Был ли смысл в таком подвиге?

«... 1 млрд тонн льда, а возможно,
и все десять» (А.Байндер)

В случае, если выводы ученых из группы LP окажутся верными и вода на Луне есть, это открывает перед человечеством возможность осуществления давних лунных проектов: построение лунных баз, производство на Луне собственного водорода и кислорода и т.д. Однако их широко пропагандируемая точка зрения о существовании воды на Луне не является общепризнанной.

Идея о том, что на полюсах Луны и Меркурия есть водяной лед, восходит еще к началу 60-х годов. Тогда ученые предполагали, что на дне вечно затененных кратеров может сохраниться лед, не подверженный диссоциации под действием солнечного излучения. Появиться там лед мог вследствие падения на поверхность комет, содержащих воду.

Исследования с помощью радиолокации Меркурия показали, что отраженный радиосигнал от некоторых областей Меркурия был схож с сигналом, отражаемым от

Лунная могила Шумейкера

На борту станции Lunar Prospector на Луну был доставлен прах американского астрогеолога Юджина Шумейкера (Eugene Shoemaker), погибшего в 1997 г. Шумейкер вместе со своей женой открыл около 800 астероидов и 20 комет (в т.ч. комету Шумейкера-Леви 9, обломки которой упали на Юпитер в 1994 г.). 28 граммов праха Ю.Шумейкера в специальной капсуле были установлены на КА перед стартом.
местности, покрытой льдом. Похожая ситуация имела место при исследовании спутников внешних планет солнечной системы. С Луной же подобные исследования не давали однозначного результата.

Наиболее серьезным аргументом, подтверждающим наличие льда на Луне, являются измерения, выполненные с помощью нейтронного спектрометра NS на борту LP. Прибор не может найти воду непосредственно, но способен регистрировать избыток водорода, косвенно показывающий наличие воды. Результат радиолокации защитники «водной» теории объясняли существованием на Луне льда, находящегося под слоем лунной пыли либо на какой-то глубине в перемешанном с лунным грунтом состоянии. Такой лед радиолокация, по их мнению, зарегистрировать не может.

Но согласно исследованиям, проведенным Боном Эшлеманом (Von R. Eshleman) и Джорджем Парксом (George A. Parks), опубликованным в журнале Science 23 июля, эксперимент «через самоубийство» КА в поисках воды на Луне некорректен.

По мнению Эшлемана и Паркса, даже если лед на Луне в чистом виде существовал когда-то, он должен был прореагировать за долгое время с пылью, которая покрывает лунную поверхность.

В течение миллионов лет лунная поверхность подвергалась метеоритной бомбардировке, измельчившей пыль на поверхности в мельчайшую пудру. Согласно исследованиям на образцах, полученных по программе Apollo, эта лунная пыль абсолютно не содержит в своем составе воды (хотя с лунных полюсов грунт на Землю не возвращали, по мнению ученых, нет оснований считать его отличным от грунта на остальной лунной поверхности). Согласно исследованиям Эшлемана, лунная пыль содержит две составляющие, являющиеся базовыми для распространенного земного строительного материала – портланд-цемента, и, следовательно, должна обладать похожими физико-химическими свойствами. Разница в том, что лунный цемент не содержит воды по своей природе, тогда как земной цемент осушают термической обработкой. Лунная пыль способна к абсорбции большого количества воды, а также химическому связыванию атомов кислорода и водорода в кристаллах составляющих ее минералов. «Если мы поместим в вакуум кубик льда на слой цементной пыли, лед быстро абсорбируется цементом», – утверждает Эшлеман.

Те же процессы имели место, по мнению ученых, на лунной поверхности. Причем, по расчетам Эшлемана и Паркса, образование лунного «бетона» однонаправленное – получившееся соединение чрезвычайно устойчиво.

Далее, по мнению Эшлемана, занимающегося радиолокационным исследованием планет с 1960-х годов, данные при облучении гидратированной лунной поверхности должны быть похожи на данные, полученные при облучении сухой лунной пыли. В этом случае теория Эшлемана и Паркса объясняет результаты радиолокационных исследований лучше теории защитников лунного льда.

Наконец, ученые прогнозируют, что, если они правы и поверхность кратера покрыта «бетоном», а не льдом, энергия от падения LP может вызвать освобождение из породы водорода и ионов гидроксила (ОН) и их появление над кромкой кратера так же, как если бы там был водяной лед (однако в количестве меньшем прогнозируемого). Тогда даже положительный результат нельзя считать доказательством существования на Луне водяного льда.

Однако специалисты, работавшие с LP – Уилльям Фелдман (W.C.Feldman, Лос-Аламосская национальная лаборатория), Сильвестр Морис (Sylvestre Maurice, Обсерватория Midi-Pyrenees, Тулуза, Франция), Алан Байндер – считают, что эта теория требует более детального рассмотрения и анализа. Их контраргументы: уровень концентрации обнаруженного ими гидроксила достаточно высок и имеет место в кратерах, дно которых постоянно затенено от Солнца, что говорит об их водяном происхождении; количество льда (200 млн тонн на северном и южном полюсах), которое они предполагают найти, нельзя обнаружить с помощью радиолокационных методов исследования, если это не чистый лед. По их оценкам, при больших площадях распространения процентное содержание льда в грунте составляет 1%, в случае же небольших участков чистого льда он залегает на глубине нескольких сантиметров. Наличие в полярных областях затененных кратеров, а также отрицательные результаты радиолокационных исследований, по их мнению, только подтверждают теорию.

Самая свежая гравитационная карта Луны

Карта распределения водорода в полярных областях Луны по последним данным с нейтронного спектрометра Lunar Prospector. Синий и фиолетовый цвет соответствует наибольшей концентрации водорода

Таким образом, спор о том, есть ли лед на Луне, после падения аппарата Lunar Prospector на поверхность останется, скорее всего, неразрешенным.

Если Эшлеман с соавторами окажутся правы, то использовать лунную воду будет трудно. Чтобы ее выделить в чистом виде, потребуются большие затраты энергии, и стоимость такой воды значительно возрастет.

Итоги работы Lunar Prospector

О результатах, полученных во время основной программы полета АМС Lunar Prospector, мы рассказывали в нашем журнале (НК №21/22,1998, с.70; №6,1998, с.16).

После завершения основной миссии в январе 1999 г. высоту окололунной орбиты КА постепенно понижали со 100 км почти до 10 км. Данные, полученные со столь малых высот, послужили для уточнения карты гравитационного и магнитного полей Луны, а также оценки льда на планете.

За время расширенной миссии с помощью приборов КА Lunar Prospector получены следующие результаты.

1. Нейтронный спектрометр NS:

– уточнен возможный объем лунного льда в районе Южного полюса – 200 млн тонн. Ученые получили возможность определить конкретные места на лунных полюсах, где лед имеет смысл искать (по этим данным был выбран кратер для «посадки» аппарата). Еще 60 млн тонн воды есть у Северного полюса. Процентное содержание льда в грунте на полюсах примерно одинаково – 1.5% в поверхностном слое толщиной около 5 см;

– картировано содержание железа и титана в грунте, есть подозрения на наличие в нем редкоземельных элементов гадолиния и самария.

2. Гамма-спектрометр GRS:

– получена первая глобальная спектрометрическая съемка в гамма-лучах. Фактически имеются (совместно с данными с NS) карты распределения титана, железа, алюминия, калия, кальция, кремния, магния, кислорода, урана, редкоземельных элементов и фосфора. Уточнены районы распространения основных типов пород – морских базальтов, норитов и анортозитов. По этим данным есть возможность расширить знания о процессах, сформировавших лунную поверхность и сыгравших роль в распределении химических элементов по ней;

– сопоставление данных по видимой и обратной стороне Луны дало интересные результаты. Например, в районе одного из самых глубоких ударных кратеров – бассейна Эйткена, расположенного около южного полюса на обратной стороне Луны, LP обнаружил неожиданно малое превышение содержания тория над фоновым уровнем. (Торий, а также калий и редкоземельные элементы входят в состав породы лунной мантии. При ударе о поверхность крупного тела материал, богатый этими элементами, выбрасывается на поверхность). Это может говорить лишь о том, что толщина лунной коры на обратной стороне Луны больше, чем ближней;

– по полученным картам распределения титана и железа можно очертить районы залегания базальтовых пород на темных, гладких и самых молодых участках лунной поверхности;

– стало возможно определение состава т.н. «скрытых» морей, найденных на лунных плоскогорьях по данным АМС Clementine (1994; здесь и далее под плоскогорными подразумеваются темные и наиболее древние, покрытые большим числом кратеров скалистые лунные поверхности);

– стало возможным выявление и очерчивание плоскогорных районов по петрологическим данным;

– стал возможным поиск областей с необычным элементным составом, которые могут иметь значение для добычи полезных ископаемых;

– GRS подтвердил ранее известные по данным КА Clementine области высокой концентрации железа (моря видимой стороны, Бассейн Эйткена, Море Южное) и нашел новые. Данные по тепловым нейтронам дают возможность предположить, что в некоторых из них железо находится в иной минералогической форме и не могло наблюдаться «Клементиной» в ИК-спектре;

– на обратной стороне GRS нашел области, где вроде бы много железа, в то время как данные нейтронного спектрометра и данные КА Clementine этого не подтверждают. Выдвинуто предположение, что эти области в действительности содержат много алюминия, линия которого (7.72 МэВ) близка к линии железа (7.6 МэВ);

3. Магнитометр и электронный рефлектометр MAG/ER:

– с помощью электронного рефлектометра выполнено более 700000 измерений над всей лунной поверхностью, что позволило создать глобальную карту магнитных лунных полей с разрешением 3° и местами до 0.5° (15 км). Разрешение карты вдоль трасс полета КА составляет до 5 км. Измерения с субспутников, выведенных в полетах Apollo 15 и Apollo 16, дали менее 10000 точек;

– над морскими районами обнаружены систематические изменения напряженности магнитного поля, варьирующиеся от 0.1 нТ (Море Дождей) до нескольких нанотесла (Море Спокойствия). Заполняющий моря базальтовый слой весьма тонок (около 1 км), и толщина намагниченного слоя также должна быть невелика;

– наиболее сильные магнитные поля находятся на обратной стороне Луны в областях, противоположных ударным кратерам Моря Дождей, Ясности, Кризисов и Восточного. Магнитные поля в районах самих кратеров очень слабы (см. НК №21/22, 1998). Ослабление местных магнитных полей было также обнаружено в окрестностях Моря Нектара и Моря Влажности, кратеров Герцшпрунг и Шрёдингер, но в противоположных им точках Луны нет магнитного поля – «антипода». Это говорит о том, что только крупные и относительно недавние удары вели к размагничиванию области удара и намагничиванию на противоположной стороне;

– найдено несколько сотен областей локальной намагниченности с напряженностью от нескольких до 300 нТ;

– прямыми магнитными измерениями с высоты 18 км подтверждено сильное магнитное поле (45 нТ) в области кратера Рейнер-Гамма, а также в районе Борозды Сирсалис и в точках, противоположными морям Дождей, Ясности, Кризисов и Восточному.

Карта распределения железа на поверхности Луны по данным LP

– проведено детальное исследование «локальных» магнитосфер Луны – областей, где солнечный ветер взаимодействует с сильными местными магнитными полями. Оказалось, эти магнитосферы иногда исчезают! Используя статистический анализ, ученые выяснили, что наличие мини-магнитосфер зависит от энергии протонов солнечного ветра. Когда протоны «холодные», ветер ведет себя как жидкость, обтекающая магнитное поле; в случае если протоны слишком «горячие», ветер ведет себя как набор отдельных частиц, и магнитосфера не формируется;

– уточнены размеры лунного ядра. Оно предполагается металлическим, с радиусом порядка 250-430 км. Это хорошо согласуется с данными ранее проведенных гравитационных и лазерных измерений, оценивающих радиус ядра в 300 км.

4. Допплеровский эксперимент. Во время работы по дополнительной программе гравитационное поле Луны уточнили настолько, что коррекции орбиты КА могли планировать на месяц вперед. В результате эксперимента:

– создана модель гравитационного поля Луны с гармониками до 100-го порядка (длина полуволны 1.8°, т.е. 54 км). Для 60% поверхности разрешение составляет до 30 км;

– совместно с данными предшествующих лазерных исследований Луны в пять раз уточен полярный момент инерции Луны. По этим данным радиус ядра Луны оценивается в 300-400 км;

– на поверхности Луны открыто еще 13 масконов (концентраций массы). К удивлению ученых, оказалось, что масконы есть в крупных ударных бассейнах (более 300 км в диаметре), не залитых лавой. Удалось получить некоторую информацию по масконам обратной стороны, хотя непосредственные измерения над ними из-за отсутствия связи были невозможны.

Модель гравитационного поля совместно с данными лазерной альтиметрии (КА Clementine) и наземной радиолокации позволят детально разобраться в эволюции Луны. Кроме того, она поможет при планировании будущих полетов к Луне определить стратегию проведения коррекций на окололунной орбите для будущих КА.

5. Альфа-спектрометр. Результаты исследований, проведенных с помощью прибора APS, пока не опубликованы. Известно лишь, что ученые получили объем данных значительно больше ожидаемого и на их анализ уйдет не менее двух лет.

По сообщениям группы управления аппаратом, центров Эймса, Годдарда, Маршалла, Лос-Аламосской национальной лаборатории США, Стэнфордского университета, агентств АР, Reuters, ВВС

И.Лисов. «Новости космонавтики»

7 июля 1999 г. NASA США объявило два новых проекта, Messenger и Deep Impact, выбранные для реализации в рамках программы Discovery из пяти победителей предварительного тура отбора (НК №23/24, 1998).

Напомним, что в рамках программы Discovery создаются относительно дешевые межпланетные станции. Стоимость разработки аппарата ограничивается суммой в 190 млн $ в ценах 1999 г., а общая стоимость проекта (с запуском и управлением) не должна превышать 299 млн $. Работы по новым проектам должны начаться в январе 2000 г., и аппараты должны быть готовы к запуску не позднее 30 сентября 2004 г.

Ранее в рамках этой программы были утверждены шесть проектов. Аппарат Mars Pathfinder успешно отработал на поверхности Марса летом 1997 г. Станции Lunar Prospector, NEAR и Stardust находятся в полете. В стадии разработки и изготовления – аппараты Genesis и Contour.

В последние годы конкурсный отбор научных проектов в NASA отличался строгим порядком. Хотя мотивы принятия одних и отклонения других проектов публично не объявлялись, придраться к решениям было невозможно. На этот раз принятое решение откровенно скандально. Вот суть. 28 июня NASA неожиданно закрывает проект экспериментальной АМС Space Technology 4 (ST4), предназначенной для отработки космических технологий в процессе исследования кометы Темпеля-1 (НК №8, 1999, с.23). Мотивируется это тем, что у NASA нет 240 млн $ на его осуществление. 7 июля то же самое ведомство открывает проект «обычной» АМС для исследования той же самой кометы Темпеля-1,

К Меркурию и комете Темпля-1

который обойдется... правильно, аккурат в 240 млн $. Вывод очевиден: первый проект закрыли для того, чтобы вместо него делать второй, а о нехватке средств говорилось просто для отвода глаз. Давно NASA так не поступало... Конечно, ST4 и Deep Impact отличаются друг от друга. Они не только принадлежат к разным программам, различны и их научные задачи. И я не утверждаю, что новый проект хуже старого. Просто то, как было обставлено решение о его реализации, достойно сожаления.

По комете... прямой наводкой... пли!

В своем последнем варианте проект ST4 предусматривал посадку станции на ядро кометы Темпеля-1 и проведение прямых исследований вещества кометы. А Deep Impact имеет целью дистанционное исследование вещества, выброшенного из ядра кометы в результате... прямого попадания тяжелой медной чушки.

Траектория полета КА Deep Impact к комете Темпеля-1 и самый драматический момент полета

Станция Deep Impact (DI) будет запущена 1 января (по другим данным, 6 января) 2004 г. носителем Delta 7925H. Выполнив 30 декабря 2004 г. гравитационный маневр у Земли, 3 июля 2005 г., на расстоянии 1.506 а.е. от Солнца, станция приблизится к ядру кометы Темпеля-1. В этот день от пролетного аппарата будет отделена «ударная» часть, или «импактор». По существу это управляемый снаряд, 500-килограммовый медный цилиндр с собственной системой наведения на цель. После коррекции с приращением скорости 120 м/с пролетный аппарат пройдет 4 июля мимо ядра кометы, а «ударная» часть врежется в ядро на скорости 10 км/с. «Снаряд» испарится вместе с веществом кометы, образовав кратер диаметром 120 и глубиной 25 м.

На пролетном аппарате установлены два научных инструмента высокого и среднего разрешения (HRI и MRI соответственно). Они имеют в своем составе одинаковые многоспектральную ПЗС-камеру и видовой спектрометр, а различаются своими телескопами: у HRI он имеет диаметр 30 см, фокусное расстояние 10.5 м и относительное отверстие 1:35, а у MRI – 10 см, 2.1 м и 1:21 соответственно.

«Снаряд» изготавливается из меди, поскольку ее спектр легко выделяется на фоне спектра кометного вещества. На нем установлен навигационный датчик ITS, состоящий из телескопа типа MRI и ПЗС-камеры. Ориентируясь по навигационным снимкам и работая газовыми соплами, «импактор» будет наводиться куда-то между наиболее яркой точкой ядра и его центром тяжести. Вплоть до момента столкновения с ITS через пролетный аппарат будут ретранслироваться снимки ядра с высоким разрешением – до 0.2 м на дальности 20 км.

Съемка с пролетного аппарата продлится 17 минут: одну до удара и 16 после него. За это время расстояние до ядра уменьшится с 10000 до примерно 700 км. На минимальном расстоянии разрешение HRI составит 1.4 м, а MRI – 7 м. Приборы не только выполнят съемку и спектрометрию выброшенного вещества, но и «заглянут» в сам кратер и впервые увидят кометное вещество, не изменившееся в течение миллиардов лет. Через 50 мин после пролета начнется 8-часовой сеанс передачи записанной информации, в ходе которого на Землю будет передано 309 Мбайт. На этом основная программа работы DI будет завершена. Выброшенное при ударе вещество также будет исследовано с помощью наземных телескопов.

1 – IR Detector Radiative Coolers; 2 – импактор; 3 – антенна среднего усиления; 4 – звездный датчик; 5 – whipple Dust Shield; 6 – HRI; 7 – MRI; 8 – антенна высокого усиления

«DI дает особый шанс выполнить действительно уникальные исследования и является прямым дополнением двух других кометных миссий, уже включенных в программу Discovery», – говорит руководитель Управления космической науки NASA Эд Вейлер. Да, в уникальности проекту не откажешь. Что-то похожее предлагали советские ученые в 1958 г.: измерить спектр лунного вещества, выброшенного взрывом ядерной бомбы. Но эта идея не была реализована.

Менеджером проекта назначен профессор Университета Мэрилэнда в Колледж-Парке д-р Майкл А'Херн (Michael A'Hearn); от NASA менеджером проекта будет Джеймс Граф (James E. Graf, Лаборатория реактивного движения). Изготовление обоих компонентов и научной аппаратуры КА возложено на компанию Ball Aerospace and Technology Corporation (BATC; г.Боулдер, Колорадо). Контракт на 100 млн $, о котором BATC объявила 12 июля, стал первым заказом на межпланетный аппарат и самой крупной работой, выполняемой ею для NASA.

Интересно отметить, как в проекте DI переплелись реальность и мотивы американских фантастических фильмов последних лет. Проект преподносится как первый шаг в защите от кометно-астероидной опасности, причем название позаимствовано у фильма-катастрофы Deep Impact (он же «Столкновение с бездной»). Большое внимание в проекте уделено «образовательно-информационной» части, вплоть до составления планов телевизионной трансляции передачи с DI и наблюдений кометы в любительские телескопы. Дата «бомбардировки» кометы тоже, разумеется, выбрана не случайно (День независимости США). И создается такое впечатление, что «игровой» момент больше повлиял на выбор DI, чем ожидаемая ценность научных результатов.

Более подробная информация о проекте находится на сайте http://www.ball.com/aerospace/deepimpact.html. Там есть даже программа имитации работы системы наведения «снаряда» на ядро...

А теперь с другой стороны...

В 1974-1975 гг. американская станция Mariner 10 отсняла 45% площади Меркурия (западное полушарие) с разрешением до 100 м. О второй половине и о полярных районах известно очень мало. Существует гипотеза, что на Меркурии, как и на Луне, в полярных кратерах есть лед. Для полной разведки этой планеты с орбиты ее спутника будет запущена станция Messenger («Посланник»). Это название представляет собой сокращение от фразы Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging, которое аккуратно перечисляет научные задачи КА, но слишком длинно для того, чтобы писать его заглавными буквами.

Руководителем проекта стал д-р Шон Соломон (Sean C. Solomon) из Института Карнеги в Вашингтоне. Аппарат будет изготовлен Лабораторией прикладной физики (APL) Университета Джона Гопкинса, который также будет управлять полетом станции. Полная стоимость проекта для NASA – 286 млн $.

Messenger тоже будет запущен носителем Delta 7925H в период с 23 марта по 6 апреля (второе «окно» – со 2 по 16 августа) 2004 г. и в сентябре 2009 г. выйдет на орбиту спутника Меркурия, на которой проработает один земной год. Основные события на этапе перелета отражены в таблице.
ДатаСобытие
23.03.2004
25.10.2006
06.06.2007
15.01.2008
06.10.2008
30.09.2009		Запуск
1-й пролет Венеры
2-й пролет Венеры
1-й пролет Меркурия
2-й пролет Меркурия
Выход на орбиту спутника Меркурия

Разработчики не рискнули оснастить Messenger электрореактивной ДУ (на момент подачи заявки бесценного опыта DS1 еще не было). Даже выполнив четыре гравитационных маневра, аппарат должен будет нести много топлива для выхода на орбиту и ее коррекции. Низкая масса интегрированной конструкции (компания Composite Optics Inc.) позволит взять относительно большой запас топлива. Двигательную установку разработает по контракту стоимостью 12.3 млн $ компания GenCorp Aerojet. По сообщению фирмы от 14 июля, ДУ будет состоять из одного двухкомпонентного маршевого двигателя с тягой 68 кгс (150 фунтов) и нескольких малых гидразиновых ЖРД тягой по 2.27 кгс (5 фунтов) и 0.45 кгс (1 фунт).

Заметим, что на ST4 должна была использоваться ЭРДУ. Будет ли (в свете явного успеха КА DS1) этот аппарат одной из последних станций с маршевым ЖРД? Поживем – увидим.

Аппарат строится на основе имеющихся компонентов и стандартных интерфейсов данных; часть подсистем берется с КА NEAR и TIMED. Особенности КА – бортовая система управления, обеспечивающая высокую автономность, фиксированные антенны типа фазированной решетки в системе связи, пассивная система терморегулирования (от мощного солнечного излучения аппарат защищен легким экраном), двусторонние солнечные батареи.

Исследование Меркурия начнется с двух пролетов, во время которых станция снимет в цвете почти всю планету, включая полушарие, недоступное «Маринеру-10», и проведет предварительные измерения состава поверхности, магнитосферы и экзосферы. С орбиты спутника КА выполнит глобальную съемку Меркурия с разрешением 250 м, исследует его форму, внутреннее строение и магнитное поле, минеральный состав (с разрешением 1 км) и геологическую эволюцию, предполагаемые полярные льды.

Научные приборы будут разработаны APL, Центром Годдарда и университетами Колорадо (UCB) и Мичигана. За исключением спектрометра энергичных частиц и плазмы EPPS, они размещаются на платформе, обращенной в сторону планеты. Это двойная видеосистема MDIS, гамма– и нейтронный спектрометр GRNS, рентгеновский спектрометр XRS, спектрометр состава атмосферы и поверхности ASCS, магнитометр MAG с 3.6-метровой штангой и лазерный высотомер MLA. Видеосистема MDIS имеет миниатюрное сканирующее зеркало, которое позволит повысить скорость съемки. Остальные приборы установлены неподвижно.

Более детальная информация о проекте Messenger лежит на сайте http://sd-www.jhuapl.edu/MESSENGER.

Проект Messenger и осуществляемый одновременно с ним проект Pluto/Kuiper Express позволят закончить этап предварительной разведки планет Солнечной системы.

По сообщениям NASA, JPL, Университета Мэрилэнда, BATC, APL, Aerojet, UCB


Аппарат «Радуга» в учебном зале Военного инженерно-космического университета им. А.Ф.Можайского в г. Санкт-Петербурге



В.Мохов. «Новости космонавтики»

При неудачном пуске «Протона» 5 июля на орбиту должен был быть выведен последний серийный КА «Радуга». В связи с этим мы решили рассказать об этой уникальной серии КА.

КА «Радуга» (11Ф638, «Грань») – первый серийный отечественный стационарный спутник связи. Его разработка началась еще в конце 1960-х годов, когда в СССР был создан ракетно-космический комплекс «Протон-К – Блок Д». Этот комплекс позволял выводить спутники связи на стационарную орбиту. До этого в СССР разрабатывались только спутники связи типа «Молния» для высокоэллиптических орбит. Использование же стационарной орбиты предоставляло возможность упрощения системы наведения наземных средств и значительного повышения оперативности в организации связи.

В соответствии с принятым Советом Министров СССР пятилетним планом на 1971-1975 гг., в рамках военной подпрограммы должна была создаваться система спутниковой связи на базе космических комплексов «Молния-2», «Молния-3» и «Грань».

Проектные проработки по Глобальной спутниковой системе связи и спутниковой системе стратегической связи «Кристалл» [1, с.210] на соответствие требованиям ТТЗ Минобороны показали, что возможности отечественной опытно-конструкторской и промышленной базы позволяют обеспечить решение возложенных на эти системы задач при максимальной унификации используемых в них средств и организационном их объединении в одну – Единую систему спутниковой связи (ЕССС). На основании этого заключения было выпущено Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 5 апреля 1972 г. В нем предусматривалось использование в ЕССС космических комплексов связи второго поколения с КА 11Ф637 «Молния-3» на высокоэллиптических орбитах и КА 11Ф638 «Грань» на стационарной орбите.

Основным разработчиком ЕССС и бортовых ретрансляторов были определены соответственно КБ прикладной механики (в последующем – НПО прикладной механики, главный конструктор М.Ф.Решетнев) Министерства общего машиностроения и НИИ радиосвязи (главный конструктор М.Р.Капланов) Министерства радиопромышленности (в последующем – Министерства промышленности средств связи).

Активный ретранслятор «Грань» разрабатывался для передачи телефонно-телеграфной информации в основном для стратегической и оперативной связи в интересах Генерального штаба Министерства обороны, видов Вооруженных Сил, правительственной связи, а также передачи телевизионных программ.

На КА были установлены два трехствольных ретранслятора: «Дельта-1» (главный конструктор В.И.Могучев) и «Дельта-2» (главный конструктор М.В.Бродский). Они обеспечивают одновременное использование КА как в интересах связи Вооруженных Сил, так и в интересах народного хозяйства и международного сотрудничества.

Ретрансляторы «Дельта-1» работают в диапазоне частот 8/7 ГГц (диапазон X; первая цифра соответствует линии «Земля-КА», вторая – линии «КА-Земля») и служат для обеспечения правительственной и военной связи. Эти ретрансляторы получили открытое название «Галс». Под этим же наименованием ретрансляторы были заявлены в Международном комитете регистрации частот (IFRB – International Frequency Registration Board). На данный момент зарегистрировано 17 точек «Галс» (обозначения от Gals-1 до Gals-18, исключая Gals-13).

Расследование инцидента

с КА GPS 2R-3 завершено


В.Агапов. «Новости космонавтики»

21 июля Космическое командование ВВС США обнародовало результаты расследования инцидента, происшедшего с КА GPS 2R-3 (заводской номер SVN-50) при его предстартовой подготовке.

Напомню, что 8 мая 1999 г. между 17:00 и 19:00 EDT во время сильного шторма в чистовую комнату на одном из ярусов башни обслуживания стартового комплекса SLC-17A на авиастанции «Мыс Канаверал», где в это время находился космический аппарат, проникла дождевая вода. Вследствие нарушений, допущенных при сборке защитного покрытия, вода попала и на поверхность КА. Запуск пришлось отменить из-за необходимости проведения новых тестовых проверок спутника. По оценке, общий ущерб, полученный в результате инцидента, составил около 2.1 млн $ при общей стоимости КА 45 млн $.

Расследование показало, что вода проникла в чистовую комнату через отверстие в крыше, оставшееся после шурупа, и попала на защитное противодождевое покрытие, закрывающее КА. Через некоторое время на покрытии образовалось небольшое «озеро», под тяжестью которого оно деформировалось. В результате вода устремилась к крышке системы обеспечения кондиционирования воздуха и через отверстия в крышке попала на КА.

Комиссия установила, что происшедшее стало возможным из-за отступления от технологии сборки и установки защитного противодождевого покрытия. Покрытие собирается из длинных полос водостойкого материала шириной ~1.2 м каждая. Полосы накладываются внахлест и скрепляются специальной алюминизированной лентой. Технология сборки требует, чтобы швы покрытия скреплялись лентой с внешней и с внутренней стороны. В данном случае швы были скреплены только с внешней стороны. Вдобавок, чистовая комната не была защищена от непогоды. Это обстоятельство было хорошо известно и такое положение считалось вполне приемлемым всеми сторонами, участвующими в подготовке и запуске КА на стартовом комплексе. Но помимо этого, из-за сдвига листов, образующих поверхность крыши чистовой комнаты, один из шурупов был срезан, выпал и оставшееся на этом месте отверстие по стечению обстоятельств оказалось прямо над местом установки КА.

Таким образом, нарушение технологии сборки и установки защитного покрытия КА в сочетании с конструкционными недостатками чистовой комнаты, а также «отсутствием процедуры, позволяющей обнаруживать отверстия в комнате», явилось причиной происшедшего инцидента. Об этом комиссия доложила командующему Космического командования ВВС генералу Ричарду Майерсу.

Все-таки человеческие ошибки обходятся недешево…

Ретрансляторы «Дельта-2» работают в диапазоне 6/4 ГГц (диапазон C) и зарегистрированы в IFRB под названиями «Стационар» и «Стационар-Д». Всего заявлено 27 позиций «Стационар» (от 1 до 27) и шесть точек «Стационар Д» (от Д1 до Д6), плюс есть еще две позиции «Стационар Т» и «Стационар Т2». Мощность ретрансляторов «Дельта-2» составляет около 8 Вт. Они служат для непрерывной передачи на сеть станций «Орбита» цветных и черно-белых телевизионных программ.

Кроме того, на КА «Грань» размещаются ретрансляторы «Волна» для связи с воздушными и наземными транспортными средствами. Они работают в диапазоне 0.4/0.3 ГГц (диапазон L). В IFRB зарегистрировано 18 позиций «Волна» и пять – «Волна М».

Масса КА составляет 1965 кг. Основой КА служит цилиндрический герметичный приборный отсек длиной 5.5 м и максимальным диаметром 2.5 м. Размах двух одноосно ориентируемых солнечных батарей составляет 9.5 м. В дополнение к ним вокруг нижней части цилиндрического гермоотсека расположена жестко закрепленная солнечная батарея. Суммарная площадь СБ – 25 м2.

Аппарат на орбите имеет трехосную ориентацию, для поддержания которой используются гиросиловой стабилизатор и двигатели малой тяги. Эти же двигатели применяются для привода КА в точку «стояния». Гарантийный ресурс КА составляет, видимо, 3 года, также как и у аналогичных спутников «Горизонт».

Первоначально было предусмотрено размещение на стационарной орбите двух спутников «Грань» в точках «стояния» 35° и 85° восточной долготы. Орбитальная группировка из двух КА «Грань» обеспечивала бы организацию связи по всему Восточному полушарию, за исключением приполярных районов.

Конструкторская разработка КА «Радуга» была завершена в 1975 г. Однако с проведением испытаний геостационарных спутников связи на космодроме Байконур возникли серьезные трудности. Технические позиции на 2-й и 31-й площадке были перегружены: кроме большого количества пусков пилотируемых КА и спутников фотонаблюдения, здесь готовили «Молнии» и межпланетные станции, запускаемые на «Протонах». Перед космодромом была поставлена задача подключить к тематике М.Ф.Решетнева 4-е испытательное управление – тем более, что запуски предстояли на ракетах-носителях «Протон», которые в нем же и готовились.

Красноярскому КБ для подготовки нового спутника связи нужна была рабочая площадь в зале сборки аппарата. Однако с размещением технической позиции на существующих площадях возникли трудности. Так как строительство нового монтажно-испытательного корпуса 92А-50 затянулось, пришлось «потесниться» подразделениям, расположенным в МИКе 92-2. «Хозяином» этого небольшого МИКа (длиной «всего» 120 метров) на 92-й площадке был В.Н.Челомей. Кроме станций ОПС, здесь готовились к запуску спутники серии ИС («истребитель спутников») и УС («управляемый спутник»). Руководство космодрома дало согласие на использование освободившегося участка МИКа 92-1 от МБР В.Н.Челомея под рабочее место спутника «Грань».

Для вывода КА на стационарную орбиту потребовалась переделка разгонного блока 11С824 («Блок Д»). На него установили торовый приборный отсек с приборами системы управления («Блок Д» управлялся от головной части). Такая модификация, получившая обозначение 11С86 (а впоследствии и название «Блок ДМ»), впервые была испытана 26 марта 1974 г. Тогда на геостационарную орбиту был выведен КА «Космос-637», представлявший собой габаритно-весовой макет 11Ф638ГВМ спутника «Грань».

КА «Грань» в стапелях на космодроме Байконур


29 июля 1974 г. в целях отработки средств выведения и разгонного блока был произведен пробный запуск КА «Молния-1» на стационарную орбиту. Аппарат получил официальное название «Молния-1С».

Летные испытания КА «Грань» начались 22 декабря 1975 г. КА был официально назван «Радуга»; последующие аппараты этой серии также получали название «Радуга» без порядкового номера. Параллельно шли испытания КА 11Ф637 «Молния-3», тоже входившего в ЕССС. Руководила испытаниями одна Государственная комиссия, возглавляемая до 1978 г. генералом А.А.Максимовым, а затем – генералом Н.Ф.Шлыковым. В декабре 1979 г. «Грань» вместе с «Молнией-3» были приняты на вооружение, началась их планомерная эксплуатация.

В 1970-е годы КА «Грань» послужил прототипом спутников связи нового унифицированного ряда КАУР-3: на этой базе НПО прикладной механики были созданы аппараты «Горизонт» и «Экран».

В 1982 г. Министерством обороны, Министерством промышленности средств связи и Министерством общего машиностроения были утверждены «Мероприятия по расширению возможностей принятой в эксплуатацию Единой системы спутниковой связи» [2]. В соответствии с ними в 1983 г. было начато создание дополнительной подсистемы из четырех КА «Молния-3» и четырехспутниковой орбитальной группировки из КА «Грань» на стационарной орбите. Увеличение состава орбитальной группировки – помимо расширения эксплуатационных возможностей системы – создавало необходимую функциональную избыточность средств и тем самым повышало боевую устойчивость орбитальной группировки ЕССС. Оно также явилось первым шагом реализации предложенного 50-м ЦНИИ и утвержденного Главным управлением по космосу Минобороны в 1983 г. «Комплексного плана по повышению боевой устойчивости группировки ЕССС».

Судя по всему, стартовавший КА «Грань» станет последним в серии [7].

Источники:
1. «Военно-космические силы» (военно-исторический труд). Книга 1. М.: 1997.
2. «Военно-космические силы» (военно-исторический труд). Книга 2. М.: 1998.
3. «Новости космонавтки», №6, 1993.
4. «Новости космонавтки», №20, 1993.
5. «Вестник воздушного флота» – аэрокосмической обозрение. Март-апрель 1998.
6. «Новости космонавтики», №4, 1999.
7. «Коммерсантъ-daily», 7 июля 1999.


«Ангара»

выходит на рынок


В.Мохов. «Новости космонавтики» Фото и рисунки автора

28 июля в Москве было подписано Соглашение о сотрудничестве между корпорацией Lockheed Martin и ГКНПЦ им. М.В.Хруничева по программе «Ангара». Соглашение подписали генеральный директор Центра Хруничева Анатолий Киселев и вице-президент сектора космоса и баллистических ракет компании Lockheed Martin Томас Коркоран (Thomas Corcoran).

«Сегодняшний день – исторический, – заявил после подписания соглашения Анатолий Киселев. – Вот уже 6 лет мы работаем с Lockheed Martin на рынке коммерческих запусков и достигли значительных успехов. Но жизнь идет вперед. Создаются новые ракеты в США, Европе, Японии, Индии, Китае. Рынок расширяется. Вместе с Lockheed Martin мы проанализировали динамику рынка до 2010 г. По нашему мнению, рынок будет расширяться. Ежегодно возможны 32-34 запуска на геопереходную орбиту. Интенсивно растет рынок запусков и на низкие орбиты, для него уже не хватает ракет. Однако к 2002-03 гг. количество производимых в мире носителей превысит спрос. Тогда обострится ценовая конкуренция. Обсуждая эти вопросы, мы и пришли к выводу, что семейство РН «Ангара» с запуском их из Плесецка может охватить значительную часть рынка».

«Компания Lockheed Martin придает высокое значение сотрудничеству с Центром Хруничева, – заявил в свою очередь Томас Коркоран. – Отрадно отметить, что «Ангара» будет включена в сферу интересов нашего совместного предприятия ILS. Ракеты «Ангара» расширят область предлагаемых нами заказчику услуг. Семейство «Ангара» будет отличаться более высокими характеристиками, более низкими ценами и удобным обслуживанием. Уже в 2001 г. новые ракеты должны поступить на рынок. Это новый этап в наших взаимоотношениях.»

Маркетингом «Ангары» займется компания International Launch Services (ILS) – совместное предприятие, образованное в 1995 г. Lockheed Martin, ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и РКК «Энергия» им. С.П.Королева. С момента своего создания эта компания занималась маркетингом РН тяжелого класса семейств «Протон» и Atlas, а также РН легкого класса Athena. По мнению ILS, доля «Ангары» в общем объеме продаж компании составит в будущем примерно 30-50% в зависимости от наличия заказчиков.

Основные характеристики РН семейства «Ангара»

Тип РНА-1.1А-1.2А3А5А4В
Стартовая масса, т
МПН на низкой орбите (i=63°/90°), т
МПН на геопереходной орбите
с космодрома Плесецк, т
МПН на геопереходной орбите
с приэкваториального космодрома, т
МПН на геостационарной орбите
с космодрома Плесецк, т
МПН на геостационарной орбите
с приэкваториального космодрома, т		 146.7
2.2 / 1.7		178.2
3.6 / 3.4


0.9		 465.7
14.1/12.6
2.5 (Бр-М)

6.0 (Бр-М)

1.1 (Бр-М)

2.8 (Бр-М)		 752.1
24.5/ 22.7
5.2 (Бр-М)
6.8 (КВРБ)
10.5 (Бр-М)
12.0 (КВРБ)
2.8 (Бр-М)
4.0 (КВРБ)
5.4 (Бр-М)
7.4 (КВРБ)		736.5
28.0/24.8
5.7 (Бр-М)
7.6 (КВРБ)
12.7 (Бр-М)
13.9 (КВРБ)
3.3 (Бр-М)
5.0 (КВРБ)
6.6 (Бр-М)
8.8 (КВРБ)
Примечания:
1. В скобках указан используемый в составе РН разгонный блок: Бр-М – «Бриз М», КВРБ – Кислородно-водородный разгонный блок.
2. Под приэкваториальным космодромом понимается космодром на о-ве Рождества (Австралия).
3. Геопереходная орбита имеет параметры Ha=36000 км, Hp=5500 км, i=7°.

За право проводить маркетинг «Ангары» Lockheed Martin заплатит Центру Хруничева 68 млн $. При этом ГКНПЦ сохранит за собой все права по производству РН «Ангара», а также проведение запусков для российских федеральных заказчиков. При осуществлении коммерческих запусков ILS, как и в случае с «Протоном», будет заключать с Центром Хруничева субконтракт на поставку РН. Корпорация Lockheed Martin долго «примерялась» к «Ангаре». Первые предложения от Центра Хруничева о коммерческом использовании этого носителя компания получила еще летом 1998 г. Однако Lockheed Martin не сразу согласилась взяться за маркетинг «Ангары». Около года велся тщательный анализ рынка, составлялся прогноз спроса на РН различной грузоподъемности на период 2001-2010 гг. и на более дальнюю перспективу.

К тому же сам Lockheed Martin разрабатывал в это время для коммерческого использования собственное семейство РН Atlas V, которое должно стать основной коммерческой РН Lockheed Martin в XXI веке. Видимо, американская сторона учла все плюсы параллельного использования двух похожих семейств РН. Ведь именно на таком принципе ILS предлагает сейчас параллельно РН «Протон-К» и Atlas IIAS, «Протон-М» и Atlas IIIA и Atlas IIIB.

Первый коммерческий пуск «Ангары» с космодрома Плесецк, по словам Анатолия Киселева, возможен в 2003 г. Эта дата обусловлена сроками строительства стартового и технического комплексов на 35-й площадке космодрома. Сейчас готовность комплексов 60-70%. Для завершения строительства Центр Хруничева рассчитывает взять кредит в коммерческих банках. Запуски «Ангары» из Байконура не планируются. По перспективным планам Минобороны и РАКА, к 2010 г. завершится программа «Протон-М», а до этого (в 2007 г.) завершатся пуски из Байконура «Днепра» и «Рокота» (в силу договора СНВ-2). К тому моменту основная часть запусков научных, прикладных и военных программ будет перенесена в Плесецк на РН семейства «Ангара» и

Вице-президент сектора космоса и баллистических ракет компании Lockheed Martin Томас Коркоран и генеральный директор ГКНПЦ Анатолий Киселев


РН семейства «Союз-2». На Байконуре останутся к 2010 г. лишь пилотируемые запуски на МКС. Во всяком случае, к тому времени пуски с Байконура аппаратов Минобороны уже проводиться не будут.

Кстати, МО РФ является главным государственным заказчиком «Ангары», однако по финансовым причинам создание нового семейства ракет ведется в основном на собственные средства ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Поэтому коммерческое использование «Ангары» возражений у военных не встречает.

Бак горючего первой ступени с двигателем РД-191М (без хвостового отсека) РН «Ангара А-1.1»

ü 13 июня на авиасалоне Le Bourget'99 компания Thiokol Propulsion объявила, что два твердотопливных двигателя Star 30CBP обеспечат вывод на геостационарную орбиту КА BSAT-2 корпорации Orbital Science в 2000 и 2001 гг. КА BSAT-2 входит в ряд спутников Японской радиовещательной спутниковой корпорации (B-SAT), обеспечивающих в стране прямое цифровое абонентское телевидение. Ariane 4 доставит спутник на переходную орбиту, в апогее которой Star 30CBP переведет его на геостационар. В комплект поставки входят два двигателя с нагревателями, блоками термодатчиков, пирозажигательными устройствами и защитными экранами. Компания Thiokol, производящая РДТТ семейства Star, также отвечает за обслуживание соответствующего наземного оборудования корпорации Orbital Science и интеграцию двигателей со спутниками. – И.Б.

В связи с тем, что Центр Хруничева является государственным предприятием, для одобрения подписанного соглашения по «Ангаре» будет необходимо специальное постановление Правительства РФ. Оно уже готовится и, как надеется руководство Центра, будет подписано председателем Правительства в августе этого года. РАКА, в которое структурно входит ГКНПЦ, уже завизировало проект такого постановления, дав тем самым добро на коммерческие пуски «Ангары».

По заявлению Анатолия Киселева, уже есть ряд потенциальных заказчиков на легкую и тяжелую «Ангару», которые высказали твердое желание заключить контракты по предложенным ценам. Но цены на «Ангару» пока не объявлены. Однако для того, чтобы новая РН была привлекательна для заказчиков, ее цена не должна превышать, а лучше – даже быть ниже, чем нынешние цены на «Протон» (70-85 млн $).

Проявляют интерес к «Ангаре» и российские государственные ведомства. Кроме Министерства обороны России, которое считает «Ангару» своей «рабочей лошадкой» в XXI веке, недавно и Министерство связи РФ заинтересовалось РН легкого класса «Ангара-1.2». Этот носитель в сочетании с Унифицированной космической платформой «Яхта», также разрабатываемой в Центре Хруничева, способен выводить на геостационарную орбиту легкие спутники связи массой 460-470 кг с 24 транспондерами. Минсвязи поддерживает этот проект, считая, что он (наравне с уже заказанными тяжелыми КА «Экспресс-А» и «Ямал») позволит быстро разместить в российских точках на ГСО спутники и тем самым сохранить орбитальные позиции на геостационарной орбите, закрепленные за Россией, но пока не используемые.

На сегодняшний день проработан график создания «Ангары» легкого, среднего и тяжелого классов, выпущены практически все чертежи. Огромная работа ведется в НПО «Энергомаш» им.В.П.Глушко над маршевым двигателем РД-191М для универсальных ракетных модулей РН. Второй вопрос, который предстоит решить в ближайшее время, – создание в воронежском КБ химавтоматики двигателей для 2-й и 3-й ступеней.

Сейчас Центр Хруничева уже занимается заказом материалов на производство «Ангары» в 2000 г.

До конца 1999 г. Центр Хруничева выпустит справочник пользователя по семейству «Ангара». С его выходом потенциальные заказчики получат всю необходимую информацию, и в начале 2000 г. станет возможным заключение первых контрактов.

По словам Киселева, можно ожидать, что стартовый комплекс для РН легкого класса «Ангара-1.1» и -1.2 (ПУ №1 на площадке 35 Плесецка) будет готов в конце 2001 г. Тогда первый пуск «Ангары-1.1» будет возможен во второй половине 2002 г. На 2003 г. планируются два пуска легкой «Ангары» (они-то и могут быть уже коммерческими) и пуск одной «Ангары А5» среднего класса с Универсального стартового комплекса (ПУ №2 на площадке 35 Плесецка). Всего же до конца 2005 г. планируется выполнить 20 пусков РН «Ангара» всех классов. Далее динамика пусков пойдет по нарастающей. Первые коммерческие пуски будут проводиться по ценам ниже себестоимости. Это обычная мировая практика. Например, первый Ariane 4 был продан всего за 8 млн $. Конкурентоспособная стоимость, за которую будет идти борьба в ближайшее время, – это 9-10 тыс $ за килограмм полезного груза.

«Сочетание надежности и гибкости должно обеспечить успех «Ангары» на рынке, – заявил в заключение пресс-конференции Томас Коркоран. – Все понимают, что запусками из Плесецка Центр Хруничева хочет обеспечить России гарантированный выход в космос.»

Крылатая

«Ангара»

В.Мохов. «Новости космонавтики»
Фото и рисунки автора

На 43-м аэрокосмическом салоне в Ле Бурже, прошедшем в июне 1999 г., ГКНПЦ им. М.В.Хруничева совместно с НПО «Молния» представил свой проект всеазимутальной РН легкого класса «Ангара А1-В» с первой ступенью многократного использования. НК писали об этом в №3, 1999, с. 50. На салоне в Ле Бурже стали известны новые подробности.

В июле 1999 г. Центр Хруничева совместно с НПО «Молния» завершил разработку эскизного проекта всеазимутальной РН «Ангара А1-В». Она будет иметь стартовую массу 166 т и сможет вывести на полярную (i=90°) орбиту высотой 200 км полезный груз массой 1.9 т.

Основные этапы полета РН «Ангара А1-В»:

Время, сВысота, кмСкорость, м/с
► старт (T=0 сек, nx=1.2);
► точка максимального скоростного
напора (qmax=2200 кг/м2)
► разделение 1 и 2 ступеней
►сброс головного обтекателя
►отделение полезного груза
► внеатмосферный полет
многоразового ускорителя
► вход в плотные слои атмосферы
► снижение в атмосфере и разворот
на направление возвращения
►запуск ВРДУ, крейсерский полет
► снижение, заход на посадку
80

180
220
500
260

340
640

960
9.6

60.7
86.8
200.0
87.5

58.0
10.6

4.9
1.0
316

2220
2424
7783
2081

2151
150

150
107
► посадка на аэродром (T=4000 сек, Vпос= 250 км/час, Lпос= 2000 м).

Многоразовая первая ступень имеет посадочную массу 18.5 т, длину 28.6 м, высоту по килю 6.8 м и диаметр центральной части 2.9 м. Ступень выполнена по схеме верхоплан с креплением поворотного крыла сверху корпуса-фюзеляжа. Крыло имеет размах 18.1 м. Узел его крепления расположен на межбаковом отсеке между баками окислителя и горючего. В хвостовом отсеке ступени установлен маршевый ЖРД РД-191М (разработки и производства НПО «Энергомаш» им. академика В.П.Глушко), обеспечивающий старт и первый этап полета РН. В носовой части ступени имеется воздушно-реактивная двигательная установка, состоящая из двух турбореактивных двигателей РД-35Р (производства ГНПП Завод им. В.Я.Климова, Санкт-Петербург) для крейсерского полета в район места запуска и посадки на аэродром. Двигатель РД-35Р ранее уже устанавливался на реактивном учебно-тренировочном самолете Як-130. Шасси ступени аналогичны шасси самолетов Як-42 и Су-17 (производства ОАО «Гидромаш», Нижний Новгород). Верхняя и носовая части ступени покрыты теплозащитным материалом.

Схема полета многоразовой ступени РН «Ангара А1-В»:
1 – старт; 2 – разделение 1 и 2 ступеней; 3 – вход в плотные слои атмосферы; 4 – снижение в атмосфере и разворот на направление возвращения; 5 – запуск ВРДУ. Крейсерский полет; 6 – снижение, заход на посадку и посадка на аэродром

Поворот крыла происходит на внеатмосферном участке полета. Перед входом в плотные слои атмосферы ступень разворачивается своей верхней частью (где расположен узел крепления крыльев) по направлению потока. Это обеспечивает более эффективное использование аэродинамических рулей, установленных на хвостовом отсеке ступени. При этом нагрузки на поворотное крыло от набегающего потока действуют на его прижатие к корпусу, а не на отрыв, как в случае если бы ступень входила подобно обычному самолету.

На высоте 30 км ступень проходит область максимального скоростного напора (qmax=4750 кг/м2) на скорости 6.4М. При этом на ступень действует поперечная перегрузка ny=4.0. После прохождения зоны максимального торможения ступень делает разворот по крену на 180°. При этом поворотное крыло становится обращенным вверх, а шасси – вниз, к Земле. При снижении скорости ниже скорости звука производится запуск ТРД Р-35Р. С их помощью ступень летит до аэродрома космодрома Плесецк, где и совершает посадку. Выполнив послеполетное обслуживание и проверки, ступень может использоваться повторно. Ресурс ступени будет определяться, в первую очередь, ресурсом двигательной установки РД-191М, способной совершать до 10 полетов.

Защита этого эскизного проекта пройдет осенью 1999 г. Далее предстоят следующие этапы: выпуск технической документации, поставка комплектующих, дооборудование стартового комплекса в Плесецке, изготовление и испытания опытных образцов, изготовление летных РН. Первый запуск «Ангары А1-В» планируется пока на середину 2002 г., однако на салоне в Ле Бурже были и более осторожные заявления – 2003-04 гг.

Испытания апогейного двигателя TR312


И.Черный. «Новости космонавтики»

15 июля компания TRW Inc. завершила огневые испытания перспективной апогейной двигательной установки (ДУ) TR312, позволяющей увеличить массу полезного груза и срок активного существования спутников. Испытания продемонстрировали величину удельного импульса 325 сек, что на пять единиц выше достигнутого к настоящему времени ЖРД этого класса. При использовании этой ДУ масса груза растет не за счет применения более мощной, и следовательно дорогой, ракеты-носителя, а за счет уменьшения массы топлива на борту аппарата.

TR312 использует высокоэффективную камеру сгорания из рения с жаростойким покрытием из иридиума, полученную методом порошковой металлургии. По словам Роберта Сакхейма (Robert Sackheim), руководителя Центра ДУ компании TRW, «испытания показывают пригодность нашей технологии для изготовления двигателя из рения, а также позволяют провести сертификацию TR312 – идеально приспособленной для выведения на геостационарную орбиту тяжелых спутников, а также для установки на КА, требующих высокоэффективных двигателей».

Огневые испытания общей продолжительностью 25 тыс сек проводились на вакуумном стенде – имитаторе космоса в Капистрано (Capistrano) с использованием прототипа ЖРД, включающего камеру с соплом (степень расширения 245:1) и полный комплект управляющей аппаратуры. Тесты показали необходимые эффективность и устойчивость работы, а также ресурс двигателя.

TR312 работает на монометилгидразине (ММГ) и азотном тетроксиде (АТ), развивает тягу 50 кгс и легко может быть переделана на гидразиновое горючее. Планируется завершить сертификацию варианта ДУ на ММГ-АТ в начале 2000 г., а позже – на гидразине-АТ, который имеет удельный импульс 330 сек.

Уже 20 лет TRW изготавливает широкий диапазон одно– и двухкомпонентных ЖРД для космических аппаратов, носителей и тактических ракет. Группа Space & Electronics компании TRW делает связные, научно-исследовательские и военные КА; производит, интегрирует и испытывает перспективную космическую аппаратуру и экспериментальное оборудование. Она является отделением TRW Inc., работающей в области передовых технологий и услуг для автомобильных, аэрокосмических и информационных систем.

По данным компании TRW Inc.

Результаты расследования аварии РН Titan 4 с КА Milstar 2


В.Агапов. «Новости космонавтики»

22 июля Космическое командование ВВС США обнародовало результаты собственного расследования причин аварии при запуске РН Titan IV B-32 (в конфигурации с разгонным блоком Centaur TC-14) с КА Milstar 2 30 апреля этого года со стартового комплекса LC40 АС Мыс Канаверал (см. НК №6, 1999, с.25-26 и №7, 1999, с.54).

Специальная комиссия по расследованию аварии, назначенная командующим КК ВВС США, на основании неопровержимых доказательств пришла к заключению, что авария напрямую связана с процессом разработки, тестирования и подтверждения качества программного обеспечения для системы управления разгонного блока (РБ) Centaur.

Две ступени РН и боковые твердотопливные ускорители SRMU отработали без замечаний. Через 9 мин 12 сек после старта РБ с КА отделился от второй ступени. Во время первого включения ДУ РБ, обеспечившего выход связки на низкую околоземную орбиту, возникли проблемы со стабилизацией блока по крену. При втором включении ошибки ориентации многократно возросли и продолжали увеличиваться по курсу (рысканию) и тангажу, пока разгонный блок совсем не потерял ориентацию.

Система контроля возмущений РБ во время полета по переходной орбите пыталась исправить возникшую ситуацию путем многочисленных включений двигателей ориентации и стабилизации до тех пор, пока не было израсходовано все гидразиновое горючее. Как следствие, третье включение ДУ РБ Centaur было прервано системой управления в самом начале. Milstar был отделен на низкой орбите, где его нельзя использовать по целевому назначению.

После нескольких дней попыток, предпринятых военнослужащими ВВС и представителями промышленности на АБ Шрайвер в целях спасения аппарата, 4 мая 1999 г. Milstar был признан потерянным безвозвратно.

В ходе расследования комиссия установила, что во время предполетной подготовки и проверки бортового программного обеспечения (ПО) не была выявлена и исправлена ошибочная константа, введенная программистом в ПО для работы инерциальной измерительной системы (Inertial Measurement System, IMS). Эта константа задает угловую скорость по крену на входе соответствующего фильтра. Корректная величина этой константы выражается числом – 1.992476, но вместо него была введена константа 0.1992476. Однако удивительно не это. Во время предстартовой подготовки и при проведении предстартового отсчета эта константа отображалась, как это положено, но никто не придал значения тому, что она в десять раз меньше номинальной! Другими словами, никто из персонала, участвовавшего в предстартовой подготовке, не смог оценить последствий, к которым может привести ввод неверного значения этой константы. А последствия были весьма плачевными. Из-за ошибочного значения все измерения по каналу крена, поступавшие на вход фильтра, отбрасывались как недостоверные, и, как результат, управление по крену отсутствовало. Это, в свою очередь, явилось причиной последующей потери управления по курсу и тангажу.

Комиссия по расследованию причин аварии назвала несколько факторов, приведших к потере КА. Факторы объединены в три группы: разработка ПО; тестирование, подтверждение характеристик и настройка ПО; выдача гарантии на ПО.

Отмечено, что процесс разработки ПО четко не определен и не документирован. Кроме того, по утверждению комиссии, полного понимания этого процесса нет ни у одного из разработчиков, участвующих в нем. Недостаточно глубокое понимание работы ПО системы IMS и подготовки блока инерциальной навигации (Inertial Navigation Unit) в целом привело к появлению плохо проработанной процедуры расчета и тестирования констант для программы, описывающей фильтр по каналу крена. С другой стороны этот факт можно рассматривать как нескоординированность разработки ПО, в результате которой возможна ситуация возникновения единичной ошибки в наиболее критичных, с точки зрения программы полета, исходных данных. Наконец, комиссия считает, что привлечение большого количества компаний в программе разработки и производства Titan/Centaur приводит к слабому пониманию общего процесса создания программного обеспечения.

Комиссия установила, что в исходных данных для фильтрации измерений по каналу крена были использованы непроверенные константы. Более того, не существует стандартной процедуры проверки констант для этого фильтра при подготовке и закладке на борт полетного задания на АС Мыс Канаверал непосредственно перед запуском. А «неадекватная и непрямая» связь между различными участниками предстартовой подготовки не позволила исправить ошибку, проявившуюся во время тестирования на АС Мыс Канаверал.

Что касается гарантий качества, то как в Lockheed Martin Astronautics, так и в Defense Contract Management Command существуют специально разработанные критерии, реализованные в виде функций. Однако процесс гарантийной проверки проходит без понимания сути проверяемого процесса в целом или на уровне отдельной программы.

Таким образом, получается, что ошибка одного программиста, нескоординированность действий и нечеткое понимание сути множеством других людей стоила американским налогоплательщикам примерно 1.2 млрд $. Однако, когда виноватых так много, не стоит ли руководству программы посмотреть «в корень»? Ведь если у руководителя все подчиненные плохие, то, скорее всего, плох сам руководитель…

При подготовке статьи использованы материалы Космического командования ВВС США


Конференция

пользователей

Starsem

Характеристики вариантов РКК компании Starsem
«Союз-Икар»«Союз-Фрегат»«Союз/ST»
Общая длина, м
Диаметр центрального
блока, м
Стартовая масса, т
Диаметр обтекателя, м
Верхняя ступень
Сухая масса, кг
Масса топлива, кг
Топливо
Маршевый двигатель
Масса ПГ, кг
Круг. орбита накл. 51.8°
и высотой 450 км
Круг. орбита накл. 51.8°
и высотой 1400 км
Солнечно-синхронная орбита
высотой 800 км		 43.4
2.65

305
3.3
«Икар»
2352
900
АТ-НДМГ
17Д61

4100

3300
-		 42.5
2.65

303
3.7
«Фрегат»
1000
5440
АТ-НДМГ
С5.92

5000

4200

2700		 46.1
2.65

305
4.0
«Фрегат»
1000
5440
АТ-НДМГ
С5.92

5500*

4600

2900

* без блока «Фрегат» носитель способен вывести на такую орбиту ПГ массой 4900 кг.

И.Афанасьев. «Новости космонавтики»


27 июля в Сан-Франциско, Калифорния, прошла первая Конференция пользователей, организованная компанией Starsem (см. НК №14, 1998). Совместное российско-французское предприятие динамично развивается, расширяя семейство используемых РН и привлекая новых заказчиков успехом трех коммерческих пусков с выводом на орбиту 12 КА системы связи Globalstar. На конференции, устроенной в интересах нынешних и потенциальных заказчиков, представлен отчет о проведенных запусках и освещены планы Starsem до середины 2003 г.

«Starsem был и остается сильным конкурентом на рынке пусковых услуг, – сказал гостям конференции председатель и главный исполнительный менеджер компании Жан-Ив Ле Галл (Jean-Yves Le Gall). – В наших интересах работают опробованный в многочисленных полетах носитель и группа промышленных компаний с поистине необъятным опытом и большими техническими ресурсами. [В будущем] мы можем создать новое семейство РН класса ´Союз´».

Среди наиболее выдающихся событий конференции можно назвать следующие:

• Представлена подробная оценка первых трех коммерческих запусков Starsem, подтвердивших высокие характеристики ракетно-космического комплекса (РКК). Параметры рабочих орбит аппаратов подтверждают, что все полеты соответствуют требованиям Globalstar.

• Оглашен список нынешних и перспективных запусков Starsem, включающий полет в июне 2003 г. с КА Mars Express для Европейского космического агентства. В список включены четыре дополнительных запуска для основного заказчика Starsem – компании Globalstar; пять квалификационных и эксплуатационных полетов РКК новой модификации «Союз-Фрегат» (в период с 2000 до 2003 гг.), и первый запуск перспективного варианта «Союза/ST» (2001 г.).

График запусков компании Starsem
(по состоянию на июль 1999 г.)

№ п/пПериод запускаРакетно-косми-
ческий комплекс		Число
пусков		Задача и результат
1
2
3
4
5
6
7
8		 Первая половина 1999 г.
Вторая половина 1999 г.
Январь 2000 г.
Март 2000 г.
Июнь/июль 2000 г.
2001 г.
Начиная с 2001 г.
Июнь 2003 г.		 «Союз-Икар»
«Союз-Икар»
«Союз-Фрегат»
«Союз-Фрегат»
«Союз-Фрегат»
«Союз/ST»
«Союз-Икар»
«Союз-Фрегат»		3
3
1
1
2
1
1
1		 Выведение 12 КА Globalstar. Успешно выполнено
Выведение 12 КА Globalstar
Квалификационный полет
Макет ПГ (Dumsat); есть возможность размещения ПГ стороннего заказчика
Выведение 4 КА Cluster
Первый полет нового носителя
Продолжение пусков Globalstar (4 КА)
Запуск КА Mars Express

• Представлены детали нового варианта «Союз/ST», который должен стать «рабочей лошадкой» будущего семейства РН Starsem. Для увеличения возможностей к «Союзу» добавлен крупногабаритный головной обтекатель (ГО), заимствованный с носителя Ariane 4, новая цифровая система управления (СУ) полетом и система телеметрии, а также переделанные камеры сгорания двигателей первой и второй ступеней.

Схема зон размещения полезного груза РН «Союз-Икар», «Союз-Фрегат» и «Союз/ST». Рисунок Starsem

В своем обращении к посетителям конференции Жан-Ив Ле Галл сказал, что до 2003 г. Starsem будет преследовать четыре основные цели:

• Выполнить три следующих пуска в интересах основного заказчика, запустив на орбиту еще 12 КА Globalstar во второй половине 1999 г.;

• Завершить разработку варианта комплекса «Союз-Фрегат», выполнив два квалификационных пуска в январе и марте 2000 г., а также запустив два научных КА Cluster-2 (15 июня и 13 июля 2000 г.) по заказу ЕКА;

• Использовать технические возможности Starsem для упрочнения финансового положения компании, чтобы получить новые контракты;

• Выйти на рынок с дальнейшими финансовыми предложениями.

В настоящее время Starsem эксплуатирует ракетно-космический комплекс (РКК) «Союз-У – Икар» (для краткости, «Союз-Икар»), доводит до летных испытаний вариант РКК «Союз-Фрегат» и готовится к 2001 г. выйти на рынок с модернизированным носителем «Союз/ST», который может использоваться в различных вариантах.

Рекорд двигателя RS-68


И.Черный. «Новости космонавтики»

8 июля компания Boeing объявила, что во время прожига двигатель RS-68, предназначенный для установки на РН Delta 4, развил тягу 295 тс – больше, чем любой другой однокамерный кислородно-водородный ЖРД в истории*. Рекорд был достигнут на стенде Научно-исследовательской лаборатории ВВС на авиабазе Эдвардс в Калифорнии при первом испытании RS-68 на 100%-ном уровне тяги. К этому времени экземпляр двигателя №10202 наработал в общей сложности более 300 сек.


«Мы гордимся результатами испытаний, – сказал Рик Бэйли (Rick Baily), руководитель программы RS-68 в Rocketdyne. – Это вклад компании Boeing и испытательной группы ВВС в передовую программу нового носителя. Мы ожидаем продолжения успеха на стенде 1-A и в первом полете Delta 4 в 2001 г.»

Группа RS-68 готовится к следующей фазе, которая будет включать испытания на полную продолжительность работы. Параллельно этим летом планируется вести прожиги на стенде Космического центра им.Джонсона (Миссисипи).

RS-68 – первый мощный ЖРД, разработанный в США после программы маршевого двигателя SSME корабля системы Space Shuttle. Он строится по технологии максимального упрощения, что позволит резко уменьшить стоимость и время создания семейства одноразовых носителей Delta 4.

Проектные характеристики RS-68
Уровень тяги100% 60%
Тяга, тс:
– на уровне моря
– в вакууме
294.8
338
156.5
200
Масса двигателя, т
Соотношение компонентов
Удельный импульс, сек:
– на уровне моря
– в вакууме
Степень расширения сопла		 6.6
6.0

365
410
21.5
Давление в камере, кгс/см2 100 59

* справедливости ради заметим, что кислородно-водородный двигатель М-1 расчетной тягой 680 тс, разработанный компанией Aerojet General по программе Nova, еще в 1965 г. на стенде развил тягу до 500 тс, так что рекорд не засчитывается. – Ред.


По данным компании Boeing

Макет головного блока системы «Союз-Икар» с КА Globalstar. Фото автора


Вариант «Союз-Икар» оптимизирован для запуска широкого класса полезных грузов (ПГ) на круговые и эллиптические орбиты различного наклонения высотой от 250 до 1400 км. Он основан на опробованной в многочисленных запусках РН «Союз-У» и разгонном блоке (РБ) «Икар», созданном на базе приборно-агрегатного отсека КА «Комета», который совершил более 20 полетов в целевых миссиях. Вариант «Союз-Фрегат» использует опробованные в полете технологии в сочетании с новейшими решениями и элементами конструкции, чем достигаются высокие характеристики системы с превосходной надежностью выполнения миссии. Маршевый двигатель и подсистемы двигательной установки РБ «Фрегат» разработки НПО им.Лавочкина 27 раз испытывались в космосе при полетах межпланетных станций к Луне и планетам Солнечной системы. СУ этой ступени, прошедшая сертификацию в составе нескольких российских КА, гарантирует дополнительную надежность.

В настоящее время по заказу Starsem разрабатывается носитель «Союз/ST» – модернизированная модификация опробованного семейства РН «Союз» с выходом носителя в готовность в следующем десятилетии. На конференции была представлена детальная информация о новом носителе, который должен совершить первый полет в 2001 г.

Наиболее видимое изменение «Союз/ST» – использование большого обтекателя на базе ГО носителя Ariane 4 (используется на исходной ракете с 1988 г.). С целью обеспечения необходимого объема для крупногабаритных спутников обтекатель «Союз/ST» примерно на метр длиннее, чем у Ariane 4, производимого до настоящего времени.
Наклонение,°Средний
радиус, км		Эксцентри-
ситет, (e)		Долгота восходящего узла,°
(требовалось/получено)
Требования
ST01
ST02
ST03		 52 (±0.12)
51.98 (-0.02)
51.99 (-0.01)
51.96 (-0.04)		 7298.4 (±25)
7300.8 (+2.4)
7300.7 (+2.3)
7302.9 (+4.5)		 < 0.01
0.002
0.0025
0.0019
208.43 (±0.5)/208.38 (-0.05)
229.64 (±0.5)/229.65 (+0.01)
225.04 (±0.5) /225.02 (-0.02)
* в скобках – отклонения

Новая объединенная цифровая СУ полета будет интегрирована в третью ступень «Союз/ST», заменяя нынешнюю аналоговую систему и обеспечивая более высокую точность управления в течение полета и выведения на орбиту. Она позволит выполнять пространственные маневры при фиксированном

Схема комплекса «Союз/ST». Рисунок Starsem

азимуте запуска для изменения наклонения орбиты (±5°), требуемого при запуске «Союза». Среди других изменений исходного носителя – усиление конструкции третьей ступени и переделка камер сгорания двигателей на первых двух ступенях.

«Союз/ST» может летать как в «чистом виде» (трехступенчатая конфигурация без верхней ступени), так и оснащаться РБ «Икар» или «Фрегат».

При запуске с космодрома Байконур он сможет стартовать с пусковой установки №6 (31-я площадка) – второго и самого нового стартового сооружения из двух, используемых для старта «Союзов».

Новый РКК сможет выводить ПГ на орбиты с более широким диапазоном наклонения и высоты, чем нынешнее поколение ракет-носителей. Он будет способен стартовать как с площадок в Байконуре и Плесецке, так и с комплексов во Французской Гвиане, что откроет «Союзу» возможность присоединиться к носителям Ariane 4 и Ariane 5, использующим преимущества старта из района экватора.

Цех самарского завода «Прогресс», где собирают РН «Союз-У», в том числе и для компании Starsem

На конференции представлены результаты трех первых запусков РН «Союз-Икар» по программе Globalstar, которые демонстрируют высокую точность выведения ПГ в полном соответствии с требованиями заказчика.

Три запуска, выполненные в течение 10-недельного периода с космодрома Байконур в начале этого года, отметили ввод системы Starsem в эксплуатацию. В каждом полете носитель нес сборку из четырех КА Globalstar на орбиту высотой 920 км и наклонением 52°.

За первым запуском (ST01), состоявшимся 9 февраля 1999 г., последовали остальные – 15 марта (ST02) и 15 апреля (ST03). Они отметили первое использование верхней ступени «Икара» и введение диспенсера компании Starsem для запуска нескольких спутников одновременно.

Жан-Ив Ле Галл сказал, что полеты продемонстрировали возможности Starsem выйти на рынок с гибкой, надежной и точной системой пусковых услуг.

Таблица демонстрирует точность выведения КА Globalstar в трех запусках, выполненных по программе Starsem.

По материалам экспозиции Starsem на салоне Le Bourget'99 и конференции пользователей Starsem


Нынешняя и будущая «рабочие лошадки» европейской космической транспортной индустрии – Ariane 4 и Ariane 5

Развитие Ariane 5 -

акцент на верхние ступени


И.Афанасьев. «Новости космонавтики»

Европа еще раз проголосовала за дальнейшее развитие носителя Ariane 5. Вторая фаза программы разработки новых вариантов ракеты (Ariane+), утвержденная на совещании «космических министров» ЕКА 11 и 12 мая в Брюсселе, позволит с 2002 г. увеличить массу полезного груза (ПГ), выводимого европейским носителем на переходную к геостационарной орбиту, с 9 до 11 т.

С учетом конъюнктуры рынка космических транспортных операций предстоит постоянно улучшать такие характеристики Ariane 5, как грузоподъемность и гибкость использования, идя навстречу изготовителям и операторам спутников и гарантируя наиболее рентабельное использование системы. Кроме того, индустрия запусков движется в сторону улучшения сервиса при снижении уровня затрат. При этом Arianespace – компания-оператор носителя – будет обеспечена активами, необходимыми для завоевания новых секторов рынка.

Коммерческие пуски Ariane 5 начнутся в конце этого лета с выведения двух спутников телесвязи. «Сегодня ракета полностью готова начать длинную успешную карьеру в космических исследованиях и коммерческом использовании», – сказал Жан-Мари Лютон, председатель и главный исполнительный менеджер Arianespace.

Вторая фаза программы Ariane 5+ включает три этапа:

– Создание универсального варианта Ariane 5 Versatile с верхней ступенью, оснащенной ЖРД многократного включения на долгохранимом топливе. Позволяет эффективно выводить ПГ на разнообразные орбиты, в т.ч. низкие и средние, для создания многоспутниковых группировок;

– Разработка криогенной верхней ступени ESC-A с использованием двигателя НМ-7В, установленного на третьей ступени Ariane 4. Позволяет увеличить массу ПГ на геопереходной орбите до 9 т;

Двигатель HM-7B и схема криогенной верхней ступени ESC-A

(Эти два этапа программы должны быть закончены к исходу 2001 г.)

– Разработка нового высокоэффективного криогенного ЖРД для крупной верхней ступени ESC-B. Позволяет увеличить массу ПГ до более чем 11 т вместе с возможностью многократного запуска (в отличие от HM-7B) для орбит типа высокоперигейной переходной или для прямого выведения на геостационарную орбиту. Дата завершения этапа – конец 2005 г.

Создание промежуточного варианта со ступенью ESC-A требует некоторой модификации стартового комплекса для обеспечения заправки верхней ступени 14 т криогенного топлива. Необходимо модернизировать HM-7B, так как нынешний вариант, поставляемый отделением ракетных двигателей SNECMA в Верноне, Нормандия, развивает тягу до 6.5 тс (64 кН) в вакууме, но не имеет возможности повторного запуска.

Более крупная ступень ESC-B, несущая примерно 21 т топлива, будет оснащена новым ЖРД Vinci (ранее известным как Vesco), разработанным группой фирм во главе с Snecma. Двигатель должен развивать тягу до 15.8 тс (155 кН) в вакууме, имеет раздвижное сопло и многократный запуск для выполнения различных маневров при выводе. Согласно CNES, ступень ESC-B уменьшит удельную стоимость выведения на геопереходную орбиту с 17000 до 10000 $/кг.

Arianespace планирует подписать ряд контрактов, чтобы заказать новую партию Ariane 5, включая первый носитель Ariane 5E (см. НК №14, 1998), а также первую демонстрацию ступени ESC-A. Нынешний пакет заказов (носители с №503 до 516) был составлен в июне 1995 г. Его стоимость оценивается в 2.1 млрд $. Для него характерно плавное снижение расходов на промышленное изготовление ракет.

Вариант со ступенью ESC-B запланирован Arianespace для вывода тяжелых ПГ, в т.ч. по два самых крупногабаритных спутника, производимых в настоящее время (типа КА геостационарной мобильной связи Thuraya), массой примерно 5.5 т каждый.

С момента принятия решения об увеличении грузоподъемности Ariane 5 до 11 т стало ясно, что по этим характеристикам ракета вдвое превзойдет перспективный носитель промежуточного класса компании Lockheed Martin, известный сейчас как Atlas 5/400 или 500. С тех пор Boeing и Lockheed Martin обнародовали часть планов относительно коммерческих услуг с новыми РН Delta 4 и Atlas 5.
Производство Ariane 5 набирает обороты. Для сохранения высокой гибкости использования этого крупного носителя возникает потребность хранить несколько комплектов ступеней или главных компонентов ракеты вблизи места старта. Сейчас это стало возможным благодаря двум новым сооружениям на космодроме Куру: цеха №183 и №315 на гвианском заводе по производству твердого топлива смогут хранить восемь секций стартовых ускорителей – приблизительно 1000 т ракетного топлива – в дополнение к существующим цехам №313 и 314. Из этих сооружений секции перемещаются в здание интеграции ускорителей.

Основной подрядчик строительства – компания Nofrayane, Кайенна, Французская Гвиана. 12 мая цех №315 передан оператору – компании Regulus. Здание №183 будет сдано в августе и позволит хранить четыре секции ускорителя в условиях кондиционированной атмосферы в ожидании пусковой кампании.

Arianespace адаптирует график запусков, компенсируя задержки, связанные с поздним прибытием спутников в Куру. Цель состоит в том, чтобы выполнить три пуска Ariane 5 и шесть-семь Ariane 4 с июля по декабрь 1999 г. В настоящее время в различной степени готовности находятся три экземпляра Ariane 5:
– №504 полностью готова и находится в ожидании отправки на старт;
– №505. Твердотопливные ускорители EAP поставляются в июне; центральная криогенная ступень EPC ожидает транспортировки в контейнере; верхняя ступень на долгохранимом топливе EPS также готова к отгрузке в Куру. Компоненты верхней сборки (обтекатель, адаптеры Sylda 5 и интерфейсы ПГ) закончены и ожидают заключительной примерки ПГ;
– №506. Ускорители EAP будут поставлены в сентябре, EPC поставлена в начале июля, EPS – в сентябре.

Обе американские компании выходят на рынок пусковых услуг с ракетами, позволяющими запускать на геопереходную орбиту два КА одновременно. Такая возможность также запланирована на новом «Протоне-М» и японской H-2A. Например, Atlas 5/551 сможет вывести один спутник массой до 8000 кг или два общей массой 6200 кг, что несколько напоминает возможности Ariane 5 к 2000 г. Кроме того, Boeing и Lockheed Martin утверждают, что они будут способны обеспечить одновременный запуск двух КА на своих тяжелых носителях, масса ПГ которых достигнет 15 т. Такие новые возможности позволили производителям спутников, таким как Space Systems/Loral, начать исследование концепций геостационарных КА стартовой массой более 6 т.

В идеальном случае, надеется руководство Arianespace, комбинация Ariane 5 с верхней ступенью EPS и ЖРД многократного запуска или новой ступенью ESC-B может выводить на орбиту КА любой разумной массы. Это позволит компании предоставлять новый, более гибкий вид пусковых услуг: «первым пришел, первым получил» (запуск спутников в порядке поступления заказов). Нынешняя ситуация с «негибкой» архитектурой носителя очень чувствительна к готовности ПГ к запуску. Новый вид услуг будет предоставляться после 2002 г., когда будет готова ступень ESC-A.

На случай, если возникнет необходимость в дальнейшем увеличении массы ПГ, CNES уже ведет необходимые исследования, в т.ч. по замене твердотопливных стартовых ускорителей жидкостными.

Программа охватывает плановый и финансовый аспекты. Первый, включая предварительное определение облика ступени ESC-A, был начат в июне 1998 г. Вторая фаза программы должна закончиться в конце 2001 г. созданием этой ступени. Третья, и последняя, фаза будет обсуждаться на следующей конференции министров ЕКА в 2001 г.

Участие DASA в программе Ariane

Ariane 1-3, эксплуатировалась с 1979 по 1989 гг., могла выводить на геопереходную орбиту от 1.6 до 3.1 т:
– Разработка и усовершенствование второй ступени и системы камеры сгорания для криогенного двигателя HM-7 третьей ступени.

Ariane 4, в эксплуатации с 1989 г., может выводить на геопереходную орбиту от 2.6 до 4.9 т в зависимости от модификации:
– Разработка, интеграция, предстартовая подготовка второй ступени и жидкостных стартовых ускорителей, а также камеры сгорания НМ-7.

Ariane 5, квалификационные полеты состоялись в 1996, 1997 и 1998 гг. Сможет выводить 5.9 т в варианте запуска двух спутников одновременно:
– Участие в разработке, интеграции, оснащении оборудованием, испытаниях, предстартовой подготовке всей верхней стадии EPS, включая двигатель Aestus и систему ориентации SCA, в создании камеры сгорания и клапанов для криогенного двигателя Vulcain центральной ступени, а также конструкций Speltra и Sylda для размещения парных ПГ, в изготовлении системы защиты груза от акустических нагрузок.

Ariane 5+, первый полет планируется в 2001 г. Сможет выводить от 9 до 11 т:
– DASA отвечает за разработку и производство верхних ступеней, включая камеру сгорания «расширительного цикла» (Expander Cyrcle) для криогенного двигателя, систему ориентации SCA, систему камеры сгорания и клапаны для двигателя Vulcain 2 центральной ступени, а также конструкций Speltra и Sylda для размещения парных ПГ, изготовление системы защиты груза от акустических нагрузок.


Двигатель Vinci

Создание верхних ступеней для Ariane 5+ ведется под контролем нового Департамента разработки Ariane, созданного совместно Arianespace и CNES. Эта структура взаимодействует с фирмами-изготовителями, стремясь уложиться в отведенный бюджет и достичь при этом поставленных целей. Основным исполнителем верхних ступеней остается DaimlerChrysler Aerospace, Бремен, Германия. Это отделение известной компании DaimlerChrysler AG (DASA, Мюнхен), чей вклад в программу Ariane 5 трудно переоценить.

Ответственным разработчиком двигателя Vinci назначена компания SNECMA. Главные субподрядчики те же, что и в проекте Vulcain: DASA, FiatAvio, Techspace Aero и Volvo.

Естественно, Aerospatiale Matra играет особую роль во втором этапе программы Ariane 5+, поскольку будет необходимо гарантировать полную последовательную интеграцию вариантов носителя, разрабатываемых одновременно.

Совет ЕКА на встрече в Брюсселе решил передать 2.1 млрд евро (2.25 млрд $) ряду новых программ, в т.ч. 692 млн евро (740 млн $) на программу увеличения грузоподъемности и эксплуатационной гибкости Ariane 5, и 54 млн евро (58 млн $) на программу разработки технологии нового поколения транспортных космических систем.

Эти суммы фактически на 10 и 23% ниже запрошенных исполнительными директорами ЕКА. Основной целью европейской космической транспортной системы является сохранение конкурентоспособности Ariane 5 по сравнению с американскими носителями Atlas 5 и Delta 4. На создание криогенных ступеней ESC-A и ESC-B совет выделил 533 млн евро (570 млн $) до 2001 г. (включая 117 млн евро уже выделенные в июне 1998 г.), 50% из которых обеспечит Франция. На эту разработку предполагалось получить 579 млн евро (620 млн $), но «космический» министр Германии Эделгард Булман (Edelgard Bulmahn) потребовал уменьшить расходы его страны на 10%.

В дополнение к программе Ariane 5+, министры распределили 25 млн евро (27 млн $) на расширение инфраструктуры программы Ariane 5, которая включает обновление Гвианского космического центра к 2001 г., и 134 млн евро (143 млн $) на расширение программы ARTA-5 до 2001-2002 гг. Последняя программа предусматривает проведение ряда технологических испытаний Ariane 5 во время фазы промышленного производства, чтобы гарантировать соблюдение технических условий проекта всеми подрядчиками.

Принятие решения по расширению строительства в Куру, требующее 87 млн евро (93 млн $) до 2001 г., было отложено на октябрь вместе вопросом о финансировании малого носителя Vega.

По материалам DASA, Arianespace, CNES, Spacenews, Air et Cosmos


Аппарат SMV заходит на посадку. Коллаж автора

И.Афанасьев. «Новости космонавтики»

14 июля положительно закончились переговоры между NASA и корпорацией Boeing по поводу кооперативного контракта на 173 млн $ на разработку экспериментального аппарата X-37 – летающей лаборатории (ЛЛ) для проверки новых технологий носителей многократного применения в условиях орбитального полета, схода с орбиты и посадки*. Ранее этот ЛА был известен под обозначением Future-X Pathfinder. Сотрудники Boeing называют его ReFly™ SMV, что можно перевести как «космический маневрирующий аппарат повторного взлета». Автономный беспилотный аппарат будет запускаться на орбиту кораблем Space Shuttle или одноразовой ракетой, оставаться в космосе 21 день, выполняя разнообразные эксперименты на орбите, а потом

* Х-37 станет первым орбитальным демонстратором (Х-33 и Х-34 – суборбитальные аппараты), способным совершать полеты как в условиях космического пространства, так и при спуске в атмосфере в широком диапазоне скоростей (от М=25 до дозвуковой).


Контракт
на

X-37

возвращаться в атмосферу и совершать горизонтальную автоматическую посадку на ВПП аэродромов, оперативно выбранных незадолго до этого.

Кроме того, по замыслу разработчиков, ReFly™ SMV сможет функционировать как малоразмерная многоцелевая платформа для размещения спутникового оборудования, автоматический корабль снабжения или многоразовая верхняя ступень – обладая большим характеристическим запасом скорости, он сможет совершать полеты на геостационарную орбиту и обратно.

Аппарат имеет длину 8.375 м, размах крыла 4.575 м, стартовую массу более 4500 кг и массу полезного груза (ПГ) 900 кг. ПГ размещается в отсеке экспериментального оборудования длиной 2.135 м и диаметром 1.22 м. По форме ЛА представляет собой масштабно увеличенную (120%) модель аппарата Х-40А, которую по заказу ВВС изготовила компания Boeing и испытала при сбросе с вертолета в 1998 г. Исходный Х-40А не имеет теплозащиты, двигателя, экспериментального оборудования и других черт аппарата Х-37. Его летные испытания путем сброса из-под крыла самолета-носителя В-52 для проверки аэродинамики и автономной посадки будут продолжены – разработчики хотят уменьшить риск до начала крупномасштабных тестов Х-37.

Отличительные черты Х-37: модульное размещение ПГ, возможность длительного (до года) пребывания на орбите в законсервированном состоянии, высокие характеристики пространственного маневра (различные орбиты вплоть до высот менее чем 150 км).

Преимуществами программы ReFly™ SMV являются:

– уменьшение затрат на разработку и интеграцию ПГ, используемого в составе ЛА в варианте спутниковой платформы;

– многократное возвращение ПГ на Землю для ее модификации и усовершенствования для последующего запуска на орбиту.

Проект ЛА на базе маневрирующего КА Х-40 «…будет служить для проверки 41 технологии, предлагаемой компанией Boeing в области конструкции, двигательной установки и способов эксплуатации, что позволит в будущем сделать космические транспортные операции действительно общедоступными», – сказал Рон Проссер (Ron Prosser), вице-президент перспективного космического отдела предприятия «Фантом Уоркс» (Phantom Works) компании Boeing в Сил-Бич, Калифорния. – Потенциальный рынок для коммерческого и военного использования нового КА простирается от ремонта спутников до использования в составе полностью многоразовых носителей следующего поколения. Технологии, разработанные и продемонстрированные на X-37, в конечном счете сделают доступ в космос безопасным, дешевым и надежным. Мы рассматриваем эту программу как значительный шаг вперед для достижения целей NASA по десятикратному снижению удельных затрат на запуск ПГ на орбиту, вплоть до 2200 $/кг».

Затраты по программе будут поделены поровну между правительственными организациями и промышленными компаниями. Доля правительства включает 16 млн $, полученные от ВВС для демонстрации новых технологий, которые могут использоваться в военных КА будущего. Концепция X-37 позволяет провести широкий спектр экспериментов в области технологий КА многократного использования, включая стойкую высокотемпературную теплозащиту, долгохранимые нетоксичные компоненты жидкого топлива и новые аэродинамические концепции. Модульная конструкция обеспечит снижение расходов на обслуживание.

«Наша цель состоит в том, чтобы разработать ЛА со значительно меньшим числом частей, способный на выполнение гораздо более широкого круга задач, чем его предшественники», – сказал Дэйв Мэнли (Dave Manley), руководитель программы Х-37 на «Фантом Уоркс».

В ряду правительственных организаций, работающих по программе Х-37 во главе с Центром космических полетов им.Маршалла (Хантсвилл, Алабама), стоят научно-исследовательский центр им.Эймса (Маунтэйн Вью, Калифорния), Космический центр им.Кеннеди, Флорида, Космический центр им.Годдарда, (Гринбелт, Мерилэнд), Научно-исследовательский центр Лэнгли (Хэмптон, Вирджиния) и летно-исследовательский центр им.Драйдена/летный центр ВВС на авиабазе Эдвардс, Калифорния.

Прототип Х-37 в ускоренном темпе изготавливается на предприятиях компании Boeing в Южной Калифорнии и Сент-Луисе. Сборка, интеграция, проверка и предполетные испытания будут проведены в Палмдэйле и Сил-Бич, Калифорния, там где Boeing собирает свои ЛА серии Х. Первое испытание со сбросом с самолета В-52, но без включения двигателя запланировано на осень 2001 г. с авиабазы Эдвардс, Калифорния. Два орбитальных испытания будут проведены в 2002 г.

Уже первый полет ReFly™ SMV обойдется на 25% дешевле, чем при запуске спутника с помощью обычной одноразовой ракеты из-за применения интегрированного служебного оборудования ЛА; второй полет – на 70% дешевле из-за возможности повторного использования экспериментального ПГ.

По материалам пресс-релизов и проспекта The Boeing Company на авиасалоне Le Bourget'99.


Схема носителей RSA-3 и RSA-4

Южноафриканская

ракета-носитель


И.Афанасьев. «Новости космонавтики»

Все началось со знакомства на салоне Le Bourget. На объединенном стенде РКА в центральном павильоне публика наблюдала потрясающую живую диораму – запуск ракеты-носителя, представленную КБ Общего машиностроения. Стендисты смешались со зрителями; некоторое время рядом с экспонатами никого не было. Высокий коротко стриженый мужчина внимательно рассматривал макет твердотопливной РН «Старт». Было ясно, что он хочет получить побольше информации. Я оказался рядом случайно – фотографировал модели и образцы представленной техники. Разговорились. Удивительная вещь! Оказывается, Александр Вальц* приехал на выставку из далекой Южно-Африканской Республики в составе делегации авиакосмической фирмы Denel. Сейчас вместе со своими коллегами он делает штурмовой вертолет Rooivalk, а десять лет назад разрабатывал… ракету-носитель!

* настоящее имя он просил не называть

Я слышал, что в ЮАР когда-то проводилась ракетная программа, но реального представления о ее уровне не имел. Кое-где мелькали сообщения о том, что южно-африканцы вместе с израильтянами строят дальнюю баллистическую (даже межконтинентальную!) ракету, но конкретно… И вот передо мной – очевидец событий. Говорит весьма охотно, но от деталей и цифр уходит. Отсылает меня на Интернет-сайт Марка Вэйда – числа можно взять оттуда.

Итак, двадцать лет назад далекая «страна контрастов» на самом краю земли, высокоразвитая в технологическом плане, но с не очень понятной для нас политической системой, с одной стороны, находясь в международной изоляции («государство апартеида»), и с другой – в непосредственной близости от враждебно настроенных Анголы и Мозамбика, тайно от всего мира решила приобрести все атрибуты сверхдержавы, в т.ч. ядерную бомбу и носитель для нее. Собеседник не подтвердил, но и не опроверг факт помощи США и Израиля в этих опасных разработках, однако ракетная техника, создаваемая в ЮАР, весьма напоминала израильскую.

К концу 1980-х в стране была фактически создана стратегическая ракета средней дальности, которая без больших усилий могла быть трансформирована в МБР. Для чего это было нужно и кому собиралась угрожать ЮАР в Европе, Азии или Америке – сейчас не важно. По оценкам, МБР могла доставить боеголовку массой 340 кг до Вашингтона или 400 кг до Москвы.

Но политический климат постепенно менялся. Более ценным могло быть мирное применение ракеты – в качестве космического носителя (хотя сам аппарат мог быть и не таким уж мирным, например спутником-фоторазведчиком). В этом варианте носитель должен был вывести КА массой 330 кг на орбиту высотой 212х460 км и наклонением 41°. В будущем планировалось предложить ракету на коммерческий рынок, а также разработать более мощный ее вариант, способный доставить на орбиту высотой до 1400 км спутник массой 550 кг.

В 1992 г. была создана государственная компания Denel (Pty) Ltd., которая сосредоточила все перспективные разработки в аэрокосмической области, а также производство современных вооружений, в т.ч. ракетных. Denel поглотил ряд крупных фирм, которые занимались ракетно-космической тематикой, таких как Houwteq из города Грэбо (Grabouw, разработка спутника ДЗЗ Greensat) и Overberg из Бредасдорпа (Bredasdorp, ракеты и двигатели). К этому времени в работе принимали участие 1300-1500 сотрудников 50-70 компаний государственного и частного сектора.

Стенд для испытаний двигателей располагался в местечке Руи Элс (Rooi Els), а запуски носителя, получившего название RSA-3, предполагалось производить с ракетного полигона «Оверберг» (Overberg Test Range) вблизи Бредасдорпа, севернее Кейптауна. Полигон площадью 43 тыс га тянется на 70 км вдоль побережья и позволяет производить пуски с азимутом 38-100°. Расположение точки старта на крайнем юге Африканского континента делает идеальными запуски КА на солнечно-синхронные и приполярные орбиты.

Строительство полигона и стартовых сооружений началось в 1983 г. В июне 1989 г. здесь была испытана в полете первая ступень носителя, а в июле 1989 г. и ноябре 1990 г. – совместно первая и вторая ступени. В марте 1991 г. полигон получил своеобразный «сертификат соответствия» на запуски космических носителей. Однако в июне 1993 г., когда на разработку национальной РН было израсходовано 55 млн $, было признано экономически неэффективным осуществлять с ее помощью запуски отечественных и зарубежных коммерческих КА. В середине 1994 г. работы по носителю были полностью прекращены, а в 1995 г. ЮАР присоединилась к международному договору о нераспространении ракетных технологий MTCR (Missile Technology Control Regime). Но в документах, которые Южная Африка подписывала, отказываясь от ядерного оружия, не значились боеголовки типоразмера, требуемого для использования на RSA-3!

Технологический макет готовой RSA-3 и подвижного транспортно-пускового агрегата передали в Музей ВВС в Претории. Сейчас уже можно оценить характеристики носителя: трехступенчатая РН стартовой массой 23630 кг, длиной 15.0 м и диаметром корпуса 1.3 м развивала тягу на старте 42080 кгс. Судя по параметрам, на первой и второй ступенях носителя использован РДТТ, снаряженный шашкой топлива массой 9 т, аналогичный двигателю израильской РН Shavit. Управление ракетой на участке полета первой ступени – смешанное: газовые рули, установленные на срезе сопла, и аэродинамические стабилизаторы. Вторая ступень имеет сопло с большей степенью расширения, оснащенное системой управления вектором тяги.

В верхней части второй ступени установлен блок управления, ориентации и раскрутки третьей ступени и полезного груза (ПГ). Общая масса блока и обтекателя ПГ составляет 583 кг. После выгорания второй ступени следует участок свободного полета продолжительностью 148 сек, во время которого обеспечивается раскрутка третьей ступени и сбрасывание головного обтекателя. В апогее траектории стабилизированная вращением третья ступень доводит скорость до орбитальной. На третьей ступени применен сферический РДТТ, подобный используемому израильтянами на ракете Shavit.

Расчетная циклограмма запуска RSA-3

СобытиеВремя,
сек		Высота,
км		Расстояние,
км		Масса,
кг		Скорость,
м/с
Зажигание
Отделение
1-й ступени
Отделение
2-й ступени
Отделение ГО
Зажигание
3-й ступени
Окончание работы
3-й ступени
Отделение ПГ		 0.0
54.9

140.0

172.0
248.0

342.0

460.0		 0.0
12.8

104.3

140.0
196.5

210.0

212.0		 0.0
8.4

179.8

272.0
489.0

914.0

1806.0		 23564
13349

2961

-
2378

-

330		 0
575

3225

3116
2945

7498

7500

Характеристики двигателей ракеты RSA-3

1-я ступень2-я ступень3-я ступень
Стартовая масса, кг
Масса пустой ступени, кг
Тяга в пустоте, кгс
Уд. импульс в пустоте, сек
Время работы, сек
Диаметр корпуса, м
Длина ступени, м		 10215
1100
46500
263
52
1.3
5.4		 10971
1771
48600
275
52
1.3
4.9		 2048
170
6000
298
94
1.3
2.1

Обтекатель ПГ длиной 4.5 м и диаметром 1.3 м изготовлен из композиционного материала и имеет массу 57 кг. Три панели солнечных батарей обеспечивают спутник электроэнергией общей мощностью 295 Вт. Каждая панель имеет массу 7 кг. Спутник «укутан» теплоизоляцией, сохраняющей внутреннюю температуру в пределах от -80° до +100°С.

На мой вопрос, работали ли в проекте немцы, которые во время Второй мировой делали ракетное оружие Третьего рейха, А.Вальц ответил отрицательно: «Люди другие, новое поколение, новые задачи…»

Источники:
1. Jane's Space Directory, 1996-97, pp.69, 438-439
2. Mark Wade's Astronautic Encyclopedia

Новые квоты на пуски «Протона»


В.Мохов. «Новости космонавтики»

13 июля президент США Билл Клинтон подписал Распоряжение, предусматривающее увеличение для России действующей общей квоты коммерческих запусков на переходную к геостационарной орбиту (читай – запусков с помощью РН «Протон-К» и -М) с шестнадцати до двадцати. Тем самым были подтверждены четыре условных запуска, выделенных России в дополнение к 16 безусловным пускам торговым Соглашением 1996 г. (подробно о квотах НК писали в №6, 1999, с. 62-63).

Квоты на 20 запусков позволяют выполнить всю программу коммерческих пусков «Протона» в 1999-2000 гг. На настоящий момент выполнено 12 пусков. В это число не входит пуск КА AsiaSat 3 в 1997 г. (как неудачный), а также три пуска с помощью «Протона» на низкие орбиты 21-го КА Iridium в 1997-98 гг. Не будут в эти квоты входить и пуски «Протона» на средневысокие эллиптические орбиты с КА ICO (четыре пуска) и КА CD Radio (три пуска), планируемые на 1999-2000 гг.

Появление Распоряжения стало возможным благодаря активному лоббированию вопроса по квотам компанией Lockheed Martin в американском Конгрессе и администрации Белого Дома. При этом Lockheed Martin предлагала увеличить квоту сразу до 25 пусков, однако на это американское правительство пока не пошло.

Международный бизнес, касающийся коммерческого использования РН семейства «Протон», осуществляется через американо-российское совместное предприятие International Launch Services. При этом американская сторона получает не только свою долю прибыли от каждого коммерческого пуска «Протона» (порядка 15%), но и контроль (совместно с российской стороной) за существенной долей мирового космического рынка пусковых услуг. Безусловно, область космического бизнеса, связанного с коммерческими запусками «Протона», имеет значение не только для России. По мнению еженедельника Space News, «данная квота является препятствием для бизнеса США». Решение оставить квоты на российские геостационарные запуски построенных в США полезных нагрузок ставило этот очень прибыльный бизнес в такое положение, когда он может не иметь продолжения.

На фоне этих выводов не до конца последовательной выглядит позиция Правительства США по вопросу квот. Ограничивая запуски «Протона-К» и «Протона-М», оно оставляет на рынке полным монополистом лишь один аналогичный по грузоподъемности носитель тяжелого класса – европейский Ariane 5. «Начиная с 2001 г. квот не должно быть совсем! – считает генеральный директор ГКНПЦ им. М.В.Хруничева Анатолий Киселев. – Должен быть международный рынок с честной конкуренцией, а не политические методы устранения конкурентов.»

Первоначально компания Lockheed Martin и предлагала правительству США полную отмену системы квот на коммерческие запуски. Затем лоббистам Lockheed Martin под давлением оппонентов пришлось добиваться хотя бы увеличения квот. Однако компания продолжает разъяснительную политику и борьбу за отмену ограничений в области коммерческих запусков. «Я уверен, что этот вопрос удастся успешно решить, – заявил вице-президент Lockheed Martin по сектору космоса и баллистических ракет Томас Коркоран (Thomas Corcoran). – При подготовке с Центром Хруничева соглашения о маркетинге «Ангары» [подписанного 28 июля с.г.] мы исходили из того, что квоты будут отсутствовать».



Затянувшийся отдых Arianespace заканчивается


С.Голотюк. «Новости космонавтики»

13 июля нарушила долгое молчание компания Arianespace, объявив о двух намеченных на август запусках РН. Первым намечено отправить в космос спутник связи Telkom 1 (изготовитель – Lockheed Martin; платформа типа A2100), принадлежащий индонезийской компании PT Telekomunikasi. Запуск запланирован на 5 августа на РН Ariane 42P (пуск V118); КА предназначен для оказания телекоммуникационных услуг и телевещания (34 транспондера C-диапазона, 12 транспондеров «расширенного C-диапазона»).

26 августа еще одна РН той же модели (пуск V120) должна вывести на орбиту принадлежащий южнокорейской компании Korea Telecom спутник Koreasat 3 (изготовитель – Lockheed Martin). Koreasat 3 – многоцелевой спутник для оказания услуг в области цифровой передачи данных, а также цифрового и аналогового телевещания (Ku-диапазон: 6 транспондеров непосредственного телевещания и 24 транспондера ФСС; Ka-диапазон: 3 транспондера ФСС).
Номер, присвоенный пуску РН семейства Ariane в ходе предварительного планирования, в дальнейшем не меняется при изменении даты старта и даже запускаемого КА. Неизменной остается участвующая в запуске РН. Буква V в обозначении пуска взята из французского слова vol – полет. Изредка номер полета указывают без буквы V.

29 июня РН для пуска V118 была вывезена из зоны подготовки на пусковую площадку стартового комплекса ELA 2, после чего в здании сборки РН 1 июля была установлена первая ступень РН для пуска V120.

Бросается в глаза перестановка КА Telkom 1: до сих пор его предполагалось отправлять на орбиту (вместе с КА AsiaStar) в ходе запуска V119, который должен был стать первым коммерческим стартом РН Ariane 5. Теперь непонятно, когда состоится этот запуск и какой груз предстоит нести изделию Ariane №504 (т.е. летному изделию №4 модели Ariane 5).

Не только перспективы полета V119, но и вообще дальнейший график запусков Arianespace выглядит довольно туманно: одни спутники не готовы, другим потребовались дополнительные проверки, устранение выявленных неполадок и т.д. Особенно отличилась компания PanAmSat, объявившая в мае об отсрочке запуска аппаратов, из которых как минимум три стояли в очереди на РН Ariane на 1999 г.

Впрочем, история повторяется: в прошлом году перерыв в запусках Arianespace продлился с конца апреля до конца августа. После чего началось «ускорение» – семь запусков за четыре месяца. Компания не отказывается от подобного варианта действий и на этот раз. Еще в июне она объявила, что готова «увеличить темп пусков, начиная с конца июля, для компенсации имевшей место в первом полугодии отсрочки доставки спутников во Французскую Гвиану». Программа-максимум – три запуска РН Ariane 5 и пять-шесть запусков РН Ariane 4.

(Желание наверстать отставание вполне понятно. Доходы Arianespace в 1998 г. – около 1.2 млрд $ – превысили уровень 1997 г. – около 1.1 млрд $. А в 1997 г. были выше, чем в 1996 г. Не хочется «терять темп».)

В качестве спутников-кандидатов – с оговоркой о том, что решающим условием является их готовность – были названы (помимо уже упомянутых Telkom 1 и Koreasat 3): КА AsiaStar (WorldSpace, США), КА Astra 2B (SES, Люксембург), КА Galaxy 11 (PanAmSat Corp., США), КА Helios 1B (МО Франции), КА Insat 3B (ISRO, Индия), КА Orion 2 (Loral Orion, США), КА Superbird 4 (SCC, Япония), КА W4 (Eutelsat), КА XMM (ЕКА), КА K-TV (New Skies, Нидерланды).

Тем временем портфель заказов Arianespace продолжает расти. После подписания в июне контракта на запуск в 3-м квартале 2000 г. спутника Nilesat 102 (головной изготовитель – Matra Marconi Space) компания имеет твердые заказы на запуск 42 КА на общую сумму около 3.3 млрд $.

НОВОСТИ

ü 7 июля компания AlliedSignal объявила о начале поставок новой авиационной связной системы Airsat 1, позволяющей звонить по телефону с борта авиалайнеров. Система Airsat 1 рассчитана на использование совместно со спутниковой системой Iridium. Ее главными особенностями представители AlliedSignal назвали непрерывность связи и «умеренную цену». При этом цена услуги для пользователей системы составит от 3.5 $/мин (телефонный звонок в пределах одной страны) до максимум 7 $/мин за международные звонки. – И.К.

І І І

ü 8 июля компания TRW Inc. поставила в Центр космических полетов им. Годдарда аппаратуру дистанционного зондирования Hyperion («Гиперион»). Эта аппаратура будет установлена на космическом аппарате EO-1, разработка которого ведется в рамках программы New Millenium. С помощью «Гипериона» наблюдение Земли будет проводиться в 220 спектральных диапазонах от видимой до ближней инфракрасной части спектра. Основной целью гиперспектральных наблюдений являются сложные экосистемы (береговые линии морей, леса, сельскохозяйственные и городские районы). Разрешение аппаратуры составит 30 м. Это первый инструмент такого класса, который будет выведен в космос. На изготовление и проведение испытаний «Гипериона» компании понадобилось всего 12.5 месяцев. В ходе полета TRW будет обеспечивать юстировку инструмента и проводить обработку данных. Запуск EO-1 намечен на декабрь 1999 г. с АБ Ванденберг. – В.А.

І І І

ü 22 июня 1999 г. группа сотрудников The Aerospace Corp., военнослужащих и государственных служащих получила Золотую медаль Национального разведывательного управления (NRO). Награду вручил директор NRO Кейт Холл в штаб-квартире этого ведомства в Шантильи (Вирджиния). В сообщении The Aerospace Corp. от 19 июля говорится, что награждена группа, планировавшая и осуществившая «большую разработку спутника-ретранслятора, которая удовлетворила или превзошла все условия задания, причем первый спутник-ретранслятор был поставлен по графику и в пределах бюджета». О какой конкретно программе идет речь, не уточняется. От лица директора по системам Управления связных систем The Aerospace Corp. Рода Лохманна (Rod Lochmann) и группы из 109 сотрудников награду принял генеральный менеджер Отделения планирования и связи Группы национальных систем Эл Бартелс. Это первый случай, когда Золотой медалью NRO награждена группа; ранее ею удостаивались только отдельные лица. – И.Л.

Объявление


Куплю литературу и любые другие материалы по космической программе «Аполлон» и по жизни и деятельности Вернера фон Брауна.

(095) 778-40-72
(095) 476-25-03

Александр Марков

Такого двигателя нет ни у кого


А.Лазуткин, летчик-космонавт, специально для «Новостей космонавтики»

Электрические двигатели встречаются в нашей жизни на каждом шагу. Достаточно посмотреть вокруг. Бытовые электроприборы, различные вентиляторы, гидронасосы, станки и автомобили – все эти устройства содержат электрический двигатель. Может показаться, что он уже достиг своего совершенства. Однако у российских разработчиков немало сил и времени уходит на то, чтобы сделать его еще лучше. И вот появляется новое поколение двигателей, способных заменить все существующие. Уже разработаны опытные образцы, работу которых мне довелось наблюдать своими глазами.

Первое, что приятно удивляет, – двигатель не может сгореть. Представьте себе, что вы работаете на циркулярной пиле и распиливаете доску. Что произойдет, если доска перекосится и зажмет пилу? Ротор двигателя перестанет вращаться, обмотка статора станет интенсивно нагреваться и, конечно, перегорит, если оперативно не отключить питание. Это может случиться практически с любым двигателем, используемым в настоящее время в промышленности или в быту. Но этого не произойдет с новым двигателем. Причина простая: ток в статорной обмотке вырастет всего лишь на 50%. При таком увеличении обмотка чуть-чуть нагреется, и совсем необязательно отключать питание. Двигатель с остановившимся ротором может находиться под напряжением длительное время.

Другое новшество. Регулировка скорости вращения осуществляется весьма простым электронным регулятором. Угловую скорость можно менять в диапазоне 0.1-10000 об/мин. При этом вращающий момент остается постоянным, и нет необходимости использовать редуктор. А это открывает новые возможности… По заказу одной нефтяной компании разработан и изготовлен подобный электрический двигатель для нефтекачалки. Его характеристики: угловая скорость – 90 об/мин, крутящий момент – 132 кГм. Еще раз повторю, что он вращает насосный агрегат напрямую, без редуктора, стоимость которого доходит до 4000 $, не считая технического обслуживания. И вот отпадает необходимость в столь дорогом приспособлении.

Еще одно преимущество, думаю, оценят эксплуатационники. Двигатель состоит из статора и ротора. Ротор не имеет обмотки. Кроме того, намотка статорной обмотки осуществляется на простую катушку. Три катушки – три фазы. В случае выхода из строя одной фазы, ее замена не представит большой трудности. Надо только отвинтить несколько болтов, снять крышку и заменить катушку с неисправной обмоткой. Максимум – 5 минут. Причем перемотка катушки по простоте действий не идет ни в какое сравнение с перемоткой статорной обмотки на современном электродвигателе.

Технология производства позволяет использовать новые разработки в нестандартных условиях. Я наблюдал, как двигатель работал под водой. Обычный электрический двигатель стоял на дне аквариума, а ротор вращался. Его можно было потрогать руками, не опасаясь поражения током. Корпусу двигателя не нужна специальная гидроизоляция. Вода свободно протекает между статором и ротором. Заизолированы только статорные обмотки. И двигатель работает. Кстати, был изготовлен электродвигатель-насос для работы на морских глубинах до 6500 метров. Для противодействия огромному наружному давлению (650 атм) полость статора сделана открытой. Мощность на валу – 2.2 кВт.

В конструкции двигателя отсутствуют: алюминиевые стержни, медная обмотка в роторе, вентилятор охлаждения. Форма магнитопроводов статора проста – обычная катушка. Намотка статорной обмотки практически не отличается от намотки ниток на обычную катушку. Корпус не содержит ребер охлаждения.

Вслед за электродвигателем был разработан генератор. Он также прост в изготовлении и имеет свою изюминку: может давать номинальный электрический ток при низких оборотах (от 10 до 3000 оборотов в минуту – таков его рабочий диапазон). Это означает, что такой генератор найдет применение на ветроустановках и микроГЭС. Возможность получать номинальный ток при низких оборотах и здесь позволит отказаться от использования редукторов. Генератор соединяется непосредственно с валом энергетической установки. Такая ветроустановка позволит получать номинальный ток уже при скорости ветра в 3-4 м/с, а не при 6-8 м/c, как происходит сейчас.

Как видите, последние разработки заметно отличаются в лучшую сторону от того, что сейчас широко применяется. Очевидно, стоит обратить внимание на эти новинки. Они по праву заслуживают путевку в жизнь в космонавтике… и не только. Кстати, за рубежом пока не изобрели ничего подобного. А в России двигатели нового поколения уже работают.

Координаты Центра космического сотрудничества «Планета Земля»: тел.: (095) 283-1837, факс: (095) 282-8212, E-mail: lazut@dol.ru

далее

назад