошло примерно через минуту после старта. В конечном итоге причиной аварии был признан неисправный гидравлический насос, управляющий отклонением двигателей первой ступени. Это привело к неконтролируемому вращению ракеты, что заставило компьютерную систему прекратить работу всех двигателей. Хотя аномальные условия начались примерно на 11-й секунде (T+11 с), бортовой компьютер «Зенита» был заблокирован, чтобы предотвратить отключение двигателя до истечения как минимум 20 секунд после старта, чтобы ракета не упала на стартовый комплекс или рядом с ним. Удар произошел примерно в двух милях от места старта, но попытки восстановить обломки ракеты-носителя не увенчались успехом. В феврале 2015 года, после года напряженных отношений в результате российского военного вмешательства в Украину, Россия объявила о прекращении «совместной программы с Украиной по запуску ракет «Днепр» и заявила, что больше не заинтересована в покупке украинских ракет-носителей «Зенит», что усугубило проблемы украинской космической программы и испытывающего финансовые трудности завода «Южмаш». Напряженные отношения между Украиной и Россией после 2014 года привели к тому, что российское космическое агентство отказалось от дальнейших закупок первой ступени ракет «Зенит», производимых заводом «Южмаш» (с использованием российских двигателей). Однако две ракеты «Зенит», уже поставленные в Россию для выполнения миссий российского космического агентства, будут использованы. Еще одна ракета «Зенит» для запуска украинского спутника была завершена, но без двигателей из-за отсутствия финансирования для оплаты. Мировой рынок ракет-носителей «Зенит» сократился после приостановки работы Sea Launch, и будущее «Зенита» неопределенно. Несмотря на продолжающийся конфликт между двумя правительствами, ракета «Зенит» была запущена в декабре 2017 года после двухлетнего перерыва для вывода на орбиту AngoSat 1.
Производство
Первая и вторая ступени ракеты-носителя "Зенит" были спроектированы КБ "Южное" и производятся на заводе "Южмаш".
Зенит-2
Зенит-2 был первой ракетой в семействе. Она состоит из двух ступеней. Первая ступень использует двигатель РД-171, а вторая – двигатель РД-120. Первый полёт состоялся 13 апреля 1985 года с макетной полезной нагрузкой "Целина-2". Однако этот испытательный полёт оказался неудачным. Первый успешный полёт состоялся 22 октября 1985 года.
Ускоритель "Энергия"
Первая ступень ракеты "Зенит" использовалась в качестве бокового ускорителя для ракеты-носителя "Энергия". К центральному блоку прикреплялись четыре первые ступени "Зенита" для создания дополнительной тяги на старте, аналогично использованию твердотопливных ускорителей на американском космическом шаттле. Ракета "Энергия" совершила два полета (в 1987 и 1988 годах), после чего программа была закрыта.
Zenit 3M и 3SLB
Zenit 3M — это Zenit 2M с верхней ступенью Block DM, используемой на Zenit 3SL. Запуски осуществляются с Байконура. Первый полёт состоялся 28 апреля 2008 года. Компания Land Launch коммерчески продвигает Zenit 3M под обозначением Zenit 3SLB. Последний запуск был произведён 26 декабря 2017 года с космодрома Байконур, когда ракета стартовала с ангольским космическим аппаратом Angosat 1.
Обзор
Зенит-2 Зенит-3SL Этапы 2 3 Общая длина 57 м 59,6 м Общая масса без топлива 37 600 кг 40 320 кг Общая масса с топливом 444 900 кг 462 200 кг Полезная нагрузка 13,74 тонны на НОО ≈ 6 тонн на ГПО Стартовая площадка Космодром Байконур Морская платформа Sea Launch Запуски 21 (6 неудачных) по состоянию на 10 июня 2004 г. 31 (3 неудачных, 1 частично успешный) по состоянию на 1 февраля 2013 г. Процент успешных запусков 71,4% 91,1% Стоимость запуска ~ 45 млн долларов США ~ 90 млн долларов США