13.01.2023

«А что, так можно было?»

13 января 2023 г. в 02:10 пекинского времени (12 января в 18:10 UTC) со стартового комплекса №3 космодрома Сичан был произведен пуск носителя «Чанчжэн-2C» (CZ-2C №Y61) с телекоммуникационным космическим аппаратом APStar 6E.

Пуск РН CZ-2C в ночь на 13.01.2023

Это был совершенно нестандартный старт, потому что никогда еще геостационарный спутник связи не запускался ракетой CZ-2C, для этого вовсе не предназначенной. Двухступенчатый носитель, летающий с 1982 года и претерпевший за это время две серьезных модернизации, в норме использовался для доставки полезных грузов на низкие орбиты. Да, с добавлением верхней ступени его можно было применить и для отправки КА на высокоэллиптическую орбиту, как было сделано в 2003–2004 гг. с двумя научными спутниками «Таньцэ», вот только масса каждого из них была порядка 340 кг. Разве можно при таких исходных данных использовать CZ-2C для запуска современного спутника связи, да еще с высокой пропускной способностью?

Оказывается, можно, нужно было лишь вспомнить и воспроизвести опыт эксплуатации носителя CZ-2E в первой половине 1990-х годов. Тогда китайцы откосплеили систему Space Shuttle: ракета доставляла на низкую орбиту спутник класса HS-601 вместе с твердотопливным разгонным блоком, на который возлагался подъем КА на геопереходную орбиту; далее до стационара спутник следовал своим ходом. Опыт оказался не очень удачным, так как два из семи пусков завершились авариями того или иного рода; кстати, во второй из них был утрачен КА APStar 2. И вот спустя 20 лет он был востребован и повторен, хотя и не в точности.

КА APStar 6E на модуле SPS

В результате пуска в ночь на 13 января на низкую околоземную орбиту был доставлен объект массой 4300 кг, состоящий из КА APStar 6E (2090 кг) и двигательного модуля SPS с ЖРД (2210 кг), предназначенного для перевода спутника на геопереходную орбиту. Отделившись на ней, аппарат будет уже самостоятельно подниматься на геостационар, причем очень медленно, используя электроракетные двигатели малой тяги. На это программой полета отведено 10 месяцев.

Фактически за первые 12 часов после старта американцы обнаружили на орбите два объекта, данные на которые (каталожные номера, международные обозначения и параметры орбиты) приведены в таблице.

 

Данные на объекты, запущенные 12/13.01.2023

Наименование

Номер

Межд.
обозн.

Параметры орбиты

i

Hp, км

Ha, км

P, мин

APStar 6E + SPS?

55239

2023-005A

28.51°

223.0

641.2

93.28

Вторая ступень РН?

55240

2023-005B

28.51°

205.9

484.7

91.44

 

Орбита объекта B, если считать его второй ступенью РН, соответствует заявленной орбите выведения высотой 200x500 км. Если считать, что полезный груз первоначально находился на близкой к ступени орбите, а затем модуль SPS выдал первый пробный импульс, то момент этого включения определяется в 22:41 UTC – через 6.5 часов после старта. Для нового изделия, каковым является двигательный модуль, логично начать с кратковременного включения, за которым последуют более длительные импульсы перевода на ГПО.

Эмблема запуска КА APStar 6E

Спутник APStar 6E, как и его предшественники с похожими именами, принадлежит международному оператору спутниковой связи Asia-Pacific Satellite Co. Ltd. (亚太卫星有限公司, ятай вэйсин юсянь гунсы), сокращенно 亚太卫星 или APT Satellite, базирующимся в Шанхае и Гонконге. В китайских источниках, кстати, он и называется «Ятай-6E» (亚太6E, Yatai 6E).

Контракт на изготовление и запуск «под ключ» нового КА был подписан в начале ноября 2020 г. между APT Satellite и официальным госпосредником по космическим услугам, компанией China Great Wall Industry Company, являющейся одним из дочерних предприятий Китайской корпорации космической науки и техники CASC. Впоследствии права заказчика были переданы совместному предприятию APStar Alliance Satcom Limited (APAS), в состав которого помимо APT Satellite вошли сама CGWIC и два других дочерних предприятия CASC – Китайская исследовательская академия космической техники CAST (разработчик спутника) и Китайская исследовательская академия ракет-носителей CALT. (CASC принадлежит также более половины акций APT, так что по факту она заказала спутник самой себе.)

Стоимость контракта составила 137.6 млн $, включая изготовление, запуск, услуги и страховку. По условиям контракта КА должен быть передан заказчику на орбите не позднее 31 августа 2023 г., но сегодня не очевидно, удастся ли уложиться с маневрами и испытаниями спутника до этой даты.

КА доставлен на космодром

Главным конструктором APStar 6E является Ван Минь (王敏), административным руководителем – Вэй Цян (魏强).

APStar 6E – первый телекоммуникационный спутник, изготовленный на платформе DFH-3E. Китай разработал платформу DFH-3, оптимизированную под носитель CZ-3A, в 1994 г. и использовал ее в ряде проектов телекоммуникационных и навигационно-связных спутников со стартовой массой порядка 2300 кг. В 2006 г. начались запуски КА на более тяжелой платформе DFH-4 массой 5100 кг и выше под ракету CZ-3B, однако DFH-3 не ушла в прошлое: начиная с 2017 г. ее модернизировали, заменив маршевый бортовой ЖРД для подъема с ГПО на ГСО электроракетными (ионными и холловскими) двигателями малой тяги.

КА APStar 6E в безэховой камере

Так появилась малая геостационарная платформа класса «электросат» под названием DFH-3E с заявленной массой 1300 кг и массой полезной нагрузки 300-450 кг, с выделяемой на нее мощностью 3-4 кВт и со сроком службы 15 лет. Другим ее достоинством является высокая степень автономности, включая самостоятельное определение параметров орбиты по сигналам спутниковых навигационных системе «Бэйдоу» и GPS, автономное планирование и осуществление маневров, обнаружение, диагностику и парирование отказов, автономное удержание в точке стояния и автоматическую обработку задач.

Спутники массой 1800–2100 кг на базе DFH-3E предлагаются теперь инозаказчикам в качестве дешевой альтернативы современным тяжелым телекоммуникационным КА.

КА типа DFH-3E на двигательном модуле SPS, рисунок из патента CN 112373727

В части средства выведения удалось заменить трехступенчатую ракету CZ-3A с кислородно-водородной верхней ступенью на существенно более дешевую двухступенчатую CZ-2C; платой за это стал запуск КА в связке с двигательным модулем SPS.

Проектный облик двигательного модуля SPS

Двигательный модуль SPS имеет в своем составе маршевый двигатель тягой 490 Н, двигатели ориентации и стабилизации тягой по 10 Н, вынесенные на кронштейнах, два бака компонентов топлива (монометилгидразин и окись азота MON-1) и баллон с гелием для наддува, блок управления, аккумуляторную батарею, терминал текстовых сообщений системы «Бэйдоу», солнечные датчики. За управление связкой в целом отвечает система управления КА, однако блок управления SPS самостоятельно сличает текущий остаток топлива с параметрами орбиты и прекращает ее подъем с тем, чтобы обеспечить сведение и затопление SPS.

Ракета на стартовом комплексе №3, справа комплекс №2

Поскольку штатная CZ-2C в варианте 2004 года со стартовой массой 244 т могла вывести на орбиту только 3900 кг, ее также пришлось доработать с повышением грузоподъемности до 4300 кг, главным образом за счет облегчения интегрированного адаптера КА более чем на 20%. С учетом габаритов полезного груза использовался надкалиберный обтекатель типа 4200C.

APStar 6E оснащен телекоммуникационной полезной нагрузкой с высокой пропускной способностью (свыше 30 Гбит/с), формирующей 25 пользовательских лучей Ku-диапазона и три луча Ka-диапазона для работы с наземной шлюзовой станцией. Спутник будет размещен в точке 134°в.д., где уже работают APStar 6C и 6D, и обеспечит высокоскоростной связью страны Юго-Восточной Азии, в первую очередь Индонезию.

Пуск успешный!

О готовности КА к отправке на полигон сообщалось 16 декабря 2022 г., а 23 декабря стало известно, что пуск состоится в 2023 г. 3 января была названа предварительная дата первого старта с Сичана – 14 января. 7 января были выданы предупреждения для авиации о закрытии зоны вокруг старта и двух районов падения в направлении на восток на вечер 13 января по Гринвичу. Положение зон соответствовало носителю CZ-2C, а не ракетам семейства CZ-3A, как было бы при обычном запуске геостационарного спутника, что указывало на подготовку к запуску именно КА APStar 6E. Наконец, 10 января дату старта еще раз сдвинули на сутки влево, и в ночь с 12 на 13 января по местному времени пуск состоялся.

Это был 510-й китайский космический пуск и 460-й для ракет семейства «Великий поход».

Автор: Liss

Поделиться в соц. сетях
471