В этот день… №3-26 (11-20 июля)



Александр Грищенко Академик Борис Раушенбах считал, что именно спутники-разведчики обеспечили поддержание мира, сделали невозможной третью мировую войну. А в несколько модифицированном виде (экологические спутники) они будут жить и приносить пользу ещё очень долго.
 
 

 
11 июля 1957 года – первый старт исследовательской ракеты М-100 (СССР).

Мы часто вспоминали в наших обзорах различные американские исследовательские (зондирующие, по американской терминологии) ракеты. Пришло время вспомнить о советских аналогах. Одной из малых ракет, предназначенных для сбора научной информации о состоянии атмосферы на больших высотах, была самая массовая в мире метеорологическая ракета М-100. Количество различных модификаций этой ракеты достигло огромной величины – 6640.

М-100 – двухступенчатая твердотопливная неуправляемая ракета с высотой подъёма 100 км. Постановление Правительства СССР о разработке трёх новых ракетных комплексов на базе пороховых двигателей, в том числе и М-100 вышло в 1962 году, хотя фактическая работа над ракетой была начата в 1953 году в КБ завода №74 (ныне «Ижмаш» в г. Ижевске). Как и многие другие «научные» ракеты, М-100 имела боевой прототип – ракету класса «земля-земля» с дальностью полёта 70 км и боевым зарядом 50 кг, которая не была принята на вооружение. В двигателях использовалось баллиститное твёрдое топливо с низким значением удельного импульса – 1470 м/с.

Ракета М-100 на пусковой установкеПуск М-100 производился по траектории, близкой к вертикали, из стартовой установки со спиральными направляющими, придающими ракете вращение вокруг её продольной оси со скоростью 3,5 об/с. Вращение исключает влияние асимметрии тяги двигателей и аэродинамики корпуса ракеты на траекторию полёта.

В составе научной аппаратуры были манометры для определения давления, четыре термометра сопротивления, предназначенные для измерения температуры, контейнеры с диполями. При измерении температуры атмосферы учитывались поправки на скорость движения ракеты, на солнечное излучение и на тепловую инерцию проволоки. На ракете могли устанавливаться и другие приборы. Стандартный полёт должен был протекать следующим образом. Ракета взлетала на высоту 90 км, а затем, отделившаяся головная часть с приборами, спускалась на парашюте в течение примерно 50 минут. Всё это время производились измерения давления, температуры и плотности атмосферы.

Основные технические характеристики ракеты: длина – 8,24 м; калибр – 250 мм; полная масса – 475 кг; масса головной части – 50 кг; масса целевой аппаратуры – 15 кг; высота подъёма – 90-100 км.

Начало испытаний ракеты М-100, несмотря на то, что это совсем недавняя история, как писали в бульварных романах начала ХХ века, окутано туманом. Многие открытые публикации на эту тему относят первые пуски ракеты к 1962 году. Но американские историки ракетно-космической техники первый пуск датируют 11 июля 1957 года. Возможно, это дата начала испытаний боевой ракеты 25-2, которая послужила прототипом для М-100. Мы также остановились на этой дате. Серийное производство ракет М-100 началось в 1963 году на Ижевском машиностроительном заводе.

Старт М-100В эксплуатацию комплекс был введён в 1964 году. Ракеты М-100 стартовали с метеостанции «Волгоград» (район полигона Капустин Яр), со станции ракетного зондирования обсерватории «Дружная» на о. Хейса (архипелаг Земля Франца-Иосифа), станции «Молодёжная» в Антарктиде и с судов Гидрометеослужбы СССР и АН СССР «Академик Ширшов», «А. И. Воейков», «Ю. М. Шокальский» и «Академик Королёв».

Ракеты базовой модели М-100 в количестве 4908 взлетали в небо в течение 26 лет, с 11 июля 1957 года до 28 сентября 1983 года. Во второй половине 1970-х годов производство ракет было передано на завод «Станкомаш» в г. Челябинске, где и была разработана новая модификация ракеты М-100Б. Её тактико-технические характеристики аналогичны ракете М-100.

К 1980-м годам сеть станций, с которых производились пуски ракет, расширилась. К уже названным станциям добавились: «Балхаш» в СССР, «Ахтопол» в Болгарии, «Цингст» в ГДР, «Сайн-Шанд» в Монголии, «Тумба» в Индии.

В этот период ежегодно производилось до 300 пусков ракет типа М-100 и М-100Б.

В связи с распадом социалистического лагеря, а затем и СССР, и резким сокращением финансирования сеть станций ракетного зондирования атмосферы была ликвидирована. Сохранилась лишь станция «Волгоград». В настоящее время возрождается станция на о. Хейса.


 

13 июля 1973 года – запуск разведывательного спутника «Биг Бёрд 6» (Big Bird, США).

Для координации усилий различных ведомств в области космической разведки в августе 1960 года в США было организовано национальное управление по разведке (NRO – National Reconnaissance Office), куда вошли представители ЦРУ, ВВС и ВМС США, а в 1961-м был сформирован национальный центр дешифровки фотоизображений (NPIC – National Photo Interpretation Centre), расположенный в пригороде Вашингтона.

«Шестиугольник» с четырьмя возвращаемыми капсулами во время сборки в компании LockheedВ 1962 году отношения между двумя разведывательными ведомствами резко ухудшились. В свете этого ЦРУ начало несколько новых программ спутниковой разведки самостоятельно, без согласия NRO. Одна из них первоначально была названа FULCRUM, а потом переименована в КН-9 (Keyhole, т.е. «Замочная скважина» – наименование американских спутников фоторазведки) HEXAGON («Шестиугольник»). Космический аппарат, созданный в рамках этого проекта, был массивным спутником, размером со школьный автобус.

ИСЗ КН-9 HEXAGON, как настоящий агент спецслужб имел и другие имена – «Биг-Берд» или LASP – Low Altitude Space Platform. Этот КА предназначался для ведения обзорной и детальной фоторазведки, а также радиотехнической разведки. При создании спутников этого типа были использованы результаты, полученные в ходе работ по программе MOL (экспериментальная обитаемая орбитальная станция военного назначения).

ИСЗ КН-9 (LASP) был разработан в 1966–1971 годах фирмой «Локхид» (Lockheed) на основе базовой ступени «Аджена» (Agena). В состав бортовой аппаратуры спутника входили оптические системы двух типов: длиннофокусная камера детальной фоторазведки (масса 8,1 т) фирмы «Перкин-Эльмер» (PerkinElmer); камера обзорной фоторазведки («Истмэн Кодак», Eastman Kodak).

Для возвращения на Землю отснятой фотоплёнки на КА имелись 4-6 капсул. Предполагалось, что информация обзорной разведки могла быть передана также по радиоканалу через бортовую антенну диаметром 6 м.

HEXAGON предназначался для замены CORONA (обзор №2-12 21–29.02.2017), и уже во время своего первого полёта в июле 1971 года он достиг заметного успеха. Его камеры позволяли делать фотоснимки с разрешением всего 20 сантиметров! Весьма впечатляющий результат. До середины 1980-х годов было запущено 20 спутников HEXAGON. Каждый из них, в отличие от спутников CORONA с их коротким временем жизни, оставался на орбите помногу месяцев.

Схема ИСЗ КН-9 «Big Bird» (HEXAGON)Запуск первого ИСЗ «Биг-Бёрд» планировался на 1970 год, но в связи с трудностями, возникшими при создании бортовой аппаратуры, был произведён только в июне 1971 года. Иностранная печать сообщала, что ежегодно предполагалось запускать по четыре таких ИСЗ, однако с 971 по 1975 год запускалось от одного до трёх ИСЗ в год. Спутники запускались с помощью ракеты-носителя «Титан-3Д» (Titan IIID) с авиабазы ВВС США Ванденберг на западном побережье США. Они выводились на орбиты, близкие к полярным, с высотой в перигее около 150-180 км и в апогее 270-310 км.

Вес ИСЗ «Биг-Бёрд» около 12 т, длина 15 м, диаметр 3 м. Для компенсации аэродинамического торможения и маневрирования в плоскости орбиты он имел двигатель, который включался по командам с Земли. Обзорная разведка с этого спутника производилась с помощью фотоаппаратуры фирмы «Истмен Кодак». Для хранения развединформации и преобразования полученных изображений в радиосигналы с последующей их передачей по информационным каналам на Землю на спутнике имелось бортовое запоминающее устройство.

В процессе совершенствования бортовой аппаратуры в 1973 году на борту ИСЗ LASP-5 дополнительно была установлена широкоформатная камера для картографической съёмки местности с высокой точностью определения координат целей в интересах картографического управления министерства обороны США. В 1977 году появились сообщения о размещении на ИСЗ LASP-13 аппаратуры радиотехнической разведки. Программа запусков КА типа КН-9 завершилась в 1986 году после неудачной попытки вывести на орбиту последний, 20-й образец. Благодаря менее интенсивному (трёхсуточному) циклу проведения коррекций продолжительность их функционирования, в начале 70-х годов составлявшая всего 40-50 сут, к 1984-му достигла 275 сут.

KH-9 в Национальном музее авиации и космонавтики (Центр Стивена Удвар-Хейзи)Как сообщалось в западной прессе, основными объектами разведки КА КН-9 по-прежнему оставались советские стратегические объекты и полигоны. Один из спутников (КН-9 N 18) использовался в 1983 году во время поиска района строительства новой РЛС для обнаружения пусков МБР под Красноярском (была выявлена лишь спустя 18 месяцев после начала строительства) и для картографической съёмки территории европейской части СССР. На основе полученных данных разрабатывались полётные задания для американских крылатых ракет, размещаемых в Западной Европе.

Подсистема главной камеры делала стереофотографии с помощью расположенной по левому борту камеры смотрящей вперёд и направленной назад камеры, расположенной по правому борту. Оптическая схема камеры состоит из камеры Райта (англ. Wright Camera), с фокальным расстоянием 1,5 м. Диафрагма системы построена на основе асферической коррекционной пластины 0,51 м в диаметре, которая исправляет сферическую аберрацию камеры Райта. В каждой камере изображение земли проходит через коррекционную пластину на плоское зеркало под углом 45°, которое отражает свет на главное вогнутое зеркало диаметром 0,91 м. Главное зеркало направляет свет через отверстие в плоском зеркале, а затем через четырёхэлементную систему линз на плёнку. Камеры могут сканировать непрерывные области до 120° шириной, и достигли разрешения лучше, чем 0,61 м ближе к концу проекта.

KH-9 в Национальном музее авиации и космонавтики (Центр Стивена Удвар-Хейзи)С 1973 по 1980 гг. «Большие птицы» комплектовались «картографической камерой» (также известной как покадровая камера, англ. frame camera), где использовалась 9-ти дюймовая плёнка и которая имела относительно низкое разрешение 9 м, которое было улучшено до 6 м в более поздних миссиях. Фотографии с этой, предназначенной для картирования, камеры покрывали практически всю Землю, по меньшей мере, несколькими изображениями, снятыми между 1973 и 1980 гг. Почти все снимки с этой камеры, в общей сложности 29000 изображений, каждое покрывающее 3400 кв. км, были рассекречены в 2002 г., также рассекретили программу CORONA. Копии многих кадров были переданы в Earth Resources Observation Systems office Геологической службы США. Изображения из картографической камеры, покрывающие территорию Израиля и все изображения от других камер KH-9 остаются засекреченными.

Спутники, запускавшиеся в 1973 году (а таковых было три) несли доплеровские радары для картирования плотности атмосферы на больших высотах. Результаты измерения атмосферной плотности были опубликованы через НАСА.

Некоторые из «Шестиугольников» работали совместно со спутниками радиоэлектронной разведки Ferret, которые были запущены на более высокую орбиту чтобы каталогизировать советские радары противовоздушной обороны, прослушивать голосовую связь, и вести ракетную и спутниковую телеметрию.
Общая стоимость программы из 20 пусков KH-9 за двадцать финансовых годов (от FY1966 до FY1986) составила 3,262 миллиарда долларов по курсу соответствующего года.

Основные характеристики ИСЗ КН-9 HEXAGON («Big Bird», LASP): параметры орбиты: перигей – 140-170 км, апогей – 260-275 км, наклонение орбиты – 96,4°; срок существования – 40-275 суток; длина (с картографической камерой) – 16,21 м; максимальный диаметр – 3,05 м; общая масса – 11400 кг, с картографической камерой – 13300 кг; возвращаемая масса – 5330 кг.

Для выведения на околоземную орбиту применялись РН «Титан-3Д» или «Титан-34Д» (Titan 34D).

Перечень пусков разведывательных ИСЗ КН-9 HEXAGON (Big Bird, LASP)

№ п/п Ракета-носитель Дата старта Дата прекращения
существования
1 «Титан-3Д» 15 июня 1971 6 августа 1971
2 «Титан-3Д» 20 января 1972 29 февраля 1972
3 «Титан-3Д» 7 июля 1972 13 сентября 1972
4 «Титан-3Д» 10 октября 1972 8 января 1973
5 «Титан-3Д» 9 марта 1973 19 мая 1973
6 «Титан-3Д» 13 июля 1973 12 октября 1973
7 «Титан-3Д» 10 ноября 1973 13 марта 1974
8 «Титан-3Д» 10 апреля 1974 18 июля 1974
9 «Титан-3Д» 29 октября 1974 19 марта 1975
10 «Титан-3Д» 8 июня 1975 5 ноября 1975
11 «Титан-3Д» 4 декабря 1975 1 апреля 1976
12 «Титан-3Д» 8 июля 1976 13 декабря 1976
13 «Титан-3Д» 27 июня 1977 23 декабря 1977
14 «Титан-3Д» 16 марта 1978 11 сентября 1978
15 «Титан-3Д» 16 марта 1979 22 сентября 1979
16 «Титан-3Д» 18 июня 1980 6 марта 1981
17 «Титан-3Д» 11 мая 1982 5 декабря 1982
18 «Титан-34Д» 20 июня 1983 21 марта 1984
19 «Титан-34Д» 25 июня 1984 18 октября 1984
20 «Титан-34Д» 18 апреля 1986 Запуск не удался

 
Запуск 13 июля 1973 года был далеко не первым и не последним для американского разведывательного ИСЗ нового поколения. Информация о возможностях этого КА в 1973 году, полученная как по открытым, так и, возможно, по закрытым каналам, повлияла на совершенствования аналогичных ИСЗ в Советском Союзе. Но об этом мы расскажем в последующих обзорах.


 

18 июля 1980 года – первый индийский спутник, запущенный индийской РН с индийского космодрома (Индия).

Ещё до запуска своего первого ИСЗ с помощью советской РН (обзор №3-17 11–20.04.2018) в 1973 г., в Индии началась разработка своего лёгкого носителя.

Абдул Калам (слева) и Сатиш ДхаванСпособный индийский студент Абдул Калам (Abdul Kalam), учась в США, получил доступ к техническим отчётам по проекту РН Scout. Этот полностью твердотопливный носитель фактически стал прототипом первой индийской космической РН SLV-3 (Satellite Launch Vehicle).

Четырёхступенчатая твердотопливная ракета стартовой массой около 17 т должна была вывести ПГ массой 40 кг на круговую орбиту высотой ~400 км. Органы управления первой ступени – газовые рули, второй – двухкомпонентные ЖРД на красной дымящей азотной кислоте и гидразине, третьей – однокомпонентные ЖРД на гидразине. Четвёртая ступень с ПГ стабилизируется закруткой. Корпус первой ступени собран из трёх секций (из технологических соображений), корпуса остальных ступеней цельные.

Согласно циклограмме полёта, после окончания работы РДТТ первой и второй ступеней (на высоте 58 км) следует участок пассивного полёта до 88,5 км, где включается двигатель третьей ступени. Он прекращает работу на высоте 142,5 км, после чего следует ещё один участок пассивного полёта до ~300 км (высота перигея расчётной орбиты). Стабилизация на этом участке обеспечивается управляющими ЖРД третьей ступени. В перигее включается РДТТ четвёртой ступени, который переводит ПГ на расчётную эллиптическую орбиту 300×885 км. Спутник отделяется на 433-й секунде полёта.

Характеристики ракеты SLV-3

Параметр I ступень II ступень III ступень IV ступень
Стартовая масса, кг 10800 4900 1500 360
Масса топлива, кг 8660 3150 1060 260
Сухая масса, кг 2140 1750 440 98
Соотношение масса топлива/масса ступени 0,802 0,643 0,707 0,728
Тяга (в пустоте)/на уровне моря, кН 503/455 267/- 90,7/- 26,8/-
Удельный импульс (в пустоте)/на уровне моря, м/с 2482/2246 2620/2119 2717/1862 2776/-
Время работы, с 49 40 45 33
Давление в камере сгорания, МПа 4,4 3,8 4,4 2,9
Длина, м 10,0 6,4 2,3 1,5
Диаметр, м 1,0 0,8 0,815 0,657
Степень расширения сопла 6,7:1 14,2:1 25,7:1 30,5:1
Топливо PNAB/AP/Al PNAB/AP/Al HEF20/AP/Al HEF20/AP/Al
Материал корпуса Сталь Сталь Стеклопластик Стеклопластик

 
Директором проекта первой национальной РН был назначен А. Калам. Вместе с ним основными творцами SLV-3 считаются В. Говарикет (V. R. Gowariket), М. Куруп (M. R. Kurup) и А. Мутхунаягам (A. E. Muthunayagam). На создание SLV-3 было потрачено 204,9 млн. рупий. Более 85% компонентов РН изготовлено в Индии. Положительную роль в динамике проекта сыграло закрытие в начале 1970-х годов ракетного полигона Вумера в Австралии. Индусы по цене металлолома купили у европейской организации ELDO стенды и пусковые установки, которые стали основой стартовых комплексов полигона SHAR (Sriharikota Launching Range) на о. Шрихарикота.

Схема первой индийской РН SLV-3

Схема первой индийской РН SLV-3:
1 – головной обтекатель; 2 – спутник Rohini; 3 – РДТТ четвёртой ступени; 4 – отсек системы управления; 5 – РДТТ третьей ступени; 6, 8 – блоки системы управления вектором тяги; 7 – РДТТ второй ступени; 9 – трёхсегментный РДТТ первой ступени; 10 – аэродинамические стабилизаторы; 11 – газовые рули

Самыми «узкими» местами проекта были РДТТ первой и четвёртой ступеней, от уровня характеристик и совершенства которых во многом зависел успех РН. В частности, четвёртая ступень, создаваемая с применением композиционных материалов, требовала от индийской ракетной индустрии буквально технологического «скачка».

К 1975 г. на зондирующих ракетах были отработаны и сертифицированы элементы основных систем РН; в 1976 г. совершил суборбитальный полёт прототип. 10 августа 1979 г. с полигона SHAR состоялся первый запуск космической ракеты (бортовой номер SLV-3-E-01). За 8 мин до старта компьютер остановил обратный отсчёт: упало давление в баке окислителя реактивной системы управления (РСУ), которая обеспечивала ориентацию РН после отделения первой ступени.

Специалисты посоветовали А. Каламу возобновить отсчёт, поскольку в РСУ имелся двукратный запас по рабочему телу. В Т=0 ракета SLV-3 взлетела. Первая ступень отработала нормально; включилась вторая. Однако уже через несколько секунд РН потеряла ориентацию…

После шести месяцев расследования специальная комиссия установила, что причиной аварии стало засорение управляющего клапана. В этой связи к месту высказывание Вернера фон Брауна: «Если вам надо сделать что-либо в ракетной технике, делайте это сами. SLV-3 – подлинно индийский проект; а раз так – вам дозволено иметь и собственные проблемы. Надо лишь помнить, что пользу можно извлекать не только из успехов, но и из неудач».

Второй полёт SLV-3 состоялся 18 июля 1980 г. Компьютер запустил полётные операции в Т-4 мин. В Т=0 полёт начался. А через 600 с А. Калам объявил по громкоговорящей связи: «Говорит руководитель полёта. SLV-3 развил требуемую скорость и достиг высоты, чтобы доставить спутник Rohini в космос. Наши наземные станции получат подтверждение, что спутник вышел на орбиту, в пределах часа». Со стороны галереи посетителей раздался шквал аплодисментов…

Старт SLV-3Четвёртая ступень вывела в космос ИСЗ Rohini (RS1) – небольшой телеметрический контейнер массой 35 кг в форме восьмигранной призмы, переходящей в пирамиду. Установленные на корпусе солнечные батареи обеспечивали мощность 3 Вт. Согласно полётному заданию, спутник предназначался для контроля бортовых систем РН, орбитальных траекторных измерений и оценки эффективности СБ индийского производства.

Индия доказала способность проектировать, строить и запускать собственные спутники на собственных ракетах – выдающееся достижение для страны «третьего мира»! В отличие от своей бывшей метрополии, Индия не остановилась на одном «престижном» запуске. 30 мая 1981 г. стартовала третья ракета SLV-3-D1. Первые три ступени функционировали штатно, но четвёртая отделилась не совсем «чисто», и спутник RSD1 массой 38 кг, который нёс твердотельную камеру с ПЗС-матрицей для съёмки Земли из космоса, оказался на нерасчётной орбите с перигеем 181 км. За счёт естественного торможения в верхних слоях атмосферы он прекратил существование уже через девять суток.

17 апреля 1983 г. был запущен четвёртый носитель данной серии. SLV-3-D2 успешно вывел на орбиту спутник RSD2 массой 41,5 кг. Третий «Рохини» передавал прекрасные изображения Земли.

«Индийский космос» – это символ национальной веры в великое, мудрое и изобильное будущее, это мощь и престиж самой высокой пробы, в конце концов, это мост между реальной и мифологической Вселенными, существующими в душе каждого индийца.


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. А. Б. Железняков. 100 лучших ракет СССР и России. Первая энциклопедия отечественной ракетной техники. – М.: «Яуза-Пресс», 2016.
  2. И. Б. Афанасьев, Д. А. Воронцов. Золотой век космонавтики: мечты и реальность. – М.: Фонд «Русские витязи», 2015.
  3. Ежегодник Большой Советской Энциклопедии. – М.: «Советская Энциклопедия», 1974.
  4. welder-history.livejournal.com

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru