'Dnepr' je bio rusko-ukrajinski lansirni sistem, baziran na interkontinentalnom balističkom projektilu R-36M, koji je služio za lansiranje lakih satelita i brodova u orbitu i druge trajektorije, a za račun rusko-ukrajinsko-kazahstanske kompanije ISC 'Kosmotrans'. Prema dogovoru sa Amerima o (tadašnjem) smanjenju vojnih tenzija, grupa od ukupno 150 nuklearnih projektila je dobila dozvolu da se pretvori u kosmičke rakete koje će biti lansirane do 2020. Međutim, od 2016. nijedna ova raketa nije lansirana, a korisnici usluga su prebačeni na alternativne provajdere. Ipak, njena istorija je zanimljiva, jer je sve do nedavno 'Dnepr' držao svetski rekord od 32 satelita lansirana u jednoj misiji.

1

Projektili R-36, poznati kao SS-18 ili 'Satana'[1], bili su konstruisani u birou OKB-586 ('Južnoje') u Dnepropetrovsku, u Ukrajini, u to vreme delu SSSR-a. Razvoj je počeo 1962, u okviru radova na programu interkontinentalnih nuklearnih projektila R-16. Glavni projektant je bio slavni pionir kosmonautike, Mihajlo Jangel. Prva testiranja su trajala sve do 1966, nakon čega je raketa R-36 postala operativna. U početku je pravljena u lakoj, teškoj i orbitnoj verziji, koje su omogućavale Sovjetima da lansiraju veliki broj nuklearnog oružja u orbitu, gde ih u to vreme niko nije bio u stanju da presreće. Amerika je bila prinuđena da se pod hitno dogovori o uzejamnoj kontroli i zauzdavanju daljeg naoružavanja kosmosa.

2

1970, nova, četvrta verzija R-36, koja je mogla da nosi više MIRV nezavisnih bojevih glava i posle ostali usavršavanja, dobila je oznaku 36M, koja je pružala Sovjetima mogućnost da uništavaju američke silose sa 'Minitmenima' i kontrolne centre pre nego što oni uspeju da odgovore na prvi nuklearni udar. Prve verzije su mogle da na daljinu od 10.600 km odnesu jednu ogromnu nuklearnu bojevu od 12 Mt. NATO je tu verziju nazvao S-18 'Satana'. Na vrhuncu, Sovjeti su po silosima širom zemlje imali raspoređeno 308 ovih projektila.

R-36M je prošao kroz šest bitnih modifikacija. Prva (Mod-1) pojavila se 1984, a poslednja (Mod-6) označena kao R-36M-2 'Vojvoda', pojavila se u avgustu 1988. Taj projektil je mogao da ponese glavu od 18-20 Mt[2] na daljinu od 16.000 km. Neke modifikacije pre ove, mogle su da nose MIRV (Multiple IndependentReentry Vehicles) bojeve glave, koje su američke najjače rakete nadmašivale u svemu (megatone, domet i zaštitu od ometanja) sem u preciznosti.

Posle pada SSSR-a, postignut je dogovor[3] kako bi se po svaku cenu eliminisao strašni projektili R-36[4]. Kao alternativa destrukciji postojećih raketa, procenjeno je da bi mogle da se upotrebe za orbitna lansiranja. Zato je 150 R36 poslato u ruska skladišta da bi sa malim izmenama mogle da se pretvore u civilne rakete-nosače. Te izmene su uglavnom bile povezane sa instaliranjem korisnog tereta i sistema za kontrolu leta koji je trebalo apgrejdovati radi orbitnih lansiranja.

3

Interkontinentalne rakete R-36 su lansirane ukupno preko 160 puta, sa stopom uspešnosti od 97%. Danas ih još jedino poseduju Ruske strateške snage, a sve koje su po raspadu SSSR-a bile zastečene u Ukrajini uništene su prema 'Budimpeštanskom Memorandumu' od 1995. do 1999.[5]

Preostale rakete R-36M su prepravljene za komercijalna lansiranja iz silosa (!) 'Ciklon-2' je mogao da ponese u nisku orbitu oko Zemlje teret od 2820 kg, a 'Ciklon-3' do 4100 kg. Rakete su penzionisane 2006. odn. 2009, posle 106 odn. 122 lansiranja. Što ruske, što ukrajinske, uglavnom jako jeftino su ih iskoristili Amerikanci za lansiranje svojih komercijalnih satelita.

Kosmička raketa 'Dnepr' je dobila ime po velikoj rusko-ukrajinskoj reci. Imala je probni let 1999, kada je ponela mali (350 kg) britanski satelit 'UoSAT-12', napravljen u 'Surrey Satelitte Tech.'. Godinu dana kasnije, raketa je izvela svoj prvi let sa više satelita, kada je ponela 5 satelita iz 4 različite zemlje u orbitu. Lаnsiranje više satelita odjednom je postala praksa za 'Dnepre', tj. poslati jedan glavni teret i uz to dodatne manje satelite i CubeSatove u orbitu. Godine 2014, 'Dnepr' je poneo čak 36 različitih satelita u orbitu. Ukupno, 'Dnepr' je imao 22 orbitna lansiranja i 21 uspešan let, sa samo 1 neuspehom 2006. usled kvara motora prvog stepena.

KARAKTERISTIKE

Tip
'Dnepr'
Visina
34,4 m
Prečnik
3,0 m
Launch Mass
211.000 kg
Stepen 1
R-36M 1. Stepen
Stepen 2
R-36M 2. Stepen
Stepen 3
R-36M 3. Stepen
Stepen 4
SpaceTug 1-1 (Opcija)
Stepen 5
SpaceTug 1-2 (Opcija)
Masa na LEO
4.500 kg
Masa na ISS LEO
3.000 kg
Masa na TLI
550 kg (Sa SpaceTug 1-1

'Dnepr' je imao visinu od 34,3 metra, prečnik 3,0 metra i masu pri lansiranju od 211.000 kg. Raketa je u osnovnoj konfiguraciji imala tri stepena, ali je mogla da ponese još dva SpaceTug dodatna stepena. Sva tri stepena su koristila hipergolično gorivo.

Rakete 'Dnepr' su mogle da se lansiraju sa kosmodroma 'Bajkonur' u Kazahstanu i iz vojne baze 'Dombarovski' u Orenburškoj regiji u Rusiji.

'Dnepr' je mogao da uđe u različite niske orbite sa nagibim od 50,5°, 64,5°, 87,3° i 98°. Opremljen sa dodatnim stepenima, 'Dnepr' je mogao da dosegne i druge različite orbite i trajektorije, uključujući i translunarne trajektorije.

4
Trostepena raketa' 'Dnepr'. Teška je 211 tona i visoka kao 10-spratnica. Na orbitu je mogla da ponese 3200 kg. Minimalna orbita je iznosila 300 km, a maksimalna 900 km. Cena lansiranja je iznosila svega $31 mil.

PRVI STEPEN

Prvi stepen 'Dnepra' je bio dug 22,3 m i imao je prečnik od 3,0 m. U njemu su se nalazila dva tanka za gorivo u koja je stajalo do 147.900 kg goriva.

5
Jezgro 'Dnepra' u magacinu.

Type
R-36M 1st Stage
Inert Mass
13,600kg
Launch Mass
161,500kg
Diameter
3.0m
Length
22.3m
Fuel
Unsymmetrical Dimethylhydrazine
Oxidizer
Nitrogen Tetroxide
Propellant Mass 147,900kg
Propulsion 1 RD-264 (Cluster of 4 RD-263)
Thrust (Vacuum) 4,523kN
Impulse (Vac) 318sec
Engine Mass 3,600kg
Engine Length 2.15m
Engine Diameter 3.03m
Chamber Pressure ~220bar
Ox. To Fuel Ratio 2.7
Thrust to Weight 128
Burn Time 130sec
Ignition After Ejection from Silo
Attitude Control Nozzle Gimbaling by 7°
Ejection from Silo On special Tray that is ejected
  by a black powder mortar system

     

6
Motori prvog stepena.

Kao i ostala dva stepena, prvi stepen je sagorevao nesimetrični dimetilhidrazina kao gorivo i azotni tetroksid kao oksidator. Prvi stepen je na lansiranju imao težinu od 161.500 kg. Pokretao ga je motor RD-264(15D119), koji je zapravo bio klaster od četiri motora RD-263 koji su delili zajedničku turbopumpu.

Klaster je bio težak 3600 kg a bio je visok 2,15 metara i širok 3,03 metra. RD-264 je stvarao 4523 kN (461.200 kg) potiska u vakuumu. Motor je proizvodio oko 220 bara pritiska u komori a odnos oksidatora i goriva je 2,7.

Prvim stepenom je bilo moguće upravljati, jer su 4 mlaznice motora mogle da se pokreću za 7 stepeni u dve ravni. Prvi stepen je radio 130 sekundi.

SISTEM SILOSKOG LANSIRANJA

Kao i većina sovjetskih interkontinentalnih balističkih projektila, R-36 i njegova modifikacija 'Dnepr'lansirani su iz podzemnih silosa. Za razliku od ostalih raketa, kao što je bila serija UR-100 ('Strela' i 'Rokot'), 'Dneprovi' su koristili sistem za početno lansiranje sa hladnim gasom, umesto pokretanja iz silosa korišćenjem sopstvenih motora[6].

Ovaj sistem je imao dve prednosti – prva je bola što je davao početno ubrzanje čitavoj raketi, a druga što je time oštećenje silosa bilo umanjeno. Lansiranje na takav način je zahtevalo posebu zaštitu unutrašnjosti silosa, ali je do oštećivanja ipak dolazilo.

Sistem na hladan gas je stvarao manje oštećenja zato što je uključivanje glavnih motora dolazilo na visini od ~20 metara. Time je smanjivano opterećenje akustički stres na teret rakete.

Pre lansiranja, prva dva stepena 'Dnepra' su sastavljanja u montažnim halama pre postavljanja u silos uz pomoć posebnih dizalica. Tek nakon toga, korisni teret zaštićen vrhom rakete bio je postavljan odozgo. Par dana pred lansiranje, prva dva stepena bi bila punjena gorivom unutar silosa, pre nego što započne planirano odbrojavanje.

7

8

9

10
U bazi rakete je bio instalčiran specijalni klip. Pred lansiranje ubacivao se jastuk od crnog eksploziva koji je brzo izbacivao klip i raketu na njemu iz silosa. Čim izleti iz silosa, klip je bivao malim raketnim motorom odbacuvan u stranu. U isto vreme se odbacivalo i 5 zaptivajućih prstenova koji su se nalazili između rakete i silosa. Odmah potom su se palili motori I stepena 'Dnepra' su se palili i raketa je uzletala. Takođe, tankovi sa oksidatorom se prozračuju, što izaziva kratak i mali oblak crnog dima.

DRUGI STEPEN

Type
R-36M 2nd Stage
Inert Mass
4,260kg
Launch Mass
41,100kg
Diameter
3.0m
Length
5.7m
Fuel
Unsymmetrical Dimethylhydrazine
Oxidizer
Nitrogen Tetroxide
Propellant Mass
36,740kg
Propulsion
RD-0255 (RD-0256 + RD-0257)
Thrust (Vacuum)
755kN
Impulse (Vac)
340sec
Main Engine
1 Chamber, fixed
Vernier Engine
4 Chambers
Burn Time
190sec
Attitude Control
Gimbaling Vernier Jets

Drugi stepen 'Dnepra' je bio visok 5,7 metara, sa prečnikom od 3,0 metara. Nosio je 36.740 kg goriva, takođe UMDH i NTO. Ukupna težina II stepena prilikom lansiranja iznosila je 41.100 kg.

Pokretao ga je jedan motor RD-0255 koji se sastojao od glavnog motora RD-0256 i četvorokomornog 'vernier' sistema baziranog na RD-0228[7] (15D84) motorima. Glavni motor pripada velikoj porodici sa tzv. stepenastim sagorevanjem (oxidizer rich staged combustion), koji je koristio gasni generator za pogon strašnih turbopumpi[8]. RD-0228 je stvarao ukupni potisak od 755 kN (77.000 kg).

11
Spojeni I i II stepen.

   

12      
13
Postavljanje prva dva stepena u silos.

TREĆI STEPEN

Type
PBV
Inert Mass
2,360kg
Launch Mass
4,270kg
Diameter
3.0m
Length
1.0m
Fuel
Unsymmetrical Dimethylhydrazine
Oxidizer
Nitrogen Tetroxide
Propellant Mass
1,910kg
Propulsion
4 x RD-869
RD-869 Thrust (Vac)
5.052kN (Throttled: 2.07kN)
Total Thrust (Vac)
20.2kN (Throttled: 8.3kN)
Nominal Impulse
320sec (Throttled: 312.5sec)
Engine Mass
196kg
Chamber Pressure
4.1MPa (Throttled: 1.7MPa)
Nozzle Exit Pres.
0.003MPa (Throttled: 0.001MPa)
Ox. To Fuel Ratio
1.92 (Throttled: 2.0)
Ox Inlet Pressure
6.4MPa (Throttled: 2.1MPa)
Fuel Inlet Pressure
7.0MPa (Throttled: 2.2MPa)
Burn Time
Up to 1,000 sec
Attitude Control
Gimbaling Engines
Notes
Engines directed Forward

14

Dodatni stepen osnovnog tipa rakete 'Dnepr' bio je dug 1 metar i, kao i ostatak rakete, takođe imao prečnik od 3 metra. Nosio je dva tanka sa gorivom u koje je stajalo 1910 kg UMDH i NTO. Stepen je imao liftoff težinu od 4270 kg.

Bio je opremljen sa 4 mala motora RD-869 koja 'duvaju' u napred – prema vrhu rakete – nakon što ovaj bude odbačen posle odvajanja III stepena. To je zahtevalo da se treći stepen morao da okrene za 180 stepeni da bi mogao da izvede pozitivan potisak. Motori su malo iskrenuti u stranu da njihovi gasovi ne bi uticali na raketu i hardver tereta.

15

Ovaj način profila leta je predstavljao relikt originalnog R-36 koncepta koji je zahtevao da dodatni stepen izvede razmeštanje većeg broja nezavisno vođenih bojevih glava u kratkom vremenskom periodu. Motori sa mlaznicima motora okrenutim u suprotnom smeru jednostavno su i lako oslobađali teret jednostavno ga izvlačeći iz odbačenog vrha rakete. Takođe, tokom rada motora, raketa je u stanju da se oslobodi svog tereta tokom rada stvarajući razmak između individualnih tereta i na kraju se smesti u svoju orbitu kada sve satelite odbaci.

16
U novembru 2013, raketa 'Dnepr' je lansirala 32 satelita i tako ooborila 48 sati star rekord koji je držala američka rakete 'Minotaur-1'.        

17
Finalna montaža vrha 'Dnepra'. Sa strane su nalepnice različitih kompanija čiji sateliti će biti lansirani.

Prazan, bez goriva, svaki motor RD-869 je imao težinu od 196 kg i stvarao potisak od 5,05 kN u normalnom režimu i 2,07 kN u 'rikverc' režimu. To znači da je ukupni potisak trećeg stepena iznosio 20,2 kN (2060 kg), odn. 8,3  #kN (846 kg). Stepen je mogao da radi ukupno 1000 sekundi.

III stepen je nosio opremu za navođenje i kontrolu rakete kojaje proizvedena za 'Dnepre' i nije bila korišćena za konvencionalne R-36.

VRH RAKETE

'Dnjepr' je imao na raspolaganju veliki broj različitih vrhova, ili Space Head Modula, koji su mogli da prime različitim kosmičkim letilicama. Vrh se odbacivao tokom rada trećeg stepena rakete – prvo se odbacivao konusni vrh, malo pre nego što je odbacivan teret.

Vrh 'Tip 1' je korišćen za satelite srednje veličine. Imao je 3 m u prečniku i 3,17 m visok gornji konus i sa cilindričnim dodatkom ispod, visine 2,08 m.

'Tip 2' je korišćen za misije sa više satelita. Sadržavao je 2,24 m visok konus i 0,95 m donji konus sa platformom za montažu tereta. Ispod se nalazio cilindrični odeljak visine 2,8 m koji je sadržavao još jednu noseću platformu.

Veliki, ili 'Tip 3', sastojao se od 3,17 m visokog vrha i 4,28 m visokog cilindričnog dela. Unutar njega se nalazio i jedan distancer koji je omogućavao lansiranje dva velika satelita.

18
Različiti tipovi vrha rakete.       

19
U vrh mogu da stanu i dodatni motori koji su dizali satelite na različite orbite.

20

     

ADAPTER TERETA

Adapter je ono što se naziva interfejsom rakete i tereta i jedina je tačka u kojoj je korisni teret spojen sa raketom-nosačem. Nosili su i elektroniku i opremu potrebnu za separaciju i osiguraju veliki broj satelita različitih dimenzija i težina.

PRECIZNOST LANSIRANJA

Orbit. parametri
300 km, 98°
600 km, 98°
900 km, 65°
Visina
+/- 4 km
+/- 5,5 km
+/- 10,0 km
Period
+/- 3 sec
+/- 4,0 sec
+/- 6,5 sec
Nagib
+/- 0,04°
+/- 0,045°
+/- 0,05°
+/- 0,05°
+/- 0,060°
+/- 0,07°

PROFIL LANSIRANJA

21

'Dnepr' je imao jedno neuspešno lansiranje – 26. jula 2006 – usled problema sa dotokom goriva u komoru za sagorevanje #4. Motori su se ugasili posle 74 sekunde leta a raketa je pala 150 km od mesta lansiranja u Kazahstanu. Toksično gorivo je kontaminiralo područje pa je Rusija morala da plati odštetu od $1,1 milion. Raketa koja se srušila bila je stara preko 20 godina.

 

[1] Pre puno godina sam napisao odličnu e-knjigu o 'Satani'. Ko se pali na geostrategiju i rakete a nije pročitao, evo mu šanse.

[2] To znači da ima snagu eksplozije 20 miliona tona eksploziva TNT. Ta jedna je jednaka po snazi makar hiljadu hirošimskih.

[3] Nekada davno, postojao je bilateralni dogovor Rusije i Amerike o smanjenju i ograničenju strateškog ofanzivnog naoružanja (čitaj atomskog naoružanja) i on se nazivao START (STrategic Arms Reduction Treaty). Prvi dogovor je postignut u Moskvi 1991. (START I), i tom prilikom je iz arsenala naoružanja velikih sila povučeno ukupno 1600 nuklearnih interkontinentalnih balističkih raketa koje su mogle da budu lansirane sa podmornica i bombardera, sa ukupno preko 6000 nuklearnih bojevih glava[i]. Drugi dogovor (START II) su 2010. u Pragu potpisali predsednici Medvedev i Obama, i on je stupio na snagu u januaru 2011. Danas nema ništa od toga...

[4] Sovjeti su imali planove za još 5 jačih verzija raketa koje bi nosile jako veliki broj bojevih glava. Tri bi nosile konvencionalne nuklearne glave – 38 po 250 kt; 24 po 500 kt ili 15-17 po 1 Mt. Preostale dve modifikacije bi nosile navođene glave – 28 po 250 kt ili 19 po 500 kt. Na sreću, nijedna od ovih verzija nikad nije izgrađena, jer je SALT II ograničio broj bojevih glava koji može da nosi 1 raketa.

[5] Gle čuda: Memorandum su potpisale samo Ruska federacija, Amerika i Engleska. Zašto je Zapad tako bio zainteresovan za Ukrajinu možda ima veze i što je Ukrajina tada imala treće na svetu nuklearne zalihe, koje je kontrolisala fiizički ali ne i operativno, jer su do tada zavisili od ruske komande i kontrolnih sistema.

[6] Američki sateliti u kosmosu neprestano snimaju u IC spektru i beleže svaku pojavi praćenu visokom temperaturom koja bi mogla da označava lansiranje raketa. To odmah pokreće kontramere i izaziva mogući konflikt. Upotrebom hladnog gasa to se sprečava, a i motori prvog stepena rade samo kratko, čime se vreme njihove detekcije smanjuje.

[7] Ovi Kosbergovi motori (biro OKB-154) su korišćeni na prvim generacijama II stepena projektila R-36M. Amerikanci su u pregovorima START zahtevali da se taj motor 'penzioniše', a njegov naslednik RD-256 se koristio samo u 'Dneprovima'.

[8] Neviđene sprave, o kojima sam nekad pisao. Vrte se ko lude i stvaraju snagu od 50 i više hiljada KS!

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži