Полет АМС Stardust

Станция была выведена на траекторию настолько точно, что запланированной на 22 февраля коррекции TCM-1 не потребовалось. В первых числах апреля станция прошла между марсианскими аппаратами MCO и MPL, оставив первый в 7 млн км слева, а второй в 10 млн км справа, и обогнала их.

Ввиду большого запаса по питанию КА был ориентирован под 45° к направлению на Солнце, что также позволило перейти с 7 марта на связь через антенну среднего усиления MGA. Служебные системы Stardust работали неплохо, и связь с Землей была постепенно сокращена с круглосуточной в первые дни полета до раза в неделю в начале мая.

Дела служебные

Навигационная камера КА была включена для проверки 26 марта. В ходе ее испытаний был выявлен дефект операционной системы, общей для КА Stardust и станций MCO и MPL: задачи обработки информации с навигационной камеры получали слишком высокий приоритет и перегружали компьютер.

В начале апреля управленцы обратили внимание, что частота радиосигнала станции и коэффициент усиления твердотельного усилителя мощности SSPA-1 немного меняется с температурой. Было также замечено, что в режиме двусторонней связи температура усилителя увеличивается на несколько градусов. В начале мая усилитель выключили и включили вновь, после чего он работал нормально. К 28 мая отклонения по температуре (4°C) и коэффициенту усиления (2 дБ) появились вновь. Причиной оказалось накопление заряженных частиц, ведущее к повышению температуры усилителя. В норме SSPA-1 работает на 55 Вт и потребляет ток 1.9 А. При нагреве срабатывает защита, ограничивающая ток до 1.5 А с соответствующим падением коэффициента усиления. По мере удаления от Солнца и Земли каждый децибел на счету. Уже в конце июня, при передаче команд для коммутатора солнечных батарей SASU, запас по уровню принимаемого сигнала составлял всего 0.5 дБ. Есть также опасения, что в течение семилетнего полета характеристики SSPA-1 будут ухудшаться. Принято решение выключать усилитель вне сеансов связи, которые занимают менее 10% времени полета.

В последнем июньском сеансе было выполнено опытное включение усилителя SSPA-2 через антенну высокого усиления HGA. В этом режиме аппарат передавал на скорости 12000 бит/с (вместо 252 бит/с), и на Землю была полностью сброшена накопленная служебная и научная информация. Такие сеансы через HGA будут проводиться раз в месяц.

Между 10 и 14 мая были разблокированы два замка и петля, открыта крышка возвращаемой капсулы SRC и стравлен оставшийся в ней воздух. Капсула будет открыта вплоть до встречи с кометой Вильда-2 в 2004 г. Штанга с аэрогелевой ловушкой будет выдвинута в середине января 2000 г., после большой коррекции траектории.

Дела научные

30 апреля, когда Земля оказалась между КА и Солнцем, аппарат развернули на 180° вокруг направления на Солнце и приборами DFMI и CIDA «лицом» к потоку межзвездных частиц, чтобы до июля вести их регистрацию и анализ. Тут же начались проблемы: на DFMI после месяца безупречной работы начались сбои телеметрии, прекратился прием служебной информации с прибора CIDA. Между 3 и 10 мая приборы включили вновь. Теперь CIDA работал нормально и зарегистрировал несколько ударов частиц, скорее всего – вторичных ионов или электронов, источником которых является конструкция станции. DFMI же, зарегистрировав в течение часа 13000 событий, стал вновь выдавать в бортовую систему команд и обработки данных сбойную информацию. Прибор пришлось выключить.

28 мая группа управления сообщила о новом сбое CIDA. Телеметрия, полученная в разовом еженедельном сеансе связи, показала, что CIDA самопроизвольно перегрузился около 21 мая и с тех пор нормально работает в этом нештатном состоянии. К 4 июня проблема была решена, а принятая телеметрия показала, что CIDA зарегистрировал еще одну частицу. Чтобы увеличить регистрирующую площадь детектора, солнечные батареи были повернуты на 20° от направления на Солнце, однако к началу июля детектор оказался полностью затенен противопылевым щитом КА.

Тем временем продолжался анализ неполадок с DFMI. Картина неисправности заставляла думать о скачках напряжения на выходе преобразователя мощности. Сначала предполагали, что после двух месяцев нормальной работы при комнатной температуре преобразователь засбоил, когда из-за разворота аппарата 30 апреля температура снизилась до -20°C. Но испытания наземного аналога DFMI показали, что вывести преобразователь из строя можно только нагревом до 100°С. Такая температура была далеко за пределами нормы, но к 11 июня пришлось признать, что причина именно в этом. Когда температура преобразователя достигает 100°C, в его внутренней цепи защиты возникают токи утечки, которые и вызывают отключение преобразователя. По-видимому, прибор будет работать, если его питание периодически выключать.

По сообщениям группы управления аппаратом, JPL

Вторая встреча Cassini с Венерой Американская АМС Cassini была запущена 15 октября 1997 г. для детального исследования Сатурна и его спутников. На самый крупный из них, Титан, должен совершить посадку европейский зонд Huygens, который отделится от аппарата после прибытия Cassini к Сатурну в 2004 г.

Полет Cassini к Сатурну выполняется по «многопланетой» траектории, обозначаемой VVEJGA. Она предусматривает выполнение двух гравитационных маневров у Венеры (VV) и по одному у Земли (E) и Юпитера (J; буквы GA означают гравитационый маневр – Gravity Assist). Каждый гравитационный маневр увеличивает гелиоцентрическую скорость станции. Их использование позволяет резко увеличить массу КА у цели при заданной грузоподъемности РН. Почти по такой же схеме к Юпитеру летела АМС Galileo.

Первый гравитационный маневр Cassini у Венеры состоялся 26 апреля 1998 г. Тогда КА прошел на расстоянии 284 км от ее поверхности.

Технические подробности пролета

14 июня была выполнена установка программного аварийного таймера. Это устройство отсчитывает время с момента получения с Земли последней команды. Если это время превысит заданный предел, аппарат пытается самостоятельно выйти на связь с Землей. К примеру, если отказал один из приемников, аппарат переключается на другой. Срок «завода» таймера на межпланетной трассе – 11 суток, но во время выполнения ответственных операций его уменьшают. 14 июня таймер «завели» на трое суток.

15 и 19 июня было проведено «плановое техобслуживание» станции, которое называется PEM (Periodic Engineering Maintenance). Для Cassini эта процедура проводится раз в три месяца и состоит из качания карданова подвеса маршевых двигателей, контрольной раскрутки маховиков системы управления КА (при полете во внутренней области Солнечной системы они не используются), а также контроля данных в перезаписываемом ПЗУ EEPROM системы ориентации AACS.

КА приближался к планете с ночной стороны: еще 6 июня Венера находилась прямо между Cassini и Солнцем. К 23 июня наблюдатель, летящий вместе с аппаратом, мог бы увидеть тонкий серп Венеры, которая с такого расстояния по размерам могла быть сравнима с Луной. Рядом среди звезд на черном небе сверкал Юпитер. Серп рос с каждым часом. На следующий день Венера была совсем рядом и закрыла собой полнеба...

За несколько часов до сближения с Венерой, в 15:50 UTC, аппарат был повернут примерно на 40°. Сделано это было с двумя целями: дать звездным датчикам SRU системы ориентации работать при приближении к яркой планете и направить приборы так, чтобы они смогли отнаблюдать диск планеты. (Через 41 час после пролета, когда влияние Венеры на работу SRU стало несущественным, аппарат вновь вернули в исходную ориентацию.)

Миновав ближайшую к планете точку вне радиовидимости с Земли, аппарат вновь стал удаляться от планеты в сторону Солнца и орбитального движения Венеры. К 8 утра 26 июня расстояние вновь уменьшило Венеру до размера Луны, но освещенные Солнцем облака делали Венеру ярче Луны раз в десять.

Работа научной аппаратуры

Траектория полета АМС Cassini к СатурнуТраектория пролета. Отметки проставлены через 5 мин

Предварительный план работы научной аппаратуры АМС Cassini во время 2-го пролета Венеры

За одним исключением, все приборы были задействованы только на время пролета. Анализатор космической пыли CDA, предназначенный для определения массы, направления и скорости сталкивающихся с ним частиц, был включен еще 24 марта и продолжал работу до 30 июня. Кстати, 7 апреля прибор зарегистрировал первое попадание частицы космической пыли, а всего до 6 мая было отмечено семь ударов. И, по предварительным данным, разработанный в британском Университете Кента химический анализатор CDA впервые смог измерить состав частицы космической пыли.

Вторым 23 июня был включен видовой спектрометр видимого и ИК-диапазона VIMS. Он выполнял спектральную съемку глубин венерианской атмосферы в видимом диапазоне через «окна» на ночной стороне. Примерно за 20 минут до точки максимального сближения VIMS начал сканировать венерианский лимб, а через 10 минут после этого – ночную сторону планеты.

Полетите на Европу – удочки оставьте дома Сообщение CIT 3 июня. Согласно исследованию, проведенному сотрудниками Калифорнийского технологического института (CIT) совместно со специалистами из JPL, вряд ли в океане Европы, являющейся спутником Юпитера, есть какие-либо формы жизни. Такой вывод был сделан в статье, опубликованной Эриком Гайдосом (Eric Gaidos) и рядом соавторов в последнем номере журнала Science. «Говоря о возможности жизни в океане Европы, мы все время пытаемся привести в качестве аналогии Землю. Однако даже если на Европе есть океан, состоящий из воды (что еще не полностью доказано!), это еще не значит, что в нем обитают живые организмы», – говорит Гайдос. Земля является открытой биосистемой, поскольку энергия для существования организмов и растений поступает извне, от Солнца. Солнечный свет инициирует фотосинтез, а также производство его побочного продукта – кислорода, необходимого для существования всех живых существ. Этот кислород доходит даже до экзотических организмов, найденных на Земле 20 лет назад в горячих источниках на дне моря. Иное дело – Европа, являющаяся закрытой системой. Солнечный свет не может пробить корку льда толщиной в несколько километров, целиком покрывающую океан планеты. Остаются доступными только внутренние источники энергии. Но их, согласно выполненным авторами подсчетам, скорее всего, недостаточно для существования многоклеточных организмов, а возможно, и для более простых одноклеточных. В статье, однако, не отрицается возможность существования элементарной жизни на Европе. «Вполне вероятны альтернативные источники энергии, которые питали бы простейшие организмы», – говорит Гайдос. Например, один из вариантов – использование для протекания биохимических процессов энергии окисленного железа (ржавчины), которое может находиться подо льдом Европы. Сокращенный перевод и обработка С.Карпенко

Еще три прибора были включены за 10-11 часов до максимального сближения. С помощью магнетометра MAG ученые выполнили измерения магнитного поля. Следует заметить, что у Венеры нет собственного магнитного поля, однако при движении планеты в солнечном ветре возникает ударная волна, в которой скорость ветра снижается до дозвуковой. Измерения магнитометра помогут в интерпретации данных прибора для съемки магнитосферы MIMI при прохождении станции через ударную волну в ионослой. Предполагается, что магнитного поля нет и у Титана, который станции предстоит исследовать в 2004 г. Если это так, то обработка данных по Венере поможет последующей работе по Титану.

MIMI – это сложный, тройной прибор. Его подсистема магнитосферных измерений низких энергий LEMMS собирала информацию о заряженных частицах вдоль траектории КА. С помощью масс-спектрометра CHEMS определялись заряды и массы ионов. Наконец, съемку ионосферы и области взаимодействия солнечного ветра с ударной волной выполняла ионная и нейтральная камера INCA.

ü Ученые Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики построили наиболее длинную и полную кривую блеска в оптическом диапазоне рентгеновской новой, открытой 5 августа 1992 г. космической Гамма-обсерваторией имени Комптона и обозначенной J0422+32. Оптические наблюдения проводились на 1.2-метровом телескопе обсерватории на горе Маунт-Хопкинс в Аризоне, а рентгеновские – с помощью прибора ASM КА XTE. Анализ вспышек блеска позволил установить, что в системе J0422+32 обычная звезда обращается вокруг черной дыры с массой не менее 5 солнечных. – И.Л.

Волновой прибор RPWS выполнял измерения радиоизлучения планеты и волн в окружающей ее плазме и продолжил поиск молний в венерианской атмосфере. Поиск радиосигналов, связанных с молниями, уже проводился во время первого пролета Cassini у Венеры, но безуспешно.

Входящие в состав плазменного спектрометра CAPS спектрометр ионных пучков IBS и электронный спектрометр ELS начали измерения за два часа до встречи и завершили через час после нее. Для интерпретации данных CAPS будут использованы данные магнитометра по геометрии плазменных образований, результаты измерений частот плазмы и данные лэнгмюровского зонда прибора RPWS.

Изображающая подсистема ISS произвела около 10 снимков облачного слоя Венеры. Эти изображения не должны представлять научной ценности – в видимом свете облака Венеры представляют собой однородный яркий фон. Но их можно использовать для калибровки камер ISS – широкоугольной NAC и узкоугольной WAC! Калибровка необходима для последующих съемок Земли, Луны и Юпитера; в следующий раз откалибровать камеру можно будет только по Титану. Требованиями калибровки ISS и определялась ориентация станции: при пролете над планетой поле зрения камер должно было пройти вблизи подсолнечной точки.

Ультрафиолетовый видовой спектрограф UVIS картировал спектр верхнего слоя облачности Венеры. Время работы прибора было самым коротким и выбрано так, чтобы захватить ночную сторону Венеры, терминатор и дневную сторону. Ученые рассчитывают получить максимальное спектральное разрешение для свечения атмосферы Венеры и разрешить противоречия между данными, полученными в феврале 1990 г. со станции Galileo, и результатами УФ-съемки с высотных ракет.

Как обычно, вход и выход аппарата из радиотени (20:20 и 20:37 UTC соответственно) сопровождались экспериментом по радиопросвечиванию атмосферы, позволяющим изучить ее состав и строение.

Передача научной информации с Cassini началась 26 июня и продлится до 3 июля. По состоянию на 29 июня, все системы аппарата работают нормально. 29 июня аппарат прошел точку перигелия на расстоянии 0.7166 а.е. от Солнца. На 6 июля запланирована коррекция траектории TCM-9, чтобы устранить отклонение ее от расчетной. Следующее значительное событие – пролет аппарата и гравитационный маневр у Земли 18 августа 1999 г. Cassini пройдет на минимальной высоте над поверхностью Земли (1166 км) в 03:28 UTC.

По сообщениям JPL, группы управления КА, британского Королевского астрономического общества

Встреча с историей: мимо Земли прошел Giotto

Станция Giotto была составной частью международного «штурма» кометы Галлея в 1984-1986 гг., в котором участвовали пять специально запущенных аппаратов (советские «Вега-1» и «Вега-2», японские Sakigake и Suisei, европейская Giotto) и несколько «привлеченных» американских аппаратов, наблюдавших комету с почтительного расстояния.

Giotto («Джотто») была первой АМС, созданной Европейским космическим агентством, и ей из всей «галлеевской» флотилии предстояла самая тяжелая задача: сблизиться с ядром кометы и исследовать его с расстояния порядка 500 км. Задача считалась настолько самоубийственной, что на станцию не стали ставить запоминающее устройство. Все данные должны были идти в прямой передаче на Землю вплоть до гибели аппарата.

Проект Giotto был утвержден в 1980 г. Аппарат был разработан на базе европейских геостационарных ИСЗ GEOS для исследования магнитосферы Земли (два КА запущены 20 апреля 1977 и 14 июля 1978 г.) и с использованием их запасных частей, а потому проект обошелся недорого – в 185 млн $. Головным подрядчиком была фирма British Aerospace Dynamics Group (Бристоль, Англия). КА имел сухую массу 583 кг, стартовую массу 960 кг и нес 58 кг научной аппаратуры.

Станция была запущена европейской РН Ariane 1 из Куру 2 июля 1985 г. в 11:23:13 UTC и в ночь с 13 на 14 марта 1986 г. сблизилась с ядром кометы Галлея. Навигацию Giotto на последнем этапе обеспечили данные советской АМС «Вега-1», пролетевшей в 8889 км от ядра 6 марта, переданные в европейский ЦУП в Дармштадте через 26 часов после пролета. Траектория Giotto прошла примерно в 596 км от ядра; станция и комета сблизились на относительной скорости 68.37 км/с. Аппарат был стабилизирован вращением со скоростью 15 об/мин, причем ось вращения была направлена по вектору относительной скорости. Невращающаяся остронаправленная антенна смотрела на Землю.

12 марта в 21:00 UTC на расстоянии 7.8 млн км были зарегистрированы водородные атомы кометы Галлея. Идя по стопам «Вег», 13 марта в 19:00 Giotto прошел ударную волну и попал в кому. Он оказался единственным из пяти аппаратов, который в 5000 км от ядра проник в магнитную полость – область, где напряженность магнитного поля упала до нуля.

От кометной пыли станция была защищена специальным противопылевым экраном, рассчитанным на частицы массой до 1 г (слой алюминия толщиной 1 мм и слой кевлара 12 мм, разделенные промежутком в 23 см). Благодаря ему станция выдержала за 122 минуты до пролета 12000 попаданий пылевых частиц суммарной массой 150 мг, из которых самая крупная весила 40 мг. Пылинки были двух типов – железо-каменного состава и из летучих элементов.

На подлете было выполнено 2112 снимков 15-километрового ядра с разрешением до 100 м, в основном неосвещенной стороны, и кратерообразных углублений с выходящими из них яркими струями газа и пыли на освещенной стороне. Активны были 10% площади ядра. Общее количество материала, испускаемого ядром кометы, было потом оценено в 30 тонн. Верхний слой органического состава имел плотность 0.3 г/см³ и альбедо 2-4%. В уходящем веществе были найдены вода, окись и двуокись углерода, метан, аммиак, следы железа и натрия. Количества легких элементов, кроме азота, оказались такими же, как на Солнце. Это доказывало первичность вещества кометы Галлея.

Последние изображения ядра были переданы с расстояния 1372 км. За 7.6 сек до максимального сближения в аппарат угодила частица массой порядка 0.1-1 г, вызвав поворот вектора углового момента на 0.9°. Началась нутация аппарата вокруг новой оси с периодом 16 сек и амплитудой 0.9°, что повлекло временную потерю связи через остронаправленную антенну.

Вопреки ожиданиям, аппарат не замолк окончательно. В течение 32 мин сигнал периодически пробивался, а затем аппарат восстановил ориентацию и связь. Последняя пылинка была зарегистрирована через 49 мин после пролета. Еще в течение суток КА вел измерения, а 15 марта в 02:00 UTC приборы станции были выключены.

Группа управления выяснила, что из 10 научных инструментов полностью вышли из строя цветная узкоугольная камера, нейтральный и ионный масс-спектрометры, по одному датчику пылевого детектора и анализатора плазмы JPA. Пострадал ряд служебных систем, но Giotto мог использоваться дальше. А так как на борту осталось 60 кг топлива, родилась идея направить станцию еще к одной комете.

Несколько коррекций обеспечили условия для встречи с Землей 2 июля 1990 г., и 2 апреля 1986 г. аппарат был законсервирован – погружен в «спячку». И только 19 февраля 1990 г. был подан сигнал на включение аппарата. Всенаправленная антенна поймала его, и спустя 2 часа станция ответила. Расконсервация длилась неделю. Оказалось, что полностью исправны три прибора и частично – четыре.

2 июля 1990 г. в 10:01:18 UTC, ровно через 5 лет после запуска, Giotto прошел на расстоянии всего 22731 км от центра Земли, проводя измерения магнитного поля и энергичных частиц. Кстати, Giotto первым выполнил гравитационный маневр у Земли – американская станция Galileo повторила его пятью месяцами позже. Выйдя на орбиту с периодом 13.5 месяца, Giotto направился в точку встречи с кометой Григга-Скьеллерупа. Он был вновь погружен в спячку, из которой вышел только вечером 9 июля 1992 г., накануне встречи с кометой.

Она произошла 10 июля, за 12 суток до прохождения кометой перигелия. Giotto нацеливали прямо в ядро, но он промахнулся и в 15:30 UTC прошел в 100-200 км от цели на относительной скорости 13.99 км/с. По комете работали семь инструментов. В соответствии с прогнозом, она оказалась спокойной и производила в 100-200 раз меньше газа и пыли, чем комета Галлея. В аппарат попало всего три частицы массой до 30 мг. Кометные ионы регистрировались с расстояния 450-600 тыс км. Ударную волну удалось уверенно засечь только при отлете. Магнитное поле оказалось посильнее, чем у Галлея, магнитной полости не было, вблизи кометы были отмечены необычные магнитные волны длиной около 1000 км. Рассеяние света на пылевых частицах позволило засечь два пика яркости комы. Один совпал с моментом пролета, а второй через минуту с небольшим так и не удалось объяснить.

11 июля в 03:00 были выключены научные инструменты. После новых коррекций, обеспечивающих встречу с Землей в 1999 г., станция была оставлена на орбите с наклонением 5.5353°, большой полуосью 1.0827 а.е., эксцентриситетом 0.081274 и периодом 1.127 года. На борту осталось от 1 до 7 кг топлива – явно недостаточно для каких-либо маневров, и 23 июля 1992 г. аппарат был выключен окончательно.

1 июля 1999 г. Giotto снова сблизился с Землей, на этот раз просто как пассивное небесное тело. Станция прошла в 02:40 UTC на минимальном расстоянии 220000 км, почти вдвое ближе Луны, имея относительную скорость 3.5 км/с. Гиперболическая траектория станции имела наклонение 90.38°, т.е. была перпендикулярна экватору. Giotto пришел со стороны Южного полюса, показался над Южной Атлантикой и Южной Америкой и удалился на северо-запад. Перигей лежал над точкой 45.79° ю.ш., 22.61° з.д. ЕКА опубликовало параметры орбиты, но сообщений о телескопических наблюдениях не поступило.

По сообщениям ЕКА, NASA

Проект Champolliion закрыт

Информация о том, что над Space Technology 4 вновь нависла угроза, появилась 17 июня на сайте Планетарного общества США. В сообщении говорилось, что NASA рассматривает возможность решить проблемы финансирования научных программ за счет отмены двух проектов – станции ST4 и посадочного аппарата Mars Surveyor 2001 Lander. В качестве причины назывались дополнительные расходы, связанные с задержкой запуска рентгеновской обсерватории Chandra (AXAF-I) и необходимостью срочного ремонтного полета к «Хабблу». Почему «жертвами» были выбраны именно эти два проекта, не объяснялось, и до 28 июня достоверность сообщения Планетарного общества оставалась спорной.

ü По сообщению группы управления КА Pioneer 10 от 1 июня, станция находится на грани прекращения работы. Мощности радиоизотопного генератора станции все еще хватает для работы служебных систем и выполнения ограниченного числа научных наблюдений (телескоп Гейгера GTT, кратковременные измерения с помощью датчика заряженных частиц CPI). Напряжение бортовой сети составляет уже 27.5 В (при норме 28 В). Слежение за станцией возможно только с помощью 70-метровой антенны Сети дальней связи. Уровень сигнала составляет от -177 до -179 дБ относительно уровня в 1 мВт, отношение сигнал/шум – от 0.8 до 1.5 дБ. При малом угле места антенны потери телеметрии достигают 50%, но при высоких углах отсутствуют. Руководители проекта полагают, что станцию удастся эксплуатировать до сентября 1999 г. – И.Л. І І І ü 22-23 июня в Университете Буффало (США) прошло совещание по выбору места посадки на Марс посадочного аппарата проекта Mars Surveyor 2001. Известно, что этот выбор труден: технически легко достижимые точки, как правило, малоинтересны с точки зрения исследования марсоходом и поисков признаков жизни. На совещании были представлены, в частности, соображения научной группы Майкла Малина, ставшие результатом анализа полученных в марте-мае 1999 г. со станции MGS снимков высокого разрешения. До 2 июля по результатам совещания не было опубликовано никакого сообщения, и можно предположить, что пока выбрать место посадки не удалось. – И.Л. І І І ü «"Хаббл" нашел внесолнечную планету!» – торжественно объявило NASA 28 мая 1998 г. (НК №12, 1998, с.35). Увы, торжество оказалось преждевременным. Как сообщает в номере за 26 июня 1999 г. журнал Science News, принятый за планету объект TMR-1C «почти наверняка является обычной красноватой звездой». Как признала первооткрыватель «планеты» Сьюзен Тереби, вновь полученные ею с помощью телескопов Кека на Гавайях спектры TMR-1C не содержат линий водяного пара. А если бы речь шла о планете с температурой ниже 2500 К, вода должна была присутствовать. Впрочем, TMR-1C все-таки может быть коричневым карликом или очень молодой и потому горячей планетой. – С.Г.

Как заявил AP руководитель Управления космической науки Эдвард Вейлер, еще одной причиной отмены ST4 стало то, что марсианская программа не укладывалась в отведенный бюджет. Судя по сообщению Планетарного общества от 30 июня, в действительности речь идет о планах финансирования проекта MSRM по доставке марсианского грунта в 2005-2008 гг., для которого уже сейчас изыскиваются резервные средства. Так как марсианская станция 2001 г. является важным предшественником проекта MSRM, ее было решено оставить, а вот миссия к комете Темпеля-1 расчетной стоимостью 240 млн $ пошла «под топор».

Объяснили такой выбор тем, что на марсианский лэндер 2001 г. уже израсходовано 100 млн $, а на ST4 – пока только 16 млн. Но нельзя не согласиться с аргументацией Планетарного общества: закрывать разработки, выполняемые по графику и в пределах бюджета (а после мартовского пересмотра ST4 вошел в график), для того чтобы спасти проекты, терпящие бедствие, – очень плохой подход.

Эд Вейлер заявил, что NASA не удалось получить какой-либо поддержки правительства и оно было вынуждено к такому шагу. Трудно поверить, что при финансировании космической науки на уровне 2.2 млрд $ в год нельзя было найти иной способ экономии, чем отмена действительно уникального проекта. В проекте бюджета на 2000 ф.г. на ST4 было предусмотрено всего 38 млн $. В принципе не исключено, но маловероятно, что в процессе утверждения бюджета NASA Конгресс может потребовать восстановления проекта ST4 и сократить расходы на другие проекты.

По иронии судьбы, сообщение о закрытии проекта ST4 пришло в тот самый день, когда президент Билл Клинтон выступил с предложениями о том, как использовать излишек бюджетных средств США. По последним оценкам администрации, суммарная величина профицита бюджета (это когда доходы не меньше, а больше расходов) уже в этом году составит 99 млрд $, в следующем – 143 млрд, а за ближайшие 15 лет, вместе с излишками пенсионной системы, – 5900 млрд $ (!). Но Клинтон, конечно, не предложил в предвыборный год отдать хотя бы долю процента от этой суммы на космическую программу. Его прежде всего заботит программа медицинского обслуживания, на которую администрация хочет добавить 794 млрд $, и пенсионная «программа социального страхования» (543 млрд, в т.ч. 5 млрд дополнительно уже в 2000 ф.г.). Администрация хочет дополнительно выделить 41 млрд на финансирование обороны, ветеранов, образования, защиты окружающей среды, медицинских исследований, сельского хозяйства – почти всех министерств, кроме NASA! А оппоненты Клинтона из Республиканской партии полагают, что полезнее сократить доходы бюджета за счет снижения налогов...

Станцию ST4 планировалось запустить 19 апреля 2003 г. В конце 2005 г., после трехмесячной съемки с орбиты спутника, она должна была сесть на ядро кометы Темпеля-1, выполнить бурение и исследование образцов на месте, без доставки на Землю. Для исследования кометы был уже выбран комплект научной аппаратуры: две камеры, детальная и панорамная, микроскоп, ИК-спектрометр, газовый хроматограф и масс-спектрометр.

На ST4 предполагалось испытать 10 новых технологий межпланетных КА, в т.ч. средства прецизионной навигации, ионную ДУ с тремя двигателями, надувные солнечные батареи с высокими характеристиками, уникальные системы забора поверхностных и подповерхностных образцов, лазерный высотомер повышенной точности.

Менеджер проекта ST4 Брайан Мьюирхед подчеркнул, что его отмена противоречит линии NASA на серьезное изучение проблем защиты от астероидной опасности – одну из любимых тем руководства NASA. «Если говорить серьезно о защите планеты, нужно знать о кометах больше, чем мы знаем сегодня», – сказал он.

Теперь надежды исследователей комет связаны с американской станцией Stardust, которая находится в полете с целью доставки на Землю образцов кометной пыли, и европейской АМС Rosetta (подробно описанной в НК №5, 1999, с.18-19).

Кстати, 1 июля ЕКА провело официальную презентацию «Розетты» в британском Королевском обществе в Лондоне, «привязанную» к 200-летию Розеттского камня, к заседанию рабочей научной группы проекта и пролету европейской станции Giotto у Земли. Собравшимся чиновникам, ученым и прессе продемонстрировали макет станции в масштабе 1:4. Макет в натуральную величину показать было нельзя: он не проходил ни в одну дверь... Профессор Рожер Боннэ, директор научных программ ЕКА, заявил, что из четырех КА, которые в первое десятилетие XXI века достигнут новых целей в Солнечной системе, три будут европейскими. Они сядут на Титан, Меркурий и комету Виртанена.

По сообщениям AP, Планетарного общества

На 43-м международном авиационно-космическом салоне Le Bourget'99 были представлены новые образцы перспективных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), созданных в Конструкторском бюро химической автоматики (КБХА) им. С.А.Косберга, г.Воронеж.

КБХА со второй половины 1950-х годов разрабатывает ЖРД для ракет и космических аппаратов. Наиболее известными работами коллектива являются двигатели для третьих ступеней ракет-носителей (РН) «Восток» и «Союз», для второй и третьей ступеней РН «Протон» и для центрального блока сверхтяжелой ракетно-космической системы «Энергия-Буран».

Первый из представленных в Париже двигателей разрабатывается в рамках общероссийской программы модернизации РН «Союз» и создания на ее базе мощного и перспективного варианта «Союз-2» (тема «Русь»). В КБХА близки к завершению работы по нескольким вариантам кислородно-керосинового ЖРД для замены штатного двигателя РД-0110 носителя «Союз». Основной вариант – четырехкамерный РД-0124. Перейдя на замкнутую схему в тех же габаритах, воронежские двигателестроители получили прирост удельного импульса +33 единицы, что эквивалентно увеличению массы полезного груза ракеты на 950 кг.

Однако более привлекательной, особенно для зарубежного заказчика и ряда отечественных проектов, представляется однокамерная схема подобного двигателя. В Париже был представлен один из нескольких вариантов РД-0124М тягой 30 тс. Агрегаты ЖРД (турбонасосный агрегат, газогенератор, трубопроводы, автоматика и т.п.) были взяты с четырехкамерного РД-0124 и прошли полный объем наземных стендовых испытаний по теме «Русь». Камера является новым изделием, а сопло взято с двигателя одной межконтинентальной баллистической ракеты (МБР), снимаемой с вооружения. Существует два варианта РД-0124М – с «земным» и высотным соплами.

Интерес к этим двигателям проявило французское космическое агентство CNES, рассматривающее перспективные носители. Для верхней ступени французам нужен ЖРД тягой примерно 15 тс. КБХА может дать и «четвертушку» РД-0124 (одна камера и турбонасосный агрегат) с тягой примерно 7 тс.

Однокамерный двигатель РД-0124М для «Руси»

Другое направление деятельности КБХА – перевод на экологически чистые компоненты существующих двигателей МБР, снимаемых с вооружения, что целесообразно с точки зрения минимизации расходов. С малыми доработками можно использовать примерно 400 двигателей.

Ряд зарубежных государств и компаний, имея национальную космическую программу, хотят иметь свой носитель. Кроме того, имеется тенденция комплектовать ракеты из существующих двигателей, использовать которые несравненно дешевле, чем создавать новые ЖРД.

По современным нормам экологической безопасности на космические РН предполагается установить двигатели на нетоксичных компонентах топлива. Однако все ЖРД, стоявшие ранее на боевых ракетах, работали на долгохранимом ядовитом топливе (азотный тетроксид – продукты переработки гидразина). С технической точки зрения, переход на новое топливо (жидкий кислород – керосин или жидкий кислород – метан (сжиженный природный газ)) имеет некоторую специфику.

В виду того, что эти компоненты топлива несамовоспламеняющиеся, появляется система зажигания. В КБХА разработано два типа зажигания – химическое ампульное и газодинамическое факельное. Трудности, возникающие при переводе «гептиловых» двигателей на новые компоненты, окупаются простотой обслуживания ЖРД при возрастающих удельных характеристиках. Растет удельный импульс и широта диапазона дросселирования тяги. Кроме того, сжиженный природный газ (СПГ), который считается дешевой перспективной заменой нефтепродуктов, состоит в основном из метана. После испытаний в двигателе, работающем на СПГ, практически нет сажи.

В Воронеже проведены стендовые испытания двигателя-демонстратора на метане тягой 24 тс на базе керосинового ЖРД тягой 30 тс. Ряд двигателей, снимаемых с вооружения МБР, с тягой порядка 50 тс испытан на керосине на продолжительность 100 сек. Результаты обнадеживающие: переделка коснется только изменения форсуночной головки ЖРД и турбонасосного агрегата. В КБХА уже есть целая гамма двигателей, которые могут быть реально «опробованы на огне» и предложены заказчику.

Японские специалисты заинтересовались опытом работы с метаном воронежских двигателестроителей и хотят применить его в своей новой РН J-1. Из российских проектов можно назвать программу «Воздушный старт» по запуску легкой двухступенчатой космической ракеты с самолета-носителя Ан-124. Планируется применить воронежский метановый двигатель на одной или обеих ступенях этой РН.

Третье направление деятельности КБХА, представленное на салоне в Париже, – это разработка кислородно-водородных двигателей для космических разгонных блоков. В Воронеже создается целая гамма ЖРД тягой до 10-12.5 тс.

Началом подобной работы были попытки производства в Воронеже американского двигателя RL-10, проведенные совместно с компанией Pratt&Whitney. Теперь российская фирма ведет самостоятельные работы по таким ЖРД, как РД-0146 тягой 10 тс или РД-0148 тягой 12.5 тс. Эти разработки весьма перспективны для носителей и разгонных блоков, так как в мире ощущается недостаток подобных ЖРД.

НОВОСТИ ü 1 июня, во время испытаний кислородно-водородного двигателя LE-5A в составе стендового образца GTV-1 первой ступени японской ракеты Н-2А, на стартовой площадке для пуска больших ракет в Космическом центре Танэгасима имели место сбои в системе управления вектором тяги, а через 16 сек работы произошла аварийная отсечка ЖРД. По версии Национального космического агентства NASDA, причиной отсечки стала неисправность блока аварийного отключения, а система управления вектором тяги работала плохо из-за дефектного монтажа привода качания двигателя. 8 июня NASDA успешно провело пятое огневое испытание на полную продолжительность (350 сек) квалификационного образца LE-7A на стенде Осаки (Osaki) стартовой площадки центра Танэгасима. Цель испытания – выяснение причины аварии в области газогенератора, произошедшей на стенде 30 марта, а также определение действенности мер, внесенных в конструкцию оборудования после 1 июня. – И.Б. Свежую информацию о ходе работ по носителю Н-2А можно найти на сайтах http://www.nasda.go.jp/index_e.html и http://yyy.tksc.nasda.go.jp/Home/Press/pressindex_e.html І І І ü Как заявил представитель Отдела стратегического планирования ГКНПЦ им. М.В.Хруничева Олег Роскин, для реализации проекта коммерческих запусков РН «Рокот» из Плесецка было вложено 50 млн $. Эти расходы должны полностью окупиться после 49 стартов носителя. Согласно оценкам независимых экспертов, проект «Рокот» позволит сохранить России приблизительно 170 млн $, которые должны были быть потрачены на изготовление новых РН. В проекте используется блок ускорителей от снимаемых с вооружения и подлежащих уничтожению МБР 15А35. – Ю.Ж. І І І ü В Иране продолжаются работы над созданием ракеты-носителя «Шахаб-4». По утверждению министра обороны Ирана контр-адмирала Али Шахмани, эта ракета будет использована исключительно в мирных целях – для выведения на орбиту искусственных спутников Земли. – И.И. І І І ü Центр космических полетов имени Маршалла NASA в Хантсвилле, шт.Алабама, и Отделение космических систем компании Lockheed Martin в Мичуде, Новый Орлеан, подписали договор о создании демонстрационной модели гибридного ракетного двигателя (ГРД) для зондирующей ракеты, используемой для научных и метеорологических исследований. ГРД состоит из шашки твердого горючего, расположенной в камере сгорания, и отдельного запаса жидкого окислителя. Зондирующие ракеты с такими двигателями будут безопасны, недороги и достаточно экологически безвредны. Всесторонние наземные испытания ГРД будут проводиться в Космическом центре инени Стенниса в штате Миссисипи, демонстрационные полеты ракеты – в Летном центре на о-ве Уоллопс, Вирджиния, в начале 2000 г. Ракета тягой 22.7 тс сможет поднимать полезный груз массой более 500 кг на высоту свыше 320 км. К настоящему моменту NASA запустило более десятка различных типов зондирующих ракет. – И.Б.

К перспективным разработкам относится научно-исследовательская работа по теме «Ястреб»: создание кислородно-водородного ЖРД с кольцевой камерой сгорания и новой газодинамической схемой сопла. Двигатель работает по безгазогенераторной схеме с подогревом водорода в охлаждающем тракте камеры и с дальнейшим расширением его на турбине ТНА с последующим полным сгоранием в камере. Камера сгорания размещена в центральном теле в сверхзвуковой части сопла. Критическое сечение кольцевое. Газовый поток разворачивается на 180° и прилипает к стенке сопла.

В КБХА с начала работы в 1997 г. построено и испытано на стенде несколько экземпляров двигателя. В Париже выставлялась камера со снятым неохлаждаемым сопловым насадком (укороченное сопло диаметром 0.6 м), предназначенная для стендовых испытаний, а также был показан видеофильм об огневых испытаниях. Прозрачный факел позволяет разглядеть центральное тело. Характеристики камеры представлены в таблице.

Основные параметры РД-0126 «Ястреб» с соплом диаметром 1.58 м
Тяга в пустоте, тс (кН) Удельный импульс тяги в пустоте, кгс с/кг (м/с) Давление в камере, кгс/см2 (МПа) Масса, кг	4.0 (39.24) 476 (4669.6) 73 (7.45) 300

Целью создания «Ястреба» является попытка минимизировать размеры ЖРД на 40%, чтобы получить компактный двигатель для разгонного блока. В скором будущем на базе «Ястреба» планируется создать двигатель тягой до 20 тс, который может найти применение как на российских, так и на зарубежных носителях. Возможно использование такого ЖРД для разгонного блока «Протона», хотя для него рассматриваются и двигатели РД-0146 и РД-0148.

Стендовый образец камеры «Ястреб»

Из наиболее интересных и перспективных работ КБХА можно выделить исследования трехкомпонентного (кислород – водород – керосин) ЖРД, созданного на базе РД-0122 (модификация кислородно-водородного двигателя РД-0120 тягой 200 тс в вакууме, использованного на центральном блоке сверхмощной ракеты-носителя «Энергия»). На специальной установке воронежские специалисты вышли на стадию полной отработки трехкомпонентного газогенератора, решив вопросы сажеобразования, которые всех волновали. Они нашли оптимальную

конструкцию смесительной головки, оптимальные режимы работы и провели огневые стендовые испытания трехкомпонентного двигателя на базе РД-0122. В настоящее время к стендовым испытаниям, для завершения которых необходим 1 млн $, готов второй экземпляр трехкомпонентного двигателя, который планируется установить на один из вариантов «Ангары».

Известно, что трехкомпонентные ЖРД разрабатывает ряд отечественных и зарубежных двигателестроительных фирм. С точки зрения отработанности, именно воронежский двигатель является наиболее готовой конструкцией. Фирма имеет большой опыт работы с керосином и водородом. Отработка подачи третьего компонента больших затруднений не вызывает. В КБХА есть материальная часть, которая может быть использована, что позволяет в короткий срок пустить такой двигатель в производство.

Кроме трехкомпонентного (кислород – водород – керосин), в настоящее время рассматриваются и другие варианты многотопливных ЖРД, например т.н. «многорежимный» двигатель. Отличительной особенностью этого кислородно-водородного ЖРД является возможность работы с высоким отношением окислитель/горючее на земле (большая плотность топлива, средний удельный импульс) и с оптимальным соотношением окислитель/горючее в пустоте (небольшая плотность топлива, высокий удельный импульс). С некоторой натяжкой он соответствует трехкомпонентному двигателю. При стендовых испытаниях моделей камеры получены обнадеживающие результаты при различных соотношениях компонентов топлива, позволяющие надеяться на перспективность подобной концепции.

Говоря о международном сотрудничестве КБХА с различными зарубежными организациями, можно вспомнить о работах по теме RECORD («Создание программы расчета процесса ЖРД и сопоставление результатов с реальными двигателями»), проведенных в первой половине 1990-х годов с французской фирмой SEP. Сейчас не только французы, но и немцы (DASA) проявляют большой интерес к продукции воронежских двигателестроителей.

Российские технологии интересуют иностранных специалистов по многим причинам. Россия пока далеко опережает зарубежных конкурентов в области создания и изготовления крупногабаритных охлаждаемых сопел фрезерованной и паяно-сварной конструкции. Вторая область – турбонасосный агрегат, в частности для кислородно-водородных ЖРД. Воронеж имеет контракт на создание турбонасосного агрегата (от расчета и обоснования до изготовления материальной части) на «кислом газе» для 20-тонного кислородно-водородного двигателя с использованием гранульной технологии в производстве элементов турбины. Работа ведется совместно с фирмой Volvo.

Не исключена возможность, что в будущем европейская ракета-носитель Ariane 5 будет летать со второй ступенью, оснащенной российским кислородно-водородным двигателем.

Новый двигатель Pratt & Whitney

«На рынке существует потребность в криогенных двигателях, которую мы намереваемся удовлетворить с помощью RL-50, – заявил Ларри Науэр (Larry Knauer), президент отделения космических двигательных установок (КДУ) компании Pratt & Whitney. – Он дополнит семейство RL-10 и сможет в дальнейшем усилить нашу позицию как лидера в области двигателей для верхних ступеней ракет».

RL-50 соответствует требованиям по увеличению грузоподъемности ракет-носителей, для чего будет обладать увеличенным удельным импульсом и вдвое большей тягой (порядка 22.7 тс), чем существующие RL-10, являющиеся «рабочими лошадками» верхних ступеней носителей Atlas, Titan, а в последнее время и Delta.

Улучшение характеристик нового двигателя произойдет без увеличения габаритов, которые имеет сегодня RL-10. «Четырехлетняя программа RL-50, начатая компанией Pratt & Whitney, – шаг навстречу коммерческим клиентам и наш показатель готовности разделять риск в создании новых ракет. Он также демонстрирует нашу уверенность в будущем росте рынка запусков», – заявил Науэр.

В новом ЖРД будут применены некоторые решения, взятые из RL-10, с успехом использующегося более 30 лет, а также последние разработки компании Pratt & Whitney и Научно-исследовательской лаборатории двигателей при ВВС (авиабаза Эдвардс), выполненные по программе IHPRPT. Однако можно констатировать, что разработка RL-50 – первого американского ЖРД для верхних ступеней, не являющегося модификацией образцов, созданных в начале 1960-х годов – ведется в условиях жестких требований по удельному импульсу, надежности и стоимости, что будет способствовать увеличению эффективности будущих носителей. Кроме того, впервые двигатель создается исключительно на средства, собранные частной компанией. Pratt & Whitney инвестировала в проект более 100 млн $. Как ожидается, RL-50 будет готов к 2003 г.

Двигатель, разработанный компанией Pratt & Whitney для NASA, изготавливается отделением космических жидкостных ракетных двигательных установок компании, как для правительственных, так и для коммерческих заказчиков. RL-10 имеет замечательную статистику, включающую более 300 успешных полетов.

Лэрри Науэр, бывший сотрудник корпорации Lockheed Martin, был назначен президентом отделения КДУ Pratt & Whitney 10 мая. Он будет отвечать за все программы ракетных двигателей компании, включая работы по ЖРД, гиперзвуковому ПВРД, а также РДТТ.

Подчиняясь Ричарду М. Уистону (Richard M. Whiston), президенту компании, ответственному за космические программы и сотрудничество с Россией, Науэр будет наблюдать за совместной работой Pratt & Whitney с российским НПО «Энергомаш» по продвижению на рынок двигателя РД-180 для коммерческих и военных РН Atlas 3 и -5. Во время 18-летней карьеры в Lockheed Martin Науэр занимал ряд ключевых постов, в частности был вице-президентом и представителем менеджера программы X-33/RLV – потенциальной замены шаттла.

Отделение КДУ компании включает предприятия по разработке ЖРД (Liquid Space Propulsion) в Уэст-Палм-Бич, Флорида, по производству РДТТ Chemical Systems Division в Сан-Хосе, Калифорния, а также отделение ремонта и восстановления элементов твердотопливных ускорителей системы Space Shuttle в компании USBI, расположенное в Космическом центре NASA им. Кеннеди во Флориде. Pratt & Whitney является подразделением корпорации United Technologies со штаб-квартирой в Харфорде, Коннектикут.

По материалам Pratt & Whitney, Aviation Week Paris'99 Show News

Причины неудачного пуска РН «Афина»

РН Athena (с АМС Lunar Prospector) на стартовом столе

Стартовый комплекс SLC-6 на авиабазе Ванденберг

Для нормального отделения ГО необходимо срабатывание двух устройств: одно разделяет его по периметру, второе – на две продольные полуоболочки, которые отбрасываются вниз и в стороны. Цепь на подрыв второго пиромеханизма оказалась разомкнутой, по всей вероятности, из-за деформации обтекателя после включения первого устройства. В настоящее время расследование инцидента еще не закончено и специалисты проверяют свое предположение на стендах и с помощью математического моделирования. Lockheed Martin Astronautics надеется так модифицировать ГО, чтобы устранить возможность размыкания цепи.

Помимо внутренней группы расследования аварии, компания пользуется услугами независимой комиссии, наблюдающей за ходом исследования, которая состоит из руководящего персонала Lockheed Martin, а также из представителей Федеральной авиационной администрации, корпорации Aerospace, компании Space Imaging, NASA, Научно-исследовательской лаборатории ВМФ и промышленности.

6 мая в Денвере, шт.Колорадо, независимая комиссия провела первую встречу с группой расследования аварии, которая представила последние результаты исследований и возможный вклад в аварию различных подсистем и компонентов. Вторая встреча прошла там же 26 мая. Комиссия проанализировала планы дальнейших испытаний, проводимых для подтверждения основной причины отказа.

По материалам Lockheed Martin Astronautics

Взлет состоялся в 10:12 PDT (17:12 UTC), приземление – в 12:02 пополудни PDT. До полета с отделением Х-34 от носителя в этом году должны состояться еще несколько подобных испытаний.

Во время полета выполнен ряд экспериментов по оценке характеристик самолета во время маневров на различной скорости и высоте. Экипаж L-1011 провел имитацию слива компонентов ракетного топлива из Х-34 с использованием флюоресцирующей краски. Полет также использовался для проверки систем самолета и демонстратора на электромагнитную совместимость. Испытания, длительность которых должна была составить 2.5 часа, пришлось сократить после того, как пилот самолета-наблюдателя F-18, летевшего рядом, заметил, что панель в нижней хвостовой части фюзеляжа L-1011 позади Х-34 вибрирует. Офицеры безопасности решили прекратить полет. При ближайшем осмотре самолета после полета не выяснилось никаких деталей о «вибрирующей панели».

Самолет-носитель L-1011 – тот же самый, который OSC использует для воздушного запуска крылатой ракеты-носителя Pegasus. По заказу OSC он был модифицирован английской компанией Marshall Aerospace Ltd. (Кембридж), так чтобы с него можно было пускать не только Pegasus, но и демонстратор X-34.

X-34 – беспилотный однодвигательный ракетоплан, развивающий скорость до М=8, предназначен для проверки перспективных технологий, которые планируется применить в разработке перспективных ракет-носителей многократного использования.

При подготовке к летным испытаниям 23 июня X-34 был подвешен к L-1011 и в течение шести дней подвергался предполетным проверкам. Следующие подобные испытания планируется выполнить в июле.

Полеты без отделения от самолета-носителя составляют первую фазу летных испытаний. После этого планируется выполнить несколько бросковых испытаний Х-34 без включения ракетного двигателя с тем, чтобы проверить способности демонстратора к планированию и посадке на ВПП. Затем последуют полеты с включением ЖРД.

Руководит программой Х-34 Центр космических полетов NASA им. Маршалла в Хантсвилле, Алабама. ЛИЦ им. Драйдена участвует в программе наземных и летных испытаний. В 1996 г. NASA предоставило OSC контракт на сумму 85.7 млн $ для проектирования, изготовления и тестов X-34, включая постройку полноразмерного макета для виброиспытаний конструкции и двух летных экземпляров демонстратора.

Дополнительную информацию можно найти на сервере: http://stp.msfc.nasa.gov

По материалам Orbital Science Corporation и ЛИЦ им.Драйдена

22 мая началось первое короткое комплексное наземное испытание ATV с экипажем из двух человек. Полет ограничивался тягой двигателей и… тросом, которым аппарат был привязан к земле. Он мог бы улететь далеко, но даже небольшого взлета и посадки было достаточно, чтобы проверить управляемость роторной системы. Полет был прекращен по команде пилота, когда отказал датчик частоты вращения ротора.

Как планировалось, ротор и ракетные двигатели, установленные на концах его лопастей, будут полностью осмотрены и проверены при продолжении программы испытаний. По мере необходимости, прежде чем начнутся повторные испытания, компоненты будут восстановлены или заменены.

Кульминацией «привязных» испытаний станет «полет» аппарата на полную продолжительность работы ЖРД, после чего ATV будет готов к испытаниям в свободном полете. Основная функция демонстратора ATV – испытать

Схема носителя Roton

в полете уникальную систему посадки с ракетными двигателями на концах лопастей ротора. В этом он подобен демонстратору Enterprise, построенному по программе Space Shuttle для проверки поведения орбитальной ступени в атмосферном полете, снятия ее характеристик перед приземлением.

Компания Rotary Rocket, в штате которой работают более 150 сотрудников, собирается с 2001 г. обслуживать рынок низкоорбитальных спутников, при цене запуска в десятки раз меньше, чем обеспечивают нынешние коммерческие ракеты. Компания имеет офисы в Редвуд Сити и в Мохаве, Калифорния, а также в Вашингтоне, округ Колумбия.

Короткий видеоклип о привязных испытаниях ATV можно посмотреть по адресу: http://www.rotaryrocket.com/new/990531. html. Здесь же можно найти снимки высокого качества.

По данным Rotary Rocket

Демонстраторы компании Aerospatiale

ARD (Atmospheric Reentry Demonstrator) стал первым аппаратом в ряду демонстраторов входа в атмосферу.

Первым крылатым экспериментальным ЛА для входа в атмосферу должен стать ARES (Atmospheric Reentry Experimental Spaceplane), который можно создать в течение четырех лет. Он напоминает сверхзвуковой самолет, но имеет массу около 2 т с фюзеляжем длиной 7 м, диаметром 1 м и дельтавидным крылом размахом 3 м. Предлагается создать два варианта ЛА.

Первый, ARES-S (subsonique – дозвуковой), будет сбрасываться с аэростата, вертолета или самолета и имитировать заключительные этапы полета и посадки. Для доразгона до сверхзвуковых скоростей он может оснащаться вспомогательной ДУ. Второй аппарат, ARES-H (hypersonique – сверхзвуковой), для полета на гиперзвуковой скорости, будет выводиться на орбиту с помощью носителя «Союз-2» с Байконура или Куру. Далее он выполнит вход в атмосферу, полет на гиперзвуковой скорости, подход на трансзвуковой скорости и посадку на парашютах вблизи Центра испытаний в Ландах (Centre d'essais des Landes). В этих экспериментах будут уточнены требования к теплозащите, аэродинамике и технике управления. Проект ARES можно реализовать во второй фазе программы FLTP (Future Launch Transportation Program), между 2001 и 2004 гг.

Следующий аппарат, THEMIS, внешне напоминающий ARES, который предполагается создать в 2005 г., будет оснащен баками с криогенным топливом и ДУ на базе ЖРД Vulcain ракеты Ariane 5. Масса пустого аппарата – 22 т, стартовая – 55 т. Он будет иметь длину 27 м, размах крыла 14 м и фюзеляж диаметром 4 м. Первый полет может состояться в 2010 г.

THEMIS продемонстрирует заход на посадку с дозвуковой скоростью, затем полеты со скоростью М=4, со взлетом в Куру и посадкой в Кайенне. Наконец, стартуя в Куру, он достигнет гиперзвуковой скорости М=11 и высоты 25 км, совершая посадку в Ламантене (Lamantin) на Антильских о-вах (Antilles).

Разработчики изучают возможность вывода THEMIS на орбиту с использованием навесных стартовых твердотопливных ускорителей. Это предложение представлено Aerospatiale в рамках программы FLTP. Для подобного проекта необходимо порядка 300 млн евро (2 млрд франков) в год. По мнению Ф.Куйяра, Европа должна найти необходимые ресурсы, если не хочет полностью зависеть от США, имеющих большой опыт в использовании носителей многократного использования.

Демонстратор компании Dassault Aviation

Макет демонстратора VEHRA

VEHRA стоит между демонстраторами X-38 и X-33, но по характеру полета идентична X-34 (который не будет развивать скорости более М=8).

Главная цель проекта – демонстрация входа в атмосферу и технологии автономного приземления, а также определение затрат и эксплуатационных ограничений, связанных с возможностью многократного использования. Важно показать возможность посадки на штатную ВПП аэродрома. При дозвуковом аэродинамической качестве 3.3 и небольшой нагрузке на несущую площадь скорость посадки не будет проблемой. Если бы исследования начались в мае, аппарат мог бы выполнить до пяти полетов в 2004 г. Основанный на базе концепции «несущий корпус», этот ЛА длиной 11.42 м и шириной 10.42 м оснащается кислородно-керосиновым двигателем НК-39, предоставленным Самарским НТК «Двигатели НК». VEHRA также послужит лабораторией для отладки системы автономного приземления и многоразовой ДУ на углеводородном топливе.

Система VEHRA-A300

При использовании верхней ступени на базе РДТТ массой 4.000 кг, размещенной в центральном грузовом отсеке размерами 5х1.5х1.5 м, VEHRA способна выводить на орбиту высотой 500 км и наклонением 60° КА массой до 250 кг. Таким образом, параллельно программе испытания демонстратора могут запускаться мини-спутники.

Размещение демонстратора сверху самолета-носителя «…позволяет улучшить характеристики ЛА, – объясняет Доминик Лемари (Dominique Lemarie), начальник отдела Dassault. – Разгон до скорости, соответствующей М=0.8, и подъем на большую высоту позволяет получить выигрыш 20% в массе ПГ. Однако эти данные справедливы лишь для небольших ЛА, поскольку пределы грузоподъемности самолета-носителя достигаются очень быстро».

Dassault будет использовать результаты работ, полученные в рамках программ Hermes, CTV, X-38 и FESTIP. Что касается A300, то необходимо провести некоторые доработки самолета для размещения демонстратора в верхней его части. Предполагается, что при аварийном прекращении полета самолет сможет вернуться и сесть на ВПП, не сбрасывая при этом демонстратор. Остается определить, может ли данный проект быть интегрирован в перспективную европейскую программу FLTP. CNES и ЕКА пока не выражают согласия, поскольку еще не определили, чему отдать предпочтение – ему или демонстраторам Aerospatiale. Для Европы предпочтительнее, чтобы CNES, Aerospatiale и Dassault Aviation имели совместный проект.

Другие проекты демонстраторов

DASA – сторонник концепции крупногабаритного суборбитального ЛА Hopper, 400-тонного крылатого аппарата с одноразовой второй ступенью, стартующей на высоте 50 км. Перед этим DASA предлагает разработать маломасштабный экспериментальный образец, известный как Demonstrator 2000. ЛА длиной 6 м и массой 2000 кг может запускаться с самолета, чтобы выполнить дозвуковые маневры и автоматическую посадку примерно в 2001 г. В 2002 г. при использовании ракетного двигателя он мог бы развивать скорость до М=2.

После 2003 г. DASA предлагает создать Европейский экспериментальный испытательный транспортный аппарат (EXTV), опытный масштабный образец Suborbital Hopper массой 10400 кг. EXTV предназначен для полетов в диапазоне чисел М от 4 до 10, чтобы изучить гиперзвуковой полет и возможность многократного использования транспортного средства, имеющего криогенную ДУ (пара двигателей HM-7 или единственный Mesco, все – разработки компании Snecma). EXTV может летать с навесными ускорителями Castor. Разработка и испытания такого ЛА стоят от 1 до 2 млрд евро (от 1.1 до 2.2 млрд $).

Макет демонстратора Hopper

Разработка любого из этих демонстраторов в рамках программы FLTP возможна, если Германия решит присоединиться ко второй стадии программы в конце 2001 г.

По сообщению Айдогана Коча (Aydogan Koc), старшего менеджера программ входа в атмосферу подразделения космических инфраструктур DASA, компания готова вложить от 20 до 25 млн DM (от 11 до 14 млн $) в бюджет, оцененный в сумму от 50 до 100 млн DM (от 28 до 56 млн $), чтобы разработать Demonstrator 2000 по совместной программе.

В Италии Alenia Aerospazio предлагает ЛА, весьма напоминающий ARES-S и Demonstrator-2000: сверхзвуковой планер, сбрасываемый с высотного стратостата, чтобы проверить подходы на посадку, от М=2 до дозвукового, и автономное приземление. Alenia уже провела такой сброс макета ARD в июле 1996 г. для проверки парашютной системы.

Европейские компании, вовлеченные в программу X-38, пытаются применить опыт, полученный в конце 1980-х – начале 1990 гг. в проекте ОС Hermes. Теперь это наследие используется для изготовления некоторых элементов аппарата X-38, также как углерод-углеродного наконечника демонстратора X-33, который производится на заводе компании Aerospatiale Matra в Сен-Медар-ан-Фаль вблизи Бордо. «Решение создавать одноступенчатые многоразовые КЛА заманчиво, но эта концепция не идеальна для Европы из-за высокой стоимости и технологической сложности, – сожалеет Мишель Эбер. Надо делать двухступенчатую систему с многоразовой первой и одноразовой второй ступенью».

По материалам Aerospatiale Matra, CNES, Dassault Aviation, DASA, Launchspace, ISIR.

Будущее европейского носителя

По случаю официального представления результатов испытания ARD в компании Aerospatiale, Антонио Родота (Antonio Rodota), генеральный директор ЕКА, представил проекты новых демонстраторов, которые могут быть созданы в рамках программы разработки будущих ракет-носителей FLTP (Future launcher technology program). Программа, цель которой – демонстрация жизнеспособности носителей многоразового использования, получила формальное одобрение во время конференции «космических» министров стран ЕКА в мае 1999 г. Из запрошенных 70 млн евро (77 млн $) на программу получено 54 млн.

Франция обеспечивает 50% финансирования. Германия не участвует в программе из-за бюджетных ограничений, хотя уже включилась в технологические разработки, которые могут быть полезны для FLTP: X-38; национальная программа входа в атмосферу TETRA; университетские исследования сверхзвукового полета, с разработкой материалов и конструкций; промышленные разработки экспериментальных ЛА.

Умеренный бюджет покроет первый этап программы FLTP, который завершится перед следующей встречей министров, запланированной на начало 2001 г. Цели этапа – подтвердить интерес к возможности многократного использования, начать разработку и проверку правильности технологий, составить и проанализировать сложные планы наземных и летных испытаний, проанализировать несколько концепций ЛА и технологий. Поскольку проект во многом пересекается с программой Ariane, главным подрядчиком по FLTP выбрано французское космическое агентство CNES.

«Мы не будем повторять достигнутого в программе FESTIP», – сказал Марко Капориччи (Marco Caporicci), ответственный за будущие программы и техническую координацию в Директорате ракет-носителей ЕКА. С 1994 до 1998 гг. ЕКА потратила 40 млн евро (43 млн $) на Программу исследования будущей европейской КТС FESTIP (Future European Space Transportation Investigation Program), исследуя концепции перспективных РН и определяя технологии, которые необходимо разработать. Франция не участвовала в программе, но CNES в последнее время обеспечил и частично финансировал несколько исследований по определению необходимых технологий и концепции экспериментальных ЛА.

В рамках FLTP рассматривались многочисленные варианты аппаратов, но ЕКА исключила некоторые из них как нереалистичные. Так, например, для систем, которые могут быть приняты в эксплуатацию до 2020 г., не рассматривались одноступенчатые орбитальные носители SSTO или ДУ с прямоточными воздушно-реактивными двигателями. Выбор концепции надо завершить к началу 2001 г., чтобы определиться с демонстратором до конца года. Разработка технологий предусматривает постоянную работу по программе FLTP на протяжении 12 лет.

Проект FESTIP часто критиковали за то, что его результатами были только схемы и рекомендации. Однако, как говорит Кристоф Боннал (Christophe Bonnal), ответственный за будущие проекты в Директорате носителей, «нельзя разрабатывать демонстраторы лишь под предлогом прекращения потока бумаг. Для начала нужно определиться, куда двигаться и что получится в результате».

В отличие от FESTIP, программа FLTP с самого начала предполагала изготовление экспериментальных образцов. Первые исследования сосредоточены на материалах для криогенных топливных баков, системах диагностики и выживаемости ЛА (health monitoring and survivability systems).

Другой важный этап – разработка ДУ многократного использования с криогенными и углеводородными компонентами топлива, с исследованием совместимости материалов, увеличения срока службы ДУ и т.п. Экспериментальных аппаратов в первой фазе создавать не планируется, но возможно проведение дополнительных экспериментов при полетах штатных РН. Демонстраторы будут созданы во второй фазе программы FLTP.

Многие вопросы, имеющие большую важность для будущей европейской КТС, все еще без ответа. Например: надо ли восстанавливать КА после возвращения с орбиты? Должна ли КТС быть пилотируемой? Кооперация с Японией, ведущей подобную программу, возможна, но появление совместного проекта маловероятно, поскольку дальние цели Европы и Японии различны.

По материалам ЕКА и Aerospatiale