АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕЖПЛАНЕТНЫЕ СТАНЦИИ


Полет АМС Stardust


С.Карпенко. «Новости космонавтики»

Вот уже почти полгода в полете находится американская АМС Stardust, запущенная 7 февраля 1999 г. навстречу комете Вильда-2 для сбора космической и кометной пыли. Капсула с образцами пыли должна вернуться на Землю 15 января 2006 г.

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

Новая отсрочка проекта Lunar-A


Сообщение АР

10 июня. Запуск японской АМС Lunar-A для исследования Луны отложен из-за неудачи при испытаниях пенетраторов.

Запуск АМС Lunar-A, разрабатываемой Институтом космических и астронавтических наук, первоначально был запланирован на август 1997 г., но затем отложен сначала до марта, а затем до августа 1999 г. Новое решение об отсрочке связано с результатом испытаний пенетраторов на американском полигоне в штате Нью-Мексико, состоявшихся в 1998 г. Как сообщил научный руководитель проекта Ясунори Матогава, в последнем цикле испытаний пенетраторы треснули, были разрушены измерительные цепи, и часть данных получить не удалось. Пенетраторы должны регистрировать сейсмическую активность Луны. Это позволит оценить размер лунного ядра и прояснить вопрос о происхождении Луны.

Матогава сообщил, что потребуется новая серия испытаний пенетраторов. Соответственно запуск придется отложить по крайней мере до апреля 2000 г. Несмотря на это Япония рассчитывает остаться «мировым лидером в технологии лунных зондов», сказал японский ученый.

Сокращенный перевод И.Лисова

Проверка бортовой звездной камеры началась 8 марта и была закончена к началу апреля. В ходе этих испытания аппарат дважды уходил в защитный режим – 8 марта из-за ошибки считывания и 18 марта из-за высокой нагрузки бортового компьютера. Зато аппарат показал замечательную стабильность ориентации: дрейф, или уход от заданной ориентации, был в 10 раз ниже расчетного.

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

С 19 февраля началась проверка научной аппаратуры. Первым был включен американский пылевой датчик DFMI, который регистрирует удары частиц. Затем включили и проверили германский пылевой анализатор CIDA.

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.


С.Карпенко, И.Лисов. «Новости космонавтики»

24 июня 1999 г. станция Cassini совершила пролет Венеры с целью набора скорости в ходе гравитационного маневра у планеты. Минимальное расстояние при сближении между КА и поверхностью в 20:29:55 UTC составило 602.6 км.

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

Пролет Венеры является частью полетной программы с обозначением С14 (Cruise 14), по которой аппарат работал с 9 мая. Непосредственная подготовка к встрече началась 18 мая с коррекции траектории TCM-7 для направления аппарата на необходимую подлетную траекторию. Для изменения скорости КА в течение 6 мин одновременно работали четыре двигателя реактивной системы ориентации тягой менее 1 Н каждый. (Вообще-то, основное назначение этих двигателей – поворот КА вокруг центра масс, но они используются и для малых коррекций. Двигатели маршевой ДУ тягой по 400 Н слишком «мощны» для них, и им трудно обеспечить требуемую точность выдаваемого импульса.) Резервная коррекция TCM-8, запланированная на 10 июня, была отменена за ненадобностью. Даже без нее точка максимального сближения с планетой оказалась всего на 2 сек раньше и на 4 км выше, чем показали расчеты после коррекции TCM-7.

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

Программа работы научных приборов была загружена на борт 19 июня. В отличие от первого пролета, при второй встрече с Венерой на Cassini работала почти вся бортовая аппаратура. Таким образом, Венера стала первой планетой, которую Cassini исследовал. Дальнейшая программа теперь предусматривает исследование с пролета Луны, Земли и Юпитера. Таким образом, специалисты NASA смогли найти для этого средства. Ведь до запуска станции было официально объявлено, что – из-за сокращения расходов на управление – до Сатурна никакой науки делаться не будет!

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


И.Лисов. «Новости космонавтики»

1 июля 1999 г. европейская межпланетная станция Giotto прошла в 220000 км от Земли, отпраздновав таким образом 14-ю годовщину своего запуска. Правда, станция молчала: она выключена семь лет назад и уже ничего не исследует.

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


И.Лисов. «Новости космонавтики»

28 июня 1999 г. агентство AP передало сообщение о закрытии проекта экспериментальной АМС ST4, известной также под обозначениями DS4 и Champollion. Усилия руководителей проекта исследования кометы Темпеля-1 по его переработке (НК №6, 1999, с.46) не увенчались успехом. NASA не выпустило официального сообщения о закрытии проекта – в таких случаях это не принято.

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




ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ


Модернизация системы

«Надежда»


И.Лисов. «Новости космонавтики»

В опубликованном нашим журналом сообщении о запуске КА «Надежда» 10 декабря 1998 г. [1] была допущена существенная ошибка – космический аппарат «Космос-2315» был назван «Надежда-М». В действительности система «Надежда-М» задумана как модернизированный вариант эксплуатируемой с 1982 г. по настоящее время системы «Надежда» (КОСПАС). Предлагаемый для использования в ней бортовой радиокомплекс модернизирован таким образом, чтобы обеспечить перспективные требования Международной спутниковой системы аварийного оповещения КОСПАС/ SARSAT и требования российской системы «Курс».

5 марта 1999 г. в Российском космическом агентстве под председательством заместителя генерального директора Ю.Г.Милова прошла секция Научно-технического совета, на котором были рассмотрены предложения КБ «Полет» и Российского НИИ космического приборостроения (РНИИ КП) по перспективному спутнику для системы «Надежда-М». Перспективный КА системы «Надежда-М» представляет собой спутник массой около 160 кг с двухцелевой полезной нагрузкой РК-СМ, способной работать как в режиме КОСПАС/SARSAT, так и в режиме контроля подвижных объектов «Курс». НТС РКА принял решение о выпуске эскизного проекта по малому космическому аппарату (МКА) в течение 1999 г.

Состояние системы КОСПАС/SARSAT

Напомним, что разработка системы КОСПАС/SARSAT была начата в соответствии с советско-американским межправительственным соглашением о сотрудничестве в области космоса от 14 мая 1977 г. и на основании Постановления ЦК КПСС и СМ СССР №33-15 от 12 января 1978 г. «О проведении работ по созданию совместно с США, Канадой экспериментальной спутниковой системы для определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию». Первым 30 июня 1982 г. был запущен советский КА с аппаратурой КОСПАС («Космос-1383»), а уже 11 сентября с его помощью был спасен экипаж канадского самолета Cessna 172.

8 декабря 1987 г. по итогам летно-конструкторских испытаний бортового радиокомплекса РК-С на трех КА 11Ф643Н постановлением №1414-350 система «Надежда» была принята в эксплуатацию. С 1989 по 1998 г. бортовой радиокомплекс (БРК) РК-С устанавливался на пяти аппаратах 17Ф118, получивших в официальных сообщениях ТАСС наименование «Надежда» [2].

По межправительственному соглашению СССР, США, Канады и Франции от 1 июля 1988 г. СССР и США обязались иметь в составе космического сегмента системы по два КА с приемниками-процессорами и ретрансляторами. Россия унаследовала права и обязательства СССР по этому соглашению, а постановлением Правительства РФ №813 от 3 июля 1997 г. было подтверждено, что система КОСПАС/SARSAT входит в состав Глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности.

Всего с 1982 по 1998 г. СССР и Россия запустили восемь КА с аппаратурой КОСПАС, а США – семь КА NOAA с аппаратурой SARSAT. Аварийные радиобуи (АРБ) системы были установлены на 700000 кораблях и самолетах, в 20 странах мира имеется 38 станций приема и обработки информации (СПОИ), и только в 1997 г. с помощью системы КОСПАС/SARSAT в 389 поисково-спасательных операциях было спасено 1312 человек. Всего же за время существования системы было спасено более 8000 человек.

По состоянию на 1 января 1999 г. в системе КОСПАС/SARSAT работают три российских и четыре американских КА, перечисленные в таблице.

Работающие КА системы КОСПАС/SARSAT

АппаратураНазвание КАДата запуска
SARSAT-3
SARSAT-4
КОСПАС-4
КОСПАС-6
SARSAT-6
SARSAT-7
КОСПАС-8
NOAA-10
NOAA-11
Надежда (1)
Надежда (3)
NOAA-14
NOAA-15
Надежда (5)
17.09.1986
24.09.1988
04.07.1989
12.03.1991
30.12.1994
13.05.1998
10.12.1998
Примечания:
1. В скобках дан порядковый номер запущенных КА «Надежда».
2. КА «Надежда» (4), запущенный 14 июля 1994 г., был выведен из состава системы «Надежда» в июле 1997 г. [3]. В эту же орбитальную плоскость 10 декабря 1998 г. была запущена «Надежда» (5), гарантированный ресурс которой истечет в 2001 г.

В настоящее время закончены летные и демонстрационные испытания с использованием ретрансляционной аппаратуры диапазона 406 МГц на геостационарных спутниках GOES (США) и Insat 2 (Индия). На конец 1999 г. запланирован запуск российского геостационарного КА «Луч-М» с аналогичной аппаратурой, а в 2000 г. – европейского КА MSG. В дальнейшем система КОСПАС/SARSAT будет включать два сегмента: геостационарный и низкоорбитальный. В низкоорбитальном сегменте в период до 2010 г. США планируют размещать аппаратуру SARSAT на метеорологических спутниках NOAA и NPOESS, а Россия – на специализированном малом КА.

Необходимость модернизации РКК системы «Надежда-М»

КА «Надежда» был создан на базе советского навигационного аппарата «Цикада» путем установки дополнительной ПН – радиокомплекса РК-С системы КОСПАС – и доработки отдельных систем и конструкции. Навигационная функция оставалась для КА «Надежда» первичной, что обусловило не всегда оптимальное с точки зрения системы КОСПАС размещение аппаратов по орбитальным плоскостям. К настоящему времени эти аппараты морально устарели, дороги в производстве, испытаниях и эксплуатации, имеют малый гарантированный срок активного существования. В связи с развертыванием системы ГЛОНАСС потребность заказчика в системе «Цикада» резко уменьшилась, и новые КА «Надежда» с 1995 г. не заказывались. На заводе-изготовителе имеется два модернизированных для системы «Надежда-М» аппарата.


КА «Надежда», используемые в международной системе КОСПАС/SARSAT

Управление запущенными аппаратами производится с использованием устаревшей ЭВМ М-222 и командно-измерительной системы «Тамань-База ДМ» в нарушение решений, разрешавших ее эксплуатацию только до 1995 г. включительно.

Модернизация системы «Надежда» была предусмотрена постановлением 1987 г. и решением ВПК при СМ СССР №8 от 11 января 1990 г. Целью модернизации было увеличение функциональных возможностей и точности определения координат места бедствия, повышение помехозащищенности и оперативности передачи аварийной информации, однако этим постановлением была предусмотрена лишь несущественная модернизация КА для установки на нем модернизированного БРК РК-СМ.

В современных условиях крайне ограниченного финансирования модернизация ракетно-космического комплекса (РКК) системы «Надежда» является необходимым условием выполнения Россией своих международных обязательств до 2010 г. Поэтому 7 февраля 1999 г. генеральный директор РКА принял решение о создании специализированного КА для космической системы «Надежда-М».

Экспериментальные работы

В результате выполненной РНИИ КП и КБ «Полет» в 1996-1998 гг. НИР «Спасение-XXI» в качестве основного направления модернизации космического сегмента системы «Надежда» была выбрана разработка малого специализированного КА на современных принципах построения малых спутников, их отработки, испытаний и управления. Создание двухцелевой системы, используемой как для определения местоположения аварийных радиобуев, так и для определения положения подвижных объектов и сбора данных с них, позволяет привлечь к системе «Надежда-М» дополнительных заказчиков и частично окупить ее эксплуатацию. Для этого в РНИИ КП был разработан путем модернизации РК-С двухрежимный бортовой радиокомплекс второго поколения РК-СМ.

Создание малого КА для системы «Надежда-М» в КБ «Полет» основывалась на опыте исследований и разработок по созданию малых КА и микроспутников для решения задач связи, передачи данных и др. Технические решения по комплексу служебных систем были отработаны на малом КА «Космос-2285» (запущен 2 августа 1994 г.) и микроспутнике 21КФ2 (FAISat-2V, он же «Файсат-Коскон», запущен 23 сентября 1997 г. в качестве попутного полезного груза с КА «Космос-2346» [5]).

На «Космосе-2285» был, в частности, отработан принцип построения и алгоритм действия одноосной системы ориентации КА на Солнце в сочетании с гравитационной системой ориентации.

Эксплуатация КА 21КФ2 подтвердила принципы создания спутника без гермоконтейнера с использованием кассетного построения приборной рамы, блочно-модульной организации системы электропитания, а также логику возобновления работы КА при потере ориентации на Солнце или при отключении бортовых химических батарей. Была отработана магнитно-гравитационная система ориентации, в частности, гравитационная штанга и электромагнитное устройство (вместо пассивного магнитного демпфера на «Космосе-2285»).

Внешний вид малого космического аппарата для системы «Надежда-М»

Наработки по навигационному и частотно-временному обеспечению были проверены на микроспутниках 21КФ2 и «Зея» (запущен 4 марта 1997 г. на РН «Старт-1.2» с космодрома Свободный).

Следует отметить, что КА 21КФ2 по сути был прототипом МКА системы «Надежда-М», но на нем вместо целевой аппаратуры системы спасания была установлена ретрансляционная аппаратура компании Final Analysis (США). Возня и шумиха вокруг запуска КА FAISat-2V, публикации о разведывательном характере спутника (см. ссылки в [4]) могли быть, как нам представляется, инспирированы как американскими, так и российскими фирмами-конкурентами.

Разработка подсистемы «Курс» была начата в 1985 г. на базе принципов системы КОСПАС [5]. Экспериментальная аппаратура «Курс-Э» была впервые установлена на КА «Космос-2315» («Цикада-М»), запущенном 5 июля 1995 г. [6]. Модернизация аппаратуры и ПМО наземных станций приема и обработки информации СПОИ-1, -2, -3, позволившая использовать их как в системе КОСПАС, так и в системе «Курс», была проведена РНИИ КП еще в 1992 г. Летные и демонстрационные испытания подсистемы «Курс» были закончены в октябре 1996 г. С января 1997 г. она находится в опытной эксплуатации у Министерства транспорта, причем демонстрационные работы продолжаются. Так, в июле-августе 1998 г. во время учений КСОУН-98 в Финском заливе радиомаяк МАРАН был установлен на судне Федеральной пограничной службы. Точность определения координат судна с помощью системы «Курс» была лучше 1.5 миль (2.8 км). Осенью 1997 и 1998 гг. проводились эксперименты по контролю перемещения журавлей-стерхов во время перелета на юг с использованием миниатюрных радиомаяков РНИИ КП массой 90 г. Ожидается, что аппаратура «Курс-Э» проработает до 2002 г.

Потенциальными созаказчиками подсистемы «Курс» могут стать Федеральная пограничная служба, Государственный таможенный комитет и другие ведомства, однако все они требуют увеличения количества определений положения объектов в сутки, что невозможно без увеличения числа работающих КА в системе.

Предполагаемые характеристики МКА «Надежда-М»

Малый КА системы «Надежда-М» предназначен для приема, хранения и передачи на СПОИ информации от радиомаяков и радиобуев, размещенных на наземных средствах (морские и воздушные суда, автотранспорт и т.п.). Бортовой радиокомплекс должен обеспечивать одновременное обслуживание не менее 150 объектов в зоне радиовидимости, хранить информацию не менее чем о 2000 объектов за виток, иметь срок активного существования не менее 5 лет.

В проект МКА КБ «Полет» заложен целый ряд перспективных принципов, ранее не использовавшихся или очень редко использовавшихся на российских КА. В МКА использованы откидные нетермостатирумые панели СБ, совмещены каналы приема и передачи целевой и служебной информации, использована современная элементная база в бортовом комплексе управления, который включает приемник сигналов системы ГЛОНАСС.

Масса МКА близка к 160 кг (у КА «Надежда» – около 850 кг). Корпус имеет форму неправильной шестигранной призмы высотой 1000 мм с длиной боковой грани 450 мм, причем угол при острых вершинах равен 60°. (Форма корпуса была выбрана исходя из габаритов зоны дополнительного ПГ при попутном запуске.)

Функционально аппарат подразделяется на полезную нагрузку (БРК РК-СМ) и комплекс служебных систем.

РК-СМ модернизирован в части приемника-процессора сигналов радиобуев – увеличено с 70 до 150 количество одновременно обслуживаемых АРБ-406 с расширением полосы частот с 25 до 80 кГц, введен режим приема и обработки сигналов от радиомаяков подсистемы «Курс» (частота 405.928 Мгц) в полосе ±40 кГц. Радиокомплекс РК-СМ обеспечивает: в режиме КОСПАС:

– прием сигналов от АРБ-121 на частоте 121.5 МГц и ретрансляцию их в реальном масштабе времени на СПОИ;

– прием сигналов от АРБ-406, их обработку, измерение частоты и мощности, передачу данных в реальном масштабе времени и хранение;

– передачу на СПОИ потока данных с АРБ-406 на частоте 1544.5 МГц со скоростью 2.4 кбит/с;

в режиме «Курс»:

– прием сигналов от радиомаяков РМ-405 на частоте 405.928 МГц, их обработку, измерение частоты и мощности, передачу данных в реальном масштабе времени и хранение;

Радиомаяк МАРАН

– передачу на СПОИ потока данных на частоте 1643.25 МГц со скоростью 9.6 кбит/с.

РК-СМ имеет три канала обработки сигнала диапазона 405-406 МГц. Чувствительность при приеме сигналов АРБ-406 или РМ-405 составляет -162 дБВт, среднеквадратичная ошибка допплеровского измерения частоты 0.3 Гц . Объем памяти устройства формирования кадра – 0.5 Мбит в режиме КОСПАС, 2.0 Мбит в режиме «Курс».

Рассматривается возможность одновременной работы аппаратуры КОСПАС и «Курс». Передача на борт функциональных команд будет осуществляться на частотах 405.90 или 406.22 МГц со скоростью 400 бит/с.

БРК РК-СМ имеет массу 55.2 кг и энергопотребление в непрерывном режиме 62 Вт. Радиокомплекс использует одну приемную малонаправленную антенну (МНА) частоты 121.5 МГц, одну приемную МНА на 405/406 МГц и одну передающую МНА на 1543/1643 МГц.

Комплекс служебных систем МКА КБ «Полет» включает бортовой комплекс управления (БКУ), комбинированную систему трехосной ориентации, систему электропитания и систему обеспечения теплового режима, а также механические системы.

БКУ обеспечивает оперативное управление МКА и автономное управление приборами и системами (до 30 суток), передачу телеметрической информации, решение навигационных задач по сигналам систем ГЛОНАСС/GPS, формирование и синхронизацию бортовой шкалы времени, формирование опорной частоты, управление ориентацией и другие функции. В состав БКУ входят бортовая система контроля и управления БСКУ (на базе аппаратуры ДОКА-15-Б предприятия НИЛ АКТ) и блок управления разработки КБ «Полет».

Комбинированная система трехосной ориентации обеспечивает погрешность ориентации продольной оси КА относительно местной вертикали или ориентации нормали к поверхности солнечных батарей относительно плоскости Солнце-МКА-Земля не хуже ±5°. В систему входят основной и резервный трехкомпонентный магнитометр ММ, управляющий двигатель-маховик УДМ, гравитационная штанга длиной 4.5 м, три электромагнитных устройства ЭМУ и управляющая программа «Полет-МК».
ü По сообщению ИТАР-ТАСС, коллектив Всероссийского НИИ транспортного машиностроения приступил к испытаниям новой спутниковой платформы «Луч». По проекту, на этой платформе будет размещено 80 кг спектрографического, рентгенографического, фотографического и другого оборудования. Платформа с оборудованием должна быть доставлена на МКС в 2002 г. Заказчиком этой универсальной платформы является РКК «Энергия». – И.И.

І І І

ü 29 июня было объявлено, что компания Lockheed Martin Space Electronics & Communications выпустила первую полностью функциональную радиационно-защищенную микросхему статической памяти емкостью 4 Мбит. Микросхема способна выдержать суммарную дозу 1 млн рад и имеет менее 1·10-10 сбоев на бит в сутки. – С.Г.

На орбите по контакту отделения включаются магнитометры и ЭМУ, в течение 5 часов производится успокоение и ориентация МКА по магнитному полю Земли, затем выдвигается гравитационная штанга и включается режим ориентации на Солнце с использованием УДМ. По достижении заданной ориентации расчековываются панели СБ.

СЭП обеспечивает среднюю мощность в конце срока активного существования 120 Вт при напряжении 27 В. В систему входят солнечная батарея (шесть панелей, из них две раскрывающиеся) производства НПО «Муссон» с солнечными датчиками, никель-водородная аккумуляторная батарея типа 28НВ25 емкостью 27 А·час (НПО «Сатурн» или петербургский НИАИ), комплекс автоматики и стабилизации (НПО «Пульсар», Москва), бортовое ПО.

Средства системы обеспечения теплового режима обеспечивают температуру посадочных мест бортовой аппаратуры в диапазоне -10...+40°C. В их число входят температурные датчики, ЭВТИ, тепловые мосты и др.

Основой конструкции является приборная рама, на которой монтируются приборы, кабельная сеть, экранно-вакуумная теплоизоляция и механические системы МКА. В нижней части приборного блока на плате устанавливаются аппаратура БРК ЭА171, управляющий двигатель-маховик, бортовая химическая батарея и три спиральные антенны. В верхней части приборного блока на плате устанавливаются аппаратура БРК ЭА172, навигационная аппаратура пользователя ГЛОНАСС/GPS, гравитационная штанга, три ЭМУ и три компенсатора, три штыревые антенны.

Орбитальная группировка и наземный комплекс

Модернизация РКК системы «Надежда» предусматривает изменение параметров рабочей орбиты МКА. В настоящее время подсистемы КОСПАС и SARSAT используют
НПО «Муссон» было создано в 1995 г. группой ведущих сотрудников НПО «Сатурн» (г.Краснодар). При сопоставимых ценах изготовления «Муссон» гарантирует КПД фотоэлементов 13.5-14%, в то время как НПО «Квант» (Москва) – 12.5-12.9%. НПО «Муссон» поставило СБ 11МО4 для КА 21КФ2. Для МКА «Надежда-М» предложены ФЭП с выходной удельной мощностью 175 Вт/м2 в начале и 155 Вт/м2 после 5 лет эксплуатации. Предприятие также поставляет СБ наземного применения в Израиль, Египет, Аргентину и др. страны.
орбиты разной высоты и наклонения, что приводит к относительному смещению плоскостей и периодическому появлению зон длительного ожидания прилета КА. В связи с отказом от навигационной составляющей на МКА системы «Надежда-М» и в интересах потенциальных пользователей подсистемы «Курс» появляется возможность выведения КА на солнечно-синхронные орбиты наклонением 98° и высотой 830 км, используемые КА NOAA с ПН SARSAT. При этом аппараты обеих стран будут размещены в четырех орбитальных плоскостях с фиксированным относительным положением восходящих узлов.

Наземный комплекс управления МКА должен состоять из станции передачи командной и приема телеметрической информации (СППИ) и совмещенного с ней сектора управления полетом. СППИ целесообразно создать на базе СПОИ системы КОСПАС/«Курс» второго поколения. Сектор управления должен обеспечивать неодновременное управление не менее чем тремя МКА. Он обменивается телеметрической и командно-программной информацией с КВЦ системы КОСПАС/SARSAT, с которым по обмену аварийной информацией связаны СПОИ-2 (г.Архангельск) и СПОИ-3 (г.Находка). Для определения параметров орбиты используются измерения допплеровского смещения в радиолинии КА-СППИ или в радиолинии между МКА и специальными «орбитографическими» АРБ, которые представляют собой наземные радиобуи, расположенные в точках с точно известными координатами и излучающие высокостабильные сигналы.

Первый запуск МКА системы «Надежда-М» может состояться через 12-18 месяцев после начала финансирования.

Источники:
1. Надежда – мой компас земной... / Новости космонавтики №1, 1999, с.47-48.
2. Информационный бюллетень пресс-центра космодрома Плесецк. №38, 10 ноября 1994 г.
3. Сведения о системе КОСПАС-САРСАТ. №23, февраль 1999 г. Издание Секретариата КОС-ПАС/SARSAT, Лондон.
4. Запущены спутники «Космос-2346» и «FAISat-2V» / Новости космонавтики №20, 1997, с.40-45.
5. Завершены испытания системы «Курс» / Новости космонавтики №12-13, 1996, с.49-52.
6. Запущен ИСЗ «Космос-2315» / Новости космонавтики №14, 1995, с.31.


Москва

желает знать погоду


Ю.Журавин. «Новости космонавтики»

Правительство Москвы рассматривает возможность создания собственной спутниковой системы метеонаблюдения и экологического мониторинга. Для этого планируется вывести на орбиты дешевые «московские» микроспутники. На этот шаг городские власти подвиг прошлогодний июньский ураган. «Росгидромет» не выдал тогда своевременного предупреждения, и для городских служб стихия стала полной неожиданностью. В результате – гибель четырех человек и многомиллионный ущерб.

Вид на район ВДНХ. Снимок с КА «Комета».
Публикуется с разрешения МА «Совинформспутник»

Отсутствие предупреждения об урагане, похоже, стало последней каплей, переполнившей чашу терпения московских властей (неадекватный интерес москвичей к погоде давно известен). Ведь и прежде из года в год возникали многочисленные погодные «неувязки». То неожиданно Москву накрывал снегопад, парализующий весь городской транспорт, то, наоборот, «Росгидромет» предупреждал о непогоде – мобилизовалась вся снегоочистительная техника (на что уходили немалые средства), а погода оставалась «без существенных осадков»… Вскоре после урагана 1998 г. мэр Москвы Юрий Лужков дал распоряжение создать региональную метеослужбу, которая могла бы давать более точные прогнозы.

Предложения по системам метеорологии и экологического наблюдения выдала Научно-промышленная ассоциация разработки космической техники, возглавляемая Александром Дунаевым. Ассоциация готова спроектировать и изготовить приборы и другое оборудование для спутников. Создание микроспутниковой платформы берут на себя Всероссийский научно-исследовательский институт электромеханики (г. Москва) и Научно-исследовательский институт электромеханики (г. Истра, Московская обл.). Эти организации являются разработчиками и создателями отечественных метеорологических КА серии «Метеор», КА «Электро» и КА дистанционного зондирования Земли «Ресурс-О». (До 1992 г. НИИЭМ был филиалом ВНИИЭМ.)
ü 18 июня госминистр Канады по сельскому хозяйству, рыболовству и океанам д-р Джилберт Норманд объявил о выдаче Канадским космическим агентством компании ABB Bomem (г.Квебек-Сити) контракта на разработку в период до июня 2000 г. фурье-спектрометра для нового канадского научного спутника Scisat-1. Этот спектрометр будет составной частью прибора ACE (Atmospheric Chemistry Experiment) – основного прибора спутника Scisat-1 для определения химического состава стратосферы и контроля состояния озонового слоя Земли и разрушающих его химических веществ, в особенности над Канадой и Арктикой. Стоимость контракта – 3.9 млн канадских долларов. Спутник Scisat-1 планируется запустить в марте 2002 г. – И.Л.

І І І

ü 18 июня на авиасалоне в Le Bourget было объявлено, что звездный датчик SED16 французской компании SODERN будет использован в системе управления европейского грузового корабля ATV, разрабатываемой фирмой Matra Marconi Space. Автономный датчик SED16 распознает и выбирает звезды, наиболее удобные для определения ориентации КА по трем осям и может определить текущую ориентацию из произвольного начального положения. Датчик, на разработку которого SODERN затратила более 6 млн евро, будет также использован на французском КА SPOT-5. – С.Г.

Космическая система «Москва-М» будет состоять из двух подсистем: метеорологической «Москва-Метео» и экологической «Москва-Эко». В состав подсистемы «Москва-Метео» должны входить семь микроспутников. Каждый такой аппарат будет нести сканеры, работающие в ИК и видимом диапазонах спектра. Группировку микроспутников планируется развернуть на солнечно-синхронных орбитах высотой 700x800 км. При этом каждый аппарат будет снимать полосу шириной 2000 км. Информация с КА о погоде в Москве и Московской области будет поступать на наземный пункт управления и обработки каждые полтора часа. (Для сравнения: сейчас московское метеобюро получает такую информацию лишь каждые 4 часа.) Полностью развернутая система «Москва-Метео» позволит спрогнозировать ураган типа прошлогоднего с вероятностью 0.9 приблизительно за два часа до его подхода к городу. Система сможет предсказать снегопад за 4 часа до его начала с точностью до одного часа, а также температуру в различных частях города с точностью до 1° с прогнозом ее изменения на 4 часа.

Подсистема экологического мониторинга «Москва-Эко» будет включать в себя два КА на солнечно-синхронной орбите высотой 900x1000 км. На них планируется установить оптические сканеры с разрешающей способностью приблизительно 30 м, снимающие полосу шириной 200 км. Это позволило бы контролировать утечки всех видов веществ, а также несанкционированные выбросы. Информация с каждого из этих микроспутников должна обновляться раз в 24 часа.

Гарантийный срок одного аппарата системы – по крайней мере, три года. Каждый спутник системы «Москва-М» будет весить 135 кг. Таким образом, они могли бы быть запущены в качестве попутной полезной нагрузки с другими тяжелыми КА. Рассматривается и другой вариант развертывания системы – запуски на РН легкого класса, созданных на базе бывших МБР (в качестве примера приводится РН «Рокот»).

По оценкам, система будет стоить 110 млн руб (4.45 млн $). «Урезанный» вариант метеосистемы из трех спутников стоил бы 40 млн руб. Однако такое частичное развертывание системы, естественно, скажется на точности прогнозов погоды. Окончательное решение о развертывании системы московское правительство должно принять к сентябрю 1999 г.

Судьба проекта будет зависеть от того, найдутся ли на него средства. Поэтому разработчики ведут в настоящее время переговоры с несколькими другими российскими регионами, которые могли бы тоже финансировать систему в обмен на метео– и экологическую информацию. Также рассматривается вариант привлечения к финансированию программы ведущих компаний топливо-энергетического комплекса (в частности, РАО ЕС и «Транснефть»). По мнению разработчиков, любая нефтяная компания могла бы получать прибыль от такой системы за счет обнаружения утечек и их устранения до того момента, пока экологи наложат на нее огромные штрафы за экологический ущерб.

Российское авиационно-космическое агентство пока холодно относится к московскому проекту. Оно согласно поддержать его только в случае, если от системы будет польза не только для Москвы, но и для других областей России. Если проект не будет иметь общенациональный статус, РКА не будет поддерживать его.

В статье использованы сообщения Правительства Москвы и материалы Space News (Vol. 10, №. 23).

будет
бороздить космос

Яхта – малое
парусное судно независимо от
размерностей и конструктивного типа.
Морской энциклопедический словарь, т. 3



Ю.Журавин. «Новости космонавтики»


Сенсация в Ле Бурже

Одной из сенсаций 43-го авиакосмического салона в Ле Бурже в космической области стала продемонстрированная ГКНПЦ имени М.В.Хруничева Унифицированная космическая платформа «Яхта» (УКП Ф98М). Новинку больше оценили специалисты, нежели журналисты или простые посетители выставки. Главный конструктор платформы Валерий Хатулев (бывший космонавт-испытатель ЦКБМ. – Ред.) непрерывно отвечал на вопросы. Его «атаковали» как представители фирм – разработчиков подобных космических аппаратов – Alcatel, SSTL, Lockheed Martin, OSC и возможных полезных нагрузок (например, создатели спутниковых ретрансляторов из Matra Marconi Space), так и потенциальные заказчики, вплоть до Лаборатории военно-морских сил США.

Сенсацией стало само появление платформы на салоне. О том, что Центр Хруничева разрабатывает аппарат подобного класса, практически никто не знал. И вдруг предприятие привезло на выставку готовый полномасштабный макет, на котором стояли габаритно-весовые блоки всех основных узлов, агрегатов, систем и была проложена бортовая кабельная сеть. Причем характеристики УКП были достаточно высоки, по сравнению с другими аналогичными по классу КА. Не делая большой тайны, Хатулев объяснял всем желающим, что платформа действительно будет готова к первому запуску в 2001 г. и что для заказчика стоимость доделки проекта и адаптации к конкретной полезной нагрузке будет стоить 30 млн $, а стоимость изготовления летного экземпляра – 10-12 млн $. По словам самих потенциальных заказчиков, эти цены в несколько раз ниже, чем у предлагаемых сейчас на западе аналогов.


Рисунок в заголовке: УКП Ф98М «Яхта»

«Яхта» создавалась отнюдь не на пустом месте. Еще с середины 70-х годов КБ «Салют» разрабатывало легкие КА по государственному заказу. В конце 80-х КБ «Салют» предложило проект КА «Теллура-Бриз» со сроком активного существования 3 года, массой 850 кг для запуска на солнечно-синхронную орбиту на РН «Рокот». Аппарат служил для исследования природных ресурсов Земли и проведения экологического мониторинга окружающей среды, и с него планировалось вести многозональную съемку высокого разрешения. Этот КА создавался на базе унифицированной космической платформы.

В первой половине 90-х годов в Центре Хруничева велись работы над созданием технологического КА Express по заказу Германии. Были разработаны возвращаемая баллистическая капсула и служебный модуль, который тоже рассматривался некоторое время как прототип унифицированной космической платформы КА легкого класса. Однако состоялся лишь единственный пуск КА этой серии, дальнейшего развития платформа Express не получила.

Параллельно с работой над Express в Центре Хруничева продолжалась разработка УКП под РН «Рокот». С 1992 г. по заданию PKA и Рослесхоза в Центре Хруничева велись работы по созданию концепции российской системы «Номос» и постановке экспериментов в интересах отработки измерительной аппаратуры на модуле «Природа». В результате были разработаны три типа малых КА на базе одной унифицированной платформы:

«Монитор-О» – для получения оперативных природоресурсных и экологических данных в оптическом диапазоне длин волн (рабочая орбита – солнечно-синхронная высотой около 500 км);

«Монитор-Р» – для получения оперативных природоресурсных и экологических данных в радиодиапазоне длин волн (рабочая орбита – приполярная высотой 400-500 км);

«Монитор-ГФ» – для получения оперативных гелиогеофизических данных о состоянии околоземной среды (рабочие орбиты – низкие, средние и высокие).

УКП этих аппаратов состояла из агрегатно-двигательного модуля (в некоторых вариантах КА он отсутствует), энергетического модуля (с солнечными батареями или без них), приборного отсека с аппаратурой системы управления. На УКП устанавливалась целевая аппаратура – информационный комплекс. Масса КА серии «Монитор» в различной комплектации составляла от 200 до 1500 кг, масса аппаратуры – от 50 до 300 кг. Энергетический модуль без солнечных батарей мог обеспечить энергоснабжение мощностью 100 Вт, а с солнечными батареями – до 2 кВт. Запас топлива в агрегатно-двигательном модуле давал запас характеристической скорости до 100 м/с. Спутник имел точность ориентации 0.1° и точность стабилизации до 0.001°/сек. Срок активного существования наиболее тяжелого аппарата составлял 5 лет.

УКП «Яхта»

В 1996 г. Центр Хруничева начал работы по проекту совместной российско-американской спутниковой системы наблюдения RAMOS (Russian-American Observation Satellite System), создаваемой на основании соглашения 1992 г. между Министерствами обороны России и США. В рамках этой программы планируется вывести на орбиты два спутника – один российский (ROS) и один американский (AMOS). Они будут оснащены оборудованием для одновременного стереоскопического слежения за ракетами театра военных действий. Сравнивая информацию, поступающую с аппаратов, можно будет оценить степень надежности работы российской и американской систем предупреждения о ракетном нападении и предотвращения передачи ею ложного сигнала о ракетном нападении. С другой стороны, одновременное наблюдение с двух точек позволит определять высоту, направление полета и скорость ракет.

За практическую реализацию проекта отвечают лаборатории космической динамики университета штата Юта с американской стороны и НПО «Комета» (г. Москва) и НПО «Элас» (г.Зеленоград Московской обл.) с российской. В рамках данного проекта, США получат в России базу данных по наблюдениям из космоса различных вариантов фона – поверхности Земли и океана и облачности. Ее использование поможет улучшить технику обнаружения ракет с космических аппаратов. Головная организация от России по проекту RAMOS – НПО «Комета» выбрала Центр Хруничева в качестве субподрядчика по космической платформе для КА ROS.

С этим проектом унифицированной космической платформы Центр Хруничева и вышел на российский конкурс на лучший проект УКП для аппаратов легкого класса, который прошел в мае 1997 г. В этом конкурсе также приняли участие НПО машиностроения, НПО им. С.А.Лавочкина, самарское ЦСКБ, питерское КБ «Арсенал». Наиболее проработанный и привлекательный проект предложило НПОМаш.

Однако, несмотря на неудачу в национальном конкурсе, Центр Хруничева не прекратил работы по УКП и к 1998 г. создал новый проект – Ф98М. Он-то и был представлен в Ле Бурже под названием «Яхта».

Платформа разрабатывалась как универсальный КА для работы на различных околоземных орбитах: низких, солнечно-синхронных, геостационарной. «Яхта»

КА ДЗЗ радиолокационного наблюдения

имеет массу 350 кг, габариты корпуса – 1200х1200х600 мм. Корпус негерметичный, образованный шестью панелями сотовой конструкции, облегчающей вес аппарата. Масса полезной нагрузки, устанавливаемой на УКП, составляет до 500 кг для низких орбит и 110 кг для геостационарной орбиты. Расчетный срок функционирования платформы на орбите – 8-10 лет.

На УКП «Яхта» установлены на выносных штангах два электрореактивных двигателя СПД-100. Это стационарные плазменные двигатели с протяжной зоной ускорения, разработанные в начале 80-х годов в КБ «Факел». Ранее СПД-100 устанавливался на российских КА «Галс» (по 8 шт. на одном КА) и КА «Экспресс» (по 4 шт.) для удержания и коррекции геостационарной орбиты. Они будут также стоять на предназначенных к запуску в ближайшее время КА «Ямал-100», SESat, «Экспресс-А». Каждый двигатель имеет тягу 8.4 г (83 мН), удельный импульс 2500 сек, максимальную потребляемую электрическую мощность 1.2 кВт, массу 3.5 кг и ресурс 7500 часов. Двигатели закреплены в карданном подвесе, обеспечивающем изменение вектора тяги без разворотов всего аппарата. Запас ксенона в баке УКП дает приращение характеристической скорости 2000 м/сек.

КА ДЗЗ оптического наблюдения

Для снабжения электроэнергией двигателей и других систем УКП, а также полезной нагрузки, на платформе смонтированы две панели солнечных батарей. Существует как минимум два варианта их исполнения: трехстворчатые с фотоэлектрическими преобразователями из кремния суммарной мощностью 1 кВт и четырехстворчатые с фотоэлектрическими преобразователями из арсенида галлия суммарной мощностью 3 кВт. Второй вариант предназначен для высоко-энергопотребляющих полезных нагрузок и вариантов УКП для работы на геостационарной орбите. Батареи установлены на одностепенные приводы для их ориентации на солнце.

В состав системы ориентации платформы входят три звездных датчика (один запасной) производства ИКИ РАН (на основе зарубежных комплектующих) и два датчика Земли. Исполнительными органами служат четыре управляющих маховика (один из них – резервный) производства НИИ КП. Точность ориентации УКП – 0.1°, точность стабилизации – 0.001°/сек. Для разгрузки маховиков служат три привода магнитной системы ориентации. Система управления УКП построена на использовании бортового компьютера.

КА связи на ГСО


Выведение космических аппаратов на базе УКП на орбиты функционирования, в т.ч. на геостационарную, осуществляется РН «Рокот» и электрореактивными двигателями космической платформы. При запуске на геостационарную орбиту для предотвращения пагубного влияния на КА радиационных поясов предусмотрена установка на РН «Рокот» четвертой ступени – твердотопливного разгонного блока. Этот блок выводит КА на орбиту с апогеем 100000 км, с которой он уже переходит на геостационарную орбиту. Начало эксплуатации УКП намечено на 2001 г. К этому сроку, скорее всего, на основе УКП «Яхта» будет готов КА ROS системы стереоскопического наблюдения RAMOS. КА будет выведен на орбиту высотой 500 км и наклонением 73°, с которой и будет вести стереоскопическую съемку Земли и подвижных объектов в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах.

Также на базе УКП «Яхта» Центр Хруничева предлагает создать КА экологического мониторинга «Монитор». Центр Хруничева рассчитывает их использовать в создаваемой европейской экологической системе Ges. Сейчас рассматривается два варианта таких аппаратов:

КА оптико-электронного наблюдения «Монитор-О» на солнечно-синхронной орбите высотой 500 км и наклонением 97.4°. Его аппаратура будет иметь разрешение 1-2 м при полосе захвата 25-40 км;

КА радиолокационного наблюдения «Монитор-Р» на полярной орбите высотой 400-500 км. Радиолокатор этого КА будет иметь разрешение 3-5 м при полосе захвата 25-30 км или 15-20 м при полосе 100-200 км.

КА ROS системы RAMOS

Также Центр Хруничева разрабатывает на базе «Яхты» КА фиксированной спутниковой связи и телевизионного вещания на геостационарной орбите. Ретрансляционный комплекс будет изготавливаться зарубежными компаниями.

Прототипы

На салоне в Ле Бурже был представлен ряд проектов, аналогичных хруничевской «Яхте».

Прежде всего, это малоразмерные космические аппараты (МКА) разработки НПО машиностороения (г. Реутов Московской обл.), представленные на стенде «Росвооружения». Это как раз тот самый победитель конкурса 1997 г. По своим характеристикам он наиболее близок к «Яхте». МКА предлагается выводить на орбиту с помощью РН «Стрела», создаваемой в НПОМаш на базе МБР РС-18. На базе унифицированной платформы НПОМаш разработал несколько вариантов МКА. Платформа также оснащена плазменной электроракетной двигательной установкой, работающей на сжатом ксеноне, и двумя ориентируемыми солнечными батареями.

Малый космический аппарат разработки НПО машиностроения с радиолокатором

Первый вариант МКА представляет собой спутник связи на геостационарной орбите с конечной массой 500 кг, массой полезной нагрузки 125 кг (вместе с 10-ю транспондерами). Срок работы спутника на орбите – 10 лет.

Второй вариант МКА – аппараты для дистанционного зондирования Земли. Причем это как аппараты с оптико-электронной системой обзора (с разрешением менее 1 м в диапазоне 0.5-0.8 с полосой захвата 40-50 км и полосой обзора 2x600 км), так и аппарат с радиолокатором с синтезированной апертурой (с разрешением 2-15 м, полосой захвата от 10 до 50 км и полосой обзора 2x500 км; длина волны – 9.8 см). Масса таких спутников – 800 кг, масса полезной нагрузки – 250 кг. Высота орбиты – 400-500 км, наклонение – 97.6°. Оба МКА обеспечивают передачу в реальном масштабе времени через спутник-ретранслятор.

Малоразмерные спутники – варианты использования платформы Proteus

Главный зарубежный конкурент «Яхты» и МКА – платформа Proteus, разработанная в компании Alcatel Space (Франция). Платформа может быть использована для научных программ, наблюдения Земли, навигации, телекоммуникации или оригинальных прикладных программ. Срок поставки готового аппарата от момента заключения контракта – 24 месяца, т.е. столько же, сколько Центр Хруничева берет на доводку «Яхты» в расчете на первый запуск в 2001 г.

Proteus обеспечивает функционирование полезной нагрузки массой до 300 кг и с энергопотреблением до 300 Вт. Объем памяти бортового компьютера – 2 Гбайта, телеметрия и данные передаются в S-диапазоне со скоростью 613 кбит/сек. По желанию заказчика, Alcatel Space может модернизировать платформу под полезную нагрузку массой от 300 до 1000 кг.

Proteus имеет форму параллелепипеда, на двух сторонах которого закреплены на одностепенных приводах две панели солнечных батарей. Масса платформы без полезной нагрузки – около 200 кг. Система управления движением обеспечивает ориентацию на Землю, от Земли или инерциальную с точностью 0.05°. Управляющие маховики и система их магнитной разгрузки, звездные датчики, навигационная система, основанная на системе GPS, продублированы.

Первоначально в проекте Proteus предусматривалось использование ЭРД и работа аппарата на геостационарной орбите, однако потом от этих планов отказались. Аппарат использует однокомпонентную двигательную установку с запасом характеристической скорости 100 м/с. Proteus рассчитан на работу на низких околоземных орбитах, в т.ч. и солнечно-синхронных, высотой от 500 до 1500 км. Гарантийный срок аппарата – 5 лет.

Proteus рассчитан на широкий спектр средств выведения, способных выводить на низкую орбиту до 500 кг полезной нагрузки. Это могут быть РН среднего и тяжелого класса Ariane 4, Ariane 5, Delta 2, Delta 3, CZ-2D, на которых Proteus будет запускаться в качестве попутного груза. Могут применяться и РН легкого класса типа Athena, Космос-3М, PSLV, «Рокот», Taurus и т.д., на которых Proteus будет выводиться на орбиту как основной груз.
ü 11 июня Европейское космическое агентство объявило о том, что запуск рентгеновской обсерватории XMM переносится с 21 января 2000 г. на 15 декабря 1999 г. Аппарат будет отправлен из Роттердама в Куру в середине сентября. Приблизить дату запуска стало возможно благодаря чрезвычайно успешному ходу испытаний КА. Удалось удовлетворить и баллистическим ограничениям: с одной стороны, спутник оказался на 100 кг легче, чем было заложено в расчеты, с другой – после второго и третьего пусков Ariane 5 стало ясно, что носитель обладает запасом по массе выводимого груза. В результате аппарат будет выведен на более высокую орбиту, чем номинальная, и будет иметь больший запас топлива. – И.Л.

І І І

ü 25 июня NASA сообщило свою официальную версию причин отказа КА WIRE (версию JPL мы привели в НК №7, 1999, с.34). NASA называет в качестве причины дефектную конструкцию блока электроники, отвечающего за подрыв пиросредств. В сообщении NASA говорится, что о скачке по питанию при включении использованной в блоке микросхемы было известно, но разработчики не учли этого обстоятельства. Проект блока пиросредств не проходил независимой экспертизы, а использованные средства проверки не позволили обнаружить дефект. Всем разработчикам NASA дано указание тщательно учитывать стартовые характеристики электронных устройств и проводить дополнительное их тестирование, использовать конструкции с независимой блокировкой срабатывания критически важных пиротехнических средств. – И.Л.

Alcatel Space имеет уже два контракта на использование платформы Proteus: это «преемник» спутника Topex-Poseidon – КА JASON-1 для французского CNES и астрономическая обсерватория COROT для NASA.

Украинская микроспутниковая платформа

На украинском стенде КБ «Южное» и Южного машиностроительного завода (оба – г.Днепропетровск) была тоже представлена своя микроспутниковая платформа (МСП). Эту платформу можно отнести к более легкому классу, чем «Яхта» и МКА. Ее масса колеблется от 59 до 153 кг в зависимости от комплектации. Платформа предназначена для создания специализированных микроспутников посредством оборудования МСП соответствующей полезной нагрузкой. Областями применения платформы изготовители видят космическую низкоорбитальную связь, дистанционное зондирование Земли, научные исследования и технологические эксперименты. Предлагается три варианта платформы.

МСП состоит из приборного отсека, отсека двигательной установки, рамы полезной нагрузки, панелей солнечных батарей. Сверху на платформе установлена штанга гравитационной стабилизации, антенны и солнечные датчики, снизу – антенны телеметрической системы и магнитометр. Система управления позволяет обеспечить точность ориентации МСП – 3° и точность стабилизации – 0.005°/сек. Пассивная система терморегулирования обеспечивает температуру полезной нагрузки в диапазоне от -10 до 45°С.

Наиболее легкий вариант – Платформа 1 – рассчитан на полезную нагрузку массой 10 кг с энергопотреблением 3 Вт и обеспечит ее функционирование в течение 3 лет. Этот вариант включает в себя стандартный приборный отсек, неориентируемые солнечные батареи площадью 1 м2, буферную батарею емкостью 4 А·ч, не имеет двигательной установки. Масса – 59 кг.

Более тяжелый вариант – Платформа 2 – рассчитан на полезную нагрузку массой более 50 кг с энергопотреблением 5 Вт и сроком активной работы 5 лет. Платформа 2 включает в себя стандартный приборный отсек, отсек двигательной установки с двигателями тягой 5 г и удельным импульсом 250 кгс, неориентируемые солнечные батареи площадью 1.5 м2, буферную батарею емкостью 12 А·ч. Масса Платформы 2 – 102 кг.

Самый тяжелый вариант МСП – Платформа 3 – рассчитан на полезную нагрузку массой более 100 кг с энергопотреблением 90 Вт и сроком активной работы 7 лет. Этот вариант состоит из стандартного приборного отсека, отсека двигательной установки с двигателями тягой 10 г и удельным импульсом 250 кгс, ориентируемых солнечных батарей площадью 2.5 м2 (приводы СБ установлены в отсеке ДУ), буферной батареи емкостью 12 А·ч. Масса – 153 кг.

Источники:
1. Информационный стенд «Унифицированная космическая платформа». Экспозиция ГКНПЦ им. М.В.Хруничева в Ле Бурже, 1999.
2. Проект RAMOS/ Новости космонавтики, №21, 1994, стр. 40-41.
3. И.Лисов. О бюджете военно-космических проектов США/ Новости космонавтики, №4/5, 1998, стр. 41.
4. Ю.Журавин. Создается Служба глобального мониторинга окружающей среды/ Новости космонавтики, №17/18, 1998, стр. 34-35.
5. И.Черный. Малые космические аппараты разработки НПО Машиностроения/ Новости космонавтики, №20, 1997, стр. 63-64.
6. Материалы Alcatel Space на салоне в Ле Бурже.


STEX закончил работу



Сообщение NRO

18 июня. Успешно закончены испытания 28 новых космических технологий на экспериментальном КА STEX Национального разведывательного управления США. В начале июня 1999 г. работа с аппаратом была прекращена из-за деградации его штатных солнечных батарей.

Спутник STEX был запущен 3 октября 1998 г. ракетой Taurus с авиабазы Ванденберг в Калифорнии. В течение 8 месяцев были проверены решения, позволяющие эксплуатировать будущие спутники более эффективно и с меньшими затратами. Среди достижений можно выделить следующие:

• Продемонстрирована работа механизмов безударного отделения КА;

• Получены ценные данные по работе легких высокоточных звездных датчиков на низкой околоземной орбите и предохранению их от воздействия радиации;

• Процессор RAD 6000 с тактовой частотой 20 МГц, наибольший по быстродействию среди использованных на КА, работал безукоризненно и ни разу не потребовал перезагрузки;

• Рекордное по емкости твердотельное ЗУ (51 Гбит) работало отлично;

• Впервые испытан на борту американского КА холловский электрореактивный двигатель;

• Новые легкие аккумуляторные батареи показали увеличение емкости на 35% по сравнению со стандартными;

• Высокоэффективные солнечные батареи-концентраторы собирали на солнечных батареях на 70% больше света, чем стандартные;

• Достигнут КПД солнечных элементов, на 23% превышающий стандартный.

В связи с окончанием работы STEX директор программы Трей Спетч заявил: «Будущие КА NRO, гражданские и коммерческие КА будут использовать многие из систем, испытанных на STEX. И они смогут быть уверены, что эти системы будут работать…».

Сокращенный перевод И.Лисова

Необходимое примечание: ранее сообщалось, что расчетный срок активной работы STEX – два года. Фактически же спутник проработал 8 месяцев.

готовится к запуску



Ю.Журавин. «Новости космонавтики»

Создание первого спутника LMI-1 для совместного предприятия Lockheed Martin Intersputnik вступило в завершающую стадию. На предприятии Lockheed Martin Missiles & Space (г. Саннивейл, Калифорния), где собирается КА, уже проведены его термовакуумные испытания. Аппарат изготовлен на основе базовой платформы A2100AX. Он оснащен 28 ретрансляторами диапазона C с полосой пропускания 36 МГц и мощностью 45 Вт и 16 ретрансляторами диапазона Ku с шириной полосы 27 МГц, мощность двенадцати из них – 90 Вт, а оставшихся четырех – 135 Вт. К 31 июля аппарат будет готов к отправке на космодром Байконур. Запуск спутника на РН «Протон-К» по условиям контракта между LMI и ILS должен состояться до 31 августа 1999 г. LMI-1 будет размещен в орбитальной позиции 75°в.д.

Пока до конца не определен разгонный блок, который будет использоваться для запуска LMI-1 в составе РН «Протон-К». При подписании контракта в 1997 г. предполагалось, что это будет блок ДМ3 производства РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Однако в 1998 г. между LMI и «Энергией» возник конфликт из-за точки стояния на стационарной орбите. «Энергия» планировала разместить в той же точке 75°в.д. два своих спутника «Ямал-100», изготавливаемых по заказу Газпрома и работающих в тех же диапазонах частот, что и LMI-1. Поэтому президент «Энергии» Юрий Семенов отказался в декабре 1997 г. предоставить для запуска LMI-1 разгонный блок ДМ3. В связи с этим было принято решение провести запуск спутника на разгонном блоке «Бриз М» производства ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Использование же «Бриза» для вывода на орбиту LMI-1, в соответствии с пожеланием заказчика, состоится лишь в том случае, если до этого будет проведен хотя бы один успешный испытательный пуск нового разгонного блока. Однако в марте 1999 г. конфликт между «Энергией» и LMI был улажен, для «Ямалов» была выделена новая точка, удовлетворяющая заказчика. В связи с этим Семенов оповестил ILS и LMI, что готов предоставить к августу блок ДМ3. Окончательное решение по разгонному блоку должно быть принято в июле.

По заявлению генерального директора «Интерспутника» и сопредседателя совета директоров LMI Геннадия Кудрявцева, на сегодняшний день уже подписаны контракты на использование 75% емкостей КА LMI-1. Он сообщил также, что оперативное управление спутником LMI-1 будет осуществляться специально выделенными группами американских и российских специалистов из штаб-квартиры «Интерспутника» в России.

Спутник LMI-1 предназначен для предоставления телекоммуникационных услуг на территории России и других стран СНГ, Восточной Европы, Южной и Юго-Восточной Азии, части Африки и Ближнего Востока, а также Австралии. Второй КА этой серии, LMI-2, планируется использовать в интересах заказчиков в США.

Cовместное российско-американское предприятие Lockheed Martin Intersputnik учреждено компанией Lockheed Martin Telecommunication (LMT, ныне преобразована в Lockheed Martin Commercial Space Systems) и «Интерспутником» в 1997 г. «Интерспутник» – международная межправительственная организация, созданная еще в 1971 г. для эксплуатации глобальной системы спутниковой связи в странах социалистической ориентации. На сегодняшний день членами «Интерспутника» являются 23 государства. На протяжении 28 лет «Интерспутник» является одним из ведущих операторов спутниковых систем связи и предоставляет услуги международной, региональной и национальной связи в зонах Атлантического, Индийского и Тихого океанов. В числе пользователей «Интерспутника» – государственные организации, частные вещательные и телекоммуникационные компании из многих стран мира.

По материалам ИТАР-ТАСС и LMI


USA 144 найден?

В.Агапов. «Новости космонавтики».

Какой спутник был запущен 22 мая носителем Titan 4, так и остается загадкой. Обнаруженный на околокруговой орбите высотой 400 км объект (см. НК №7, 1999, стр. 37), первоначально принятый за спутник, в течение июня не проявил никаких признаков активности, а его орбита к началу июля снизилась до 375x383 км. По-видимому, этот объект действительно является крупноразмерным технологическим фрагментом. Но где же тогда все-таки сам USA 144?

17 июня Дэвид Брайэрли из Англии сообщил в электронной конференции SeeSat-L о результатах своих очередных наблюдений, что является нормальной практикой среди независимых наблюдателей. 10 июня он проводил поиск объекта 1968-106B (ступень РН от запуска КА «Космос-256»), когда неожиданно обнаружил в северо-западной части неба довольно яркий медленно движущийся объект. В интервале 22:51-23:02 UTC Дэвид провел позиционные измерения, а также оценил видимую звездную величину объекту. В максимуме она оказалась равной 5.8m. В то же время блеск объекта не имел видимых вариаций.

Предварительная попытка идентификации с полным текущим перечнем объектов, используемым независимыми наблюдателями, дала отрицательный результат. В этот перечень входят все околоземные КА, ступени и фрагменты, по которым Космическое командование США выдает орбитальную информацию официально, а также те закрытые объекты, которые сопровождаются усилиями независимых наблюдателей, – всего около 8200 объектов. Следует отметить, что такие «неопознанные объекты» обнаруживаются наблюдателями довольно часто, но далеко не всегда их удается «поймать» вновь. Такие объекты в большинстве случаев связаны с американскими секретными запусками, но, как показывает практика, могут вообще не иметь никакого отношения к ним.

Судя по характеру движения, объект находился на орбите с наклонением, близким к 63.4°. Зафиксировав это значение в качестве априорного, Дэвид попытался построить орбиту по полученным им измерениям, варьируя остальные параметры. Вновь полученная орбита была использована для расчета целеуказаний, по которым 16 июня он попытался вновь обнаружить новый объект. И это удалось! Объект двигался примерно по прогнозируемой траектории с опережением всего лишь около 30 сек. Сутками ранее, по целеуказаниям Дэвида, новый объект наблюдался Питером Уэйклином. Полученных измерений уже было достаточно, чтобы построить более или менее надежную орбиту. Эта орбита была представлена в формате и стандартной модели движения, используемых NASA и КК США при формировании двухстрочных элементов:
1
2
99099U
99099
99099
63.4395
A

99167.90066188
65.9713   0234713
.00000000
291.3036
00000-0
67.5185
00000-0   0
9.69752369
05
01

17 июня Тед Молчан отметил, что наблюдаемый объект имеет довольно большие размеры (порядка 15x4 м), судя по его звездной величине. Кроме того, Пьер Нейринк и Питер Уэйклин сообщили о наличии очень небольших вариаций блеска объекта.

В этот же день Тед Молчан представил поистине сенсационные результаты своего анализа возможного происхождения неизвестного объекта, который так и не был идентифицирован ни с одним из тех, по которым имеется орбитальная информация. Последнее обстоятельство, а также необычно большие размеры в сочетании с нехарактерной для каких бы то ни было запусков орбитой говорили в пользу принадлежности незнакомца к группе американских секретных объектов (см. НК №5, 1999, с.38-39). С них-то Тед и начал свой анализ.

Наклонение 63.4° позволяло предположить возможную связь с одним из запусков на высокоэллиптическую орбиту типа «Молния», либо с одним из запусков КА NOSS-2 (USA 59 – 1990-050A, USA 72 – 1991-076A и USA 122 – 1996-029D). Наконец, еще одной рассматривавшейся версией была связь с загадочным AFP-731/USA 53 (1990-019B). Однако ни с одним из этих запусков не удалось найти никакой корреляции. Следует отметить, что в данном случае Тед искал возможную корреляцию, исходя из совпадения орбитальных плоскостей в некоторые известные моменты времени, характеризующие ту или иную операцию в конкретном запуске (старт, отделение объектов, маневры). Конечно, в секретных запусках далеко не все операции стали известны в ходе проведения наблюдений, поэтому к получаемым результатам следует относиться довольно осторожно.

Единственный запуск, с которым отождествление оказалось успешным, – запуск КА USA 144. Этот вывод был получен, исходя из анализа орбитальных параметров вновь обнаруженного большого объекта, второй ступени РН Titan 4 и «малого» объекта на орбите высотой ~400 км, первоначально принятого за космический аппарат. А анализ показал следующее.

23 мая (а не 25, как было напечатано в НК №7, 1999, с.37) около 8 часов по Гринвичу плоскости орбит второй ступени РН и малого объекта были компланарны, что позволяет считать это время примерно соответствующим переходу КА с орбиты выведения на промежуточную орбиту высотой 400 км. 25 мая около 2 часов по Гринвичу были компланарны орбиты «малого» и большого объектов. Это время можно считать примерным временем начала перехода с промежуточной на высокую орбиту.

Таким образом, вновь обнаруженный объект является потенциальным кандидатом на место USA 144! Однако, как справедливо заметил Тэд, не следует делать скоропалительных выводов, а нужно подождать. Во-первых, найденный первым объект на промежуточной орбите тоже не слишком мал, а во-вторых, у высокого объекта также отмечены вариации блеска, что более характерно для фрагментов или ступеней, а не для больших КА, обычно стабилизируемых по трем осям. С другой стороны, высокий объект имеет достаточно большой размер, чтобы быть просто фрагментом. Так или иначе, нужны дополнительные наблюдения. В течение 18-23 июня новый объект наблюдали Джеймс Никс, Эдвард Лайт, Ральф МакКонахи, Джей Респлер, Тони Бересфорд, Рассел Эберст и другие наблюдатели, что позволило Пьеру Нейринку построить уточненную орбиту, имеющую следующие параметры:

– наклонение – 63.44°;
– минимальная высота – 2720 км;
– максимальная высота – 3129 км;
– период обращения – 148.49 мин;
– аргумент перигея – 293°.


Если обнаруженный объект все же является КА USA 144, то возникает вопрос о его назначении. Выбранное наклонение обеспечивает сохранение положения перигея (апогея) над одной и той же небольшой полосой широт в течение очень длительного времени. Интересно отметить, что высота перигея орбиты предполагаемого USA 144 немного ниже высоты апогея КА «Космос-2344», который является спутником оптического наблюдения (см. НК №2 и 4, 1999) и который был выведен на орбиту с наклонением 63.3°. А плоскость нового объекта в момент выхода на высокую орбиту отличалась по долготе восходящего узла от плоскости «Космоса-2344» всего на 2°. Конечно, пока этот факт можно рассматривать лишь как случайное совпадение.

При анализе запуска USA 144 возникает еще один интересный вопрос. Если объект на высокой орбите действительно связан с этим запуском, то почему переход на высокую орбиту с орбиты выведения осуществлялся не сразу, а с промежуточной остановкой на 400-километровой орбите, пусть даже и кратковременной? Связано ли это с попытками «запутать следы», оставляя большое количество фрагментов на низких орбитах и отвлекая тем самым внимание от основного объекта? В этом случае весь спектакль предназначался исключительно для российских военных специалистов, эксплуатирующих Систему контроля космического пространства (СККП). Тем более что переход на высокую орбиту был проведен вне зоны контроля средств российской СККП, что легко можно увидеть, построив трассу спутника. Возможно также, что на 400-километровой орбите объект оставался для других целей. Чтобы понять это, нужно провести тщательный анализ. Может быть, в ближайшем будущем появятся какие-то новые версии о загадочном USA 144. НК будут внимательно следить за развитием событий.


СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ


Госкомтелеком

договорился с ICO


С.Голотюк. «Новости космонавтики»


ICO

23 июня. Компания ICO Global Communications и Государственный комитет РФ по телекоммуникациям (Госкомтелеком – Федеральный орган исполнительной власти, образованный в конце мая вместо Государственного комитета РФ по связи и информатизации) подписали в Москве протокол о намерениях, согласно которому Госкомтелеком «признает важность проводимой компанией ICO работы по созданию глобальной системы мобильной спутниковой связи» и будет содействовать ее быстрейшему осуществлению на территории РФ «в соответствии с действующими процедурами». Эта формулировка, очевидно, относится к предстоящему выделению частотных диапазонов и сертификации абонентских терминалов: и то и другое находится в ведении Госкомтелекома, точнее, функционирующих при нем Государственной комиссии по радиочастотам и Государственной комиссии по электросвязи.

Создаваемую компанией ICO Global Communications систему мобильной спутниковой связи намечено ввести в эксплуатацию в третьем квартале 2000 г. По набору услуг система ICO будет похожа на систему Iridium: телефон, телефакс, пейджинг, низкоскоростная (2.4 кбит/с) передача данных. Однако, в отличие от системы Iridium, основная нагрузка ляжет не на межспутниковые радиолинии, а на оптоволоконные кабельные линии, которыми соединены двенадцать входящих в систему земных станций сопряжения.

Космический сегмент системы образуют 12 спутников на круговых орбитах высотой 10390 км с наклонением 45°, распределенных по двум орбитальным плоскостям – по пять рабочих спутников и одному резервному в каждой плоскости. КА изготавливаются фирмой Hughes Space and Communications International на базе модифицированной платформы HP601 (до сих пор она широко применялась на геостационарных спутниках). Запуски намечено начать летом 1999 г.

Уже определен провайдер услуг ICO в России. Им должна стать компания ICO-R, специально для этого учрежденная акционерным обществом «Вымпелком» (крупнейший в России оператор сотовой связи) и госпредприятием «Морсвязь-спутник» (представитель РФ в международном консорциуме Inmarsat; последний является, наряду с компанией Hughes, крупнейшим акционером ICO Global Communications).

По материалам ICO Global Communications

С.Голотюк. «Новости космонавтики»

21 июня международная компания Iridium LLC объявила о новой рыночной стратегии, в основе которой – снижение цен и упрощение структуры тарифов первой в истории системы глобальной телефонно-пейджинговой связи. Компания заявила, что за счет «агрессивной новой стратегии» намеревается обеспечить себе позиции «ключевого игрока на рынке» и добиться роста продаж по всему миру.

IRIDIUM отступил

на заранее подготовленные позиции


По данным компании «Иридиум-Евразия», с 1 июля цены на абонентское оборудование и услуги системы снижены в 2-2.5 раза. В результате самый дорогой звонок обойдется абонентам компании «Иридиум-Евразия» в 2.96 $/мин (это международный звонок со спутникового телефона Iridium на обычный, неспутниковый, телефон). За звонки друг другу без входа в земные телефонные сети абоненты будет платить по 1.43 $/мин.
19 апреля компания Iridium LLC объявила о том, что, совместно со своими европейскими партнерами и компанией Motorola, передает Комиссии ООН по делам беженцев более 60 спутниковых телефонов для использования в гуманитарных целях во время Балканского кризиса. Роли участников гуманитарной акции распределились следующим образом: Motorola предоставляет телефонные аппараты, Iridium LLC, Iridium Italia S.p.A. и Iridium Communications Germany GMBH обеспечивают их необходимым временем соединения через систему Iridium. Компания Iridium Italia, помимо этого, взяла на себя оплату услуг операторов наземных сетей в ходе звонков через Iridium, а компания Iridium Communications Germany выслала своих сотрудников в регион для участия в распределении телефонов. Первая партия телефонов уже доставлена на Балканы. Аппаратами пользуются для общения с родственниками и друзьями по всему миру гуманитарные работники и беженцы в лагерях, расположенных в Македонии. – И.К.

Теперь существует всего 4 вида тарифов, которые клиенту придется учитывать. Это, во-первых и во-вторых, уже названные звонки «Iridium-Iridium» и «Iridium-земная телефонная сеть в другой стране», в-третьих, звонки «Iridium-земная телефонная сеть в своей стране» (в России 2.08 $/мин – причем независимо от того, в какой точке страны находится вызываемый абонент) и, в-четвертых, специфический для самобытной России (в большинстве стран абоненты за это не платят) тариф на входящие звонки с сетей общего пользования на телефон Iridium (1.5 $/мин).

Тарифы меняются от страны к стране, поскольку к базовым расценкам спутниковой системы приходится добавлять плату за услуги местных операторов земных телефонных сетей – разумеется, когда разговор идет между «космическим» и «земным» абонентами. Меняется и доля, причитающаяся компании Iridium LLC, – с тем чтобы, независимо от экономических условий в том или ином регионе, обслуживающая его операторская компания не оказалась убыточной. Iridium, однако, ограничивает верхние значения тарифов. Так, звонок «Iridium-земная телефонная сеть в другой стране» ни в каком случае не будет стоить больше 3 $/мин (кстати, до «смены стратегии» соответствующая цифра зависела еще и от того, откуда звонить и куда звонить, и порой доходила почти до 9 $/мин; например, звонок из Китая в Россию обходился абоненту компании «Иридиум-Евразия» в 8.88 $/мин, а из России в Китай – в 5.62 $/мин).

Являются ли эти меры вынужденной реакцией на переживаемые компанией Iridium финансовые трудности? Поначалу так и кажется. Приходит в голову мысль, что Iridium «внял гласу народа», согласился с критическими высказываниями о вреде жадности и о недальновидности завышенных цен (см., например, НК №7, 1999). Мысль это, однако, вряд ли верна.

Ведь ничего неожиданного не произошло. Создав уникальную систему глобальной персональной мобильной спутниковой связи, компания Iridium пыталась извлечь из своего монопольного положения максимальную прибыль (успех чего, понятно, не гарантировался). Ясно было, что с приходом конкурентов (консорциум Globalstar до недавнего времени объявлял о начале коммерческого использования одноименной спутниковой системы в первой половине 1999 г.) действовать придется по-другому. И вот, так и не дождавшись бурного роста продаж, Iridium снижает цены и – с учетом опыта полугодовой коммерческой эксплуатации системы – корректирует свое дальнейшее поведение на рынке. В частности, по словам нового генерального директора компании Iridium Джона Ричардсона (John Richardson), решено «сосредоточиться на клиентах, которые больше всего нуждаются в наших услугах» (представителей таких отраслей, как горнодобывающая и нефтегазовая промышленность, речной и морской флот, строительство, грузовые перевозки, авиация, журналистика и т.д.). Их привлечением Iridium будет заниматься более активно и целенаправленно.


РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ. РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ


Воронеж

удивляет



И.Афанасьев. «Новости космонавтики»
Фото автора


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

И.Афанасьев.
«Новости космонавтики»


На 43-й Парижской авиационно-космической выставке Le Bourget'99 компания Pratt & Whitney объявила о разработке перспективного высокоэффективного кислородно-водородного двигателя RL-50 для установки на верхних ступенях американских и иностранных ракет-носителей.

«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»


И.Черный. «Новости космонавтики»

РН Athena (с АМС Lunar Prospector) на стартовом столе

8 июня. Аналитическая группа компании Lockheed Martin выпустила предварительный отчет о наиболее вероятных причинах аварии, происшедшей 27 апреля при запуске РН Athena 2

Стартовый комплекс SLC-6 на авиабазе Ванденберг

с авиабазы Ванденберг в Калифорнии, в результате которой спутник Ikonos 1 не смог выйти на орбиту (см. НК №6, 1999). В отчете указан факт непрохождения электрического сигнала на включение пиротехнического устройства, разделяющего головной обтекатель (ГО). Алюминиево-литиевый ГО массой около 518 кг, защищающий спутник от аэродинамических нагрузок в начале полета, не отделился от носителя после прохождения плотных слоев атмосферы. Этот лишний груз помешал ракете развить необходимую орбитальную скорость.

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



Начало летных испытаний Х-34

И.Черный. «Новости космонавтики»

29 июня в Летно-исследовательском центре (ЛИЦ) им.Драйдена NASA на авиабазе Эдвардс, шт.Калифорния, выполнен первый полет летающей лаборатории Х-34 разработки компании Orbital Sciences Corporation (OSC) без отделения от самолета-носителя L-1011. Цель испытаний – получить сертификат безопасности от Федеральной авиационной администрации FAA на модифицированный самолет L-1011, а также на прикрепленный к нему демонстратор X-34. Эксперты FAA должны были подтвердить, что последний не представляет опасности ни для самолета-носителя и его экипажа, ни для людей и наземного оборудования.

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


И.Черный. «Новости космонавтики»

31 мая. В начале мая на стенде компании Rotary Rocket в Мохаве, Калифорния, начались испытания прототипа ATV многоразового носителя Roton (см. НК №4, 1999). В статических испытаниях, проведенных до настоящего времени, были проверены герметичность систем, бортовые приборы и органы управления полетом. Испытания двигателей подтвердили работоспособность систем подачи топлива, запуска ЖРД на концах лопастей ротора, номинальной работы и останова.

Наземные испытания носителя

ROTON

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


 

Схема демонстратора THEMIS

И.Черный. «Новости космонавтики»
Фото автора


Демонстраторы компании Aerospatiale

Отделение L2S стратегических и космических носителей (Lanceurs Strategiques и Spatiaux) компании Aerospatiale Matra предлагает постепенный подход к проблеме проверки и верификации технологии входа в атмосферу и посадки с элементами «действительно многократного использования». По мнению Филиппа Куйяра (Philippe Couillard), председателя и главного исполнительного менеджера L2S, работы по перспективным многоразовым КА должны идти в трех направлениях: отработка базовых технологий (ДУ, композиционные конструкции и т.д.), изучение систем и общих принципов их работы, а затем демонстрация КА в полете.

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

В рамках программы FLTP, французская компания Dassault Aviation, г.Сен-Клу, обнародовала проект Многоразового экспериментального аппарата воздушного старта VEHRA (Vehicule experimental hypersonique reutilisable aeroporte) – демонстратора массой 25800 кг, запускаемого со «спины» модифицированного самолета-носителя Airbus A300 Zero – G, принадлежащего компании Novespace, на высоте 10 км при скорости M=0.8. VEHRA будет достигать скорости M=14.

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

Германское космическое агентство DLR и компания DaimlerChrysler Aerospace (DASA) предложили свой демонстратор, действуя в рамках ограниченных ассигнований.

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


И.Черный. «Новости космонавтики»

Успешная миссия ARD дает европейским странам возможность получить место на рынке будущих космических транспортных систем (КТС). Изучение техники входа в атмосферу необходимо для создания многоцелевых носителей, КА для посадки на другие планеты и возвращения на Землю, а также систем для снабжения международной космической станции.

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



далее

назад