Per lanciare il veicolo spaziale nello spazio, oltre alla rampa di lancio, è necessario un complesso di strutture dove vengono svolte le attività di pre-lancio: assemblaggio finale e attracco del veicolo di lancio e della navicella, test e diagnostica pre-lancio, rifornimento di carburante e un ossidante.
Di solito, gli spazioporti occupano una vasta area e si trovano a una distanza considerevole da luoghi densamente popolati, al fine di evitare danni in caso di incidenti e cadute, separati durante il volo delle tappe.
Cosmodromi del mondo
Più il punto di lancio è vicino all'equatore, minore è l'energia necessaria per lanciare il carico utile nello spazio. Quando lanciato dall'equatore, può risparmiare circa il 10% di carburante rispetto a un razzo lanciato da un cosmodromo situato alle medie latitudini. Poiché non ci sono molti stati sull'equatore in grado di lanciare razzi nello spazio, sono comparsi progetti di cosmodromi basati sul mare.
Russia
La Federazione Russa, essendo un pioniere nell'esplorazione dello spazio, detiene attualmente il primato nel numero di lanci. Nel 2012, il nostro paese ha effettuato 24 lanci di razzi vettori, sfortunatamente non tutti hanno avuto successo.
Il più grande "porto spaziale" in Russia è il cosmodromo di Baikonur preso in affitto dal Kazakistan. Si trova sul territorio del Kazakistan, nella regione di Kyzylorda tra la città di Kazalinsk e il villaggio di Dzhusaly, vicino al villaggio di Tyuratam. Area del cosmodromo: 6717 km². La costruzione del cosmodromo iniziò nel 1955. Il 21 agosto 1957 ebbe luogo il primo lancio riuscito del razzo R-7.
Schema del cosmodromo di Baikonur
In epoca sovietica, nell'area di Baikonur fu creata un'enorme infrastruttura senza precedenti, che comprendeva, oltre ai complessi di avviamento, preparazione e controllo e misurazione, aeroporti, strade di accesso, edifici per uffici e città residenziali. Tutto questo dopo il crollo dell'URSS è andato al Kazakistan indipendente.
Secondo i dati ufficiali, l'operazione del cosmodromo nel 2012 è costata circa 5 miliardi di rubli all'anno (il costo dell'affitto del complesso di Baikonur è di 115 milioni di dollari - circa 3,5 miliardi di rubli all'anno e la Russia spende circa 1,5 miliardi di rubli all'anno per la manutenzione delle strutture del cosmodromo), che ammontava al 4,2% del budget totale di Roscosmos per il 2012. Inoltre, dal bilancio federale della Russia al bilancio della città di Baikonur, viene effettuata annualmente una ricevuta gratuita per un importo di 1, 16 miliardi di rubli (a partire dal 2012). In totale, il cosmodromo e la città costano al bilancio russo 6, 16 miliardi di rubli all'anno.
Al momento "Baikonur", dopo il suo trasferimento dai militari nel 2005, è sotto la giurisdizione di Roscosmos. Alla fine del 2007, la maggior parte delle unità spaziali militari ha lasciato il cosmodromo e circa 500 militari russi sono rimasti al cosmodromo.
Immagine satellitare di Google Earth: trampolino di lancio #250
Il cosmodromo dispone di infrastrutture e strutture di lancio che consentono il lancio di razzi vettori:
- vettori di medie dimensioni della famiglia Soyuz, peso di lancio fino a 313.000 kg (basato su R-7) - sito n. 1 (lancio Gagarin), n. 31.
- veicoli di lancio leggeri "Kosmos", peso di lancio fino a 109.000 kg - numero di cantiere 41.
- vettori di medie dimensioni della famiglia Zenit, peso al lancio fino a 462200 kg - numero di cantiere 45.
- vettori pesanti "Proton", peso di lancio fino a 705.000 kg - piattaforme n. 81, n. 200.
- portaerei leggeri della famiglia Cyclone, peso di lancio fino a 193.000 kg (basato su missili balistici intercontinentali R-36) - sito numero 90.
- veicoli di lancio leggeri "Dnepr" ", peso di lancio fino a 211000 kg (sviluppo congiunto russo-ucraino basato su ICBM R-36M) - sito n. 175
- veicoli di lancio leggeri "Rokot" e "Strela", peso di lancio fino a 107.500 kg (basato su ICBM UR-100N) - sito numero 175.
- mezzi pesanti "Energia", peso al lancio fino a 2.400.000 kg (attualmente non utilizzati) - piattaforme n. 110, n. 250.
Immagine satellitare di Google Earth: "L'inizio di Gagarin"
Nonostante i pagamenti regolarmente ricevuti per l'affitto del cosmodromo e gli accordi interstatali, il Kazakistan interferisce periodicamente con il normale funzionamento del cosmodromo. Così, nel 2012, i lanci della navicella spaziale meteorologica europea MetOp-B sono stati posticipati (il lancio era previsto per il 23 maggio), i satelliti russi Kanopus-V e MKA-PN1, il veicolo spaziale bielorusso, il canadese ADS-1B e il tedesco TET-1 (il lancio di gruppo di questi cinque dispositivi era previsto per il 7 giugno), il dispositivo russo "Resurs-P" (previsto per agosto).
Il motivo è stato l'accordo a lungo termine da parte kazaka dell'uso del campo di caduta del primo stadio di razzi vettore nelle regioni di Kustanai e Aktobe (utilizzato nel lancio di satelliti nell'orbita sincrona solare dal razzo vettore Soyuz).
A causa della posizione della parte kazaka, il progetto di creare un razzo congiunto russo-kazako e un complesso spaziale "Baiterek" (basato sul nuovo razzo vettore "Angara") non è stato implementato. Non è stato possibile raggiungere un compromesso sul finanziamento del progetto. Probabilmente, la Russia costruirà un complesso di lancio per Angara nel nuovo cosmodromo di Vostochny.
Proton-K lancia il modulo Zvezda in orbita per la ISS
Il cosmodromo più settentrionale del mondo è Plesetsk, noto anche come il primo cosmodromo di prova di stato. Si trova a 180 chilometri a sud di Arkhangelsk, non lontano dalla stazione ferroviaria Plesetskaya della Northern Railway. Il cosmodromo copre un'area di 176.200 ettari. Il cosmodromo risale all'11 gennaio 1957, quando fu adottata la Risoluzione del Consiglio dei ministri dell'URSS sulla creazione di una struttura militare con il nome in codice "Angara". Il cosmodromo è stato creato come prima formazione missilistica militare in URSS, armata con missili balistici intercontinentali R-7 e R-7A.
Famiglia di vettori R-7
Dagli anni '70 ai primi anni '90, il cosmodromo di Plesetsk ha detenuto la leadership mondiale per numero di lanci di razzi nello spazio (dal 1957 al 1993, sono stati effettuati 1.372 lanci da qui, mentre solo 917 da Baikonur, che è al secondo posto).
Tuttavia, dagli anni '90, il numero annuale di lanci da Plesetsk è diminuito rispetto a quello di Baikonur. Il cosmodromo è gestito dai militari; oltre a lanciare in orbita un satellite artificiale, effettua periodicamente lanci di prova di missili balistici intercontinentali.
Il cosmodromo dispone di complessi tecnici e di lancio fissi per veicoli di lancio domestici di classe media e leggera: Rokot, Cyclone-3, Kosmos-3M e Soyuz.
Immagine satellitare di Google Earth: trampolino di lancio dei vettori Soyuz
Anche al cosmodromo c'è un complesso di test progettato per testare missili balistici intercontinentali con un lanciatore di tipo silo.
È in corso la costruzione dei complessi di lancio e tecnici per i razzi portanti "Angara" sulla base dell'SC "Zenith".
Lancio del razzo Cyclone-3 dal cosmodromo di Plesetsk
Il cosmodromo fornisce una parte significativa dei programmi spaziali russi relativi alla difesa, nonché lanci scientifici e commerciali di veicoli spaziali senza equipaggio.
Oltre ai principali cosmodromi "Baikonur" e "Plesetsk", vengono periodicamente effettuati razzi per veicoli di lancio e veicoli spaziali in orbita vicina alla Terra da altri cosmodromi.
Il più famoso di questi è il cosmodromo di Svobodny. Il motivo principale per la creazione di questo cosmodromo è stato il fatto che, a seguito del crollo dell'URSS, il cosmodromo di Baikonur si trovava al di fuori del territorio della Russia e l'impossibilità di lanciare pesanti "protoni" dal cosmodromo di Plesetsk. È stato deciso di creare un nuovo cosmodromo sulla base della 27a divisione dell'Estremo Oriente della bandiera rossa, sciolta, delle forze missilistiche strategiche, che in precedenza era armata con l'UR-100 BR. Nel 1993, le sue strutture sono state trasferite alle forze spaziali militari. Il 1 marzo 1996, con decreto presidenziale, qui è stato istituito il 2 ° Cosmodromo di prova di stato del Ministero della Difesa della Federazione Russa. La superficie totale di questa struttura è di circa 700 km2.
Il primo lancio del razzo vettore Start 1.2 basato sul missile balistico Topol con la navicella spaziale Zeya è avvenuto il 4 marzo 1997. Durante l'intera esistenza del cosmodromo, qui sono stati lanciati cinque razzi.
Nel 1999, fu presa la decisione di costruire un razzo e un complesso di lancio per il veicolo di lancio Strela al cosmodromo. Tuttavia, il complesso "Strela" non ha superato l'esperienza ecologica statale a causa dell'elevata tossicità del carburante per missili utilizzato in esso: l'eptile. Nel giugno 2005, in una riunione del Consiglio di sicurezza della Federazione Russa, è stato deciso, nell'ambito della riduzione delle forze armate, di liquidare il cosmodromo di Svobodny a causa della bassa intensità dei lanci e dei finanziamenti insufficienti. Tuttavia, già nel 2007, è stato deciso di creare qui un'infrastruttura per il lancio di veicoli di lancio di classe media. Il futuro cosmodromo si chiamava Vostochny. Si presume che qui verranno effettuati lanci commerciali e scientifici e che tutti i lanci militari verranno effettuati da Plesetsk.
Dal sito di test di Kapustin Yar e dalla rampa di lancio di Yasny sono stati lanciati anche razzi leggeri delle serie Cosmos e Dnepr.
Al campo di addestramento di Kapustin Yar, nella regione di Astrakhan, sono attualmente in fase di test promettenti sistemi di difesa aerea. Inoltre, vengono periodicamente lanciati i veicoli di lancio della serie Kosmos con satelliti militari.
Il complesso Yasny si trova sul territorio dell'area posizionale Dombarovsky delle forze missilistiche strategiche nel distretto Yasnensky della regione russa di Orenburg. Viene utilizzato per lanciare veicoli spaziali utilizzando veicoli di lancio Dnepr. Da luglio 2006 ad agosto 2013, ci sono stati sei lanci commerciali di successo.
Anche in Russia, sono stati lanciati veicoli spaziali da vettori missilistici sottomarini strategici.
Il 7 luglio 1998, due micro-satelliti commerciali tedeschi Tubsat-N sono stati lanciati in orbita terrestre bassa dal progetto Novomoskovsk SSBN "Novomoskovsk" 667BDRM "Dolphin", essendo immersi nell'area acquatica del Mare di Barents. Questo è il primo nella storia dell'esplorazione spaziale a lanciare satelliti in orbita vicina alla Terra con un lancio di razzi da sott'acqua.
Il 26 maggio 2006, dall'SSBN di Yekaterinburg del progetto 667BDRM Dolphin, è stato lanciato con successo il satellite Compass 2.
Stati Uniti d'America
Lo spazioporto statunitense più famoso è di gran lunga il John Fitzgerald Kennedy Space Center. Situato a Merritt Island in Florida, il centro dello spazioporto si trova vicino a Cape Canaveral, a metà strada tra Miami e Jacksonville. Il Kennedy Space Center è un complesso di strutture di lancio di veicoli spaziali e di controllo delle missioni (cosmodromo) di proprietà della NASA. Le dimensioni del cosmodromo sono lunghe 55 km e larghe circa 10 km, con un'area di 567 km².
Il cosmodromo è stato originariamente fondato nel 1950 come sito di test per missili. La posizione del sito di prova era una delle più convenienti negli Stati Uniti, poiché gli stadi di razzi esauriti cadono nell'Oceano Atlantico. Tuttavia, la posizione del cosmodromo è associata a significativi rischi naturali e meteorologici. Gli edifici e le strutture del centro spaziale sono stati ripetutamente gravemente danneggiati dagli uragani e i lanci pianificati hanno dovuto essere rinviati. Così, nel settembre 2004, parte delle strutture del Kennedy Space Center sono state danneggiate dall'uragano Francis. L'edificio montato verticalmente ha perso un migliaio di pannelli esterni con dimensioni approssimative di 1,2 × 3,0 m ciascuno. Il rivestimento esterno di 3.700 m² è stato distrutto. Il tetto è stato parzialmente strappato e l'interno è stato gravemente danneggiato dall'acqua.
Vista dall'alto dell'area del complesso di lancio numero 39
Tutti i lanci dello space shuttle sono stati effettuati dal Kennedy Space Center dal Launch Complex 39. Il centro è servito da circa 15.000 dipendenti pubblici e specialisti.
La storia di questo cosmodromo è indissolubilmente legata al programma americano di esplorazione spaziale con equipaggio. Fino a luglio 2011, il Kennedy Space Center è stato il sito di lancio per i veicoli dello Space Shuttle che utilizzano il Complex 39 con l'infrastruttura Apollo. Il primo lancio è stato il veicolo spaziale Columbia il 12 aprile 1981. Il centro è anche un luogo di atterraggio per navette orbitali: c'è una pista di atterraggio lunga 4,6 km.
Navetta spaziale "Atlantis"
L'ultimo lancio della navetta spaziale Atlantis è avvenuto il 16 maggio 2011. Quindi la navicella spaziale riutilizzabile americana ha consegnato un carico di logistica, oltre a uno spettrometro alfa magnetico, a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
Una parte del territorio del cosmodromo è aperta al pubblico, ci sono diversi musei e cinema e centri espositivi. Sul territorio chiuso alle visite gratuite vengono organizzati percorsi di escursione in autobus. Il tour in autobus costa $ 38. Include: una visita ai siti di lancio del complesso 39 e un viaggio al centro Apollo-Saturno V, una panoramica delle stazioni di tracciamento.
L'Apollo-Saturn V Center è un enorme museo costruito attorno al pezzo più prezioso della mostra, il veicolo di lancio Saturn V ricostruito e altri manufatti spaziali come la capsula Apollo.
I veicoli spaziali senza equipaggio vengono lanciati dai siti di lancio lungo la costa, sono gestiti dalla United States Air Force e fanno parte della United States Air Force Base a Cape Canaveral. Questa base fa parte dello United States Air Force Space Command. Ci sono 38 siti di lancio a Cape Canaveral, di cui solo 4 sono operativi oggi. Attualmente, dal cosmodromo vengono lanciati i razzi Delta II e IV, Falcon 9 e Atlas V.
Immagine satellitare di Google Earth: trampolino di lancio a Cape Canaveral
Da qui, il 22 aprile 2010, ha avuto luogo il primo lancio di successo del veicolo spaziale riutilizzabile senza equipaggio Boeing X-37. È stato lanciato in orbita terrestre bassa utilizzando un veicolo di lancio Atlas V.
Il 5 marzo 2011, il dispositivo è stato lanciato in orbita da un veicolo di lancio Atlas V, lanciato da Cape Canaveral. Secondo l'US Air Force, il secondo X-37B testerà dispositivi sensori e sistemi satellitari. Il 16 giugno 2012, l'aereo è atterrato alla base aerea di Vandenberg in California, trascorrendo 468 giorni e 13 ore in orbita, dopo aver volato intorno alla Terra più di settemila volte.
L'11 dicembre 2012 un apparato di questo tipo è stato lanciato per la terza volta nello spazio, dove rimane tuttora.
L'X-37 è progettato per operare ad altitudini di 200-750 km, è in grado di cambiare rapidamente orbita, manovrare, eseguire missioni di ricognizione, consegnare e restituire piccoli carichi.
La seconda più grande e importante struttura infrastrutturale spaziale degli Stati Uniti è la base aerea di Vandenberg. Il centro di comando spaziale congiunto si trova qui. Questa è la residenza del 14th Aviation Regiment, del 30th Space Wing, del 381st Training Group e del Western Launch and Test Range, dove vengono effettuati lanci di satelliti per organizzazioni militari e commerciali, nonché test di missili balistici intercontinentali, tra cui il Minuteman - 3.
Il tiro di controllo e addestramento dei missili da combattimento viene effettuato principalmente in direzione sud-ovest verso gli atolli di Kwajalein e Canton. La lunghezza totale del percorso attrezzato raggiunge i 10mila km. I missili vengono lanciati in direzione sud. A causa della posizione geografica della base, l'intera rotta del loro volo passa sopra le regioni disabitate dell'Oceano Pacifico.
Il 16 dicembre 1958, il primo missile balistico Thor fu lanciato dalla base di Vandenberg. Il 28 febbraio 1959, il primo satellite al mondo in orbita polare Discoverer-1 fu lanciato da Vandenberg sul razzo vettore Tor-Agena. Vandenberg è stato selezionato come sito di lancio e atterraggio per lo Space Shuttle sulla costa occidentale degli Stati Uniti.
Per il varo delle navette sono state costruite strutture tecniche, un edificio di montaggio ed è stato ricostruito il complesso di lancio n.6. Inoltre, la pista esistente di 2.590 metri della base è stata allungata a 4.580 metri per facilitare l'atterraggio della navetta. La manutenzione completa e il ripristino dell'orbiter sono stati effettuati utilizzando l'attrezzatura situata qui. Tuttavia, l'esplosione del Challenger ha causato la cancellazione di tutti i voli navetta dalla costa occidentale.
Dopo che il programma shuttle è stato congelato a Vandenberg, il Launch Complex 6 è stato ancora una volta ridisegnato per lanciare i veicoli di lancio Delta IV. Il primo dei veicoli spaziali della serie Delta IV, lanciato dal pad 6, era un razzo lanciato il 27 giugno 2006, ha lanciato in orbita il satellite da ricognizione NROL-22.
Lancio del razzo vettore Delta IV dal cosmodromo di Vandenberg
Attualmente, le strutture della base di Vandenberg sono utilizzate per lanciare satelliti militari, alcune di esse, ad esempio l'apparato NROL-28, sono utilizzate per "combattere il terrorismo". NROL-28 lanciato in un'orbita ellittica per raccogliere informazioni di intelligence sui gruppi terroristici in Medio Oriente; ad esempio, i sensori a bordo di tali satelliti possono tracciare il movimento dei veicoli militari sulla superficie terrestre. Il lancio di questo satellite nello spazio è stato effettuato dal veicolo di lancio Atlas V, che utilizzava motori russi RD-180.
Per i test nell'ambito del programma di difesa missilistica, vengono utilizzati i Reagan Proving Grounds. I siti di lancio si trovano nell'atollo di Kwajelin e nell'isola di Wake. Esiste dal 1959. Nel 1999, la discarica è stata intitolata all'ex presidente degli Stati Uniti Ronald Reagan.
Dal 2004, l'isola di Omelek, parte del sito di test, ha ospitato il trampolino di lancio per il veicolo di lancio Falcon 1 di SpaceX. In totale, sono stati effettuati 4 tentativi di lancio orbitale dall'isola di Omelek.
I primi tre si sono conclusi senza successo, il quarto razzo ha lanciato in orbita un modello di satellite dimensionale di massa. Il primo lancio commerciale è avvenuto il 13 luglio 2009. Il ritardo è stato causato da problemi di compatibilità tra il razzo e il satellite malese RazakSat.
Il veicolo di lancio di classe leggera Falcon 1 è parzialmente riutilizzabile, il primo stadio dopo la separazione viene abbattuto e può essere riutilizzato.
Il cosmodromo di Wallops si trova sul territorio di proprietà della NASA ed è costituito da tre siti separati con un'area totale di 25 km²: la base principale, il centro sulla terraferma e l'isola di Wallops, dove si trova il sito di lancio. La base principale si trova sulla costa orientale della Virginia. È stata fondata nel 1945, il primo lancio di successo è stato effettuato il 16 febbraio 1961, quando il satellite di ricerca Explorer-9 è stato lanciato in orbita terrestre bassa utilizzando il veicolo di lancio Scout X-1. Ha diversi siti di lancio.
Nel 1986, la NASA ha dispiegato un complesso di controllo e misurazione sul territorio del sito di prova per tracciare e controllare il volo del veicolo spaziale. Diversi radar con diametro dell'antenna di 2, 4-26 m forniscono la ricezione e la trasmissione ad alta velocità delle informazioni provenienti dagli oggetti direttamente ai loro proprietari. Le capacità tecniche del complesso consentono di effettuare misurazioni della traiettoria di oggetti situati a una distanza di 60 mila km, con una precisione di 3 m di portata e fino a 9 cm / s di velocità.
Nel corso degli anni della sua esistenza, dal territorio della stazione sono stati effettuati più di 15mila lanci di vari tipi di razzi; recentemente sono stati effettuati circa 30 lanci all'anno.
Dal 2006, parte del sito di prova è stata affittata da una società aerospaziale privata e utilizzata per lanci commerciali con il nome di Mid-Atlantic Regional Spaceport. Nel 2013, la sonda Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer è stata lanciata sulla Luna dal cosmodromo di Wallops da un veicolo di lancio Minotaur-V.
Anche l'Antares LV viene lanciato qui, nella loro prima fase sono installati due motori a razzo ossigeno-kerosene AJ-26, una modifica del motore NK-33 sviluppato da Aerojet e concesso in licenza negli Stati Uniti per l'uso su veicoli di lancio americani.
Veicolo di lancio "Antares"
Al 31 marzo 2010, Aerodget Rocketdine ha acquistato da SNTK im. Kuznetsov, circa 40 motori NK-33 al prezzo di 1 milione di dollari USA.
Un altro spazioporto commerciale è il Kodiak Launch Complex, situato sull'omonima isola al largo della costa dell'Alaska. È progettato per lanciare razzi leggeri lungo una traiettoria suborbitale e lanciare piccoli veicoli spaziali in orbita polare.
Il primo lancio di un razzo sperimentale dal cosmodromo è avvenuto il 5 novembre 1998. Il primo lancio orbitale è avvenuto il 29 settembre 2001, quando il veicolo di lancio Athena-1 ha lanciato in orbita 4 piccoli satelliti.
Lancio dell'Athena-1 LV dalla rampa di lancio sull'isola di Kadyak. 30 settembre 2001
Nonostante lo scopo "commerciale" del cosmodromo, i veicoli di lancio del Minotauro vengono regolarmente lanciati da esso. La famiglia Minotaur di veicoli di lancio americani completamente a propellente solido è stata sviluppata dalla Orbital Science Corporation, commissionata dalla US Air Force, sulla base delle fasi di marcia Minuteman e Piskiper ICBM.
Veicolo di lancio "Minotauro"
A causa delle leggi statunitensi che vietano la vendita di apparecchiature governative, il veicolo di lancio Minotaur può essere utilizzato solo per lanciare satelliti governativi e non è disponibile per ordini commerciali. L'ultimo lancio di successo di Minotaur V è avvenuto il 6 settembre 2013.
Oltre al lancio di merci nello spazio utilizzando razzi vettori, negli Stati Uniti sono in corso di attuazione altri programmi. In particolare, gli oggetti sono stati lanciati in orbita utilizzando razzi della serie Pegasus lanciati dall'aereo Stargazer, un Lockheed L-1011 modificato.
Il sistema è stato sviluppato da Orbital Sciences Corporation, specializzata nella fornitura di servizi commerciali per la consegna di oggetti nello spazio.
Un altro esempio di iniziativa privata è la Space Ship One riutilizzabile sviluppata da Scaled Composites LLC.
Il decollo viene effettuato utilizzando un aereo speciale White Knight (White Knight). Quindi avviene lo sgancio e Space Ship One sale a un'altitudine di circa 50 km. Space Ship One è nello spazio per circa tre minuti. I voli sono effettuati dal centro aerospaziale privato "Mojave" nell'interesse del "turismo spaziale".
Nel 2012, gli Stati Uniti hanno effettuato 13 lanci di razzi vettori. Cedendo questo indicatore alla Russia, gli Stati Uniti stanno lavorando attivamente alla creazione di promettenti veicoli di lancio e veicoli spaziali riutilizzabili.
