Мобильная стартовая платформа для ракет-носителей

Введение

Структура, используемая для поддержки больших ракет.

Мобильная пусковая платформа (MLP), также известная как мобильная стартовая платформа, – это конструкция, предназначенная для поддержки крупной многоступенчатой ракеты-носителя, которая собирается (устанавливается) вертикально в интеграционном комплексе (например, в здании сборки ракет-носителей), а затем транспортируется гусеничным транспортером (CT) к стартовой площадке. Она становится опорной конструкцией для запуска. Использование мобильной пусковой платформы является частью системы «Интегрированная переброска и запуск» (ITL), которая включает вертикальную сборку, транспортировку и запуск ракет. Эта концепция была впервые реализована в 1960-х годах для ракеты Titan III ВВС США, а затем использовалась НАСА для ракет Saturn V, космического шаттла и системы космического запуска (SLS). Существуют альтернативы системе ITL. Горизонтальная сборка и транспортировка к стартовой площадке применяются в России, компанией ULA для семейства ракет Delta IV и компанией SpaceX для семейства Falcon 9. Вертикальная сборка непосредственно на стартовой площадке используется для ракет-носителей меньшего размера и для космического корабля SpaceX Starship.

Космический центр Кеннеди

С 1967 по 2011 год на LC 39 использовались три платформы для поддержки ракет-носителей НАСА. Ранее называвшиеся мобильными пусковыми установками (ML), мобильные пусковые платформы были построены для транспортировки и запуска ракеты Saturn V в рамках миссий по высадке на Луну в программе Apollo в 1960-х и 1970-х годах. Каждая ML изначально имела одно выхлопное сопло для двигателей Saturn V. Мобильные пусковые установки также включали 116-метровую (380 футов) пусковую башню (LUT) с девятью поворотными рычагами, обеспечивавшими обслуживание аппарата на стартовой площадке и отводившимися в сторону при запуске. Мобильные пусковые установки были построены компанией Ingalls Iron Works, а поворотные рычаги – компанией Hayes International. После программы "Аполлон" основания мобильных пусковых установок были модифицированы для использования с космическим челноком. Пусковые башни ML 2 и ML 3 были демонтированы, а части этих конструкций возвели на двух стартовых площадках – 39А и 39Б. Эти стационарные сооружения получили название структур фиксированного обслуживания (FSS). LUT от ML 1 была разобрана и складирована в промышленной зоне Космического центра Кеннеди. Попытки сохранить LUT в 1990-х годах не увенчались успехом из-за недостатка финансирования, и она была утилизирована. Помимо демонтажа пусковых башен, каждая MLP эпохи "Шаттлов" была значительно переоборудована с добавлением двух мачт хвостового обслуживания (TSM), расположенных по обе стороны от основного выхлопного сопла двигателя. Эти 9-метровые (31 фут) мачты содержали трубопроводы для подачи жидкого водорода (LH2) и жидкого кислорода (LOX) во внешний топливный бак шаттла, а также электрические соединения и факельные установки для сжигания любых паров водорода, присутствующих на стартовой площадке непосредственно перед запуском основных двигателей. Основные двигатели выпускали выхлопные газы через исходное сопло, использовавшееся для выхлопа ракеты Saturn V. Два дополнительных выхлопных порта были добавлены для отвода выхлопных газов от твердотопливных ускорителей (SRB) космического челнока, расположенных по бокам внешнего топливного бака. Сборка космического челнока крепилась к MLP в восьми точках удержания с помощью больших шпилек – по четыре на кормовой юбке каждого твердотопливного ускорителя. Непосредственно перед зажиганием SRB взрывались хрупкие гайки, прикрепленные к вершинам этих шпилек, освобождая сборку шаттла от платформы. Вес каждого MLP без нагрузки составлял , а с не заправленным шаттлом на борту – приблизительно . Размеры платформы составляли , а высота – 8 метров (25 футов). Их перевозили на одном из двух гусеничных транспортеров (CT) размерами и высотой 6 метров (20 футов). Каждый транспортер весит около без нагрузки, имеет максимальную скорость около с нагрузкой и оснащен системой выравнивания, предназначенной для поддержания вертикального положения ракеты-носителя при преодолении 5-процентного уклона, ведущего к вершине стартовой площадки. Каждый транспортер приводится в движение двумя дизельными двигателями. MLPs были разработаны в рамках стратегии НАСА по вертикальной сборке и транспортировке космических аппаратов. Вертикальная сборка позволяет подготовить космический аппарат к запуску, избегая необходимости подъема или перемещения горизонтально собранного аппарата на стартовую площадку (как это делали инженеры советской космической программы).

From 1967 to 2011, three platforms were used at the LC 39 to support NASA's launch vehicles. Formerly called Mobile Launchers (ML), the mobile launcher platforms were constructed for transporting and launching the Saturn V rocket for the Apollo program lunar landing missions of the 1960s and 1970s. Each ML originally had a single exhaust vent for the Saturn V's engines. The Mobile Launchers also featured a 380 feet (116 m) Launch Umbilical Tower (LUT) with nine swing arms that permitted servicing of the vehicle on the launch pad, and swung away from it at launch. The Mobile Launchers were built by Ingalls Iron Works. The swing arms were constructed by Hayes International. After the Apollo program, the bases of the Mobile Launchers were modified for the Space Shuttle. The Launch Umbilical Towers from ML 2 and ML 3 were removed. Portions of these tower structures were erected at the two launch pads, 39A and 39B. These permanent structures were known as the Fixed Service Structures (FSS). The LUT from ML 1 was taken apart and stored in the Kennedy Space Center's industrial area. Efforts to preserve the LUT in the 1990s failed due to a lack of funding, and it was scrapped. In addition to removal of the umbilical towers, each Shuttle era MLP was extensively reconfigured with the addition of two Tail Service Masts (TSM), one on either side of the main engine exhaust vent. These 31 feet (9 m) masts contained the feed lines through which liquid hydrogen (LH2) and liquid oxygen (LOX) were loaded into the shuttle's external fuel tank, as well as electrical hookups and flares that were used to burn off any ambient hydrogen vapors at the launch site immediately prior to Main Engine start. The main engines vented their exhaust through the original opening used for the Saturn rocket exhaust. Two additional exhaust ports were added to vent exhaust from the Space Shuttle Solid Rocket Boosters (SRBs) that flanked the external fuel tank. The Space Shuttle assembly was held to the MLP at eight holddown points using large studs, four on the aft skirt of each Solid Rocket Booster. Immediately before SRB ignition, frangible nuts attached to the top of these studs were detonated, releasing the Shuttle assembly from the platform. Each MLP weighed unloaded and roughly with an unfueled Shuttle aboard, measured , and was 25 feet (8 m) high. They were carried by one of two crawler transporters (CT), which measure , and 20 feet (6 m) high. Each crawler weighs about unloaded, has a maximum speed of about loaded, and has a leveling system designed to keep the launch vehicle vertical while negotiating the 5 percent grade leading to the top of the launch pad. Two diesel engines power each crawler. The MLPs were designed as part of NASA's strategy for vertical assembly and transport of space vehicles. Vertical assembly allows the preparation of the spacecraft in a ready for launch position, and avoids the additional step of lifting or craning a horizontally assembled vehicle onto the launchpad (as the engineers of the Soviet space program chose to do).

Мобильная пусковая платформа-1

Строительство мобильной пусковой платформы 1 (MLP 1) (ранее называвшейся мобильной пусковой платформой 3 или ML 3) началось в 1964 году и было завершено с установкой стрелового крана Launch Umbilical Tower 1 марта 1965 года. Отклоняемые рукава были добавлены позднее. ML 3 использовалась для пяти пилотируемых запусков «Аполлона»: «Аполлон-10», «Аполлон-13», «Аполлон-15», «Аполлон-16» и «Аполлон-17». После запуска «Аполлона-17» ML 3 стала первой из мобильных пусковых установок, переоборудованной для использования с космическим шаттлом. Launch Umbilical Tower была демонтирована и впоследствии частично собрана вновь на стартовой площадке LC 39A в качестве фиксированной обслуживающей конструкции (FSS), а основание пусковой платформы было модифицировано для размещения двигателей шаттла. Платформа получила новое обозначение MLP 1. В общей сложности MLP 1 использовалась для 52 запусков шаттлов в период с 1981 по 2009 год. Она была использована для первого запуска космического шаттла STS-1 в апреле 1981 года. После запуска STS-119 в марте 2009 года она была передана программе Constellation. Платформа использовалась только для Ares I-X, и MLP 1 получила существенные повреждения. Отмененный Ares I-Y должен был использовать ту же MLP. Однако программа Constellation была отменена, и MLP осталась неиспользованной. После STS-135 пригодные для использования части из MLP 1 были демонтированы и складированы в здании сборки ракет-носителей, и дальнейшего использования MLP не планируется. В 2021 году NASA начало перемещение мобильной пусковой платформы 1 на транспортере Crawler 2 с бетонным балластом сверху для подготовки ходовой части к выдерживанию суммарного веса космической пусковой системы и космического корабля Orion в будущем. NASA заявило, что в будущем потребуется периодическое восстановление ходовой части, и MLP 1 будет сохранена для этой цели. MLP 1 будет храниться в высоком отсеке 1 здания сборки ракет-носителей, когда не используется для обслуживания ходовой части.

Мобильная пусковая платформа-3

Первый запуск с платформы мобильного пускового комплекса 3 (MLP 3) (ранее называемый мобильным пусковым комплексом 1 или ML 1) был первым полётом ракеты-носителя «Сатурн-V» и первым запуском с площадки LC 39, миссия «Аполлон-4». После этого он использовался для двух пилотируемых запусков «Аполлона»: «Аполлон-8» и «Аполлон-11». После того, как НАСА решило перенести запуски ракеты «Сатурн-IB» с LC 34 на LC 39B, ML 1 был модифицирован путем добавления конструкции, известной как «Milkstool» (Молочная табуретка), что позволило ракете «Сатурн-IB» использовать ту же пусковую башню, что и гораздо более крупная ракета «Сатурн-V». Три пилотируемых полёта к станции «Скайлэб» и запуск «Аполлона» в рамках совместного проекта «Аполлон-Союз» были проведены с ML 1 с использованием «Milkstool». До демонтажа пусковой башни (LUT) в 2004 году велась кампания по её восстановлению и сохранению в качестве мемориала проекту «Аполлон». Рукав доступа экипажа сохранён в комплексе для посетителей Космического центра Кеннеди на верхнем уровне сувенирного магазина. После запуска «Аполлона-Союз» ML 1 стал последним мобильным пусковым комплексом, переоборудованным для использования с космическим челноком. LUT и «Milkstool» были демонтированы и отправлены на хранение, а основание стартовой платформы было изменено для размещения двигателей шаттла. Платформа была переименована в MLP 3. В общей сложности MLP 3 использовался для 29 запусков шаттлов, начиная с 1990 года. Это был наименее используемый из трёх MLP. После завершения программы Space Shuttle НАСА сохранило MLP 3 для ракет на твердом топливе, что было формализовано в августе 2019 года в рамках Соглашения о космической деятельности с возмещением затрат. В соответствии с соглашением, для сборки ракеты будет использоваться здание сборки транспортных средств High Bay 2, а MLP 3 и гусеничный транспортер 1 будут использоваться для перемещения ракеты на LC 39B для запуска. С 2019 по 2020 год на MLP 3 велось строительство пусковой башни OmegA. После отмены программы OmegA в сентябре 2020 года начались работы по сносу недостроенной пусковой башни. По состоянию на январь 2021 года планируется разместить MLP 3 на хранении в High Bay 2 здания сборки транспортных средств. Наиболее значительная модификация ML 1 коснулась основания платформы, где инженеры увеличили размер выхлопного канала до прямоугольной формы и укрепили окружающую структуру. SLS весит более чем в два раза больше, чем планировалась ракета Ares I. Ракета Ares I должна была иметь первую ступень на твердом топливе, в то время как SLS включает в себя два больших твердотопливных ускорителя и мощную центральную ступень с четырьмя двигателями RS 25. Основание ML 1 имеет высоту 25 футов (8 м), длину 158 футов (48 м) и ширину 133 фута (41 м). ML 1 также оснащён пусковой башней (LUT) высотой 355 футов (108 м) с несколькими манипуляторами, обеспечивающими обслуживание SLS на стартовой площадке и отводящимися в сторону во время запуска. В июне 2019 года НАСА заключило контракт на проектирование и строительство мобильного пускового комплекса 2 (ML 2) для блока 1B SLS. Конструкция этого MLP основана на MLP, используемых для ракет Titan III и IV.

The first launch from the Mobile Launcher Platform 3 (MLP 3) (formerly called the Mobile Launcher 1 or ML 1) was the maiden flight of the Saturn V, and the first launch from LC 39, Apollo 4. Following this, it was used for two crewed Apollo launches: Apollo 8 and Apollo 11. After NASA decided to move Saturn IB launches from LC 34 to LC 39B, the ML 1 was modified by the addition of a structure known as the Milkstool, which allowed the Saturn IB to use the same Launch Umbilical Tower as the much larger Saturn V. Three crewed flights to Skylab, and the Apollo launch for the Apollo Soyuz Test Project, were conducted from the ML 1 using the Milkstool. Prior to the scrapping of the LUT in 2004, there was a campaign to rebuild and preserve it as a memorial to Project Apollo. The crew access arm is preserved at the Kennedy Space Center Visitor Complex on the upper level of the gift shop. Following the launch of Apollo Soyuz, ML 1 was the last Mobile Launcher to be converted for use by the Space Shuttle. The LUT and Milkstool were dismantled and placed into storage, and the base of the launch platform was modified to accommodate the locations of engines on the shuttle. The platform was redesignated MLP 3. In total, MLP 3 was used for 29 Shuttle launches, starting in 1990. It was the least used of the three MLPs. Following the Space Shuttle retirement, NASA kept the MLP 3 for solid propellant rockets. and later formalized through a Reimbursable Space Act Agreement in August 2019. Under the Agreement, Vehicle Assembly Building High Bay 2 would be used to assemble the rocket, while MLP 3 and crawler transporter 1 would be used to move the rocket to LC 39B for launch. From 2019 to 2020, the OmegA launch tower was under construction on MLP 3. Following the cancellation of OmegA in September 2020, work began to demolish the half completed launch tower. As of January 2021, MLP 3 is planned to be placed in storage in High Bay 2 of the Vehicle Assembly Building. The biggest modification to the ML 1 was on the platform's base, where engineers increased the size of a exhaust duct to a rectangle stretching and strengthened the surrounding structure. SLS weighs more than twice as much as the planned Ares I rocket. The Ares I rocket would have featured a single solid fueled first stage, while the SLS includes two large solid rocket boosters and a powerful core with four RS 25 engines. The base of the ML 1 is 25 feet (8 m) high, 158 feet (48 m) long, and 133 feet (41 m) wide. The ML 1 also features a 355 feet (108 m) Launch Umbilical Tower (LUT) with several arms that permit servicing of the SLS on the launch pad, and swing away from it at launch. In June 2019, NASA awarded a contract for the design and construction of the Mobile Launcher 2 (ML 2) for SLS Block 1B. The design of this MLP is derived from the MLPs used by the Titan III and IV rockets.

Титан III и Титан IV

Ракеты Titan III и Titan IV, запускаемые с площадок SLC 40 и SLC 41, использовали мобильные пусковые платформы (MLP) для разделения процессов сборки ракеты-носителя и её запуска. Это было сделано для обеспечения одновременной сборки нескольких ракет в рамках концепции «Интегрированный перенос и запуск» (ITL) для ракет Titan, что позволяло достичь высокой частоты запусков с ограниченного числа стартовых площадок.

Вулканский

Ракета-носитель Vulcan компании United Launch Alliance будет использовать MLP, конструкция которого аналогична используемому для Atlas V при запусках с SLC 41, но модифицированному для поддержки более крупных габаритов Vulcan. Высота VLP (Vulcan Launch Platform) составляет 183 фута (56 м), а после завершения строительства она будет оснащена различным электронным оборудованием, силовыми линиями и кабелями для поддержки и управления ракетой. Для первоначальной конфигурации Vulcan Centaur, MLP будет обеспечивать подачу сжиженного природного газа и жидкого кислорода на первую ступень, а также жидкого водорода и жидкого кислорода на верхнюю ступень Centaur. По состоянию на 2019 год базовая конструкция была завершена, однако пуповины и оборудование еще предстоит установить.

Другие применения

Японские ракеты H IIA и H IIB используют мобильную пусковую платформу (MLP) при запуске из пускового комплекса Йосинобу. Ракеты PSLV, GSLV и GSLV Mark III используют MLP, называемый мобильным пусковым постаментом. Ракеты собираются на мобильном пусковом постаменте в здании сборки ракет-носителей (VAB; не следует путать с одноименным зданием NASA), а затем транспортируются к стартовой площадке.

Система подавления шума

После доставки на стартовую площадку, мобильная платформа запуска соединяется с большой системой подавления шума большими трубами, по которым подается мощный поток воды из соседней водонапорной башни. Шесть 3,6-метровых установок, известных как "водяные птицы" (rainbirds), распыляют воду над мобильной платформой запуска и в огнезащитные траншеи под ней, поглощая звуковые волны. Система подавления снизила уровень акустического шума примерно до 142 дБ.