 | |
| Funktion | Trägerrakete |
|---|---|
| Hersteller | Northrop Grumman |
| Vereinigte Staaten | |
| Kosten pro Markteinführung | 40 Mio. USD [1] |
| Größe | |
| Höhe | 16,9 Meter (55 Fuß) (Pegasus) 17,6 Meter (58 Fuß) (Pegasus XL) |
| Durchmesser | 1,27 Meter |
| Masse | 18.500 Kilogramm (40.800 Pfund) (Pegasus) 23.130 Kilogramm (50.990 Pfund) (Pegasus XL) |
| Stufen | 3 |
| Kapazität | |
| Nutzlast für LEO | 443 Kilogramm (977 Pfund) (1,18 mal 2,13 Meter (3,9 Fuß × 7,0 Fuß)) |
| Zugehörige Raketen | |
| Familie | Luftabschuss in den Orbit |
| Derivate | Minotaur-C |
| Starthistorie | |
| Status | Aktiv |
| Startplätze | Start der Luft in den Orbit |
| Gesamtstart | 43 |
| 19659005] Ausfälle | 3 |
| Teilversagen | 2 |
| Erster Flug | 5. April 1990 (Pegsat / NavySat) |
| Letzter Flug | 15. Dezember 2016 (CYGNSS) |
Pegasus ist eine von der Orbital Sciences Corporation (heute Teil von Northrop Grumman Innovation Systems, nachdem Northrop Grumman Orbital ATK erworben hat) von der Luft abgefeuerte Rakete. Pegasus ist in der Lage, kleine Nutzlasten von bis zu 443 Kilogramm in eine erdnahe Umlaufbahn zu befördern, flog 1990 zum ersten Mal und ist seit 2018 aktiv [update]. Das Fahrzeug besteht aus drei Festtreibstoffstufen und einer optionalen vierten Stufe. Pegasus wird aus seinem Trägerflugzeug in einer Entfernung von ungefähr 12.000 m freigelassen, und seine erste Stufe hat einen Flügel und ein Heck, um in der Atmosphäre Hub- und Lageregelung zu gewährleisten. [1]
Pegasus-Programm [ edit ]
Die drei Orion-Festmotoren von Pegasus wurden von Hercules Aerospace (jetzt Alliant Techsystems) speziell für den Pegasus-Werfer entwickelt. Darüber hinaus wurden Flügel- und Leitwerke sowie eine Nutzlastverkleidung entwickelt. Der größte Teil des Pegasus wurde von einem Team unter der Leitung von Antonio Elias entworfen. [2] Der Flügel wurde von Burt Rutan entworfen.
- Masse: 18.500 kg (Pegasus), 23.130 kg (Pegasus XL) [1]: 3
- Länge: 16,9 m (Pegasus), 17,6 m (Pegasus XL) [1]: 3
- Durchmesser: 1,27 m
- Flügelspannweite: 6,7 m
- Nutzlast: 443 kg (1,18 m Durchmesser, 2,13 m Länge)
Orbitals interne Projekte, die Orbcomm-Kommunikationskonstellation und die OrbView-Beobachtungssatelliten sowie Orbcomm -gestützte Satelliten (die "Microstar" -Plattform) dienten als garantierte Kunden und zusätzliches Startkapital. Bald nach dem Beginn der Entwicklung wurden mehrere Regierungs- und Militärbefehle erlassen, da der Scout-Werfer zum Auslaufen vorgesehen war.
Der erste erfolgreiche Start von Pegasus erfolgte am 5. April 1990 mit dem NASA-Testpilot und dem ehemaligen Astronauten Gordon Fullerton, der das Trägerflugzeug befehligte. Zunächst diente eine NASA-eigene B-52 Stratofortress NB-008 als Trägerflugzeug. Bis 1994 war Orbital auf den "Stargazer" L-1011 umgestiegen, ein umgebautes Flugzeug, das früher im Besitz von Air Canada war. Der Name "Stargazer" ist eine Hommage an die Fernsehserie Star Trek: The Next Generation : Die Figur Jean-Luc Picard war Kapitän eines Schiffes mit dem Namen Stargazer vor den Ereignissen des und sein erster Offizier, William Riker, diente einst an Bord eines Schiffes mit dem Namen Pegasus . [3]
Zunächst hatte das Pegasus-Programm eine hohe Fehlerquote, die bis 1997 bei 40% lag Es verlor sechs verschiedene Ladungen, angefangen mit 7 Mikrosatelliten beim zweiten Versuch und endete mit dem Verlust des Gamma-Burst-Erkennungssatelliten HETE (High Energy Transient Explorer) im Jahr 1996. [4] Ein Teil von mindestens drei von vier war eingeschlossen Space Test Experiment Platform (STEP) in den 1990er Jahren zu drei verschiedenen Starts. [5]
Der Pegasus XL wurde 1994 eingeführt Zitat benötigt wurde verlängert Stufen zur Steigerung der Nutzlastleistung. Beim Pegasus XL werden die erste und die zweite Stufe zu Orion 50SXL bzw. Orion 50XL verlängert. Höhere Stufen sind unverändert; Flugbetrieb ist ähnlich. Der Flügel ist leicht verstärkt, um das höhere Gewicht zu bewältigen. Der Standard-Pegasus wurde eingestellt; Der Pegasus XL wird noch produziert. Pegasus hat am 15. Dezember 2016 43 Missionen in beiden Konfigurationen geflogen. [6] Davon wurden 38 als erfolgreiche Starts angesehen. [ Zitat erforderlich
Doppelte Nutzlasten können sein gestartet, mit einem Kanister, der das untere Raumfahrzeug umschließt und das obere Raumfahrzeug montiert. Das obere Raumfahrzeug entfaltet sich, der Kanister öffnet sich, dann trennt sich das untere Raumfahrzeug vom Adapter der dritten Stufe. Da die Verkleidung aus Kosten- und Aerodynamikgründen unverändert bleibt, muss jede der beiden Nutzlasten relativ kompakt sein.
Für ihre Arbeit bei der Entwicklung der Rakete wurde das von Antonio Elias angeführte Pegasus-Team 1991 mit der National Medal of Technology des US-Präsidenten George W. W. Bush ausgezeichnet.
Der angebotene Startpreis betrug 6 Millionen US-Dollar ohne Optionen oder eine HAPS-Manövrierstufe (Hydrazin Auxiliary Propulsion System). Mit der Erweiterung auf Pegasus XL und den damit verbundenen Verbesserungen am Fahrzeug stiegen die Basispreise. Darüber hinaus kaufen Kunden in der Regel zusätzliche Services wie zusätzliche Tests, Design und Analyse sowie Support für die Startseiten. Im Jahr 2015 kostete der letzte zu kaufende Pegasus XL - ein geplanter Start der Ionospheric Connection Explorer-Mission der NASA im Juni 2017 - Gesamtkosten von 56,3 Millionen US-Dollar. Die NASA weist darauf hin, dass die Kosten für den festen Startservice, die Verarbeitung von Raumfahrzeugen und die Integration von Nutzlasten einbezogen sind , Tracking, Daten und Telemetrie sowie andere Anforderungen an die Starthilfe. " [7]
Für viele kleine Satelliten ist es wünschenswert, die primäre Nutzlast zu sein und sich in der gewünschten Umlaufbahn zu befinden sekundäre Nutzlast in einer Kompromissbahn Zum Beispiel können Pegasus-Starts von äquatorialen Startplätzen aus Raumsonden in Umlaufbahnen bringen, um die südatlantische Anomalie (eine Hochstrahlungsregion über dem Südatlantik) zu vermeiden, die für viele wissenschaftliche Raumfahrzeuge wünschenswert ist. Für einige Nutzlasten kann dies die höheren Kosten von Pegasus im Vergleich zu Satelliten rechtfertigen, die bei größeren Werfern als Sekundärladungen gestartet werden.
Startprofil [ edit ]
Bei einem Pegasus-Start Das Trägerflugzeug startet von einer Start- und Landebahn mit Unterstützungs- und Kasseneinrichtungen. Zu diesen Standorten zählen das Kennedy Space Center / die Cape Canaveral Air Force Station, Florida; Luftwaffenstützpunkt Vandenberg und Dryden Flight Research Center, Kalifornien; Wallops Flight Facility, Virginia; Kwajalein Range im Pazifischen Ozean und die Kanarischen Inseln im Atlantik. Orbital bietet Starts aus Alcantara, Brasilien, an, aber keine bekannten Kunden haben dies getan.
Bei Erreichen einer vorbestimmten Staging-Zeit, Position und Geschwindigkeitsvektor gibt das Flugzeug den Pegasus frei. Nach fünf Sekunden Freifall zündet die erste Stufe und das Fahrzeug steigt an. Der 45-Grad-Deltaflügel (aus Carbon-Composite-Konstruktion und Doppelkeilprofil) unterstützt das Aufstellen und sorgt für Auftrieb. Die Heckflossen ermöglichen die Steuerung der ersten Flugphase, da der Orion 50S-Motor keine Schubvektor-Düse hat.
Ungefähr 1 Minute und 17 Sekunden später brennt der Orion 50S-Motor aus. Das Fahrzeug befindet sich in einer Höhe von über 200.000 Fuß (61.000 m) und unter Überschallgeschwindigkeit. Die erste Stufe fällt weg, nimmt die Flügel- und Schwanzoberfläche und die zweite Stufe zündet. Der Orion 50 brennt ca. 1 Minute und 18 Sekunden. Die Lageregelung erfolgt durch Schubvektorsteuerung des Orion 50-Motors um zwei Achsen, Neigung und Gieren. Die Wanksteuerung wird durch Stickstofftriebwerke auf der dritten Stufe gewährleistet. [ Zitat benötigt ]
Auf halbem Weg durch den Flug der zweiten Stufe hat der Träger eine nahezu vakuumhohe Höhe erreicht. Die Verkleidung spaltet sich und fällt weg, wodurch die Nutzlast und die dritte Stufe freigelegt werden. Beim Ausbrennen des Motors der zweiten Stufe läuft der Stapel aus, bis er einen geeigneten Punkt in seiner Flugbahn erreicht, abhängig von der Mission. Dann wird der Orion 50 weggeworfen und der Orion 38-Motor der dritten Stufe zündet. Es hat auch eine Schubvektor-Düse, unterstützt von den Stickstoff-Triebwerken für die Walze. Nach ungefähr 64 Sekunden brennt die dritte Stufe aus. [ Zitat benötigt ]
Eine vierte Stufe wird manchmal für eine höhere Höhe, feinere Höhengenauigkeit oder komplexere Manöver hinzugefügt. Das HAPS (Hydrazin Auxiliary Propulsion System) wird von drei wiederanlauffähigen, einstufigen Hydrazin-Triebwerken angetrieben. Wie bei zwei Starts reduziert der HAPS das für die Nutzlast verfügbare feste Volumen. In mindestens einem Fall wurde das Raumfahrzeug um das HAPS herum gebaut.
Die Führung erfolgt über einen 32-Bit-Computer und eine IMU. Ein GPS-Empfänger liefert zusätzliche Informationen. Aufgrund des Luftstarts und des Auftriebs der Flügel wird der Flugalgorithmus der ersten Stufe individuell gestaltet. Die Trajektorien der zweiten und dritten Stufe sind ballistisch und ihre Führung wird von einem Space-Shuttle-Algorithmus abgeleitet. Zitat benötigt
Trägerflugzeug [ edit ]]
Das Trägerflugzeug (ursprünglich eine NASA B-52, jetzt ein L-1011 im Besitz von Orbital) dient als Booster, um die Nutzlasten bei reduzierten Kosten zu erhöhen. 40.000 Fuß (12.000 m) sind nur etwa 4% einer niedrigen Orbitalhöhe der Erde, und das Subsonic-Flugzeug erreicht nur etwa 3% der Orbitalgeschwindigkeit. Wenn jedoch das Startfahrzeug auf diese Geschwindigkeit und Höhe gebracht wird, ersetzt das wiederverwendbare Flugzeug zunächst eine kostspielige Alternative Bühnenverstärker.
Die häufigste Ursache für traditionelle Startverzögerungen ist das Wetter. Die Beförderung zu 40.000 Fuß bringt den Pegasus oberhalb der Troposphäre in die Stratosphäre. Konventionelles Wetter ist auf die Troposphäre beschränkt und der Seitenwind ist bei 40.000 Fuß viel milder. Somit ist der Pegasus in der Höhe weitgehend unempfindlich gegen wetterbedingte Verzögerungen und die damit verbundenen Kosten. (Schlechtes Wetter ist immer noch ein Faktor beim Start, beim Aufstieg und beim Übergang zum Sammelpunkt).
Durch das Starten von Luft werden die Kosten für die Reichweite reduziert. Es werden keine schlagfesten Polster, Blockhäuser oder zugehörige Ausrüstung benötigt. Dies ermöglicht den Start von einer Vielzahl von Standorten, die im Allgemeinen durch die Unterstützungs- und Vorbereitungsanforderungen der Nutzlast begrenzt sind. Die Reichweite des Flugzeugs ermöglicht Starts am Äquator, was die Leistung erhöht und für einige Missionsorbits erforderlich ist. Der Start über Ozeanen senkt auch die Versicherungskosten, die für Fahrzeuge, die mit flüchtigem Kraftstoff und Oxidationsmittel gefüllt sind, oft hoch sind.
Der Start in der Höhe ermöglicht eine größere, effizientere und dennoch günstigere Düse der ersten Stufe. Sein Expansionsverhältnis kann für niedrige Umgebungsluftdrücke ausgelegt werden, ohne die Gefahr der Strömungsablösung und Fluginstabilität während des Fluges in geringer Höhe zu riskieren. Der zusätzliche Durchmesser der Hochdüse wäre schwer zu kardieren. Bei reduziertem Seitenwind können die Lamellen jedoch für eine ausreichende Lenkung der ersten Stufe sorgen. Dies ermöglicht eine feste Düse, was gegenüber einer heißen Verbindung Kosten und Gewicht spart.
Ein Einzelimpulsstart führt zu einem elliptischen Orbit mit hohem Apogäum und niedrigem Perigäum. Die Verwendung von drei Stufen sowie die Küstenperiode zwischen den Schüssen der zweiten und dritten Stufe tragen dazu bei, die Umlaufbahn zu zirkulieren, sodass das Perigäum die Erdatmosphäre frei macht. Wenn der Pegasus-Start in geringer Höhe begonnen hätte, müssten die Küstenperiode oder das Schubprofil der Stufen geändert werden, um ein Abschäumen der Atmosphäre nach einem Durchgang zu verhindern.
Für Starts, die nicht von der Luftwaffenbasis Vandenberg stammen, wird das Trägerflugzeug auch dazu verwendet, das zusammengebaute Startfahrzeug zum Startplatz zu bringen. Für solche Missionen kann die Nutzlast entweder an der Basis installiert und mit dem Startfahrzeug befördert oder am Startplatz installiert werden.
Im Oktober 2016 kündigte Orbital ATK eine Partnerschaft mit Stratolaunch Systems an, um Pegasus-XL-Raketen vom gigantischen Scaled Composites Stratolaunch zu starten, mit dem bis zu drei Pegasus-XL-Raketen in einem einzigen Flug gestartet werden könnten. [8]
Verwandte Projekte edit ]
Pegasus-Komponenten waren auch die Basis für andere OSC-Trägerraketen. Die bodengesteuerte Taurus-Rakete platziert die Pegasus-Stufen und eine größere Verkleidung auf einer ersten Stufe der Castor 120, die von der ersten Stufe der MX Peacekeeper Rakete stammt. Anfängliche Starts benutzten aufgearbeitete MX-Erststufen.
Der Minotaurus I, ebenfalls bodengesteuert, ist eine Kombination aus Stufen von Taurus-Trägerraketen und Minuteman-Raketen, daher der Name. Die ersten beiden Etappen stammen von einem Minuteman II; Die oberen Stufen sind Orion 50XL und 38. Aufgrund des Einsatzes von militärischen Raketenmotoren wird dies nur für US-amerikanische und staatlich gesponserte Nutzlasten verwendet.
Ein drittes Fahrzeug wird Minotaur IV genannt, obwohl es keine Minuteman-Stufen enthält. Es besteht aus einem überholten MX mit einer Orion 38 als vierter Stufe.
Die Hyperschall-Testfahrzeuge der NASA X-43A wurden durch die ersten Stufen von Pegasus verstärkt. Die oberen Stufen wurden durch freiliegende Modelle eines Scramjet-Fahrzeugs ersetzt. Die Orion-Stufen erhöhten die X-43 auf Zündgeschwindigkeit und -höhe und wurden verworfen. Nachdem der Scramjet abgefeuert und Flugdaten gesammelt wurden, fielen auch die Testfahrzeuge in den Pazifik.
Startstatistik [ edit ]
Raketenkonfigurationen [ edit ]
- Standard
- [194565015] XL
- Hybrid
Startplätze [ edit
1990
1995
2005
2005
2010
] 2015
- Edwards AFB
- Cape Canaveral
- Vandenberg
- Base Aerea de Gando
- Wallops Flight Facility
- Kwajalein Atoll
Ergebnisse zum Start [
1990
1995
1995
2000
2010
2015
- Misserfolg
- Teilversagen
- Erfolg
- Planned
Flugzeug [ edit ]
1990
1995
2000
2005
2010
] Pegasus hat zwischen 1990 und 2016 43 Missionen geflogen. [6]
Geplante Starts [ edit ]
Startversagen [ edit
- Flug F 2., 17. Juli 1991: Ein fehlerhaftes pyrotechnisches System führte dazu, dass die Rakete während der ersten Trennungsphase vom Kurs abkam, was zu unregelmäßigen Manövern führte, die die Rakete daran hinderten, die richtige Umlaufbahn zu erreichen, und die Nutzlast trat 6 Monate nach dem Start wieder in die Atmosphäre ein, obwohl dies geplant war für eine Lebensdauer von 3 Jahren [17]
- Flug F-5, 19. Mai 1994: Ein Software-Navigationsfehler führte dazu, dass die HAPS-Oberstufe vorzeitig stilllegte, was zu einer niedrigeren als der geplanten Umlaufbahn führte. Die Pegasus beförderte den Satelliten des DoD Space Test-Programms - Space Test Experiments Platform, Mission 2 (Schritt 2).
- Flug F-6, 27. Juni 1994: Das Fahrzeug verlor die Kontrolle nach 35 Sekunden, die Telemetrie-Abwärtsverbindung verlor 38 Sekunden In den Flug, Bereich Sicherheit befohlene Flugabbruch 39 Sekunden in den Flug. Der wahrscheinliche Grund für den Kontrollverlust war eine unangemessene aerodynamische Modellierung. Der Pegasus trug den Satelliten des DoD Space Test-Programms - Space Test Experiments Platform, Mission 1 (STEP-1).
- Flug F-9, 22. Juni 1995: Der Ring zwischen der 1. und der 2. Stufe war nicht zwingend Bewegung der Düse der 2. Stufe. Infolgedessen wehrte sich die Rakete von ihrer vorgesehenen Flugbahn ab und wurde letztendlich durch die Reichweitensicherheit zerstört. Der Pegasus trug das Satellitentestprogramm des DoD-Weltraumtests (Space Test Experiments Platform, Mission 3 (STEP-3)).
- Flug F-14, 4. November 1996: Trennung der Nutzlasten fehlgeschlagen, da eine entladene Batterie dazu dient, die Trennungspyros zu starten . Der Schaden während des Starts war der wahrscheinliche Grund.
- Flug F-16, 1. August 1997: Die Rakete erreichte aus unbekannten Gründen den geplanten Orbit 98 km unterhalb des geplanten Orbits, wahrscheinlich ein extremer Fall massiver Raketenleistungsschwankungen. Der Satellit erreichte die richtige Umlaufbahn mit seinen eigenen Triebwerken.
Siehe auch [ edit ]
Referenzen [ edit
-
- ] a b c "Pegasus-Benutzerhandbuch" (PDF) . orbitalatk.com. Oktober 2015. Aus dem Original (PDF) am 13. Januar 2016 archiviert.
- ^ Brown, Stuart (Mai 1989), "In den Weltraum fliegen", Popular Science ]Bonnier Corporation, p. 128, ISSN 0161-7370 abgerufen 27. Juni 2013
- ^ "startrek.com". startrek.com .
- ^ Pegasus klammert sich an seine Satellitenfracht
. ASTRONOMERS hoffen, ein Rätsel zu lösen, das sie zwei Jahrzehnte lang gequält hatte, als letzte Woche ihre Hoffnungen gescheitert waren Stattdessen wurden zwei astrophysikalische Satelliten in den Orbit geschossen, die stattdessen an der Sonde hingen. Das Problem trat auf, nachdem die dritte Stufe der Pegasus-Rakete, die unter einem Flugzeug abgefeuert wurde, den geplanten Orbit erreichte. Der Sprengkörper, der die Satelliten hätte loslassen sollen, konnte sich nicht entzünden und die Rakete und die Satelliten in einen Orbit stürzen, von dem erwartet wird, dass er innerhalb von Monaten zerfällt und das Raumfahrzeug in der Atmosphäre verbrennen lässt. NASA überprüft den Weltraum Zugriff nach dem zweiten Pegasus-Versagen - ^ a b "Pegasus-Missionsgeschichte" (PDF) . Northrop Grumman.
- ^ "NASA vergibt Startvertrag für Startverträge für Ionospheric Connection Explorer". NASA
- ^ Foust, Jeff (6. Oktober 2016). "Stratolaunch zum Start von Pegasus-Raketen". SpaceNews . 7. Juni 2018 .
- ^ "NuSTA" (PDF) . Dezember 2010. Aus dem Original (PDF) am 17.07.2011.
- ^ "NASA's Consolidated Launch Schedule". NASA. 2013-05-14.
- ^ "IRIS Launch Coverage". NASA. 27. Juni 2013.
- ^ "NASA-Preisverleihung für Orbitals Pegasus-Rakete". Orbital-Pressemitteilung. 1. April 2014.
- ^ Graham, William (15. Dezember 2016). "Pegasus startet CYGNSS-Konstellation nach der Veröffentlichung von Stargazer". NASASpaceFlight . 16. Dezember 2016 2016. 19659193] ^ a b ICON of Delay? NASA: Northrop Grumman verschiebt die Satellitenmission erneut. Meghan Bartels, Space.com . 23. Oktober 2018.
- ^ "Übersicht über die ICON-Mission". NASA. 18. Juni 2017.
- ^ Pietrobon, Steven (22. September 2018). "Commercial ELV Launch Manifest der Vereinigten Staaten" . 23. September 2018 .
- ^ Internationaler Nachschlagewerk für Startsysteme, 4. Auflage, Seite 290, ISBN 1-56347-591-X
Externe Links [ edit ]
- ] a b c "Pegasus-Benutzerhandbuch" (PDF) . orbitalatk.com. Oktober 2015. Aus dem Original (PDF) am 13. Januar 2016 archiviert.
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