Pääsuojus on osa kantoraketin suunnittelua, ja se on suunniteltu suojaamaan laukaisualueen hyötykuormaa ilmakehän tiheiden kerrosten läpikulusta aiheutuvilta aerodynaamilta voimilla ja lämpövaikutuksilta . Joissakin tapauksissa nokkasuojus voi suojata hyötykuorman lisäksi myös telineen viimeistä vaihetta. Pääsuojus on osa avaruuspääosaa, joka sisältää yhden tai useamman sillä erotusvälineillä suojatun avaruusaluksen , siirtymäosaston ja mahdollisesti ylätason [1] [2] . Toinen pään suojuksen tehtävä on suojata avaruuskärkeä ulkoisilta vaikutuksilta kuljetettaessa sitä laukaisukompleksiin sekä itsenäisesti että osana kantorakettia sekä ollessaan laukaisukompleksissa [3] .
Pääsuojus on monimutkainen korkean teknologian tuote, jossa tulee yhdistää pienin mahdollinen paino korkeaan lujuuteen ja kykyyn kestää äkillisiä lämpötilan muutoksia, jopa satoja asteita minuutissa. Pääsuojusten valmistukseen käytetään alumiiniseoksia ja komposiittimateriaaleja , suojusten rakenne- ja tehokaaviot voivat olla erilaisia: rakettitekniikan kehityksen alkuvaiheessa käytettiin niitattua sileää kuorta , joka oli vahvistettu naruilla , korvattiin myöhemmin. jauhetulla "kiekolla" [a] , nykyaikaisten ohjusten suojukset valmistetaan pääasiassa monikerroksisista "sandwich"-kuorista, mukaan lukien kennotäyteaine ja laajalti käytetyt polymeerikomposiittimateriaalit. Nykyaikaisten kantorakettien pääsuojusten hinta vaihtelee yhdestä useaan miljoonaan dollariin [5] .
Pään suojuksen pakollinen osa on järjestelmä sen vapauttamiseksi sen jälkeen, kun kantoaine on voittanut ilmakehän tiheät kerrokset. Tässä tapauksessa pudotussuojan törmäys hyötykuorman tai kantolaitteen kanssa tulisi sulkea pois. Suurikokoiset suojukset koostuvat useista läpäistä, jotka avautuvat ennen niiden irtoamista ja sisäänvetämistä, pienten suojusten läpät avautuvat samanaikaisesti erotuksen kanssa. Pienillä häiritsevillä vaikutuksilla kantajaan käytetään myös "sukka"-mallia, jossa monoliittiseksi rakenteeksi tehty suojus pudotetaan ja vedetään ulos kantoraketista kokonaisuutena, jolloin esim. R-7- raketti pudotettiin Sputnik - versiossa . Kun suojus pudotetaan, sitä pitävät lukot avataan pyropulttien avulla ja irrotukseen ja sisään vetämiseen käytetään jousityöntimiä tai suojuksen läppiin asennettuja pieniä kiintoainerakettimoottoreita [6] .
Kantorakettien nykyaikaisia pääsuojuksia luotaessa kiinnitetään paljon huomiota niiden sisämittoihin, joihin tulisi sijoittaa erilaisia hyötykuormia, joihin voi sisältyä sekä suuria avaruusaluksia että kymmeniä suhteellisen pieniä avaruusaluksia erotusvälineineen. Tässä tapauksessa suojuksen on säilytettävä aerodynaamisesti edullinen muoto. Tämä johtaa "ylikaliiperisten" pääsuojusten [7] ilmestymiseen , joiden halkaisija voi merkittävästi ylittää kantoraketin vaiheen halkaisijan, johon suojuksen suojaama avaruuskärki on asennettu. Tällaiset suojat ovat tyypillisiä esimerkiksi raketteille, kuten Sojuz-2 , Angara-A5 , Atlas-5 , Falcon-9 ja muille. Samaan telineeseen voidaan luoda useita erityyppisiä päänsuojuksia, joiden alle voidaan sijoittaa erilaisia hyötykuormia [5] .
Kantorakettien nokkasuojat ovat yleensä kertakäyttöisiä ja tuhoutuvat putoaessaan maahan sen jälkeen, kun ne on heitetty ulos. Melko kalliiden pääsuojusten uudelleenkäyttö voi olla yksi keino lisätä kantorakettien taloudellista tehokkuutta ja vähentää myös kantorakettien erotettujen osien vaikutusalueita, mikä pienentää maapalveluiden ylläpitokustannuksia [8] . Vuonna 2017 suoritettiin koe Falcon 9 -kannattimella päänsuojuksen pelastamiseksi, jonka ovet varustettiin omilla jarrumoottoreilla ja laskuvarjojärjestelmällä [9] , vuonna 2019 Falcon Heavy -raketin laukaisun yhteydessä pehmeä päätysuojuksen ovien laskeutuminen ja putoavan suojusläpän pysäyttäminen erityisvarustetulla aluksella [10] , minkä jälkeen suojusläpät käytettiin uudelleen tämän perheen kuljetusaluksilla [11] . Suunnitteluvaiheessa oleva Rocket Labin osittain uudelleenkäytettävä Neutron - avaruusraketti sisältää alkuperäisen rakenteen, jossa ei-irrotettava nokkasuoja on integroitu ensimmäiseen vaiheeseen. Tämän raketin toinen vaihe yhdessä siihen asennetun hyötykuorman kanssa tulee sijoittaa suojuksen sisään, jonka siivet avautuvat portaat erotettaessa, minkä jälkeen ne suljetaan uudelleen ja palautetaan yhdessä ensimmäisen asteen kanssa maapallolle uudelleenkäyttöön. [12] . Tarkastellaan myös suunnitelmia pelastuspään suojusten käyttämiseksi muun tyyppisissä telineissä [8] .