В этот день… №1-24 (1-10 сентября)



Александр Грищенко Поздравляем всех студентов и преподавателей с началом нового учебного года! И прежде всего тех, кто связал свою жизнь с ракетно-космической техникой. Успехов Вам, друзья!
 
 

 
 
 
5 сентября 1977 года – стартовал автоматический аппарат «Вояджер-1» (Voyager, США).

«Путешественники» (так дословно переводится с английского Voyager) – американские космические аппараты, предназначенные для исследования дальних планет Солнечной системы – Сатурна, Юпитера, Урана). Полёты «Вояджеров» выполнялись с использованием поля тяготения Юпитера и Сатурна.

Разрабатывались «Вояджеры» сотрудниками Лаборатории реактивного движения (Пасадена, Pasadena) с 1972 г.

КА «Вояджер»

КА «Вояджер»:
1 – ультрафиолетовый спектрометр; 2 – интерференционный инфракрасный спектрометр; 3 – фотополяриметр; 4 – детектор заряженных частиц низкой энергии; 5 – микродвигатель ориентации; 6 – противометеоритный экран; 7 – мишень для калибровки оптических приборов; 8 – кронштейн с микродвигателями коррекции траектории; 9 – антенна для регистрации радиоизлучения планет и волн в плазме; 10 – изотопный генератор; 11 – магнитометр, измеряющий слабые магнитные поля; 12 – магнитометр, измеряющий сильные магнитные поля; 13 – солнечный датчик; 14 – отражатель остронаправленной антенны; 15 – детектор космических лучей; 16 – детектор плазмы; 17 — телевизионная камера с широкоугольным объективом; 18 – телевизионная камера с телеобъективом

Масса КА была невелика – всего 798 кг. Учитывая большое удаление от Солнца, для электропитания приборов и средств связи, были предусмотрены три изотопных генератора. Ресурс энергоустановок составлял 12 лет. В состав системы управления КА входили 12 микродвигателей (по 4 на каждой оси) тягой 0,9 Н. Ещё 4 таких двигателя обеспечивали коррекцию траектории. Запас гидразина для двигателей был предусмотрен на 7 лет полёта.

Кроме научной аппаратуры на борту «Вояджеров» были установлены медные граммофонные пластинки с вращающимся диском, звукоснимателем и наглядной инструкцией по проигрыванию. На пластинках записаны «звуки Земли», которые должны были дать представление о нашей планете представителям внеземной цивилизации. На пластинке записаны обращение Генерального секретаря ООН Курта Вальдхайма, приветствия на 60 языках, азбука Морзе, музыкальные отрывки, крик ребенка, звук прибоя, дождя и т.д. Пластинка содержит также 115 видеоизображений.

КА «Вояджер-2» был запущен 20.08.1977 по «медленной» траектории к Юпитеру, а «Вояджер-1» был запущен по «быстрой» траектории 5.09.1977.

Для запуска «Вояджеров» использовалась многоступенчатая РН «Титан-III E», состоящая из модифицированной ракеты «Титан-II» в варианте СЛВ-5 (SLV сокращенно от Standard Launch Vehicle – стандартный носитель), ракеты «Центавр» в качестве третьей ступени и четвертой ступени, оснащенной РДТТ «Стар-37».

Поскольку, даже с разгонной ступенью, ракета не обладала достаточной энергетикой для выведения КА за пределы Солнечной системы, её оснастили двумя стартовыми твердотопливными ускорителями UA-1205 компании UTC (United Technologies Corporation). Тяга каждого – 6210 кН. Время работы ускорителей – 116 с. Масса ускорителя – 247 т.

Сотрудник центра космических полётов прикрепляет к корпусу КА «Вояджер-2» медную пластинку с информацией о ЗемлеО двигателях первой ступени РН «Титан-II» мы уже рассказывали в предыдущих обзорах. Первая ступень РН «Титан-III E» оснащалась модификацией двигателя LR87-AJ-11 c большей силой тяги (1180 кН). На второй ступени был установлен ЖРД LR91-AJ-11, работавший на тех же компонентах, что и ЖРД первой ступени (окислитель – четырехокись азота, горючее – аэрозин-50).

Разработчик двигателя – фирма Aerojet General. Однокамерный двигатель выполнен по открытой схеме. ТНА, как видно на ПГС, имеет два вала – вал двухступенчатой осевой турбины с насосом горючего и вал насоса Схема РН «Титан-III E»окислителя. Основные технические характеристики двигателя: сила тяги в пустоте – 463 кН; удельный импульс в пустоте – 3106 м/с; давление в камере сгорания – 5,7 МПа; соотношение топливных компонентов – 1,8; сухая масса двигателя – около 590 кг; время работы – 180 с. Камера сгорания выполнена из трубок, изготовленных из нержавеющей стали. Система охлаждения – регенеративная. Охладитель – горючее. Камера установлена шарнирно и обеспечивает управление полётом по тангажу и курсу.

У ракеты «Титан-III E» была короткая, но яркая жизнь. Она стартовала только 7 раз с 1974 по 1977 годы. Первый её старт был неудачным, а все остальные – успешные. С дополнительной (четвертой) ступенью выполнялись запуски КА «Гелиос-1» и «Гелиос-2» (на гелиоцентрические орбиты) и КА «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

КА «Вояджер-1» в марте 1978 года совершил пролёт около Юпитера на расстоянии 280000 км, а в ноябре 1979 прошёл около Сатурна на расстоянии 124000 км. Затем, ускорившись в гравитационном поле этих Ступень «Центавр»планет, «Вояджер-1» покинул пределы солнечной системы. Сейчас он летит в пространстве со скоростью 17 км/с! «Вояджер-2» пролетел близ Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна и также покинул пределы нашей солнечной системы.

В начале 80-х годов ХХ века на одной из научно-технических конференций в Москве демонстрировали фотографии, сделанные «Вояджерами» при пролёте над Юпитером и Сатурном. Несколько таких фотографий приводим в нашем обзоре.

Высокое качество снимков, сделанных «Вояджером», и собранной им информации противоречит представлению о затруднительности управления космическим аппаратом на столь большом расстоянии от Солнца, которое вблизи Нептуна кажется ярко светящейся точкой. Нептун получает в тысячу раз меньше солнечного света, чем Земля, поэтому его фотографирование требует 10-минутных выдержек. Телекамеры станции нужно было поворачивать, чтобы сделать панорамный снимок. Для этого «Вояджер-2» осторожно разворачивал платформу с камерами и несколько раз даже отклонялся от курса.

ПГС ДУ II ступени РН «Титан-III E» с ЖРД LR91-AJ-11

ПГС ДУ II ступени РН «Титан-III E» с ЖРД LR91-AJ-11:
1 – клапан горючего газогенератора; 2 – клапан окислителя газогенератора; 3 – газогенератор; 4 – теплообменник для охлаждения продуктов сгорания; 5 – испаритель; 6 – пиростартер; 7 – датчик частоты вращения турбины; 8 – маслобак и маслонасос; 9 – теплообменник маслосистемы; 10 – поворотное сопло управления по крену; 11 – клапан окислителя; 12 – клапан горючего; 13 – сервопривод; 14 – управляющий клапан; 15 – дренаж; 16 – реле давления

Передача данных из космоса на Землю была нелегкой задачей. К тому времени, когда 22-ваттный радиосигнал «Вояджера» достигал Земли, его сила составляла всего одну двадцатимиллиардную часть мощности, необходимой для работы электронных наручных часов.

Чтобы улавливать столь слабый сигнал, сотрудники НАСА (Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства) увеличили ряд и без того огромных радиотелескопов своей сети по изучению дальнего космоса в Австралии, Испании и в штате Калифорния. Но даже при этом голос «Вояджера» часто терялся в электромагнитном шуме космоса.

Вот основные открытия, сделанные «Вояджерами». При пролете мимо Юпитера они обнаружили: действующие вулканы на его спутнике Ио, тонкие пылевые кольца вокруг планеты, три новых спутника. При пролете мимо Сатурна было установлено, что атмосфера его спутника Титана состоит в основном из азота и простых органических соединений, которые могли бы дать начало живым организмам, если бы на Титане не было так холодно. Было открыто несколько лун, а на многих кольцах Сатурна — новые структурные элементы. У планеты Уран «Вояджер-2» открыл десять новых спутников, два новых кольца и необычное магнитное поле со спиралеобразным шлейфом. Снимки крупным планом Миранды показали, что этот спутник Урана отличается чрезвычайным геологическим разнообразием рельефа.

Мне кажется, что эти научные результаты намного весомее, чем результаты лунных экспедиций «Аполлонов». А стоимость двух АМС на порядок меньше.

Старт РН «Титан-III E» с КА «Вояджер-2»Поверхность Каллисто (спутник Юпитера), сфотографированная «Вояджером-1»

Прощальный снимок Нептуна и его спутника ТритонаОблачный покров северного полушария Сатурна
 


 

9 сентября 1975 года – первый запуск ракеты-носителя N-I (Япония).

Ракета-носитель N-IПосле длительного «твердотопливного» периода (ракеты «Каппа», «Лямбда» и «Мю»), пришло время японских ракет с ЖРД. И первой в Японии жидкотопливной ракетой стала РН N-I. Правда это была не совсем своя разработка. Она создавалась на базе американской ракеты «Дельта», производимой в Японии по американской лицензии.

ЖРД LR79-NАРакета состояла из трёх ступеней (дополнительно могли использоваться три стартовых твердотопливных ускорителя). Первая ступень работала на топливных компонентах кислород + керосин. Вторая ступень – на топливной паре четырёхокись азота + аэрозин-50. Третья ступень – твердотопливная.

Двигатель первой ступени — LR79-NA (ракеты «Торад-Дельта») имел следующие характеристики: сила тяги у земли — 756 кН, сила тяги в пустоте – 868 кН; удельный импульс у земли – 2473 м/с, удельный импульс в пустоте – 2839 м/с; давление в камере сгорания – 4,1 МПа; соотношение компонентов в камере сгорания – 2,16; расход топлива – 250 кг/с; время работы – 220 с; масса Схема РН N-I (с небольшой ошибкой – ЖРД I ступени - LR79-NА, а не LE-3)двигателя – 876 кг. Практически, характеристики совпадают с характеристиками, приведёнными в обзоре №1-09 01–15.03.2016.

Вторая ступень была разработана в Японии в сотрудничестве с американской фирмой «Рокетдайн» (Rocketdyne). Вторая ступень РН N-I оснащалась ЖРД LE-3, имевшем следующие характеристики: сила тяги в пустоте – 54 кН; удельный импульс в пустоте – 3080 м/с; давление в камере сгорания – 0,86 МПа; расширение сопла – 65; время работы – 250 с.

Третья ступень оснащена РДТТ «Стар» тягой около 40 кН и продолжительностью работы 42 с.

Стартовая масса РН была немного более 90 т. Выводимая полезная нагрузка на низкую опорную орбиту – 1200 кг, а на геостационарную орбиту – 130 кг.

С 1975 по 1982 г. было выполнено 9 стартов РН N-I, из которых лишь 1 был неудачным. Кстати, последний старт ракеты был также в сентябре – 3.09.1982.

ПГС ЖРД LR79-NА

ПГС ЖРД LR79-NА:
1 – насос горючего; 2 – шестеренчатый редуктор; 3 – насос окислителя; 4 – патрубок подвода окислителя из наземного бака; 5, 11 – обратные клапаны; 6 – главный клапан горючего; 7 – главный клапан окислителя; 8 – камера сгорания; 9 – клапан жидкостного газогенератора; 10 – патрубок подвода горючего из наземного бака; 12 – запал; 13 – жидкостный газогенератор; 14 — турбина


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Космонавтика. Энциклопедия. – М.: «Советская Энциклопедия», 1985.
  2. А. В. Амброжевич. Развитие транспортных систем с ЖРДУ. – Харьков: Рукопись, 2007.
  3. С. П. Уманский. Ракеты-носители. Космодромы. – М.: «Рестарт+», 2001.
  4. Иностранные авиационные и ракетные двигатели (по данным иностранной печати). Институт им. П. И. Баранова, 1967.
  5. Журнал «Америка», №278, январь, 1980.
  6. Журнал «Америка», №294, май, 1981.
  7. Журнал «Америка», №399, февраль, 1990.

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru