Полезная нагрузка космического аппарата или полезный груз космического аппарата — это тип и масса полезного оборудования, ради которого создаётся и запускается данный космический аппарат. В технической литературе обычно используются сокращения этого термина: ПН (Полезная нагрузка).Также, понятие полезная нагрузка используется в ракетной технике. Но здесь им обозначают груз, который доставляют на орбиту. Иными словами, это та часть ракеты, которая остаётся в точке рабочей орбиты после отделения всех ступеней ракеты-носителя.Ещё существует разница между «весом, выводимым на опорную орбиту» (например, грузовой корабль «Прогресс») и «весом, доставляемым к МКС». При доставке к МКС на опорную орбиту надо отправить собственную двигательную установку космического корабля (вместе с топливом для неё), систему управления, сам корпус космического корабля и т. д. Так, например, масса грузового корабля «Прогресс» составляет чуть больше 7 тонн на опорной орбите, но до МКС «долетает» обычно 2,5 тонны аппаратуры, продуктов питания, воды и одежды.Поэтому, в зависимости от типа космических аппаратов, существует два толкования термина Полезная нагрузка:&nbsp;<ol style="list-style-type:decimal;"><li>ПН космических аппаратов ;</li><li>ПН ракет-носителей.&nbsp;</li></ol>Используя пример с кораблём «Прогресс», ПН «Прогресса» составляет 2,5 тонны, в то время как ПН ракеты-носителя — 7 тонн.&nbsp;<figure class="image"><img src="/uploads/GK_progress_na_zapravke_12febdc9ff.jpg" alt="ГК прогресс на заправке.jpg" srcset="/uploads/thumbnail_GK_progress_na_zapravke_12febdc9ff.jpg 234w,/uploads/small_GK_progress_na_zapravke_12febdc9ff.jpg 500w,/uploads/medium_GK_progress_na_zapravke_12febdc9ff.jpg 750w,/uploads/large_GK_progress_na_zapravke_12febdc9ff.jpg 1000w," sizes="100vw"><figcaption>Грузовой корабль «Прогресс» в заправочном цехе</figcaption></figure>

Полезная нагрузка под обтекателем в разрезе.jpg

small_ПН.jpg

thumbnail_ПН.jpg

ПН.jpg

«Полезная нагрузка» имеет два определения. Разбираемся

Полезная нагрузка. Определения

Одним из важнейших параметров является отношение массы ПН к общей массе КА. Очевидно, что чем больше это соотношение, тем эффективнее могут быть выполнены задачи миссии. Обычно грузоподъёмность ракеты-носителя определяет максимальную массу КА на орбите. Таким образом, чем меньше весит платформа, тем больше полезного груза может быть доставлено на заданную орбиту.В настоящее время это отношение составляет примерно 18-19 % для современных тяжёлых телекоммуникационных платформ, таких как&nbsp;<a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%B1%D0%B0%D1%81" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Spacebus</a> или&nbsp;<a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81_(%D1%81%D0%BF%D1%83%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0)" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Экспресс 2000</a>. Основной технологической проблемой является энергетическая стоимость повышения орбиты с геопереходной до геостационарной. КА должны нести большое количество горючего для повышения орбиты (до 3 тонн и больше). Кроме того, ещё 400—600 кг используется для удержания спутника на заданной орбите за всё время эксплуатации. В недалёком будущем, широкое использование электрических ионных двигателей, а также уменьшение массы солнечных батарей и аккумуляторов должно привести к повышению соотношения до 25%. Например, электрический ионный двигатель фирмы Boeing XIPS25, использует всего лишь 75 кг горючего для удержания спутника на орбите в течение 15 лет.&nbsp;<figure class="image image_resized" style="width:75%;"><img src="/uploads/Glonass_K_3b44b3afa1.jpg" alt="Глонасс К.jpg" srcset="/uploads/thumbnail_Glonass_K_3b44b3afa1.jpg 245w,/uploads/small_Glonass_K_3b44b3afa1.jpg 500w,/uploads/medium_Glonass_K_3b44b3afa1.jpg 750w,/uploads/large_Glonass_K_3b44b3afa1.jpg 1000w," sizes="100vw"><figcaption>КА «Глонасс» на основе спутниковой платформы «Экспресс 2000»</figcaption></figure>

large_glonass-k.jpg

medium_glonass-k.jpg

small_glonass-k.jpg

thumbnail_glonass-k.jpg

glonass-k.jpg

Какую долю от массы спутника составляет масса полезной нагрузки?

Отношение массы ПН к общей массе КА

Для ракет-носителей, в качестве полезной нагрузки выступают спутники, космические корабли (с грузами, либо с космонавтами) и т. д. В этом случае, термин «полезная нагрузка» означает полную массу КА выводимого на заданную орбиту. То есть масса корпуса КА и горючего на его борту также считается полезной нагрузкой.Необходимо различать массу ПН на различных орбитах. В общем случае, любая ракета-носитель выводит больше груза на низкую опорную круговую орбиту высотой 200 км, чем на высокоэнергетические орбиты (бо́льшей высоты). Так, РН «Протон-М» выводит до 22 тонн на опорную орбиту (в трёхступенчатом варианте, без разгонного блока), более 6,0 тонн на геопереходную и до 3,7 тонны на геостационарную орбиту (в четырёхступенчатом варианте, с разгонным блоком Бриз-М или ДМ).<figure class="image image_resized" style="width:82.68%;"><img src="/uploads/RN_Proton_84da6c09ac.jpg" alt="РН Протон.jpg" srcset="/uploads/thumbnail_RN_Proton_84da6c09ac.jpg 234w,/uploads/small_RN_Proton_84da6c09ac.jpg 500w,/uploads/medium_RN_Proton_84da6c09ac.jpg 750w,/uploads/large_RN_Proton_84da6c09ac.jpg 1000w," sizes="100vw"><figcaption>РН «Протон-М»</figcaption></figure><h2>Стоимость доставки грузов на орбиту</h2>Стоимость доставки грузов на орбиту в разных источниках довольно сильно отличается по причинам:&nbsp;<ul><li>Часто цифры даны в разных валютах;</li><li>Они относятся к разным годам (год определяет как инфляцию, так и состояние отрасли);</li><li>Они определены для запусков на разные орбиты;</li><li>Некоторые из цифр характеризуют себестоимость пуска по факту «сухой» стоимости ракеты-носителя, а другие - стоимость пуска для заказчика, при этом источник не поясняет какая из цифр приведена.&nbsp;</li><li>Регулярно не учитывается стоимость работы наземных служб, и тем более — страхования, стоимость которого может очень сильно отличаться в зависимости от статистики отказов ракеты.&nbsp;</li></ul>Поэтому сравнивать стоимость пуска ракеты-носителя нужно крайне осторожно, и в открытой информации можно увидеть лишь приблизительные значения.

Ракета-носитель Протон.jpg

large_РН Протон.jpg

medium_РН Протон.jpg

small_РН Протон.jpg

thumbnail_РН Протон.jpg

РН Протон.jpg

Куда доставляет груз ракета-носитель?

Полезная нагрузка ракет-носителей

Полезная нагрузка для космических аппаратов - это целевая аппаратура, ради работы которой и совершается запуск спутника. Как правило, это датчики и приборы, выбор которых определяет <a href="https://spacepi.space/wiki/article/klassifikacziya-kosmicheskih-apparatov/">назначение аппарата</a>. Для аппаратов дистанционного зондирования Земли обязательно наличие камеры высокого разрешения. Она же важна и для спутников-разведчиков. Навигационные аппараты снабжены десятком приёмо-передающих антенн, также как и спутники связи.&nbsp;Кубсаты - зачастую малые исследовательские спутники. Приборы разработки НИИЯФ МГУ, которые устанавливаются на кубсаты:<figure class="image image_resized" style="width:52.76%;"><img src="/uploads/image_2b3e322a66.png"><figcaption>АУРА-2&nbsp;</figcaption></figure><ol style="list-style-type:decimal;"><li>КОДИЗ - детектор космических излучений для обнаружения появления потоков частиц солнечных космических лучей;</li><li>ДеКоР-2 - детектор космической радиации для исследования гамма-всплесков различной природы;</li><li>СУП - спектрометр универсальный полупроводниковый для измерения потоков заряженных частиц радиационных поясов Земли и солнечных энергичных частиц в околоземном космическом пространстве;&nbsp;</li><li>АУРА - анализатор ультрафиолетовой радиации атмосферы для мониторинга и исследования глобальных пространственно-временных вариаций ультрафиолетовых свечений атмосферы Земли (связанных с грозовой активностью и техногенным воздействием на атмосферу) с высоким временным разрешением.</li></ol>Также на кубсатах ставят камеры. Самая простая - UCAM-III. Её разрешение 640х480, что недостаточно для ДЗЗ, но помогает в определении ориентации спутника. Так снимок покажет, куда был ориентирован спутник в момент съёмки. А например на <a href="https://spacepi.space/wiki/article/orbi-kraft-zorkij/">КА «Зоркий»</a> установлена камера с линейным разрешением порядка 7 метров.&nbsp;<figure class="image"><img src="/uploads/3786835978_03b8778be6.jpg" alt="3786835978.jpg" srcset="/uploads/thumbnail_3786835978_03b8778be6.jpg 245w,/uploads/small_3786835978_03b8778be6.jpg 500w,/uploads/medium_3786835978_03b8778be6.jpg 750w," sizes="100vw"><figcaption>Санкт-Петербург, КА «Зоркий»</figcaption></figure>Столь малые аппараты удачно подходят для лётных испытаний новых двигателей малой тяги. Так, на кубсаты отрабатывают экспериментальные <a href="https://spacepi.space/wiki/article/gazovye-dvigateli/">газовые</a>, <a href="https://spacepi.space/wiki/article/impulsnyj-plazmennyj-dvigatel/">плазменные</a> или <a href="https://spacepi.space/wiki/article/elektronagrevnyj-raketnyj-dvigatel/">электронагревные</a> двигательные установки.&nbsp;Помимо прочего, эти спутники - отличная цель для радиолюбителей. На студенческих кубсатах ставят специальные передатчики, которые на частоте радиолюбителей передают голосовые сообщения и открытки. Радиолюбители, в свою очередь, сообщают владельцам кубсата, что приняли послание и получают <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/QSL-%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B0" target="_blank" rel="noopener noreferrer">QSL-карточку</a>.&nbsp;Возможны и другие приборы, важно чтобы они вписывались в параметры спутниковых платформ по размерам, массе и напряжению питания.&nbsp;

small_UCAM-III_S_01.png

thumbnail_UCAM-III_S_01.png

UCAM-III_S_01.png

Полезная нагрузка ракеты - космический аппарат. Но что такое полезная нагрузка космического аппарата в целом и кубсата в частности? 

Полезная нагрузка
Полезная нагрузка. Введение

Полезная нагрузка. Определения

Отношение массы ПН к общей массе КА

Полезная нагрузка ракет-носителей

Полезная нагрузка кубсатов

Полезная нагрузкаПолезная нагрузка. Введение

Полезная нагрузка. Определения

Отношение массы ПН к общей массе КА

Полезная нагрузка ракет-носителей

Полезная нагрузка кубсатов

Новинки в энциклопедии и самые актуальные новости.

Полезная нагрузка
Полезная нагрузка. Введение

Новинки в энциклопедии
и самые актуальные новости.