В этот день… №1-22 (11-20 августа)



Александр Грищенко Здравствуйте, друзья! В этом обзоре речь пойдёт о «воздушном шарике» в космосе, об одном очень надёжном носителе и о продолжении «сериала» «Скайлэб».
 
 
 
 
 
12 августа 1960 года запущен первый в мире спутник связи «Эхо-1» (США).

Если американские спутники «Транзит» и «Тирос» стали предшественниками новых методов навигации и длительного наблюдения погоды на всем земном шаре (обзоры №1-11 01–15.04.2016 и №1-17 21–30.06.2016), то спутник Эхо-1 — блестящий шар диаметром в 30 метров, вышедший на орбиту 12 августа 1960 года, открыл новую страницу в истории всемирной связи.

ИСЗ «Эхо-1»«Эхо» (Echo) – наименование серии американских надувных ИСЗ для экспериментов по пассивной ретрансляции радиосигналов. Оболочка спутника «Эхо-1» состояла из 82 сегментов плёнки «майлар» (полиэтилентерефталат) с алюминиевым покрытием, наносимым методом осаждения паров. Покрытие (массой 1,8 кг) обеспечивало для радиоволн частотой до 20 ГГц коэффициент отражения 0,98. На диаметрально противоположных точках «экватора» оболочки были установлены 2 радиомаяка системы траекторных измерений, используемые также и для определения изменения объёма надутой оболочки. Общая масса радиомаяков – 0,63 кг, рабочая частота 107,9 МГц, мощность 5 мВт. Электропитание осуществлялось от солнечных батарей (70 элементов). Для обеспечения наддува выведенной на орбиту оболочки в неё помещали 4,5 кг бензоидной кислоты и 9 кг антрахинона, которые при соединении образуют газы (давление 0,28 Па). Диаметр надутой оболочки 30 метров, её толщина 13 мкм, масса спутника 60 кг.

«Эхо-1» в ангаре«Эхо-1» запускался РН «Тор-Дельта» (обзор №1-12 16–30.04.2016). На ракете сложенная оболочка размещалась в контейнере из магниевого сплава. Первая попытка запуска ИСЗ «Эхо-1» состоялась 13.05.1960, но закончилась неудачно. При втором, успешном запуске (12.08.1960) спутник вышел на орбиту с высотой в перигее 1520 км и высотой в апогее 1687 км, наклонением орбиты 47,3°, периодом обращения 118,3 мин.

В экспериментах с ИСЗ «Эхо-1» участвовали наземные станции США и Великобритании. Спутник прекратил своё существование 23.05.1968.

Позднее, в 1964 году, был запущен ещё один экспериментальный спутник «Эхо-2», имевший больший диаметр сферы (41 м) и большую массу (242,7 кг).

В отличие от активных спутников связи, пассивные ретрансляторы не нашли применения. Объясняется это необходимостью иметь мощный передатчик. Если на Земле приёмник и передатчик будут иметь направленные антенны диаметром 5 м, то для телефонной связи на расстоянии 8000 км с помощью такого спутника потребуется передатчик мощностью в несколько мегаватт. А это, естественно, является недостатком пассивных ретрансляторов. Но они обладают и рядом преимуществ. Это простота конструкции и высокая надёжность.


 

15 августа 1958 года — управление перспективных исследований Министерства обороны даёт согласие на финансирование разработки тяжёлой РН «Сатурн» (США).

РН «Сатурн-1» Блок 1Президент США Дуайт Эйзенхауэр (Dwight Eisenhower) и его администрация стали поддерживать необходимые шаги в исследовании космоса с начала 1958 года, когда Управление по перспективным исследовательским проектам министерства обороны пригласило фон Брауна (Vernher von Braun), чтобы обсудить возможный лунный проект.

В качестве первого шага фон Браун предложил построить большую ракету-носитель путём объединения в блоки уже производящихся или готовых появиться двигателей. 15 августа Управление по перспективным исследовательским проектам выделило 10 миллионов долларов на ракету-носитель, основанную на блоке из 8 двигателей «Юпитер».

Использование уже проверенных решений позволило создать в довольно сжатые сроки мощную РН «Сатурн-1», которая могла выводить на околоземную орбиту высотой 185 км полезный груз массой 10,2 т. Первый старт РН «Сатурн-1» состоялся 27.10.1961 г.

Вот так, начиная со скромных 10 миллионов долларов, разворачивалась программа «Аполлон», стоившая 25 миллиардов долларов. Причём долларов не современных, а начала 60-х годов ХХ века. А о ракете «Сатурн-1» расскажем подробнее в октябре.


 

18 августа 1964 года – начало лётных испытаний РН «Космос-2» (11К65 или 65С3) (СССР).

Необходимость разработки новой РН была вызвана постоянно возрастающей потребностью регулярного выведения на орбиты искусственных спутников Земли космических аппаратов различного назначения (связь, метеорология, навигация, разведка).

Использование в этих целях мощной РН Р-7 или лёгкой 11К63 было или экономически нецелесообразным, или не обеспечивало решение задачи по энергетическим возможностям.

Третья ракета-носитель СССР была разработана на базе ракеты стратегического назначения 8К65 (Р-14), разработки КБ «Южное», в соответствии с постановлением правительства от 30.10.61 г.

Вариант ракеты 11К65М на технической позицииРакета Р-14 была принята на вооружение в 1961 г. К тому времени в СССР было развёрнуто промышленное производство НДМГ, поэтому в новой ракете было использовано данное перспективное горючее, самовоспламеняющееся с азотнокислотным окислителем (АК-27И). Это существенно упростило конструкцию её двигателей и позволило избавиться сразу от двух опасных компонентов топлива – горючего ТГ-02 и перекиси водорода, которые использовались в ракете Р-12 и РН «Космос».

В апреле 1961 г. был разработан эскизный проект ракеты-носителя 65С3. Выпуск конструкторской документации осуществлялся ОКБ-586 (КБ «Южное») до осени 1962 г. В связи с загруженностью ОКБ-586 работами по ракетам Р-36 и Р-56 разработка носителя 65С3 была передана в ОКБ-10 (Красноярск). Экспериментальная отработка и изготовление первых 10 лётных ракет проводились совместно с ОКБ-10 при ведущей роли ОКБ-586. А с 1967 г. ведение ракеты 11К65 в производстве и её изготовление было передано в ПО «Полёт» (Омск), которое модернизировало ракету, получившую индекс 11К65М.

Схема выведения ИСЗ

Схема выведения ИСЗ:
1-2 – участок работы ДУ I ступени; 2-3 – участок работы ДУ II ступени при первом включении; 3-4 – участок работы ДУ СМТ; 4-5 – участок работы II ступени при повторном включении

Трансформация боевой ракеты в ракету-носитель была осуществлена путём установки на частично доработанную первую ступень разработанной вновь второй ступени. Ступени соединялись последовательно через цилиндрический переходный отсек, в обечайке которого имеются вырезы для выхода газов, истекающих из рулевых сопел ДУ второй ступени при разделении ступеней. По бокам второй ступени установлены два навесных блока топливных баков, обеспечивающих питание системы малой тяги и работу основного ЖРД при втором включении.

Характерной особенностью ракеты является возможность работы двигателя второй ступени на трёх режимах (у американцев на РН «Тор-Эйбл стар» (Thor-Able star) реализовано два режима работы). Первый режим – основной. На этом режиме в полёте двигатель может работать дважды. Двукратный запуск основного двигателя был разработан в СССР впервые. При выведении ИСЗ на высокие круговые орбиты первое включение двигателя формирует траекторию промежуточной орбиты в апогее. Второе включение двигателя переводит вторую ступень с ИСЗ на круговую орбиту.

Второй режим – режим работы рулевых камер. Используется для стабилизации полёта ракеты до, во время и после работы двигателя на первом режиме.

ЖРД II ступени С 5.23Третий режим – режим малой тяги. Используется для ориентации ракеты и создания незначительных ускорений, обеспечивающих возможность повторного запуска двигателя на основной режим.

Реализация такого алгоритма работы была достигнута разработкой специалистами ОКБ-2 (ныне КБХМ) трёхрежимного ЖРД С5.23 и созданием в ОКБ-10 (ныне НПО прикладной механики им. академика М. Ф. Решетнёва) системы малой тяги (СМТ).

В двигательную установку II ступени входят маршевый двигатель без дожигания с турбонасосной системой подачи топлива и четырёхсопловой рулевой двигатель с вытеснительной системой подачи компонентов в специальный газогенератор системы малой тяги. Тяга ЖРД на основном режиме создаётся камерой маршевого двигателя и его четырьмя рулевыми газовыми соплами, через которые осуществляется выброс отработанного на турбине ТНА генераторного газа. Она составляет 157,5 кН при удельном импульсе тяги 2972 м/с. На режиме промежуточной тяги работают только рулевые сопла с суммарной тягой 5,5 кН. Режим промежуточной тяги используется при запуске и выключении ЖРД. Малая тяга (100 Н) создаётся на пассивном участке траектории выведения четырьмя дополнительными, значительно меньшими соплами системы малой тяги, через которые истекает газ из газогенератора СМТ. Сопла объединены с основными рулевыми соплами в единые поворотные блоки.

РН «11К65М»Продолжительность работы двигателя при первом включении 380-490 с, а при повторном – до 15 с. На режиме малой тяги двигатель может работать до 3800 с.

В августе 1964 года две ракеты 11К65 были доставлены на Байконур. 18 августа состоялся пуск. На орбиту были выведены три спутника «Космос-38, -39, -40».

Ракетой 11К65 («Космос-2») были осуществлены ещё три запуска, один из которых был аварийным, а два других 21 февраля 1965 года и 15 марта 1965 года вывели на эллиптические орбиты «Космосы-54, -55, -56, -61, -62, -63».

Ракета-носитель 11К65 могла выводить на круговые орбиты высотой от 200 до 2000 км полезный груз массой до 1500 кг. Кстати, систему управления РН разрабатывали в ОКБ-692 (в последующем КБ «Электроприбор», г. Харьков). РН 11К65 была первым ракетным комплексом с дискретными приборами системы управления, обеспечивающими более точное выведение ИСЗ на заданные орбиты (около 40 км по высоте и около 30 с по периоду обращения).

Факультета систем управления в ХАИ тогда ещё не было, и на работу в ОКБ-692 приглашали выпускников первого и второго факультетов (самолётостроения и авиадвигателестроения). Средний возраст работников ОКБ в 1959 году был 27 лет!

К концу ХХ века было выполнено более 500 пусков РН, выведено на орбиту более 1000 КА. Это была одна из самых надёжных ракет в своём классе.


 

11-20 августа 1973 года – продолжение второй экспедиции на ОС «Скайлэб» (Skylab, США).

Основной задачей второго экипажа были наблюдения Солнца. Несмотря на спокойный период солнечного цикла, активность Солнца была неожиданно высокой, что делало эти наблюдения особенно ценными. Помимо них, велись исследования природных ресурсов Земли, медицинские эксперименты, метеорологические наблюдения, испытания (в лабораторном отсеке станции) нескольких установок различного типа для перемещения в открытом космосе, технологические эксперименты.

Работоспособность экипажа достигла высокого уровня, превысив запланированную почти на 50%. Члены экипажа отказывались от полагающегося им по графику отдыха и постоянно просили наземные службы разрабатывать для них дополнительные эксперименты.
Снимок, сделанный спектрогелиографом (на пёстром красном диске в центре – газ гелий при температуре 100000 °С, яркие красно-жёлтые участки – различные зоны солнечной короны с температурой до 1000000 °С)Изображение, полученное с помощью солнечного рентгеновского телескопа, находящегося на борту ОС «Скайлэб»

 


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Космонавтика. Энциклопедия. – М.: «Советская Энциклопедия», 1985.
  2. Журнал «Америка», №53, февраль, 1961.
  3. Ракеты и космические аппараты конструкторского бюро «Южное» / Под ред. генерального конструктора, академика С. Н. Конюхова. – Днепропетровск: ГКБ «Южное» им. М. К. Янгеля, 2000.
  4. Журнал «Америка», №241, декабрь, 1976.
  5. Ежегодник Большой Советской Энциклопедии, 1974.
  6. Chariots for Apollo. A History of Manned Lunar Spacecraft. By Courtney G Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson Published as NASA Special Publication-4205 in the NASA History Series, 1979.
  7. С. П. Уманский. Ракеты-носители. Космодромы. – М.: «Рестарт+», 2001.

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru