ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ)
Для служебного пользования
Экз. М
ЗАРУБЕЖНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
РЕФЕРАТИВНЫЙ СБОРНИК
Издается 1 раз в месяц
Выпуск 2
МОСКВА 1989

ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
информационных изданий по астрономии, геодезии,
исследованиям космического пространства и Земли из космоса
Главный редактор: акад. Р. 3. САГДЕЕВ
Члены редакционной коллегии:
проф. Т. А. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков,
акад. А. А. Боярчук, чл.-кор. АН СССР Ю. Д. Буланже, к. т. н. В. Д. Власов,
проф. В. Г. Горбацкий, д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, проф. #. Л. Зиман,
акад. К. Я. Кондратьев, к. ф.-м. н. Э. В. Кононович,
д ф.-м. н. А. П. Кропоткин, проф. М. Я. Маров, проф. А. Г. Масевич,
д. ф.-м. н. Д. И. Нагирнер, проф. Ю. М. Нейман, проф. И. Д. Новиков,
проф. Л. П. Пеллинен, проф. В. В. Подобед, к. х. н. Л. Д. Ревина,
к. ф.-м. н. Н. Н. Сажусь, проф. В. А. Сарычев, д. ф.-м. н. В. И. Слыш,
акад. В. В. Соболев, д. ф.-м. н. Л. В. Тутуков, к. ф.-м. н. В. Г. Шамаев,
д. ф.-м. н. В. В. Шевченко, к. ф.-м. н. /С. Б. Шингарева,
к. ф.-м. н. А. Ю. Щелканова (ученый секретарь редколлегии),
к. ф.-м. н. И. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора)
Научный редактор к. т. н. Б. И. Ермишкин
© ВИНИТИ, 1989

ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Перспективные планы научных космических исследований
В отчете национального научно-исследовательского совета
США «Космические исследования в 21 в.: неотложные задачи на
1995—2015 гг.», вышедшем в 1988 г., отмечается, что за
прошедшие 25 лет были достигнуты значительные успехи в
научных космических исследованиях, несмотря на традиционный
приоритет пилотируемых космических полетов НАСА. Отчет
состоит из 7 томов: 1. Общие выводы и рекомендации. 2.
Астрономические и астрофизические исследования. 3. Исследования
в области биологии медицины. 4. Исследования Земли и
околоземного пространства с помощью ИСЗ. 5. Физические и
химические исследования в условиях микрогравитации. 6.
Исследования физических процессов Солнца и в дальнем
космосе. 7. Исследования планет Солнечной системы и
особенно Луны.
Как отмечают обозреватели, реализация стратегических
планов научных исследований во многом будет определяться
условиями формирования бюджета. Во всех случаях программы на*
учных космических исследований в финансировании должны
вступать в неравную конкуренцию с ресурсопотребляющими
программами пилотируемых полетов НАСА. Чтобы исключить
такое подчиненное положение программ научных космических
исследований, руководитель отдела космических исследований
национальной академии наук Т. Донахоу предлагает
организовать независимые институты космических исследований,
финансируемые полностью из госбюджета и имеющие свои транспорт*
ные космические системы.
Наблюдения обозревателей подтверждают выводы
специалистов бюджетного управления конгресса США СВО после
изучения предложений НАСА по перспективам развития
космических исследований, изложенным в отчете «Обеспечение
лидирующего положения США в космических исследованиях и
перспективы их развития». Предложения НАСА, подготовленные
бывшим астронавтом Салли Райд, представляют собой
компромиссное решение между оптимистическими прогнозами и совре-
1* — 3 —

менными ограниченными возможностями. Они содержат 4
основных раздела:
— фундаментальные исследования Земли с использованием
возможностей метеорологических, геофизических,
океанографических и т. п. ИСЗ, в т. ч. исследование динамики толщины
озонового слоя атмосферы. Желателен вывод 9 ИСЗ
наблюдений и исследований Земли;
— дальнейшие исследования Солнечной системы с помощью
автоматических зондов;
— создание постоянно обитаемой базы на Луне к 2010 г.
База должна быть использована для исследований Луны и
создания межпланетной инфраструктуры;
— до 2020 г. осуществление старта пилотируемой
экспедиции к Марсу с гарантированным возвращением астронавтов с
результатами исследований на Землю.
Предложения НАСА в целом соответствуют новым
направлениям национальной космической программы, опубликованным
в начале 1988 г. Однако по подсчетам СВО в мае 1988 г.
реализация этих предложений приведет к росту расходов НАСА к
2000 г. до 30 млрд долл. в год. Вместе с тем осуществление
только современных программ НАСА уже превысит
прогнозируемые бюджетные ассигнования, поскольку стоимость полетов
в космос постоянно растет. Обеспечение функционирования
ООКС или подобных объектов с постоянным пребыванием вне
Земли астронавтов будет значительно превышать стоимость
больших проектов разового исполнения, напр, с высадкой
астронавтов на Луну.
Бюджетное управление конгресса провело также анализ
перспективных планов национальной комиссии по космическим
"исследованиям и AIAA, в которых считается возможным
создание обитаемой базы на Луне в 2005 г. и осуществление старта
экспедиции на Марс в 2015 г. Эти планы признаны
нереалистичными, поскольку они предусматривают разработку новых
сложных КА.
Вместе с тем НАСА необходимо восстановить доверие у
Белого дома и конгресса США. Это может быть достигнуто путем
безаварийного выполнения полетов МВКА, осуществления
программ космического телескопа, «Магеллан» в сторону Венеры и
«Галилей» к Юпитеру. Успешное выполнение этих задач будет
основанием для утверждения президентом США в 1991 г.
программ новых космических полетов для создания базы на Луне
и пилотируемой экспедиции на Марс.
Помощник руководителя НАСА по научным космическим
исследованиям Л. Фиск выдвинул свой план развития научных
исследований, в соответствии с которым достижение лидерства
США может быть осуществлено за счет реализации программ
астрофизических исследований. Он включает 5 основных
разделов:
— 4 —

1. Обеспечение финансирования уже санкционированных
проектов и их реализация, в т. ч. вывод космического
телескопа, обсерватории космических у-излучений, планетарных зондов
и т. п.
2. Открытие по возможности каждый год новых программ
с целью занятия лидирующего положения в мире:
— в 1989 г. — программы перспективной рентгеновской
астрофизической обсерватории AXAF;
— в 1990 г. — программы КА для встречи с кометой и
пролета около астероида, а также программы «Кассини» полета КА
к Сатурну;
в 1992 г. — программы крупной платформы исследований и
наблюдений за состоянием земных ресурсов;
— в 1993 г. — программы искусственного спутника Луны.
3. Открытие ежегодно малых программ, рассчитанных на
использование ракет-носителей типа «Скаут». Предполагается
выводить малые ИСЗ исследований характеристик
геомагнитного поля, по определению характеристик тропических дождей,
ИСЗ биологических исследований «Лайфсат» и т. д. Считается,
что эти малые программы имеют существенное значение для
подготовки следующего поколения ученых и технических
специалистов, поскольку объем работ и финансирования такой
программы позволяют осуществлять ее одним университетом и в
срок, достаточный для выполнения диссертационной работы.
Предполагается, что с 1991 г. начнется программа «Скаут-Экс-
плорер» астрономических и физических исследований.
Ежегодно будут проводиться 1—2 пуска ракет-носителей «Скаут».
В 90-х годах должна быть осуществлена серия выводов
объектов по программе «Лайфсат».
В США признается, что космическая агрикультура будет
абсолютно необходимой для длительных космических полетов.
Однако в настоящее время уровень знаний об условиях
оптимального роста растений в условиях микрогравитации очень
низок. Эксперименты в космосе должны дать сведения об этих
условиях и об ожидаемой урожайности. Для реализации
программы «Лайфсат» предполагается использовать свободные
места на орбитальной ступени МВКА и ракетах-носителях, а
также возможно ракеты-носители низкой грузоподъемности для
вывода на орбиту ИСЗ с массой ~680 кг каждый. В ИСЗ
устанавливается контейнер диаметром 106,8 см и высотой 63,5 см
с 6 прозрачными вегетационными камерами. Камеры будут
освещаться с 3 сторон лампами дневного света. Вентилятор
будет обеспечивать циркуляцию воздуха. Предусматривается
система питания растений водой и другими необходимыми
веществами. При разработке ИСЗ «Лайфсат» основными проблемами
считаются обеспечение ИСЗ энергией и разработка системы
удаления этилена. Существующие наиболее энергоемкие бата-

реи НАСА достаточны для обеспечения функционирования ИСЗ
только в течение 14 суток. Для упрощения конструкции панели
солнечных элементов на «Лайфсат» не применяются. Если
исключить использование бортового компьютера и системы
радиосвязи, то при потреблении мощности 25 Вт на освещение
можно будет продлить полет до 60 суток. В процессе
жизнедеятельности растений образуется этилен, накопление которого в
атмосфере будет угнетать растения. Наиболее простым методом
удаления этилена пока считается применение химических
поглотителей. Для экспериментов предполагается использовать
быстрорастущие мышиный салат Arabidopsis thaliana и некоторые
виды капусты с вегетативным циклом 35 суток в оптимальных
условиях и до 60 суток в условиях очень плохого освещения на
ИСЗ. Ожидается, что после первого поколения, выращенного
вне Земли, возможны отклонения в развитии. Условия
микрогравитации могут оказать отрицательное влияние на качество
семян, что приведет к ослаблению растений в следующих
поколениях. Однако для практических целей пока необходимо
выращивать в космосе только одно поколение растений.
4. План Л. Фиска далее предусматривает ведение работ по
подготовке к использованию ООКС для научных исследований.
Уже в настоящее время разрабатываются многоцелевые
установки с нагревательными устройствами, со съемными модулями
для экспериментов по горению, для проведения
гидродинамических и гидрофизических исследований, для бесконтактной
обработки материалов с применением левитации, для
выращивания кристаллов и т. д. Проектируется новая биотехнологическая
установка. Проводимые работы предлагается дополнить новым
исследовательским оборудованием в течение 5 следующих лет
для укрепления экспериментально-исследовательской базы
НАСА.
5. Разработка новых технических средств и развитие
инфраструктуры для выполнения зондовых исследований со
сравнительно малыми затратами. Предполагается использовать
высотные исследовательские ракеты, стратостаты, радиотелескопы
и т. д.
Отмечается, что в бюджет НАСА на 1989 г. заложены
элементы, которые будут существенными для НАСА через
5—10 лет, а именно:
— разработка перспективного бустерного РДТТ МВКА для
повышения грузоподъемности МВКА на 5,443 т;
— модификация орбитальной ступени МВКА для
увеличения до 14 суток продолжительности полета;
— работы по летному экспериментальному образцу
воздушно-космического самолета Х-30 и по исследованию
возможностей создания новой гиперзвуковой аэродинамической трубы
(совместно с ВВС США).
— 6 —

Кроме того на 1989 фин. г. выделены средства на программу
разработки новой космической техники Pathfinder и на
программу гражданской технологической инициативы CSTI.
План Л. Фиска отражает реальные тенденции,
наблюдающиеся в деятельности крупных научно-исследовательских
центров. Так Лаборатория реактивных двигателей (JPL)
Калифорнийского технологического института, по заявлению директора
Л. Аллена, в условиях пока невосстановленной возможности
вывоза ИСЗ направляет свои усилия в развитие отдельных
технических дисциплин, имеющих значение для
ракетно-космической техники. Ведутся работы по созданию электроракетных
двигателей, ядерных энергетических установок, радиоизотопных
генераторов, по миниатюризации устройств и т. п. Считается
целесообразным вместо вывода одного крупного и сложного ИСЗ
раз в несколько лет регулярно выводить много малых и
дешевых КА. В частности, предлагается микро-КА с массой 1 кг,
который может быть направлен с околоземной орбиты в
дальний космос с помощью электромагнитного ускорителя. Микро-КА
будет нести один прибор целевого назначения для научных
исследований и аппаратуру связи с наземными станциями. Новым
направлением считается комбинирование двигательной
установки КА с аппаратурой для научных экспериментов за счет
применения единой микроволновой системы, что позволит снизить
массу КА в 3—10 раз. В предлагаемой схеме легкие солнечные
батареи будут использоваться для питания магнетронного
генератора. Энергия генератора будет использоваться в
электроракетном двигателе, работающем на принципе
электронно-циклотронного резонанса. Когда КА достигнет планеты, то
микроволновая энергия будет применяться в радиолокационной схеме
для съемки поверхности планеты.
Вместе с тем, в настоящее время более 48% сотрудников
JPL ведут работы по перспективной микроэлектронике,
автоматизации и роботизации по темам, финансируемым МО США, а
20% сотрудников — по контрактам с МО США. В. А. Карелин
«Aerokurier», 1988, 32, № 3, 254
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 11, 91—92
«Flight International», 1988, 133, № 4118, 15
«Nature», 1988, 332, № 6167, 767; 334, № 6177,
2,6
«New Scientist», 1988, 118, № 1614, 32
«Space World», 1988, 4, № 3, 13—15
2. Деятельность западноевропейских государств
в области космоса
Согласно концепции правительства ФРГ предусматривается
развертывание космических и наземных средств для обеспече-
— 7 —

ния пилотируемых полетов в рамках программ Европейского
космического агентства (ЕКА) и поиска новых областей
использования ИСЗ в рамках национальной космической программы.
Предусматривается такой уровень финансирования, который
обеспечил бы ФРГ лидирующее положение в ряде областей
космической технологии.
В ноябре 1987 г. правительство ФРГ попросило сократить на
15—20% его ассигнования на долговременную космическую
программу ЕКА с тем, чтобы расширить исследования ФРГ по
сверхзвуковым аппаратам, в особенности по двигательным
установкам для них. Такие НИОКР позволят ФРГ занять
лидирующее положение в разработке следующего поколения
воздушно-космических самолетов (ВКС) и сверхзвуковых
пассажирских самолетов.
ФРГ намерена сосредоточить усилия на тех направлениях
развития ракетно-космической техники, в которых она занимает
лидирующее положение в настоящее время, включая
исследования по невесомости (D-missions, Texas, Maus, GAS), а также
по автоматическим и робототизированным системам.
Предусматривается осуществление специальной программы по
спутниковым системам связи и дистанционному зондированию (ДЗ)
Земли.
Правительство ФРГ будет стремиться убедить частные
фирмы в расширении НИОКР на собственные средства путем
увеличения их коммерческой заинтересованности в таких областях
исследований как передача данных, ДЗ, производство в
условиях невесомости и в разработке ракет-носителей (РН).
Правительство ФРГ считает целесообразным уделять
внимание вопросам военного использования космоса, в частности в
областях разведки, связи и навигации. В этих областях имеются
лишь небольшие различия между техникой военного и
гражданского назначения, что позволяет добиться больших успехов в
военной и гражданской технике при значительном сокращении
затрат на разработку и эксплуатацию систем. Ассигнования на
авиацию и космонавтику представлены в таблице.
В правительстве ФРГ обсуждался вопрос о создании
управления по космонавтике DARA (Deutsche Agentur fur Raum-
fahrt)- Окончательное решение по этому вопросу должно было
быть принято до августа 1988 г. Управление DARA разместится
вблизи Бонна.
В соответствии с 5-летней Национальной программой ФРГ
по сверхзвуковым технологиям (NHTP), работы по которой
были начаты в первой половине 1988 г., ведутся исследования
по МВКА «Зенгер». Программа должна обеспечить создание
новых долговременных технологий, необходимых для
разработки перспективной Европейский космической транспортной
системы (ESTS). Концептуальные исследования системы ESTS
уже проводятся фирмами МВВ и Dornier. Принятие решения
— 8 —

по программе NHTP было ускорено тем, что в Великобритании
были начаты исследования по ВКС «Хотол», а в США — по
ВКС NASP (National Aerospaceplane).
Ассигнования правительства ФРГ на авиацию и космонавтику
в 1984—1987 гг. (млн марок ФРГ)
Назначение
Авиационные гражданские проекты,
всего
В том числе:
исследования (министерство
исследований)
разработки (министерство
экономики)
Продажи (министерство экономики)
Авиационные военные проекты, всего
В том числе:
исследования
разработки
закупки
эксплуатация
Космические проекты (министерства
исследований, транспорта, почт),
всего
В том числе:
по прогоаммам ЕКА
по национальной программе
(институт DFVLR)
Итого
1984 г.
481
176
248
57
7,313
163
665
5,287
1,025
367
658
8,819
1985 г.
552
172
339
41
7,013
203
1,032
4,538
1,202
414
788
8,767
1986 г.
536
197
320
19
7,239
255
981
4,723
1,311
559
752
9,176
1987 г.
767
205
502
60
8,016
332
1,194
4,990
1,694
699
995
10,477
15 июня 1988 г. был выведен на орбиту радиолюбительский
ИСЗ «Амсат-ЗС», который был изготовлен радиолюбителями
ФРГ с помощью своих коллег из США, Японии и ФРГ. ИСЗ
«сАмсат-ЗС» был вторичной полезной нагрузкой новой
западноевропейской РН «Ариан-4», проходившей свои первые летные
испытания. Бортовой ЖРД спутника обеспечил его перевод с
начальной орбиты, имевшей наклонение 10°, на расчетную
эксплуатационную орбиту высотой 1500X36 000 км (наклонение
57°, период обращения 11ч). После выхода на заданную
орбиту ИСЗ был переименован в ИСЗ «Оскар-13». Основные
характеристики ИСЗ: масса — 90 кг, мощность батарей солнечных
элементов — 40 Вт, расчетный срок службы — 6 лет.
Западноевропейский консорциум Arianespace осуществляет
регулярные запуски ИСЗ по заказам разных государств. 8сен-
2-52Д
— 9 —

тября 1988 г. с помощью РН «Ариан-3» были запущены два
американских коммерческих связных ИСЗ: 1) фирм GTE Spa-
cenet GStar-3 (стартовая масса 1270 кг); 2) фирмы
Transponder Leasing Corp. SBS-5. Согласно заявлению Фредерика Д'Ал-
леста (президент консорциума Arianespace), сделанному в
начале сентября 1988 г., фирма «гордится тем, что в течение
^месяцев надежно и аккуратно запустила 13 ИСЗ».
Запуск французского ИСЗ для прямого ТВ-вещания TDF-1
с помощью РН «Ариан-2» намечался на конец октября —
начало ноября 1988 г. По состоянию на сентябрь 1988 г. фирма
заключила 39 контрактов на запуск ИСЗ на общую сумму
14 млрд фр. фр. (2,3 млрд долл.).
Летом 1988 г. сенат Италии одобрил решение о создании
Итальянского космического агентства (ASI), которое станет
правительственной организацией. Согласно заявлению Антонио Ру-
берити (министр научных и технологических исследований),
ассигнования на космические исследования по бюджету
правительства Италии за последние пять лет увеличились на 450%.
Ассигнования на эти цели достигнут уровня 800 млрд лир
(700 млн долл.) с тем, чтобы обеспечить работы по различным
национальным программам («Италсат», IRIS с ИСЗ серии «Ла-
геос», привязной ИСЗ TSS, KA SAX, исследования в области
микрогравитации) и вклад в программы ЕКА: орбитальной
станции «Колумб», РН «Ариан-5», МВКА «Гермес», ИСЗ DRS
(Data Relay Satellite), связным ИСЗ и центру управления в
Фучино. Б. И. Ермишкин
«Interavia Air Letter», 1988, № 11540, А-В;
№ 11579, 4
«Spaceflight», 1988, 30t № 8, 308, 311
3. Увеличение вероятности повреждения ИСЗ
космическим «мусором»
Канадский астроном Сидней ван-ден-Берг обращает
внимание научной общественности на факт очень быстрого
увеличения числа обломков ракет и космических аппаратов (КА) в
околоземном космическом пространстве, что приводит к
увеличению вероятности повреждения эксплуатируемых автоматических
ИСЗ и пилотируемых КА.
По состоянию на лето 1988 г. по данным РЛС командования
NORAD в околоземном пространстве находилось около 6 тыс.
искусственных объектов размером с картотечный шкаф, из
которых только 5% являются эксплуатируемыми ИСЗ. Помимо
этого по околоземным орбитам движется порядка 60 тыс.
мелких обломков размером менее почтовой марки, скорость полета
которых составляет более 8 км/с.
Уже имеются примеры повреждения КА космическим
«мусором». В июне 1983 г. во время полета МВКА «Спейс Шаттл» с
— 10 —

орбитальной ступенью (ОС) «Челленджер» на одном из
иллюминаторов ОС образовалась выемка диаметром 2,5 мм, причиной
которой явилось соударение с частичкой краски поперечником
всего лишь 0,2 мм. Это потребовало замены стекла
иллюминатора при подготовке ОС к следующему полету.
По оценке ван-ден-Берга, вероятность повреждения ИСЗ,
находящегося на орбите в течение года, частицей размером е
металлическую монету достигнет к 2000 г. 5%. Повреждение
может привести к выходу ИСЗ из строя, если оно затронет
какой-либо из важных компонентов конструкции ИСЗ (например,
бортовой компьютер).
Серьезную проблему представляют соударения ИСЗ, срок
службы которых истек. Каждые 10 лет число таких ИСЗ
учетверяется. При соударениях ИСЗ образуется очень много
мелких осколков. Сильное загрязнение околоземного космического
пространства будет наблюдаться в процессе летных испытаний
различных видов оружия, разрабатываемых по программам
СОИ. Поражение ИСЗ-мишени приведет к образованию
порядка 1 тыс. мелких обломков. В дальнейшем вокруг Земли может
образоваться постоянное кольцо из мелких обломков,
напоминающее естественные кольца Сатурна. Б. И. Ермишкин
«New Scientist», 1988, 119, № 1625, 25
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
4. Развитие военных космических систем ВС США
В настоящее время роль космических систем в обеспечении
многогранных процессов деятельности войск, возможного
ведения вооруженной борьбы с применением различных систем ору*
жия все более возрастает. Современные космические системы
могут быть использованы для решения широкого круга военных
задач, в том числе: ведения стратегической и тактической
разведки, управления войсками и силами, организации
многоканальной дальней связи в глобальном масштабе, обнаружения
ядерных взрывов и пусков баллистических ракет,
прогнозирования метеорологической обстановки. Это обуславливает
повышенное внимание военного ведомства США, проявляемое к
развитию и совершенствованию космических систем военного
назначения. Эксперты предполагают, что 90-е годы будут
характеризоваться еще боле высокими темпами развития космических
систем. Это находит свое отражение и в примерных объемах
финансирования основных космических программ Пентагона,
направленных на создание новых и модернизацию
существующих космических систем различного функционального
назначения. Основными направлениями совершенствования
перспективных космических систем военного назначения являются: разра-
2* — И —

ботка новейших технологий, улучшение защиты КА от
различных поражающих факторов, повышение помехоустойчивости и
пропускной способности линий связи, освоение новых
широкополосных диапазонов частот, увеличение сроков активного
функционирования КА на орбите, уменьшение их
массово-габаритных показателей, энергопотребления и стоимости.
Большая часть ассигнований Пентагона, по мнению
специалистов, выделяемая на осуществление космических программ,
предназначается на развитие систем космической разведки и
связи. Сведения о финансировании программ создания и
совершенствования систем космической связи публикуются в
открытой печати.
В 90-е годы ВВС США планируют дальнейшее
развертывание на орбите спутников связи новой серии DSCS-3C и ИСЗ
связи нового поколения «Милстар». ВМС отвечают за
разработку КА UHF-диапазона частот нового поколения,
предназначенных для замены спутников связи существующих систем «Флят-
сатком», «Лисат», создания семейства легких спутников связи
по программе «Лайтсат», разработку системы лазерной спутни-
ковод связи с ПЛАРБ и новых спутников системы океанской
разведки NROSS.
Наиболее приоритетной космической программой Пентагона
является программа «Милстар». Высказывается мнение, что в
перспективе система «Милстар» заменит существующую систему
DSCS-3. В то же время, ряд экспертов высказывается за
продолжение программы DSCS. Так или иначе системы DSCS и
«Милстар» довольно длительный период времени будут
функционировать одновременно и использоваться комплексно.
По планам разработчиков, ИСЗ «Милстар» будут
использовать для организации связи широкополосный диапазон
44/20 ГГц. Связь на линии «Земля-спутник» будет
осуществляться в диапазоне 44 ГГц, а на линии «спутник-Земля» — в
диапазоне 20 ГГц. Спутники «Милстар» будут иметь повышенную
стойкость к поражающим воздействиям ядерного взрыва, в том
числе к электромагнитному импульсу, а также иметь защиту от
лазерного оружия. Спутники «Милстар», размещаемые на
высокой геостационарной орбите, по мнению разработчиков, будут
достаточно надежно защищены от различных видов
противоспутникового оружия наземного и воздушно-космического
базирования.
Основная часть аппаратуры связи ИСЗ «Милстар» будет
работать в EHF-диапазоне частот (20/44 ГГц). Вместе с тем, для
использования в системе существующих наземных станций
UHF-диапазона, общая стоимость которых превышает 2 млрд
долл!, ИСЗ «Милстар» первых выпусков будут оснащены
дополнительным ретранслятором UHF-диапазона. Развертывание
системы «Милстар» планируется осуществить в несколько этапов.
— 12 —

На первом этапе предполагается создать три эксперименталь-'
ных образца спутников «Милстар». Первый из них планируется'
вывести на орбиту в 1990 г., хотя ранее его запуск
предполагалось осуществить в 1988 г. Серийное производство КА «Мил-
стар» начнется с шестого спутника системы в 1992 г., согласно
предварительным планам.
Генподрядчиком системы «Милстар» является фирма
Lockheed Missiles and Space. В 1983 г. фирма заключила контракт
стоимостью 1,05 млрд долл. на разработку системы «Милстар».
Полномасштабное развертывание системы в составе 8 ИСЗ на
орбите и начало ее оперативного использования запланировано
на середину 90-х годов. В разработке системы «Милстар»
принимают участие фирмы Aerospace, Hughes, GE, Ford Aerospace
and Communications, TRW и др. Детальные данные по
финансированию программы «Милстар» засекречены. Специалисты
полагают, что стоимость полномасштабной разработки программы
составит около 10 млрд долл.
Под руководством ВМС США разрабатываются ИСЗ
UHF-диапазона нового поколения. На их создание в 1988—1989
годах ассигновано 298,5 млн долл. Предполагается, что каждый
новый ИСЗ будет способен осуществлять ретрансляцию 39
стандартных каналов связи. Новые спутники связи в перспективе
должны заменить спутники существующих систем МО США
«Флитсатком» и «Лисат». Вместе с тем, предусматривается
сопряжение этих систем с перспективной в переходный период.
В новой системе, например, можно будет использовать
существующие наземные станции спутниковой связи типа AN/WSC-3.
В то же время новый ИСЗ на линии «Земля-спутник» будет
использовать SHF-диапазон частот, что значительно расширит
его возможности.
Основными системами спутниковой связи МО США
функционирующими в настоящее время являются DSCS,
«Флитсатком» и «Лисат». На орбите в рабочем состоянии находятся
спутники DSCS-2, разработанные еще в начале 70-х годов. Срок
активного функционирования этих ИСЗ на орбите
заканчивается в начале 90-х годов. Им на смену постепенно приходят
спутники серии DSCS-3. Эти ИСЗ рассчитаны на образование
1300 телефонных каналов в диапазоне частот. Спутники DSCS-3
дополнительно оснащены одноканальным ретранслятором
системы «Афсатком», обладают улучшенными характеристиками
по стойкости к поражающим факторам, помехозащищенности,
засекречиванию связи. Антенные системы спутников включают
многолучевые приемные и передающие антенны, позволяющие
ослаблять влияние источника преднамеренных и случайных
помех. Первые ИСЗ серии DSCS-3 были разработаны
корпорацией GE. Новую модификацию спутников DSCS-3C создаст
консорциум фирм Ford Aerospace, GE/RCA, TRW, Hughes.
Окончательное заключение контракта ожидается в 1989 г. Новый
— 13 —

ИСЗ будет иметь улучшенные оперативно-технические
характеристики, а также оснащен экспериментальным блоком
аппаратуры связи в EHF-диапазоне. Срок активного существования
спутников DSCS-3 на орбите достигает 10 лет. Стандартная
конфигурация системы включает размещение четырех рабочих и
двух резервных ИСЗ на геостационарной орбите. Таким
образом, спутники системы DSCS-3 будут функционировать на
орбите до конца 90-х годов, а возможно и в следующем
столетии.
К середине 90-х годов заканчивается эксплуатация систем
связи «Флитсатком» и «Лисат». В 1989 г. планируется вывести
на орбиту последний ИСЗ системы «Флитсатком» и восьмой по
счету из всех изготовленных. Спутники «Флитсатком» № 7 и
№ 8 будут находиться некоторое время в орбитальном резерве,
так как функционирующие на орбите ИСЗ системы еще не
выработали свой ресурс. На борту спутников № 7 и № 8
установлены блоки экспериментальной аппаратуры связи EHF-диапа-
зона для проверки уже созданных терминалов для системы
«Милстар», отладки технологии и методов организации связи в
этом диапазоне частот.
Одновременно с созданием систем спутниковой связи, МО
США осуществляет целый ряд программ, направленных на
разработку военных спутников другого функционального
назначения. Наиболее важными из них являются программы создания
и модернизации различного рода разведывательных ИСЗ.
Вместе с тем, разработки в этой области строго засекречены и даже
настоящие названия этих программ не фигурируют в открытой
печати. О существующих системах отдельная информация
публикуется. В рамках программы DSP разрабатываются спутники
системы раннего предупреждения о ракетном нападении
IMEWS («Имеюс»). Иногда эти спутники именуются в печати
в соответствии с названием программы их разработки — DSP.
В 1987 г. генподрядчик создания ИСЗ «Имеюс» фирма TRW
заключила контракт на изготовление пяти дополнительных
спутников системы. По последним данным, разработка новой
серии ИСЗ «Имеюс» заканчивается. Начиная с 14-го по счету
спутника системы, на орбиту будут выводиться ИСЗ DSP-1.
Спутники новой серии DSP-1, по сравнению со своими
предшественниками, будут использовать средства лазерной связи
«спутник-спутник» (что практически исключает подавление
линий связи противником и перехват передаваемой информации),
более совершенные и автономные системы управления,
усовершенствованные датчики обнаружения с криогенными модулями
и др. Спутники DSP-1 будут иметь повышенную стойкость к
поражающим факторам противоспутникового оружия. По
заявлениям специалистов, в конструкцию ИСЗ и его важнейших
подсистем внесено много существенных усовершенствований,
однако эти данные не подлежат разглашению.
— 14—

По программе DMSP (или «Метстар») в интересах МО
США разработаны спутники метеорологической разведки.
Спутники системы функционируют парами на полярных солнечно-
синхронных орбитах высотой до 700 км. ИСЗ системы
«Метстар» оснащены разнообразными метеодатчиками, камерами
отображения, работающими в различных частях спектра
электромагнитного излучения. У перспективных ИСЗ «Метстар»
предполагается улучшить защиту от противоспутникового
оружия. В разработке программы «Метстар» принимают участие
корпорации: GE, Hughes, Westinghouse, American Satellite,
Harris.
Более чем на два года задерживается запланированное
развертывание глобальной спутниковой военной системы
навигации GPS («Навстар») из-за длительного перерыва полетов
МВКА «Спейс Шаттл». В настоящее время ВВС США,
отвечающие за реализацию программы, приняли решение об
использовании для вывода на орбиты спутников системы «Навстар» РН
типа «Дельта», вместо МВКА «Спейс Шаттл». По подсчетам
специалистов, для этой цели потребуется не менее 20 РН
«Дельта». Вывод на орбиту первых ИСЗ системы «Навстар»
запланирован на осень 1988 г. Полномасштабное развертывание
системы «Навстар» в составе 28 ИСЗ предполагается завершить в
1992 г.
С помощью системы «Навстар» могут быть определены
координаты в пространстве и параметры перемещения самолетов,
кораблей и наземных мобильных пользователей системы,
оснащенных специальными приемниками сигналов с ИСЗ «Навстар».
Точность определения пространственных координат военных
пользователей составляет, по прогнозам специалистов, 16 м.
Однако не исключается предоставление права пользования
системой и другим ведомствам в США и за рубежом, правда, уже
с более высокой погрешностью определения координат.
Кроме непосредственного использования ИСЗ «Навстар» по
их целевому назначению, эти спутники будут выполнять еще
одну важную функцию. Их предполагается использовать для
засечки ядерных взрывов путем размещения на ИСЗ «Навстар»
специальных датчиков системы IONDS. Совмещение функций
навигации и обнаружения ядерных взрывов по мнению
экспертов вполне оправдано и целесообразно. В создании системы
«Навстар» принимают участие фирмы: Rockwell International,
Seal Beach, Rockweell Collins, IBM, Texas Instr. и др.
По прогнозам специалистов в 90-е годы, несмотря на
ограничения роста военного бюджета в целом, перспективы
финансирования космических программ МО США продолжают
оставаться благоприятными. Ю. В. Денисов
«Defense Electronics», 1988, 20, № 5, 46, 48, 52,
54—58, 62, 63
— 15 —

5. Критика Эдварда Теллера за преувеличение боевой
эффективности рентгеновских лазеров
В связи с рассекречиванием ряда докладных записок,
направлявшихся правительству США в 1984 г. известным физиком
Эдвардом Теллером, журнал «New Scientist» (август 1988 г.)
опубликовал заметку, в которой последний подвергается
критике за сильное преувеличение боевой эффективности
рентгеновских лазеров. В одном из писем Теллера утверждалось, что
США могут создать боевую установку размером с конторский
стол, которая будет способна уничтожить все советские МБР
наземного базирования, а несколько таких установок —
«подавить» или сбить все МБР, запущенные с борта подводных
лодок. В письме, датированным декабрем 1984 г., говорится, что
при достаточном уровне финансирования рентгеновское
лазерное оружие, именуемое Super Excalibur, может быть создано в
течение нескольких лет.
Теллер и его коллега по Ливерморской национальной
лаборатории им. Лоуренса Лоуэлл Вуд подвергнуты критике за
«слишком, оптимистические» и «технически некорректные»
заявления относительно программы исследований по
рентгеновским лазерам, проводимой в Ливерморской лаборатории.
Автором критики в адрес Теллера и Вуда является Рой Вудрафф,
который был руководителем работ по ядерным вооружениям в
Ливерморской лаборатории.
В письме в Полу Нитце Теллер говорил, что «один модуль
рентгеновского лазера» может создать 100 тыс. «индивидуально
управляемых лучей», каждый из которых может нанести «почти
смертельные повреждения упрочненной цели, совершающей
полет». Рентгеновские лазеры космического базирования смогут
поражать цели глубоко в атмосфере Земли, вплоть до высоты
30 км. Теллер утверждал, что излучение рентгеновского лазера
будет в 1012 ярче, чем свечение при взрыве ядерного заряда,
который служит для накачки рентгеновского лазера. В письме к
Мак-Фарлейну утверждалось, что боевая эффективность
рентгеновских лазеров может быть продемонстрирована в течение
трех лет. Вудрафф комментирует это пророчество следующим
образом: «Три года прошло, а мы нисколько не приблизились
к решению поставленной задачи».
В отчете Контрольно-финансового управления конгресса
США (GAO) говорится, что в свое время Вудрафф относился
оптимистически к программе НИОКР по рентгеновским
лазерам, которая проводится в Ливерморской лаборатории. На эту
критику Вудрафф ответил, что была большая разница между
программой Super Excalibur, предусматривавшей разработку
рентгеновских лазеров для системы ПРО, и программой
Excalibur, целью которой была разработка менее мощного
рентгеновского лазера с одним лучом для поражения ИСЗ. «Программа
— 16 —

Excalibur осуществляется успешно как в экспериментальном,
так и в теоретическом плане», заявил Вудрафф. Б.И.Ермишкин
6. Корабельная система управления боевыми действиями
«Иджис»
На десяти из 27 запланированных к оснащению крейсеров
ВМС США класса «Тикондерога» уже установлено
оборудование системы «Иджис», которая предназначена для
обнаружения и отражения нападения самолетов, противокорабельных
крылатых ракет, кораблей и подводных лодок. В 1988 г.
конгресс утвердил ассигнования в размере 4,1 млрд долл. на
оснащение последних пяти из этих 27 крейсеров оборудованием этой
системы. На новых эсминцах класса «Барке», строительство
которых осуществляется в настоящее время, планируется
установка более компактного варианта этой системы.
В течение пятилетнего периода с момента оснащения
крейсеров эта система доказала свою эффективность в качестве
средства координации боевых действий в составе группы
кораблей. Однако до настоящего времени нет единого мнения
относительно ее эффективности при защите от противокорабельных
крылатых ракет, выходящих к целям на предельно малой
высоте над поверхностью моря.
Основу системы «Иджис» составляет РЛС SPY-1A с
фазированной антенной решеткой (ФАР), состоящей из четырех
плоских решеток, каждая из которых имеет диаметр >3 м и
содержит свыше 4400 излучающих элементов. На носовой и
кормовой рубках размещаются по две плоские решетки. Путем
быстрой регулировки относительной фазы в пределах
небольших групп элементов отдельной решетки обеспечивается
электронное изменение ориентации главного луча в пределах 100-град.
сектора, причем изменение ориентации осуществляется за
несколько микросекунд. Поэтому четыре плоских решетки
обеспечивают полное перекрытие в пределах полусферы с
дальностью обнаружения быстролетящих целей, превышающей
300 км. В отличие от обычных поворотных антенн эта ФАР
каждую секунду формирует сотни лучей с электронным
сканированием, что позволяет сопровождать более 250 воздушных и
надводных целей.
Управление работой РЛС осуществляется с помощью ЭВМ
в составе 11 аппаратных стоек процессора сигналов, который
формирует команды на генерацию соответствующих
радиочастотных сигналов (после приема эхо-сигнала от цели система
излучает гораздо более короткие импульсы для сопровождения
и разрешения целей, находящихся на небольшом расстоянии
друг от друга). Радиочастотный сигнал, усиленный
передатчиком, подводится к соответствующей антенной решетке.
Мощность в импульсе составляет 5 МВт, средняя мощности 35 кВт.
Работа осуществляется в диапазоне частот от 1550 до 5200 МГц.
3—52Д — 17 —

Радиолокационные эхо-сигналы поступают в суммарный
канал (для измерения дальности) и в два разйостных канала (для
определения угла места и азимута цели). После усиления в
предусилителях осуществляется преобразование для получения
промежуточной частоты, затем сигналы опять усиливаются и
направляются на процессор сигналов, который рассчитывает
азимут и дальность. ЭВМ производит преобразование этих
данных в отметку цели для воспроизведения на экране индикатора
и назначает высокую частоту обновления данных для вновь
обнаруженных целей. При наличии высокого уровня помех в
режиме поиска или сопровождения осуществляется селекция
движущихся целей.
Используется ЭВМ AN/UYK-7 фирмы Unisys с четырьмя
аппаратными стойками, четырьмя блоками центрального
процессора, 12 модулями ЗУ и четырьмя контроллерами
ввода/вывода. ЭВМ задает последовательность работы РЛС,
осуществляет обнаружение и сопровождение целей в пределах
облучаемых участков воздушного пространства и управляет связью с
запущенными ракетами SM-2, посылая команды наведения и
принимая от ракет сообщения. Программные средства
позволяют формировать данные сопровождения, оценивать работу РЛС
и сообщения, поступающие от ракет, предупреждать операторов
о возникновении любых гипотетических угроз.
На экранах индикаторов ясно воспроизводится район
боевых действий, причем возможно отображение не только
отметки цели, соответствующей последнему циклу сканирования, но
и отметок от нескольких предшествующих циклов.
Предусматривается наложение отметок целей на сформированную с
помощью компьютера карту, изображающую береговую линию в
любой части света общей протяженностью до 3700 км.
Возможно также воспроизведение в увеличенном масштабе, когда
протяженность составляет всего 15 км. Отметки показывают
положение целей на поверхности, в воздухе или под водой (на
основе данных гидролокатора) с указанием принадлежности
(«свой», «предположительно свой», «чужой»,
«предположительно чужой», «принадлежность не известна»). Пропускная
способность этой системы позволяет легко интегрировать на экранах
индикатора данные, получаемые от самолетов ДРЛО Е-2 и Е-3,
а также от других кораблей, входящих в состав боевой группы.
Однако возможности системы в боевых условиях будут
ограниченными вследствие работы средств радиопротиводействия и
необходимости минимизировать радиолокационное излучение.
О мерах контррадиопротиводействия, предусматриваемых в
этой системе, сведений нет, однако известно, что это первая
система, которая с самого начала разрабатывалась так, чтобы
противостоять воздействию электромагнитного импульса,
возникающего при ядерном взрыве. Защита от электромагнитного
импульса и от электромагнитных помех требует особого зазем-
— 18 —

ления, поэтому, в частности, для использования в этой системе
предназначены кабели с двойной экранировкой, которые в
дальнейшем стали стандартными в ВМС США.
Использование ФАР не устраняет необходимости в обычных
РЛС, поэтому крейсеры ВМС США, оснащенные аппаратурой
системы «Иджис», имеют также РЛС SPS-49 и SPS-55,
предназначающиеся для наблюдений в пределах больших угловых
секторов и для более эффективного сопровождения медленно
движущихся целей, чем это может делать РЛС SPY-1. Эти РЛС
с вращающимися антеннами предназначаются также для
«маскировки» крейсера и имитации корабля меньших размеров
(например, сторожевого корабля). Необходима также обычная
РЛС обнаружения воздушных целей, поскольку дальность
действия РЛС SPS-1 преднамеренно понижена для уменьшения
числа отметок на экране индикатора.
Система «Иджис» может обеспечить заблаговременное
обнаружение крылатых ракет, запущенных с низколетящих
самолетов или с подводных лодок. Проблема, однако, заключается в
том, какое оружие использовать для защиты от таких ракет,
летящих на высоте над уровнем моря не более 3 м.
Ракеты-перехватчики с радиолокационным наведением не годятся,
поскольку их радиолокационные головки самонаведения не
позволят различать крылатые ракеты на фоне помех от морской
поверхности. В то же время корабль представляет собой очень
большую радиолокационную цель для любой крылатой ракеты.
Двух или трех крылатых ракет достаточно для насыщения
автоматической ствольной зенитной установки «Фаланкс».
Поэтому могут применяться средства радиоэлектронного
подавления и дипольные отражатели.
На крейсере имеется различное ракетное вооружение,
включая ракеты фирмы Martin-Marietta с вертикальным пуском,
ракеты для борьбы с подводными лодками и ракеты SM-2.
РЛС SPY-1 одновременно может управлять полетом
нескольких ракет SM-2 с полуактивным наведением. Для этого в
верхней части рубок размещены четыре устройства
радиолокационного подсвета целей Мк-99 с зеркальными антеннами.
Каждая такая антенна может обеспечить наведение одной ракеты
на заключительном этапе полета к цели при использовании
определенной частоты в диапазоне 8000—12 000 МГц.
Н. Я. Щербак
«IEEE Spectrum», 1988, 25, № 6, 24—26
7. Воздушно-космическая разведка
Задачи военной воздушно-космической разведки довольно
разнообразны — от контроля соблюдения договоров по
разоружению и сбора стратегической информации для высшего воен-
3* — 19 —

но-политического руководства до ведения тактической разведки
и обеспечения действий войск на поле боя. Это предопределяет
выбор средств и способов ее ведения. Воздушно-космическую
разведку можно вести средствами радиоперехвата, электронной,
радиолокационной и оптической разведки и др.
Космическая разведка в настоящее время эффективно
ведется с КА всеми перечисленными средствами. Разведывательные
спутники, используемые в последние годы, в зависимости от
орбиты подразделяются на три категории: низкоорбитальные,
среднеорбитальные и высокоорбитальные. Низкоорбитальные
КА размещаются на высотах 100—500 км. Эти КА используются
в основном для визуальной разведки. Они могут получать и
транслировать на наземные станции или сбрасывать в
специальных капсулах получаемые изображения участков земной
поверхности с высокой разрешающей способностью. Изображения
могут передаваться и в реальном времени с помощью
трансляции ТВ-сигналов. Эти спутники оснащены фото- и
кинокамерами, ИК-сенсорами и многоспектральными датчиками
отображения. Использование ИК-датчиков позволяет вести разведку и в
ночное время, когда применение обычных оптических систем
становится неэффективным. Среднеорбитальные КА
размещаются на высотах порядка 1,5—15 тыс. км. Спутники оснащены
аппаратурой радиоперехвата различных диапазонов частот и
используются преимущественно для радиоэлектронной разведки.
Они осуществляют прослушивание информации в различных
радиосетях, как гражданских, так и военных, включая
прослушивание телефонных переговоров дальней связи и прием
сигналов телеметрии с советских КА и МБР. Чувствительность
приемников разведывательных спутников очень высока. Отмечается,
например, что с помощью спутников разведки прослушивались
переговоры аварийных команд, занятых при ликвидации
последствий аварии на Чернобыльской АЭС, которые велись с ж>
пользованием маломощных портативных радиостанций УКВ-
диапазона.
Высокоорбитальные КА оснащены большим набором
датчиков, включая счетчики электромагнитного излучения. С
помощью ИСЗ, размещаемых на геостационарных орбитах, в центры
обработки информации передаются важные сведения и данные
о пусках ракет с полигонов, запусках КА, подземных и
наземных взрывах большой мощности и др.
Не менее важную роль в обеспечении современных боевых
действий и войсковых учений играют системы и средства
воздушной разведки. В настоящее время их значение еще более
возросло с появлением систем высокоточного оружия (ВТО) и
разработкой интегральных разведывательно-ударных
комплексов. США используют в целях воздушной разведки три
основных типа пилотируемых самолетов. Это усовершенствованный
самолет-разведчик, U-2R/TR-1, самолет RC-135, прототипом ко-
— 20 —

торого является коммерческий лайнер «Боинг-707» и
сверхзвуковой самолет SR-71 «Блэкберд». Самолет SR-71 за один час
полета способен получить снимки около 150 тыс. км2 земной
поверхности. Его фотокамеры делают за это время около
1800 снимков поверхности по курсу полета и бокового обзора.
Имеется возможность панорамных съемок. Протяженность
фиксируемой панорамы превышает 100 км. Самолеты семейства
U-2R/TR-1 оснащены разнообразной радиоэлектронной
аппаратурой, включая системы радиоперехвата и
пеленгования. Совершая полет на высотах 22—27 км, самолет TR-1
получает развединформацию и может передавать ее в реальном
времени на наземные пункты ретрансляции и приема.
Стратегический воздушный разведчик-самолет RC-135 предназначен в
основном для ведения радио и радиоэлектронной разведки.
Эскадрильи этих самолетов ведут разведку, барражируя вдоль
границ СССР. Особенно интенсивно их деятельность
проявляется в восточных районах у границ СССР.
В тактическом звене с разведывательными целями
планируется использовать такие системы, как «Джистарс», «Хэв
квик», «Джитидс», ПЛСС, спутниковая система навигации
«Навстар». Система «Джистарс» будет использовать радарную
подсистему обнаружения целей и специальное оборудование,
размещаемые на борту самолета Е-8А (модифицированный
«Боинг-707»). Эта система предназначена для засечки,
идентификации подвижных наземных целей противника и наведения на
них средств поражения. Система «Джитидс» предназначена для
распределения информации разведывательного характера
между органами управления и элементами боевого порядка войск.
Предполагается в перспективе комплексное использование
систем «Джистарс», «Джитидс» и ПЛРС. Последняя
предназначена для точного определения местоположения элементов
боевого порядка своих войск в динамике боя. Перспективным
представляется создание гибридной системы ПЛРС/«Джитидс».
Важным дополнением к перечисленным системам является
перспективная глобальная навигационная система космического ба^
зирования «Навстар», которая будет включать 18 рабочих КА>
размещаемых на различных орбитах.
Наряду с пилотируемыми средствами воздушной разведки
все более широкое распространение получают беспилотные
разведывательные летательные аппараты. Одним из наиболее
удачных образцов таких аппаратов считается американский ЛА
«Аквила». Он предназначен для передачи развединформации и
целеуказания тактическим средствам поражения типа ракетной
системы залпового огня МЛРС.
Важным элементом, обеспечивающим доведение получаемой
развединформации до заинтересованных органов, являются
системы связи. В целях передачи данных стратегической разведки
наиболее широко используются спутниковые системы связи, в
— 21 —

том числе ДСЦС, «Флитсатком» и др. В целом, роль
космических систем в разведывательных системах неуклонно
повышается. Новый толчок к их развитию дало начало разработки
программы СОИ. Ю. В. Денисов
{ «Design News», 1987, 43, № 17, 135—138
«Signal», 1987, 42, № 2, 83-^-89
8. Полевые испытания аппаратуры пользователей
системы «Навстар GPS»
В апреле 1985 г. по результатам конкурса предложений
отделение Collins Government Avionics фирмы Rockwell
International получило контракт министерства обороны США на
изготовление аппаратуры пользователей спутниковой
радионавигационной системы GPS. Согласно условиям этого контракта,
отделение Collins должно в течение 1986—1989 гг. выпустить
6200 комплектов аппаратуры четырех различных модификаций:
одноканальной ранцевой (автомобильной) аппаратуры, двухка-
нальной аппаратуры для вертолетов и самолетов авиации
сухопутных войск, пятиканальной аппаратуры для вертолетов и
самолетов ВВС и ВМС США и пятиканальной корабельной
аппаратуры. Комплект одноканальной ранцевой аппаратуры имеет
массу 7,7 кг, масса приемника, предназначающегося для приема
сигналов на частотах Li и Ьг и обработки кодов Р (точных) и
С/А (приближенных) измерений составляет 5,7 кг, объем 740 X
ХЮ~5 м3, приемник сохраняет сопровождение сигналов при
скорости объекта установки до 25 м/с и ускорении до 6 м/с2.
Комплект двухканальной аппаратуры имеет массу 15,8 кг, в том
числе масса приемника 11,3 кг, объем 1180x10~5 м3,
сопровождение сигналов не срывается при скорости объекта установки
до 400 м/с и ускорении 40 м/с2. Комплект пятиканальной
аппаратуры для летательных аппаратов армейской авиации, а также
самолетов ВВС и ВМС имеет массу 23,6 кг, масса приемника
16,3 кг, объем приемника 1600хЮ~5 м3, сопровождение
сигналов не срывается при скорости до 1200 м/с и ускорении 118 м/с2.
Комплект пятиканальной корабельной аппаратуры имеет массу
27,7 кг, в том числе масса приемника 22,7 кг, сопровождение
сигналов не срывается при скорости до 1200 м/с, ускорение до
118 м/с2.
С конца 1985 по начало 1986 гг. проводились испытания
созданных отделением Collins на этапе разработки в полном
объеме образцов аппаратуры этих четырех модификаций. Полевые
испытания в течение 6,3 тыс. ч продемонстрировали, что эта
аппаратура не только удовлетворяет требованиям обеспечения
точности измерений, равной 16 м, но и существенно повышает
возможности по выполнению соответствующих боевых заданий.
Положительные результаты испытаний содействовали принятию
— 22 —

в июне 1986 г. решения о выделении ассигнований на выпуск
установочных партий аппаратуры.
Испытания одноканальной ранцевой (автомобильной)
аппаратуры проводились командованием по испытаниям и оценке
боевой техники сухопутных войск США ТЕСОМ в июле —
октябре 1985 г. и специальной группой вооружения ВМС в июле
1985 — марте 1986 гг. Во время этих испытаний аппаратура
устанавливалась на автомобиле М1009 CUCV, на катере «Си-
фокс», а также испытывалась в ранцевом варианте. По
результатам испытаний общей продолжительностью 2066 ч (1516 ч —
испытания командованием ТЕСОМ, 550 ч — испытания,
выполненные ВМС) круговая вероятная погрешность измерений
положения в горизонтальной плоскости составила 4—5 м
(283 785 измерений), линейная погрешность измерения
положения в вертикальной плоскости 5—6 м (283 785 измерений),
интервал времени до первого после включения аппаратуры место-
определения 5,5 мин, точность вывода при навигации к
промежуточному пункту маршрута 6,8 м. По данным командования
ТЕСОМ, среднее значение погрешности измерения
местоположения в горизонтальной плоскости 9,4 м, среднеквадратичное
отклонение 46,0 м, среднее значение погрешности измерения
высоты 11,0 м, среднеквадратичное отклонение 4£,2 м. По данным
ВМС, статическая погрешность измерений в горизонтальной
плоскости ±4 м, в вертикальной плоскости ±8 м,
воспроизводимость результатов измерений местоположения в
горизонтальной плоскости ±15 м; воздействие многолучевых сигналов не
обнаружено; в динамических условиях заметного ухудшения
точности измерений не обнаружено; в течение 550-ч проверок
отказов не было.
В марте 1986 г. была выполнена оценка работы аппаратуры
ранцевого (автомобильного) варианта при размещении под
густой листвой при использовании в качестве эталонных данных
координат опорных пунктов геодезической сети и данных
системы определения положения и азимута PADS. По результатам
этих оценок круговая вероятная погрешность определения
местоположения в горизонтальной плоскости при наличии
видимости неба составляла 8,8 м, в густой листве (высота деревьев
~60 м) 14,8 м, линейная вероятная погрешность измерений
высоты соответственно 10,5 и 17,7 м.
При испытаниях двухканальная аппаратура
устанавливалась на борту вертолета UH-60, который выполнял полет на
предельно малой высоте, полет со следованием рельефу
местности, полет на малой высоте. При общем налете 572 ч круговая
вероятная погрешность определения положения в
горизонтальной плоскости при отсутствии помех составляла 8 м (64 651
измерение), линейная вероятная погрешность измерений высоты
9 м (68 651 измерение), интервал времени до первого
определения местоположения составляло 0,5 мин. При этом среднее
- 3 —

значение погрешности измерения положения в горизонтальной
плоскости составляло 9,6 м, среднеквадратичное отклонение
18,7 м, в вертикальной плоскости соответственно 10,7 и
8,9 м.
При установке двухканальной аппаратуры на борту
авианосца СУ-64 сферическая вероятная погрешность определения
местоположения составила 13 м, интервал времени до первого
местоопределения местоположения был равен 5,0 м. Пятика-
нальная аппаратура (корабельный вариант) устанавливалась
на подводной лодке SSN-701. Сферическая вероятная
погрешность определения местоположения составляла 12 м, интервал
времени до первого местоопределения был равен 1,33 мин.
Пятиканальная аппаратура устанавливалась на самолетах
F-16 и В-52, причем самолет F-16 выполнил 47 полетов, а
бомбардировщик В-52 — 23 полета. Большая часть этих полетов
совершалась в направлении полигона сухопутных войск Юм
(шт. Аризона), который оснащен высокоточной лазерной
системой сопровождения. Пятиканальная аппаратура
устанавливалась также на штурмовике А-6. Самолеты F-16 и В-52
оснащались 7-элементной антенной с формированием провалов в
направлении помеховых источников CRPA, самолет А-6 оснащался
антенной с фиксированной диаграммой направленности FRPA.
По результатам испытаний сферическая вероятная погрешность
определения местоположения для самолета А-6 составляла 6 м,
интервал времени до первого местоопределения 1,5 мин, для
самолета В-52 соответственно 10 м (интервал времени до
первого местоопределения не оценивался), для самолета F-16 13 м
и 2,3 мин.
По результатам этих испытаний намечено проведение ряда
мероприятий, направленных на повышение надежности
аппаратуры. В частности, предполагается проведение испытаний на
принудительный отказ на уровне заменяемых в условиях
эксплуатации блоков и устройств с тем, чтобы можно было
выполнить модификацию в заводских условиях до развертывания в
войсках. Далее, на уровне компонентов и печатных плат будет
проводиться сплошная проверка с отбраковкой, чтобы устранить
отказы на начальных этапах эксплуатации аппаратуры. Для
повышения надежности аппаратуры ранцевого
(автомобильного) варианта до величины средней наработки на отказ, равной
2000 ч, планируется проведение заводских испытаний и
испытаний в условиях эксплуатации в течение примерно 105 тыс. ч.
Лётные испытания двухканальной аппаратуры должны будут
проводиться в течение 34 тыс. ч для достижения СНО = 929 ч.
Н. Я. Щербак
«IEEE Aerosp. and Electron. Syst. Magazine»,
1988, 3, № 6, 11—21
— 24 —

9. Запуски военных ИСЗ связи
Великобритания намечает вывести на орбиту три военных
связных ИСЗ серии «Скайнет-4». Запуск первого из них («Скай-
нет-4В») намечался на ноябрь 1988 г. с помощью РН «Ариан-4»
(запуск V-27) совместно с люксембургским ИСЗ для прямого
ТВ-вещания «Астра-1». ИСЗ «Скайнет-4А» должен быть
выведен на орбиту американской коммерческой РН «Титан-3» в
середине 1989 г. (совместно с японским ИСЗ JCSat-2), а «Скай-
нет-4С» — в 1990 г. РН серии «Ариан». ИСЗ серии «Скайнет-4»
(головные разработчики фирмы British Aerospace и Marconi)
должна заменить ИСЗ «Скайнет-2», который был выведен на
орбиту в 1976 г.
ИСЗ блока НАТО, именуемый «НАТО-4А», должен быть
выведен на орбиту в начале 1990 г. с помощью американской РН
«Дельта-2» (модификация 6925). Носитель для вывода на
орбиту второго ИСЗ этой серии («НАТО-4В») еще не выбран.
Грузоподъемность РН «Дельта-2» модификации 6925
составляет 1,6 т в случае вывода ИСЗ на переходную к
геостационарной орбиту. Первый запуск этой РН с ИСЗ серии «Навстар»
(США) намечен на начало 1989 г. Запуск ИСЗ «Нато-4А»
будет стоить 50 млн долл. ВВС США партия из 20 РН «Дельта-2»
продается по льготной цене 669 млн долл. (средняя цена одной
РН около 33,5 млн долл.), причем фирма McDonnell Douglas
гарантирует повторный запуск ИСЗ в случае неисправности РН
«Дельта-2».
Министерство обороны Великобритании в июле 1988 г.
заключило дополнительный контракт с фирмой Maroni Space
Systems стоимостью около 1 млн ф. ст. на проведение
исследований концепции и возможностей следующего поколения военных
ИСЗ связи, удовлетворяющих требованиям вооруженных сил
Великобритании. Б. И. Ермишкин
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1201, 61, 78
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
10. Перспективы изучения Земли с помощью ИСЗ
В исследованиях Земли с помощью ИСЗ принимают участие
ученые многих стран: США, СССР, Франции, Индии и Японии.
Организации этих стран и Европейское космическое агентство
(ЕКА) получают научную информацию от ИСЗ, находящихся
на низких полярных орбитах и на геостационарной орбите.
Готовятся к запуску своих ИСЗ Канада, КНР и Италия.
На 1990 г. ЕКА наметило вывод на орбиту ИСЗ ERS-1,
который будет проводить съемку поверхности суши, океанов,
прибрежных вод и ледяных полей при всех метеорологических
4—52Д — 25 —

условиях. В соответствии с программой «Топекс/Посейдон»,
осуществляемой США совместно с Францией, будут
проводиться, начиная с 1991 г., точные измерения рельефа поверхности
океанов, что позволит всесторонне изучать морские течения.
С 1991 г. американский ИСЗ UARS (Upper Atmospheric
Research Satellite) начнет передавать информацию о химическом
составе верхних слоев атмосферы Земли. Японский ИСЗ ERS-1,
запуск которого запланирован на 1991 г., предназначается для
глобальных исследований минеральных, энергетических,
сельскохозяйственных и лесных ресурсов Земли, а также для
мониторинга окружающей среды.
С помощью канадского ИСЗ «Радарсат», который должен
быть выведен на орбиту в 1992 г., будет осуществляться съемка
поверхности Земли с высокой разрешающей способностью для
исследования арктических районов и океанов, а также для
изучения сельскохозяйственных, водных и лесных ресурсов.
В Италии в 1993 г. намечено запустить второй ИСЗ серии
«Лагеос», предназначенный для геодезических измерений с
помощью лазерной аппаратуры. На основании этих данных
изучаются перемещения континентальных плит.
Индийский ИСЗ ERS будет передавать
сельскохозяйственные, геологические и гидрологические данные для научно
обоснованного использования природных ресурсов. Япония
планирует вывести на орбиту в 1993 г. ИСЗ AEO (Advanced Earth
Observation Satellite) для изучения изменений цвета
поверхности океанов и атмосферы.
НАСА (США) осуществляет программу всесторонних
исследований Земли в глобальном масштабе, которая является
частью Международной программы по изучению
геосферы-биосферы. Данные от дистанционной аппаратуры, установленной
на многочисленных ИСЗ, позволяют изучать специфические
явления в глобальном масштабе. Согласно перспективной
программе должна быть создана международная система из 5
геостационарных ИСЗ и 4 ИСЗ, находящихся на полярных
солнечно-синхронных орбитах. Вкладом США в эту программу будут
3 геостационарных и два полярных ИСЗ. ЕКА и Япония
поставят по одному геостационарному и полярному ИСЗ. Вывод
на орбиту полярных ИСЗ состоится в период 1994—1997 гг., а
геостационарных ИСЗ —в 1996—2000 гг.
Предложено осуществить в США в 90-х годах серию
запусков ИСЗ ESE (Earth System Explorer), которые совместно с
ИСЗ других стран будут производить измерения, требующие
использования особых орбит и специальной аппаратуры. С
помощью ИСЗ такого типа можно проводить измерения балансов
радиационных тепловых потоков Земли, количества осадков в
тропических районах земного шара, а также исследовать
гравитационное и магнитное поля Земли.
- 26 -

ИСЗ типа EOS (Earth Observing System), оснащенные
аппаратурой HACA, и американского управления NOAA, а также
аппаратурой Японии, западноевропейских стран и других
государств, обеспечат проведение мониторинга магнитного поля
Земли, температуры и содержания водяных паров в земной
атмосфере; измерения разнообразных характеристик:
концентрации озона и аэрозолей; тепловых потоков, излучаемых Землей;
количества осадков; температуры поверхностных слоев морей
и океанов; толщины морских ледовых полей; содержание
хлорофилла в океанах; скорости приповерхностных ветров; высоты
волн и характеристик морских течений; толщины снежных
покровов. ИСЗ серии EOS могут быть использованы также для
исследования вопросов землепользования, изучения
растительности, вулканов и гидрологических циклов, оценки урожая
сельскохозяйственных культур. Не исключена возможность
использования ИСЗ EOS для ретрансляции сигналов с потерпевших
аварию судов и самолетов. На борту ИСЗ EOS будет
устанавливаться перспективная оптическая, микроволновая,
радиолокационная и лазерная аппаратура.
Комплекс ИСЗ на полярных и геостационарной орбитах
позволит измерять разнообразные характеристики Земли, включая
ее облачный покров, растительность, ледовые поля, выпадение
осадков и влажность поверхностных слоев и атмосферы.
Исследования океанов должны охватывать морские течения,
содержание хлорофилла в воде и воздействие ветра на поверхностные
слои. Изучение земной коры предусматривает исследования
перемещений континентальных плит и их деформацию, а при
изучении теплового баланса Земли будут изучаться воздействия
составляющих атмосфер (СО2, метана, озона и др.)-
Вывод ИСЗ на полярные орбиты намечено производить РН
«Титан-4». Геостационарные научные платформы будут
собираться экипажем перспективной ООКС, а затем переводиться
на геостационарную орбиту с помощью межорбитальных
транспортных аппаратов (OMV).
В комплексных исследованиях Земли помимо НАСА,
Национального научного фонда (NSF) и управления NOAA будут
участвовать и другие правительственные организации США.
Б. И. Ермишкин
«Aerospace America», 1988, 26, № 7, 44—46
11. Разработка антенны для ИСЗ «Радарсат»
Канадский ИСЗ для дистанционного зондирования земной
поверхности «Радарсат», в качестве основного датчика, будет
оснащен РСА, работающей при любых погодных условиях и при
любой освещенности. Предусмотрены пять режимов работы
РСА с разрешением от 10 до 100 м и изменением угла падения
4* — 27 —

луча, так чтобы он направлялся в любую точку земной
поверхности в пределах полосы обзора шириной 500 км. При этом
могут освещаться несколько разных по ширине (узких и
широких) составных полос с углами падения луча на поверхность
от 20- до 49°. Предусмотрены также экспериментальные лучи,
расширяющие возможности наблюдений вне указанных
пределов. Выбираемый в соответствии с особенностями наблюдаемой
поверхности режим работы обеспечит практически полное
ежедневное перекрытие района Арктики с целью определения
ледовых условий. Вся территория Канады может перекрываться в
течение трех суток, что обеспечит прогноз урожайности
сельскохозяйственных культур и другие наблюдения. Возможность
изменения положения луча позволит формировать трехмерные
изображения земной поверхности. Все эти функции РСА
обеспечиваются антенной с электронным путем отклоняемым лучом.
Пять указанных режимов работы РСА предполагают
использование в целом 15 различных лучей, представленных в таблице.
Параметры лучей
№ луча
1
2
3
4
5
6
7
W-1
W-2
F-1
F-2
F-3
F-4
F-5
Scan SAR
Scan SAR
Ширина
пятна, км
108
106
107
107
105
106
102
166
150
50
48
44
44
43
311
521
РСА ИСЗ
Угол
Ближний
«Радарсат»
падения, град
край
полосы обзора
20,0
24,2
30,5
33,6
36,5
41,4
44,8
20,0
30,8
37,1
39,5
41,8
43,7
45,6
20,0
20,0
Дальний край
полосы об'зора
27,4
31,1
36,9
39,7
42,1
46,5
49,3
31,1
39,5
39,8
42,0
43,9
45,8
47,5
39,5
49,3
Как видно из представленной таблицы, предусмотрены
7 стандартных лучей с шириной пятна примерно 100 км,
перекрывающих полосу обзора шириной 500 км. При этом соседние
лучи перекрываются между собой, по меньшей мере, на 10%.
Предусмотрены также два широких и пять узких лучей,
обеспечивающих высокое разрешение. Заслуживает внимания режим
Scan SAR, при котором используется возможность переключе-
— 28 —

ния лучей для сканирования двух широких полос обзора. Один
такой луч сканирует общую полосу обзора от ближнего края
к дальнему при пониженном разрешении. Наконец, в
соответствии с пятым режимом работы, используется набор из трех
экспериментальных лучей с большими углами падения.
Описанные режимы работы РСА обусловливают ряд
различных требований к антенной системе. Так, для удовлетворения
требований по обеспечению высокого разрешения антенная
система должна иметь высокий коэффициент усиления и ее луч
должен наводиться с очень высокой точностью. При этом она
должна иметь малую массу, высокую прочность и жесткость,
должна быть развертываемой. Вследствие большой скорости
ИСЗ на орбите (7,5 км/с) достаточно высокой должна быть и
скорость переключения луча, с тем чтобы не было разрывов в
перекрытии поверхности и связанных с этим потерь
информации. Весьма быстрым должно быть и сканирование в режимах
Scan SAR. Все эти особенности антенной системы должны
сохраняться в течение всего срока службы ИСЗ, равного пяти
годам.
После всестороннего анализа, при котором учитывалось
большое число факторов, включая габариты, сложность
конструкции, качество работы, техническую завершенность,
надежность и многое другое, была выбрана плоская волноводно-щеле-
вая антенная решетка с размерами апертуры 15x1,5 м.
По сравнению с другими вариантами (зеркальная многолучевая
антенна, микрополосковая антенная решетка и др.) такая
антенная система, хотя и несколько тяжелее, но зато обладает
наилучшими качественными показателями. Физически антенна
выполнена из пяти панелей, примерно равных по длине. Перед
запуском они складываются и на орбите развертываются.
Центральная панель жестко укреплена на модуле полезной
нагрузки ИСЗ, четыре остальных панели удерживаются механизмом
развертывания антенны. Важным доводом в пользу щелевых
антенных элементов является то обстоятельство, что взаимная
связь у них возникает, в основном, в азимутальной плоскости,
так что в угломестной плоскости, между рядами волноводов со
щелями взаимная связь мала. В противном случае, было бы
затруднено формирование диаграммы направленности (ДН).
Для обеспечения требуемой рабочей полосы частот (33 МГц)
при использовании узкополосных волноводов со щелями все
панели возбуждаются в режиме бегущей волны, а сами щели
работают со смещением относительно резонанса.
Для отработки технических решений был создан
экспериментальный макет антенной системы. Излучающие панели
изготовлялись с использованием стандартных коммерческих медных
волноводов, стенки которых со стороны излучающей апертуры
впоследствии утончались. Задача минимизации массы при этом
не ставилась, поскольку на этом этапе нужно было отработать
— 29 —

принципы и механизм развертывания. Кроме того, проверялись
электрические характеристики антенны, с тем чтобы убедиться
в правильности выбора типа антенны. На макете было
поставлено только 14 переменных фазовращателей, в остальных
точках были поставлены фиксированные фазовращатели (типа
«тромбон»). Все это давало возможность точно сформировать
один луч и проверить возможности его переключения. Макет
антенной системы был смонтирован в жесткой раме.
Электрические характеристики рассчитывались и сравнивались с
результатами измерений.
Результаты испытаний антенной системы показали, что
основные цели ее создания достигнуты. Главные ее элементы
функционировали, как ожидалось. В частности, угломестная
диаграммообразующая схема, управляемая переключением
фазы, обеспечивала высокую точность разделения мощности со
среднеквадратичным отклонением от расчетных значений на
0,17 дБ. С учетом работы включенных 14 фазовращателей,
среднеквадратичное значение разброса установки фазы было
лучше 1,3° на центральной частоте 5,3 ГГц и на краях рабочей
полосы частот (равной 33 МГц) ухудшалось до 4,5°. Общие
измеренные потери в диаграммообразующей схеме составили
0,6 дБ. Измеренная ДН очень хорошо совпала с расчетной.
Незначительные расхождения наблюдались на уровне ниже
—25 дБ. Каждый создаваемый антенной системой луч будет
иметь трапециевидную форму с крутым передним фронтом.
Флюктуации плоской вершины не должны превышать ±0,5 дБ.
Коэффициент усиления экспериментального макета антенной
системы оценивался путем сравнения с коэффициентом
усиления стандартного рупора и с максимальным уровнем расчетной
ДН. Расчетное и измеренное значения коэффициента усиления
составили соответственно 34,5 и 34,6 дБ. Аналогичное
совпадение наблюдалось для большинства из испытываемых лучей.
В процессе определения ДН в азимутальной плоскости
наблюдались два интерференционных лепестка под углами 55
и 85°. Их объяснили проявлением поляризационных эффектов,
связанных с наклонами щелей, а это объясняется геометрией
системы. К сожалению, у таких волноводно-щелевых антенных
решеток «четные» и «нечетные» щели не идентичны, поскольку
они наклонены в противоположные стороны. Для точки
наблюдения, смещенной относительно азимутальной оси, но
находящейся на угломестной оси, знак угла наклона щели не должен
влиять на уровень излучения на согласованной поляризации.
Однако смещение относительно угломестной оси (как это имеет
место для большинства лучей в системе «Радарсат» ДН для
«четных» и «нечетных» щелей различны. Это и обусловливает
довольно большие боковые лепестки. Однако, поскольку это
явление оказалось объясненным теоретически, стало возможным
предложить ряд технических решений для его устранения. Про-
— 30 —

стейшим из этих решений представляется попеременное
изменение угла наклона щелей от ряда к ряду. М. Е. Фикс
«Canadian Aeronautics and Space Journal»,
1988, 34, № 2, 102—106
12. Изучение поведения животных с помощью
спутниковой телеметрии
С 1984 г. ряд организаций США и Канады по изучению
поведения животных проводит совместные работы, направленные
на создание спутниковой телеметрической (ТМ) системы. Эта
система должна заменить дорогостоящие и сложные
радиотехнические (РТМ) УКВ-системы. Детальная информация о
местонахождении и поведении канадских оленей, белых медведей и
других крупных млекопитающих на Аляске получались с
помощью системы сбора данных и местоопределения «Аргос». Эта
система, являющаяся результатом совместной разработки
Национального центра космических исследований Франции, НОАА
и НАСА, создана для регулярного сбора данных об
окружающей среде в любой точке земного шара. Передатчики с массой
1,6—2 кг работают на частоте 401,650 МГц в течение примерно
12—18 месяцев. Сигналы с передатчиков принимались
приемниками системы «Аргос» на борту двух погодных ИСЗ «Ти-
poc-N» на солнечно-синхронных, близких к полярным орбитах.
Данные с ИСЗ принимались станциями слежения,
ретранслировались на центры обработки данных и затем рассылались
пользователям посредством готовых записей на магнитной ленте,
распечаток или просто по телефонным линиям.
В течение 1985—1986 гг. была собрана информация более
чем о 25 тыс. местонахождений и 28 тыс. наборов других
данных о канадских оленях и белых медведях. Местонахождения
рассчитывались по доплеровскому сдвигу передаваемых
сигналов по мере того, как ИСЗ приближался к передатчику и
удалялся от него. Средняя ошибка местоопределения передатчиков,
находящихся в известном месте (м= 1265), составляла 829 м;
90% рассчитанных местонахождений были на расстоянии 1700 м
от истинного местонахождения. Передатчики на оленях
обеспечивали в среднем 3,1 местоопределений за 6 часов работы
ежедневно; передатчики на белых медведях—1,7
местоопределений за 12 ч ежедневной работы. В течение первых 6 месяцев
работы пропали сигналы с трех передатчиков на оленях и от
10 до 36 — на белых медведях.
Для анализа и отображения детальной информации о
местонахождении и поведении животных, получаемой с ИСЗ,
использовалась географическая информационная система,
включающая другие базы данных (растительный покров, рельеф
местности, гидрологическая обстановка, распределение льда
— 31 —

и др.). Для обработки и отображения данных, получаемых с
помощью системы «Аргос», было разработано специальное
программное обеспечение, с помощью которого исследователи
получали возможность применять спутниковую систему для
наблюдения за животными. М. Е. Фикс
«US Dep. Inter. Fish and Wildlite Serv. Resour.
Publ.», 1988, № 172, 1—54
13. Создание систем спутниковой связи мобильных
абонентов
Под непосредственным руководством или при содействии
Европейского космического агентства (ЕКА) целый ряд стран и
международных коммерческих объединений осуществляет
разработку программ, направленных на создание спутниковых
систем связи для мобильных абонентов, в том числе самолетов
гражданской авиации. ЕКА приняло программу космических
исследований PSDE, целью которой является
широкомасштабная разработка технологии создания систем спутниковой связи
мобильных абонентов. Французский центр CNES проводит
работы по созданию коммерческой спутниковой системы «Лок-
стар» для обеспечения связи и навигации мобильным абонентам
на суше, в воздухе и на море. Аналогичные разработки
осуществляет Великобритания. Европейское сообщество спутниковой
связи «Eutelsat» в конце 90-х годов предполагает установить
аппаратуру связи мобильных абонентов на борту спутника
«Евтелсат-3».
По программе PSDE разрабатываются два
экспериментальных спутника связи, которые предполагается вывести на
геостационарную и высокую эллиптическую орбиты в период
1992—1995 гг. В качестве полезных нагрузок планируется
использовать аппаратуру связи, разрабатываемую по программе
«Арамис», которая предназначена для передачи сигналов в
аварийных ситуациях. Предполагается, что прообразом аппаратуры
перспективного спутника связи третьего поколения будет
оборудование существующей системы «Инмарсат» аналогичного
назначения. Разработчики предполагают использовать для
передачи сигналов L-диапазон частот. Связь планируется
организовывать в двух режимах работы спутника, в зависимости от типа
используемых антенн. При использовании антенн с широкой
диаграммой направленности излучаемая мощность сигналов
составит 39 дБ • Вт. При организации связи с помощью
многолучевой антенны для 12 фиксированных территориальных зон
излучаемая мощность будет достигать 45 дБ • Вт.
Промышленные круги Великобритании, занимающиеся
спутниками «Мареке» и «Инмарсат-2» проявляют интерес к
реализации программ «Арамис» и «Ламекс». К первой программе по-
— 32 —

вышенный интерес проявляет фирма Marconi, ко второй —
British Aerospace. По программе «Ламекс» предполагается
установить на спутниках аппаратуру связи, обеспечивающую обмен
информацией мобильным абонентам в Европе и авиалайнерам в
воздушном пространстве над Северной Атлантикой. В середине
1989 г. предполагается полностью ввести в строй коммерческую
систему спутниковой связи для авиалайнеров. Разработку этой
системы именуемой «Скайфон» осуществляют фирмы Racal и
British Telecom International (BTI). На предварительных
испытаниях была успешно осуществлена трансатлантическая связь
самолета «Боинг-747» английской авиакомпании с наземной
станцией спутниковой связи в Гунхилли (Корнуэл). Фирма
Racal объявила, что может за три дня установить аппаратуру
спутниковой связи на самолетах типа «Боинг-747».
На линиях телефонной связи системы «Скайфон»
применяется вокодерная связь со скоростью передачи информации в
цифровом виде 9,6 кбит/с. В отличие от стандартного цифрового
канала, рассчитанного на скорость передачи 64 кбит/с,
пониженная скорость передачи, используемая в системе «Скайфон»,
позволяет увеличить количество организуемых в линии каналов
связи, снизить массо-габаритные показатели оборудования
связи. Предполагается, что услугами системы «Скайфон» смогут
воспользоваться абоненты примерно 180 стран. Орбитальные
ретрансляторы системы «Скайфон» планируется размещать на
спутниках связи международной системы «Инмарсат». На
спутниках системы «Инмарсат» предполагается разместить
ретрансляторы другой системы связи авиалайнеров — «Продат».
Разработка этой системы должна быть закончена еще в 1988 г. На
линии самолет-спутник предполагается использовать диапазоны
частот 1,5 и 1,6 ГГц.
Американская фирма Orion Network Systems в кооперации
с фирмой British Aerospace планируют разработать, вывести на
геостационарную орбиту и организовать начальную
эксплуатацию коммерческого спутника для организации
трансатлантической связи. По предварительным замыслам планируется
изготовить три спутника системы: рабочий (на орбите), резервный (на
орбите) и резервный (на Земле). Первый ИСЗ планируется
вывести на орбиту в 1991 г. Второй ИСЗ может быть выведен
на орбиту в 1992—1993 гг. В качестве РН для вывода спутников
на геостационарную орбиту предполагается использовать
американскую РН «Дельта» или европейскую «Ариан».
Разработчики полагают, что масса ИСЗ будет находиться в пределах
1,8—2,1 т.
Зарубежные эксперты прогнозируют, что ближайшие годы
будут характеризоваться быстрым ростом систем спутниковой
связи для мобильных абонентов. В Европе по их мнению
услугами такого рода связи будут пользоваться от 1500 до 7000
абонентов, что потребует как минимум 2500 каналов спутниковой
5-52Д — 33 —

связи. Однако, учитывая высокую стоимость услуг,
конкуренцию со стороны традиционной сеточной системы УКВ-радиосвя-
зи мобильных абонентов, потенциальный европейский рынок по
прогнозам специалистов в ближайшие годы будет включать
около 2800 абонентов. Ю. В. Денисов
«Flight International», 1988, 133, № 4113, 48;
№ 4116, 10
«Spaceflight», 1988, 30, № 6, 232
«Interavia Air Letter», 1988, № 11489, 8
14. Соглашения о запусках связных спутников американского
производства китайскими РН
Американская администрация дала разрешение на запуск
в конце 1989 г. с помощью китайской РН «Великий поход»
одного ИСЗ «Азиясат-1» и в 1991 —1992 гг. — двух ИСЗ «Ав-
стралсат-2» с помощью РН «Великий поход-2Е».
ИСЗ «Азиясат-1» является ИСЗ типа «Уестар-6». Заявка на
лицензию для эксплуатации этого ИСЗ поступила в
госдепартамент США от фцрмы Asia Satellite Telecommunications Ltd
(Гонконг) 12 июля 1988 г. Вышеупомянутая фирма 17 июня
1988 г. подписала соглашение с китайской фирмой CGWIC
(Compagni industrielle chinoise de la Grande Muraille) о
запуске ИСЗ «Азиясат-1» РН «Великий поход-3» за 25 млн долл.
ИСЗ «Австралсат-2» изготовлены фирмой Hughes Aircraft
(США) по заказу фирмы Aussat Pty (Австрия). Заявка на
лицензию для эксплуатации этого ИСЗ поступила в госдепартамент
США от фирмы Hughes Aircraft 15 июля 1988 г. Цена, по
которой будут проданы РН «Великий поход-2Е», еще не установлена.
Решение правительства США об использовании китайских
РН для запуска ИСЗ, изготовленных американскими фирмами,
оговаривается рядом условий. Б. И. Ермишкин
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1201, 78, 79
15. Многолучевая развертываемая антенная система
диапазонов Ка, С и S для связного ИСЗ
Для развивающейся в Японии спутниковой системы связи
90-х годов планируется запуск ИСЗ с высокой пропускной
способностью. Первоначально в 1992 г. с помощью ракеты Н-2
предполагается запустить экспериментальный ИСЗ ETS-6. В
ходе испытательного полета будут уточнены конструкция и
системы будущего связного ИСЗ с полезной нагрузкой до 2 т.
Ответственной за разработку полезной нагрузки объявлена
корпорация NTT. Для обеспечения работы полезной нагрузки
понадобится большая связная антенная система и
приемопередатчик.
— 34 —

В соответствии с нынешней конструкцией антенная система
содержит мачту, главный рефлектор диаметром 3,5 м для
работы на частотах 20 и 2,6/2,5 ГГц (S-диапазон), главный
рефлектор диаметром 2,5 м для работы на частотах 30 и 6/4 ГГц
(С-диапазон), два субрефлектора и облучатели, включая
частотно-избирательные поверхности (ЧИП), группу рупоров Ка-
диапазона, рупор S-диапазона и рупор С-диапазона.
Антенная система устанавливается на ИСЗ,
стабилизированном по трем осям, и складывается для запуска в ракете Н-2,
имеющей внутренний диаметр 3,7 м. Это многолучевая антенна
с большой апертурой с очень жесткими допусками на
выполнение профилей всех рефлекторов, с повторным использованием
частоты и системой прецизионного наведения луча. Параметры
антенной системы приведены в таблице.
Параметры антенной системы
Частота, ГГц
Число лучей
Коэффициент усиления, дБ
Диаметр антенны, м
Вторичное использование частоты
(уровень боковых лепестков, дБ)
Использование двух поляризаций
(развязка, дБ)
Точность наведения луча, град
30
13
48
2,5
20
13
48
3,5
Чередующиеся
лучи, ниже—35
В пределах одного
луча, более 40
0,015
6/4
1
35/33
2,5
—
—
0,1
2,6/2,5
5
31,5
3,5
—
—
0,1
13 лучей перекрывают территорию Японии на частотах 20
и 30 ГГц (Ка-диапазон). Группа рупоров малого диаметра
принята из соображений снижения уровня боковых лепестков и
обеспечения повторного использования частоты в
чередующихся лучах. Кроме того, обе поляризации (вертикальная и
горизонтальная) одновременно используются в одном луче, что
еще более повышает эффективность использования каждой
частоты.
Система S-диапазона, предназначенная для обеспечения
мобильной связи, будет пятью лучами перекрывать территорию
вокруг Японии, на 370 км выступающую за ее пределы. С
помощью системы С-диапазона, одним лучом будут
перекрываться главные острова Японии. Благодаря применению ЧИП,
рефлектор диаметром 3,5 м с рабочей частотой 20 ГГц и рефлектор
диаметром 2,5 м с рабочей частотой 30 ГГц будут также
использоваться соответственно в диапазоне S (2,6/2,5 ГГц) и
С (6/4 ГГц).
5*
- 35 -

Рефлектор диаметром 3,5 м состоит из трех секций и
складывается для размещения в ракете. Он монтируется на мачте
вместе с рефлектором диаметром 2,5 м.
Требуемая точность наведения луча антенны 0,015°. Это дает
потери усиления не более 1 дБ на краю перекрываемой
области, поскольку ширина луча равна 0,3°.
Специалисты корпорации NTT изучали возможности
создания антенной системы, обеспечивающей работу всех связных
систем и имеющей при этом минимальные габариты и массу.
С точки зрения обеспечения требуемых электрических
характеристик желательно использование трех-четырех рефлекторов,
однако это вызывает недопустимое возрастание объема и
массы. По этой причине и были применены только два рефлектора
со смещенными облучателями. Разделение сигналов на
разных диапазонах осуществляется с помощью ЧИП. При
этом при разделении диапазонов 20 ГГц и S потери на
пропускание составляют 0,5 дБ, потери на отражение в S-диапазоне —
0,3 дБ.
Основные требования, предъявляемые к рефлекторам,
состояли в необходимости обеспечения высокой точности выполнения
профиля, малой массы, высокой прочности и требуемой
жесткости. Так, для многолучевой антенны Ка-диапазона с двумя
поляризациями среднеквадратичное отклонение профиля
рефлектора от заданного не должно превышать 0,2 мм, что
сравнимо с аналогичным значением для обычных рефлекторов
диаметром 1 — 1,5 м. Для достижения такой высокой точности
рефлекторы изготовлялись из пластика, армированного углеродным
волокном. Среднеквадратичное отключение профиля
рефлектора диаметром 2,5 м от заданного составило 0,17 мм, его
масса— 16 кг. У рефлектора диаметром 3,5 м эти значения равны
соответственно 0,2 мм и 44 кг.
Основные требования к ЧИП состояли в необходимости
обеспечения малых потерь, малой массы, высокой жесткости
и низких температурных деформаций. Для удовлетворения этих
требований ЧИП выполнены в виде сеток-фильтров из
металлических колец, между которыми находится прокладка из кев-
ларового сотопласта. Электрическая толщина ЧИП кратна
нечетному числу Х/4\ Для обеспечения требуемой жесткости эта
толщина была выбрана равной 3/4 А,. Масса ЧИП составила
2,7 кг. Изготовление всех конструкций (а не только
рефлекторов) из пластика, армированного углеродным волокном,
позволило обеспечить массу всей антенной системы не более
150 кг. Проверка всей конструкции на вибростенде показала
ее удовлетворительную жесткость и прочность. М. Е. Фикс
«20th Annual Electronic and Aerospace
Systems Conference» (EASCON'87), 1987, 14—
16/X, 185—191
— 36 —

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
И НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
16. Орбитальная ступень МВКА для удлиненного времени
полета
НАСА оценило возможности модификации орбитальной
ступени (ОС) МВКА для удлинения времени полета до 16 суток.
Проведенные до середины 1988 г. полеты ОС имели среднюю
продолжительность 6 суток и максимальную 10 суток (с
орбитальной лабораторией «Спейслэб»). Удлинение времени полета
требует увеличения располагаемой электрической мощности на
борту. Современная энергетическая установка ОС содержит
3 модуля топливных элементов. Увеличение числа модулей
топливных элементов потребует повышения запасов жидких
кислорода и водорода на борту. Эту проблему предполагается
решить путем размещения в грузовом отсеке у его задней
стенки несущей фермы с закрепленными на ней шаровыми
баками компонентов топлива. Ферма уменьшит рабочую длину
грузового отсека на 2,1 м. Модификация приведет к
уменьшению грузоподъемности ОС на 3674 кг при выводе и на 2223 кг —
при спуске.
Разработан план-график модификации ОС, рассчитанный
на 45 мес. Кроме доработок, связанных с энергетической
установкой, потребуются изменения в системе жизнеобеспечения, в
т. ч. в блоках удаления углекислого газа из воздуха кабины*
в блоках обработки отходов и т. п. Модифицированная ОС
может быть готова к первому полету в конце 1991 г. Стоимость
модификации оценивается в 126 млн долл.
По мнению НАСА, изложенному в отчете для конгресса
США, удлинение времени полета позволит осуществлять
выращивание кристаллов протеина на борту ОС и выполнять ряд
других научных исследований. Коммерческие пользователи ОС
положительно относятся к проекту такой модификации ОС, т. к.
удлиненное время полета позволит выполнить больший объем
исследований по выбору веществ для космического
производства и космических технологий. В результате может быть
активизирована деятельность по созданию коммерческих
космических производств. НАСА получает предложения, напр, от
фирмы Effort. Inc., по изготовлению оборудования для
модификации ОС и предоставлении его в аренду НАСА или другим
пользователям. Однако НАСА считает целесообразным
воздерживаться от таких услуг частного сектора вследствие сложности
и комплексности доработок, охватывающих ОС в целом, а не
только монтаж дополнительного оборудования. Кроме того
должны быть выполнены жесткие требования техники
безопасности полета при наличии криогенного топлива в грузовом
отсеке.
— 37 —

Пока планируется проводить макс. 3 удлиненных полета в
год при 14 полетах в год всех 4 ОС. Дополнительное
оборудование в грузовом отсеке ОС может быть снято или поставлено
в период предполетной подготовки в течение нескольких дней
и не вызовет существенных изменений опубликованного
календарного плана-графика полетов. В. А. Карелин
«Aerospace Daily», 1987, 144, № 39, 311
«Space Age Times», 1988, 14, № 11 — 12, 18—20
17. Первый этап программы разработки мини-МВКА «Гермес»
С 1 апреля 1988 г. фирма Aerospatiale начала первый этап
программы разработки мини-МВКА «Гермес», финансируемой
Европейским космическим агентством (ЕКА). Этап должен
закончиться во второй половине 1990 г. Второй этап начнется в
1991 г. Он будет включать проектирование, аттестацию и
летные испытания мини-МВКА. Предполагается изготовить 2
летных образца. Первый непилотируемый полет запланирован на
середину 1997 г., а первый пилотируемый полет — на апрель
1998 г. Эксплуатационные полеты начнутся в 1999 г. с
экспедиции на посещаемую платформу свободного полета MTFF из
орбитального комплекса «Колумб».
В ходе начавшегося первого этапа, стоимость которого
оценена в 3,632 млрд фр. фр., должны быть решены проблемы
выбора или разработки наиболее необходимых материалов,
бортовой энергетической установки и т. п., разработан
план-график проектирования и определена общая стоимость программы
разработки. Все работы будут проводиться применительно к
уже выбранной принципиальной конструктивной схеме мини-
МВКА длиной 15 м с размахом крыльев 10 м, высотой 5,1 м,
объемом кабины 7 м3, герметизированным грузовым отсеком
объемом 18 м3 и отсеком для экипажа объемом 12 м3. Экипаж
мини-МВКА должен состоять из 3 астронавтов. Мини-МВКА
может транспортировать до 3 т груза. Расчетной считается
круговая орбита с высотой 463 км и наклонением 28,5°.
Особенностью принятой конструкции мини-МВКА является
катапультируемая кабина с 3 астронавтами.
Катапультирование может быть осуществлено в период от момента старта
ракеты-носителя до отсечки тяги бустерных РДТТ, т. е. в первые
120 с полета. В конце этого участка траектории на высоте 50 км
достигается скорость М = 7. При необходимости,
катапультирование может быть выполнено также на траектории спуска на
высотах ниже 50 км.
Разработка уменьшенной модели мини-МВКА MAIA для
исследования динамики вывода и входа в плотные слои
атмосферы признана нецелесообразной по соображениям высокой
стоимости при негарантированных результатах. Планируется
провести несколько дозвуковых летных испытаний мини-МВКА
— 38 -

с использованием самолетов. Ряд таких полетов будет выполнен
с экипажем. Эти испытания будут проводиться в летно-испы-
тательном центре в Истре. Пока еще не выбран
самолет-носитель. Отбор 30 кандидатов для подготовки командиров
экипажей, пилотов и астронавтов-исследователей предполагается
провести в 1992 или 1993 гг.
Планируется, что изготовленные первые 2 мини-МВКА
будут иметь эксплуатационный ресурс 15 лет при 2 полетах в год.
Первой задачей мини-МВКА будет обслуживание
западноевропейской платформы MTFF, которое будет проводиться 2 раза
в год по 6 суток каждое. Мини-МВКА может быть использован
также в беспилотном варианте для проведения
научно-исследовательских и технологических экспериментов. Он может быть
пристыкован к ООКС или другим орбитальным комплексам,
напр, типа «Мир». С этой целью предполагается оснастить
мини-МВКА универсальным стыковочным устройством. Оно будет
отличаться от разработанного НАСА для пристыковки
орбитальной ступени МВКА к ООКС, которое CNES считает
«громоздким и тяжелым монстром».
В работе по программе «Гермес» участвуют 11
западноевропейских стран и Канада со следующими вкладами в
финансирование (%): Франция 43,5; ФРГ 27; Италия 12,1;
Бельгия 5,8; Испания 4,5; Нидерланды 2,2; вклады Швеции,
Швейцарии, Австрии, Дании, Норвегии и Канады составляют менее
2% от каждой. Великобритания решила не участвовать в этой
программе. Общая стоимость программы разработки пока
оценивается в 30,4 млрд фр. фр. (4,252 млрд долл.). Обеспеченность
разработки вкладами стран — членов ЕКА составляет 99,05%,
что существенно выше обеспеченности программ
ракеты-носителя «Ариан-5» и орбитального комплекса «Колумб» (83,5% и
90,5%, соотв.).
ЕКА выбрало место вблизи Брюсселя для размещения
центра подготовки астронавтов для мини-МВКА. Он будет
расположен вблизи центра подготовки пилотов авиакомпании «Са-
бена». Тренировочные полеты с воспроизведением посадочных
маневров мини-МВКА будут проводиться в зоне аэропорта
Госселье (50 км от Брюсселя) на модифицированном самолете
«Фолкон-900» фирмы Dassault-Breguet. В. А. Карелин
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1179, 66
«Interavia Air Letter», 1987, № 11487, 5
«Revue Aerospatiale», 1988, № 49, 27—29
18. Кризис программы воздушно-космического самолета
«Хотол»
По состоянию на 28 июля 1988 г. правительство
Великобритании отказалось от дальнейшего финансирования разработки
воздушно-космического самолета (ВКС) «Хотол» до смены каби-
— 39 —

нет-а. По мнению современного правительства программа
является слишком дорогой для ведения ее одной страной.
Новое правительство должно решить дальнейшую судьбу
программы, первый этап которой по исследованию возможностей
создания ВКС обошелся правительству в 1,5 млн ф. ст. Этот
этап был завершен в начале 1988 г. В эти работы фирмы
Rolls-Royce и British Aerospace вложили свои 1,5 млн ф. ст.
Результаты работ расцениваются как «весьма
удовлетворительные». Работы включали исследование аэродинамических
характеристик моделей различных размеров в
аэродинамических трубах при скоростях обтекания до М=18. ВКС «Хотол»
рассчитывается на грузоподъемность 8 т на низкую
околоземную орбиту с ценой вывода 7000 долл./кг, в то время как цена
вывода на МВКА США в настоящее время достигает
5000 долл./кг. Для взлета ВКС могут быть использованы
взлетно-посадочные полосы той же длины, что и для современных
трансатлантических реактивных самолетов.
Ка-к отмечает наблюдатель из Великобритании, в
настоящее время разработку ВКС ведут США, западноевропейские
страны и Япония. В США ВВС финансируют проект Х-30.
Предполагается, что 2 летных образца ВКС могут совершить
первые полеты в начале 90-х годов. Первые серийные ВКС со
скоростями полета М=10 в верхних слоях атмосферы будут
предназначаться для военных целей. Фирма SEP (Франция)
разрабатывает комбинированный двухтопливный двигатель,
работающий в атмосфере на топливе «воздух + жидкий водород»,
а на больших высотах — на топливе «жидкий кислород + жидкий
водород».
В ФРГ схемы двухступенчатого ВКС «Зенгер» предлагались
конкурирующими фирмами Dormer System и MBB-ERNO. Оба
проекта рассчитаны на использование первой ступени со
стартовой массой 260 т с ВРД, грузовой орбитальной ступени (ОС)
Cargus с массой 60 т и пилотируемой ОС Horus со стартовой
массой 90 т. Различия в проектах заключаются в расположении
ОС на первой ступени и функционировании двигательной
установки ОС. В проекте «Зенгер» ЖРД ОС запускается после
отделения от первой ступени, в то время как в проекте «Зен-
гер-Д» фирмы Dornier System ЖРД ОС запускается до
отделения от первой ступени. Топливо для работы ЖРД в это время
поступает из баков первой ступени. Такое решение позволяет
ограничить скоростную работоспособность турбо-ПВРД
первой ступени М = 5—6, в то время как в проекте «Зенгер»
турбо-ПВРД должны работать при М=6—7, что
серьезно усложняет разработку двигательной установки. Тем
не менее, федеральное министерство науки и техники ФРГ в
декабре 1987 г. выбрало проект «Зенгер» фирмы MBB-ERNO.
Фирма Dornier System принимает участие в работах по этому
проекту, который должен завершиться в 2015—2020 гг. создав
— 40 —

нием западноевропейской транспортной космической системы
на базе ВКС Предложенный МВВ и MTU турбо-ПВРД имеет
воздухозаборник и сопло переменной геометрии, а также засоп-
ловой клин внешнего расширения. В. А. Карелин
«Air et Cismos», 1988, 26, № 1190, 43
«New Scientist», 1988, 119, № 1623, 27, 32
19. Итоги реализации программы первого этапа
разработки ООКС
В середине октября 1987 г. на 20-й ежегодной конференции
по электронным и авиакосмическим системам были подведены
итоги 2 лет работы по программе предварительной разработки
ООКС. Эта программа началась в 1985 фин. г. Из-за
бюджетных ограничений в прошедшие годы к моменту подведения
итогов некоторые важные разработки остались еще
незавершенными.
Основной задачей программы предварительной разработки
ООКС было выявление концепций прогрессивных технических
решений и расчетных методов в необходимых для ООКС
областях техники, а также развитие этих технических решений и
методов до достаточного совершенства с тем, чтобы они могли
быть использованы при проектировании ООКС первого этапа.
Программа была построена таким образом, чтобы обеспечить
качественный расчетно-конструкторский скачок в проектировании
и согласованной компоновке основных систем для достижения
при реализации ООКС долговечных элементов и конструкций,
орбитальной ремонтопригодности, улучшения массовых и
эксплуатационных характеристик, автоматизации и роботизации.
Одним из основных критериев выбора технических решений по
программе являлась стоимость.
По программе предварительной разработки ООКС
космический центр им. Джонсона (КЦД) руководил работами по
системам связи и слежения, системам обработки информации,
системам жизнеобеспечения, комплектам для работ в открытом
космосе, системам терморегулирования и т. д. По 6 основным
направлениям были выполнены 177 научно-технических
разработок на уровне эскизных проектов. По системам связи и
слежения темы разработок включали выбор и обоснование схем
управления и контроля за функционированием радиосетей,
анализ систем обработки сигналов, выбор радиочастотных систем,
создание ТВ-систем, выбор схем громкоговорящей связи и
анализ систем слежения за движением ООКС по наземным
координатам и звездам. Испытания разработанных узлов и опытных
образцов в основном проводились на полигоне для испытаний
антенн; полигоне для испытаний радиочастотных антенн; в
лаборатории систем слежения и сопровождения, а также на авиа-
— 41 —

ционном испытательном комплексе для систем связи.
Запланирован летный эксперимент на МВКА, включающий проверку
эффективности навигационной системы GPS, лазерного
датчика сближения и стыковки, ТВ-системы с управлением
голосом и т. п. На испытательные полигоны и стенды одним из
основных подрядчиков фирмой McDonnell Douglas были
поставлены роботизированная система слежения и навигации,
волоконные световоды с пропускной способностью 200 Мбайт/с,
демодулятор на 300 Мбайт/с, радиочастотный приемопередатчик
для астронавтов в открытом космосе и т. д. Ряд аналогичных
узлов и устройств был поставлен также конкурирующей фирмой
Rockwell International.
Основные проблемы разработки систем обработки
информации включали выбор строения бортовой информационной
системы, анализ каналов поступления информации, выбор
концепции программного обеспечения и создание или выбор
машинного языка. Признано целесообразным включить в бортовую
информационную систему блоки экспертных оценок. В
программном обеспечении предполагается использовать машинный язык
АДА.
При разработке систем жизнеобеспечения основное
внимание уделялось процессам воздухообмена, циркуляции воды и
удаления отходов. В 1986 г. при разработке основных
технических требований было принято иметь в герметизированных
модулях ООКС давление равным атмосферному и использовать
для дыхания смесь из 80% азота и 20% кислорода. Такая
атмосфера удовлетворяет требованиям к биологическим
экспериментам, снижает пожароопасность и снимает ограничения по
применяемым материалам для интерьера модулей. Системы
жизнеобеспечения по кислороду и воде должны быть
замкнутыми. При этом в оборотный цикл должна поступать вода от
гигиенических процедур и из мочи, но не из фекальных масс.
Питьевая вода должна быть дистиллированной. Азот и
продукты питания должны доставляться с Земли.
Фирма British Aerospace поставила для проведения
испытаний в центр космических полетов им. Маршалла (ЦКПМ) ряд
предлагаемых узлов систем жизнеобеспечения в т. ч.
молекулярное сито, установку для электролиза воды и поглотитель
углекислого газа. В ЦКПМ проведены оценочные испытания
анализатора газовых примесей в воздухе и прибора контроля
качества воды. Проводились испытания блока
предварительной обработки мочи, блока очистки воды после гигиенических
процедур по методу обратного осмоса, мультифильтрационного
блока очистки воды и устройства парокомпрессионной
дистилляции.
Фирма Martin Marietta за это время провела 90-суточные
испытания по стабилизации фекальных маос, оценила
работоспособность установки комбинированного термоэлектрическо-
— 42 —

мембранного электролиза и поставила для испытаний в ЦКПМ
блок молекулярных сит.
Собственные исследования ЦКПМ по проблемам систем
жизнеобеспечения включали эксперименты с системой мульти-
фильтрационной очистки воды после стирки на базе
коммерчески доступных элементов, эксперименты по испарению мочи,
опробование гидрофобных молекулярных сит и испытания
электрохимической установки удаления углекислого газа.
На этапе НИОКР разработки ООКС (этап В) фирма Radio
Corporation of America на базе научно-исследовательского
центра им. Эймса (НИЦЭ) должна оценить методы фильтрации для
биоизоляции лабораторного модуля и провести оценку
работоспособности приборов биохимического контроля,
предназначенных для использования на ООКС. В КЦД будут проведены
испытания систем жизнеобеспечения на герметичной камере
размером 6,1 м, в которой будут находиться испытатели. Стенд с
камерой уже построен. Считается, что основные процессы
воздухообмена, циркуляции воды и удаления отходов являются
технически осуществимыми и нет причин ожидать каких-либо
осложнений с их реализацией в летной материальной части.
Комплект для работ в открытом космосе включает блоки
жизнеобеспечения, скафандр и перчатки. Требовалось
разработать комплект, который не потребует предварительной
дыхательной подготовки, будет иметь замкнутую систему
терморегулирования и позволит снизить нагрузку на астронавта по
сравнению с современным комплектом, применяемым на МВКА.
В современном комплекте для дыхания применяется чистый
кислород под давлением 29,6 кПа. Во избежание явлений
декомпрессии (кессонной болезни) необходимо в течение 4 ч
перед выходом в открытый космос дышать чистым кислородом
или снижать давление в кабине орбитальной ступени до
70,3 кПа на 12 ч, а затем вдыхать чистый кислород в течение
40 мин. Каждая из этих процедур является длительной по
времени и отрицательно сказывается на всей другой деятельности
в орбитальной ступени. С учетом будущего объема работ в
открытом космосе на ООКС 1000 ч в год такие потери времени
считаются недопустимыми. В современном скафандре
терморегулирование обеспечивается за счет испарения воды и
дренажирования пара в окружающую среду. Вследствие образования
облака ледяных частиц такой способ терморегулирования
признан нежелательным. Новый комплект по сравнению с
современным будет тяжелее на 22,7 кг и будет удовлетворять
большинству предъявляемых требований (таблица). За основу взят
жесткий скафандр конструкции НИЦЭ с учетом опыта
разработки полужестких скафандров в КЦД.
В современном скафандре запас кислорода хранится в
баллоне, а в новом будет получаться электролизом воды.
Применение дисплея совместно с радиотелефоном и формирования
— 43 —

Сравнение характеристик скафандров для работ в открытом космосе
Требование технического задания
Скафандр
Для орбитальной ступени МВКА
Для ООКС
Обеспечение терморегулирования с
помощью радиатора, теплоаккумулятора
с соответствующей автоматикой
Долговечные и химически стойкие
покрытия
Наличие прослойки из материала,
защищающего от химических и
радиационных воздействий
Улучшение конструкций подшипников
и применяемых в них материалов
Применение регенеративной системы
удаления
Применение системы целеуказания с
радиотелефоном и дисплеем с высокой
разрешающей способностью
Повышение долговечности подвижных
соединений
Применение улучшенных
электрохимических элементов или аккумуляторов
Теплоотвод за счет испарения
воды и дренажа пара с ручной
регулировкой температуры
Ограниченно стойкий материал
покрытия шлема
Применение ограниченно
защищающего материала
Подшипники с ограниченным
ресурсом и большим крутящим
моментом трения
Одноразовый поглотитель СОг с
использованием
Ограниченный объем получаемой
информации через дисплей на
пульте управления
Применены соединения с
ограниченной подвижностью и малым
ресурсом
Используются аккумуляторы с
ограниченным числом циклов
зарядки
Использование льда или пасты в
качестве теплоаккумулятора с автоматическим
регулированием температуры
Материал покрытия шлема с
повышенными защитными свойствами
Прослойка из материала с улучшенными
защитными свойствами
Подшипники с низким крутящим
моментом трения и большим ресурсом
Регенеративный поглотитель СОг с
использованием твердых аминов или жидких
поглотителей
Дисплей закреплен на шлеме
Разработаны соединения с высокой
движностью и большим ресурсом
по-
Аккумулятор с большим
числом циклов зарядки
допускаемым

Применение улучшенных перчаток,
рассчитанных на повышенное
внутреннее давление
Использование прочной обуви
Поддержание высокого внутреннего
давления, допускаемого подвижностью
систем
Возможность замены деталей на
орбите
Применение автоматической системы
проверки и подготовки к эксплуатации
Применяются перчатки с
ограниченной подвижностью
Тканевая обувь с ограниченной
износостойкостью
Давление 29,6 кПа требует
предварительной дыхательной
подготовки
Техобслуживание и ремонт на
орбите не проводятся
Применяются ручная проверка и
подготовка на Земле
Разработаны *гёрча?ки й высокой
подвижностью при повышенном внутреннем
давлении
Долговечная обувь с ограниченными
участками внешних контактов
Давление 57,2 кПа не требует
предварительной дыхательной подготовки
Допускаются техническое обслуживание
и мелкий ремонт с заменой деталей на
орбите
Автоматические проверка и подготовка
к эксплуатации в орбитальных условиях

информации с помощью ЭЦВМ позволит заменить печатные
инструкции на проведение работ. Считается, что объем
технической информации, который может потребоваться для
выполнения типового технического обслуживания или штатных
ремонтных работ в открытом космосе будет эквивалентен 30 тыс.
печатных листов. Представляется нецелесообразным доставлять
на борт ООКС эту тяжелую и занимающую много места
документацию. Ее содержание будет введено в запоминающее
устройство ЭЦВМ.
Скафандры для западноевропейских астронавтов
разрабатывают фирмы Dornier System и Avions Marcel Dassault-Bregu-
et Aviation (AMD-BA). Предполагается, что выход в открытый
космос будет осуществляться из мини-МВКА «Гермес» и из
пристыкованного к ООКС модуля «Колумб». При разработке
учитывается советский и американский опыт. Исследуются
варианты мягкого и полужесткого скафандров. Планируется
оснастить их системами терморегулирования, подачи кислорода,
удаления углекислоты и т. п.
В ЦКПМ 2 октября 1987 г. для руководства НАСА,
астронавтов, разработчиков и потенциальных пользователей ООКС
состоялся показ макетов лабораторного и жилого модулей.
Проблемы, рассматриваемые применительно к этой зоне
обитания, включали анализ роли человека в автоматизированных
системах, выбор систем телеуправления, оценку медицинских
аспектов условий обитания и производительности труда, выбор
способов выполнения гигиенических процедур, организацию
питания астронавтов и т. п. КЦД и НИЦЭ выполнили работы по
структуре зоны обитания от исследований по оформлению
интерьеров для повышения работоспособности астронавтов до
разработки макетов и моделей в натурную величину и проведения
машинных экспериментов. В КЦД разрабатывается
компьютерная система медицинского обслуживания, а также
оборудование для выполнения химических, микробиологических,
гематологических и т. д. анализов. Ведутся работы над опытным
образцом душевой установки. Оцениваются различные моющие
средства в т. ч. по их коррозионной активности, стимулированной
микроорганизмами. Фирма McDonnell Douglas проектирует
опытный образец приспособления для влажной уборки отсеков
модулей и хранения использованных салфеток. Фирма
разрабатывает также опытный образец агрегата для стирки и сушки
белья с очисткой использованной воды.
КЦД является ответственным за разработку оборудования
для хранения продовольственных запасов и приготовления
пищи, в т. ч. холодильников, печей, посудомоечной машины,
устройств подачи питьевой воды и напитков и т. д.
В разработке агрегатов системы терморегулирования ООКС
принимают участие КЦД, ЦКПМ, центр космических полетов
им. Годдарда и научно-исследовательский центр им. Льюиса,
— 46 —

а также 2 подрядчика — фирмы Rockwell International и
McDonnell Douglas. В ходе программы были разработаны и
поставлены для испытаний как отдельные блоки типа теплообменников,
теплопроводов, интенсифицированных тепловых труб и т. п.,
так и комплектные радиаторы в натурную величину с
тепловыми трубами. Поставлены также опытные образцы двухфазных
теплопроводов и развертываемых в космосе радиаторов. Для
отработки системы терморегулирования запланированы 2
летных эксперимента. В первом из них должна быть проверена
работоспособность радиатора с тепловыми трубами, который
считается основным для ООКС. Экспериментальный радиатор
длиной 15,2 м и шириной 0,3 м будет смонтирован на консоли вдоль
правой боковой стенки грузового отсека. Во втором летном
эксперименте будет совмещено испытание по сборке радиатора с
проверкой работоспособности двухфазной аммиачной системы
теплоотвода. По состоянию на конец 1987 г. разработка системы
и изготовление опытных образцов велись по плану.
В. А. Карелин
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1190, 45
«Flug Revie», 1988, № 7, 41—42
«Space Age Times», 1986, 13, № 3—4, 16—19;
1987, 14, № 3—4, 13—15; № 7-8, 9—10
«AESCON'87: 20-th Annu. Electron, and Ae-
rosp. Syst. Conf.: Technol. Space Leadership
Conf. Proa, Washington, D. C, Oct. 14—16,
1987», New York, N.-Y., 1987, p. 75—87
20. Проблемы астродинамики ООКС
Предварительное заключение Астродинамического комитета
Международной федерации астронавтики (IAF) по проблемам
астродинамики ООКС базируются на материалах доклада
этого комитета 37-му конгрессу IAF-4 И октября 1986 г.
(Инсбрук, Австрия). За основу при анализе проблем принята
концепция американского проекта ООКС, комплекс которой
отличает большое разнообразие ее составных элементов и
обеспечивающих средств транспортной космической системы (ТКС).
Многие выводы заключения комитет считает применимыми
также к ООКС, создаваемым в СССР и странах Западной Европы.
ООКС американской концепции представляет собой сложную
многоцелевую систему. Постоянство функционирования на
низкой околоземной орбите (НОО) обитаемой основы (базы)
ООКС и связанных с ней необитаемых орбитальных платформ
(ОП) должно, по замыслу разработчиков, существенно
повысить эффективность операций в космосе. Одну из ОП
предполагается вывести на полярную орбиту, а остальные, также как
и саму базу, — на орбиту со склонением 28,5°. Некоторые из
— 47 —-

ОП, движущихся по сходной базовой орбите, могут
обслуживаться при выходах в открытый космос (EVA) космонавтов,
способных перемещаться на автономных орбитальных
транспортных аппаратах (OMV). Саму базу ООКС могут
обслуживать МВКА, подобные «Шаттлу», и одноразовые носители
(РН).
Реализация программы ООКС требует совместных усилий
глобального масштаба по исследованиям (И) и разработкам
(Р) во всех областях астронавигации, особенно по направлению
астродинамики. Предстоит решить много новых проблем,
которые обусловлены тремя главными факторами: необычно
большие размеры базы ООКС; эволюционный характер,
предполагающий обеспечение с самого начала потенциальных
возможностей роста ООКС; необходимость значительного
повышения уровня автоматизации и роботизации рутинных операций
на борту при одновременном обеспечении и возможности
управления полетом из наземного центра (МСС — Mission Control
Centre). Последнее связано с дальнейшей эволюцией
современных концепций управления, поиском приемлемых соотношений
между автономией на борту ООКС и поддержкой МСС с Земли,
что в свою очередь требует решения ряда серьезных проблем в
областях — навигации, измерений и контроля, орбитальной
динамики, определения координат и наведения. В понятие
«контроль» при этом включают не только проблемы, связанные с
динамикой, определением координат и пространственной
ориентацией, но также с изменением конфигурации ООКС.
Современная концепция предполагает существенные
изменения конфигурации ООКС в процессе ее строительства,
развертывания и функционирования на орбите. Конструктивно ООКС
представляет собой совокупность множества взаимосвязанных
гибких структурных элементов (балок, плит, обечаек,
связующих деталей и т. п.), из которых формируется топологическая
древовидная структура с открытыми и замкнутыми контурами.
И динамика, устойчивость, управление и методы интеграции
подобных систем на математических моделях должны учиты*
вать: чрезвычайно большое число степеней свободы (сотни в
100 и более координатных точках с 6-ю степенями свободы);
высокую плотность спектра модальных частот и областей
идентификации; возникающие из-за этого параметрические
неопределенности и потенциальные воздействия ошибок системного
моделирования замкнутых контуров; трудности физического
моделирования на земле космических условий (для проверки
математических моделей).
Использование наземных установок для проведения
модельных испытаний на агрегатном и системном уровнях намечается
и может дать многое, однако применительно к полноразмерным
структурам точность прогнозирования орбитальных
характеристик серьезно ограничена ввиду большого влияния наземных
— 48 —

условий. НАСА (США) планирует строительство специальной
установки для наземных испытаний больших космических
структур на вибрации и условия невесомости. Оценки
модальных вибраций и параметров демпфирования потребуют
проведения испытаний и на Земле и в космосе на режимах,
соответствующих условиям ООКС.
Методы и точность определения места и положения — весьма
важные аспекты динамики ООКС. Определяющую роль играют
методы измерений и точность, которую могут обеспечить
применяемые чувствительные датчики. Применительно к ООКС
имеющийся в этой области опыт должен быть особо
акцентирован на И автономных бортовых приборов для определения
координат и относительного положения в процессе стыковки на
орбите. Ожидаемый прогресс в сенсорной технологии и
использование на ООКС новых принципов также потребует
кардинальных И. Точное знание положения ООКС и динамики его
изменения особенно важно для оценки величины местной
гравитации в любой точке станции при проведении экспериментов,
связанных с микрогравитацией.
Новые острые проблемы управления возникают в св^зи с
тем, что ООКС, состоящая из множества элементов, требует
управления не только ее глобальным и пространственным
положением, но и конфигурацией. В их числе — управление с
высокой точностью положением квази-жесткого «ядра» ООКС
(куда бы ни двигались присоединяемые элементы) и грубое
управление «ядром» при точном управлении другими частями
ООКС (например, для целей навигации). Весьма важную роль
в управлении ООКС больших размеров играет градиент
гравитации.
Необычные проблемы ставит эластичность конструкции
ООКС: стабилизация таких присоединяемых элементов, как,
например, солнечных батарей (СБ) может потребовать какой-
либо формы распределенного управления. Большие нарушения
динамического равновесия ООКС при таких операциях, как
стыковка с МВКА или вследствие возмущений окружающей
среды будут возбуждать вибрации присоединенных к ООКС
элементов с гибкими связями. Если эти вибрации не
контролировать, система стабилизации ООКС может серьезно
деградировать. Наиболее вероятна опасность деградации системы
стабилизации при стыковке средств ТКС в период монтажа ООКС,
когда массы и моменты инерции этих средств соизмеримы с
ООКС. Чтобы предотвратить аварийные последствия
(например, большие деформации наиболее эластичных частей,
кувыркание, дрейф на орбите) необходимы тщательные И динамики
ООКС с самого начала ее сборки и развертывания, учитывая
при этом последующую эволюцию и возможные
дополнительные потребности многочисленных пользователей ООКС.
Соответственно в модульной архитектуре системы управления долж-
— 49 —

на быть с самого начала заложена возможность роста и
эволюции ООКС (особенно ее энергетики, управления и
функционального усложнения) с течением времени. В этом
принципиальная новизна ООКС в сравнении со всеми предшествующими
КЛА. Перспективным направлением считают использование в
управлении ООКС адаптивного принципа.
Национальная комиссия США по космосу особое внимание
обращает на И полета ООКС с привязными элементами.
Состоявшееся в октябре 1985 г. в Венеции (Италия) совещание
Совета ООКС рекомендовало следующее ранжирование
приоритетов в использовании привязных элементов на начальный
период функционирования ООКС:
— привязная лаборатория с контролируемым
варьированием гравитации;
— торможение на орбите небольших грузовых модулей;
— поколение электродинамических резервных
электрогенераторов;
— управление положением ц. м. ООКС;
— торможение привязной ОС;
— дистанционная стыковка (докование) привязной ОС;
— привязная ОП научно-прикладного назначения.
Из множества новых научных и прикладных проблем
астродинамики, возникающих при решении всех этих задач.
Астрономический комитет IAF детально рассматривает лишь
научные и прикладные аспекты космического подъемника,
концепцию которого комитет считает ключевой в Р привязной ОП.
Космический подъемник обеспечивает возможность
перемещения управляемого элемента ОП в интересах выполнения двух
функций: экспериментальной установки с изменяемым уровнем
микрогравитации и средства транспортной связи между ООКС
и привязной ОП. В варианте экспериментальной
микрогравитационной установки космический подъемник представляет
собой систему, в состав которой входит сама ООКС,
буксировочный трос длиной ~ 10 км, балластный внешний топливный бак
и подъемное устройство. Динамика и управление
микрогравитационной установкой при ее развертывании, эксплуатации и
свертываниии ставят острые проблемы перед специалистами-
астродинамиками в областях: движения по орбите,
пространственной ориентации, оптимизации управления, удержания
заданных координат и положения подъемного устройства (все это
влияет на уровни микрогравитации в экспериментах,
проводимых с использованием космического подъемника). Уже
определены принципы осуществления операций развертывания и
маневрирования ООКС для удержания требуемых координат и
положения подъемного устройства. Составлены эффективные
алгоритмы демпфирования основных мод вибраций.
— 50 —

Привязная платформа используется также в концепции
нацеливаемой ОП как вспомогательное средство обеспечения
функционирования астрофизических и других обсервационных
приборов, требующих высокой точности наведения и управления.
Высокой точности наведения можно достигать, комбинируя
гашение возмущений в линии привязи с активным управлением в
подвижной точке соединения.
Орбитальное движение комплекса ООКС, по оценкам
Астрономического комитета IAF, ставит множество проблем
орбитальной динамики, маневрирования, навигации, определения
положения и наведения, включая: выбор орбиты, обнаружение,
отслеживание и удержание ООКС на орбите; обеспечение
межорбитальной транспортной связи; относительное движение, сближение
и стыковка; определение относительных орбитальных
перемещений; опасность столкновений и т. п.
Хотя многие из такого рода проблем ранее уже решались
применительно к другим приложениям, ООКС предъявляет
существенно отличные требования в связи с высокой степенью ее
автономности. Кроме того требуются серьезные уточнения уже
известных решений или их приспособление ввиду особых
ограничений ОКС — например, из-за постоянного присутствия на ней
людей. Комитет особо выделяет 5 таких проблемных областей.
1. Межорбитальная транспортная связь. Для
расширения возможностей ООКС необходимы межорбитальные
транспортные аппараты (МТА). Хотя теория межорбитальных
полетов и сближения КА разработана основательно,
рассматриваются новые технологии, 'минимизирующие расход топлива при
межорбитальных полетах. Среди них представляется
перспективным использование в полете воздуха атмосферы — для
изменения склонения орбиты.
2. Стыковка в космосе. В прошлом это операция,
связанная с проблемой гашения значительной кинетической
энергии на заключительном этапе. Сближение в период захвата и
сцепления двух КА обычно осуществлялось при почти нулевой
передаче кинетической энергии, чтобы не возникали моды
упругих колебаний. Это обеспечивала сенсорная командная система
с большим динамическим диапазоном и абсорбционным
энергетическим механизмом, способным функционировать в
условиях большой неопределенности отклонений параметров
относительного движения стыкуемых КА от номинальных значений.
Применительно к ООКС ведется сравнительное И трех
способов стыковки:
— выход и выдерживание стыкуемого КА в радиусе
досягаемости механизма ОКС, аналогичного дистанционному
манипулятору МВКА «Спейс Шаттл», с последующим захватом КА
этим механизмом и выполнением с его помощью завершающих
операций стыковки;
— 51 —

— сближение и ввод стыкового устройства МВКА в
механизм захвата ОКС при управлении процессом на завершающем
этапе соединения и запирания стыка с ООКС;
— стыковка ОС МВКА через привязное устройство доко-
вания.
Сравнительную оценку и выбор наиболее приемлемого
способа стыковки предполагается завершить ко времени сборки
ООКС.
3. Навигация, определение координат и
наведен и е. Здесь ожидают наиболее прогрессивных изменений в
связи с переходом от наземного базирования к космическому.
Р всех программных элементов, планирование и осуществление
операций в орбитальном полете предполагается при
управлении с ООКС или на борту ООКС. Программу ООКС будут
поддерживать— национальная ТКС, Спутниковая система
слежения и обработки данных (TDRSS) и, возможно, Глобальная
система определения координат «Навстар» (GPS). Однако при
нормальном развитиии ООКС должна будет функционировать
все более автономно. Например, координацию при выполнении
завершающих операций наведения и стыковки с ООКС
пилотируемых и беспилотных КА будет осуществлять бортовая
система наведения, навигации и управления ООКС. При этом
наиболее важной проблемой в обеспечении согласования
управления ООКС и КА считают определение их относительных
орбитальных параметров, что потребует обработки в реальном
времени и принятия решений по маневрированию в точке встречи
на базе данных измерений межспутниковых систем слежения
(дистанция и скорость ее изменения по данным бортовых
радиолокационных или лазерных индикаторов) или инерциальных
устройств.
4. Опасность столкновений. Для ООКС ввиду ее
больших размеров и длительного существования велик риск
столкнуться <с остатками КА (прекратившими
функционирование ИСЗ, верхними ступенями РН). Среди возможных мер
предотвращения этого рассматривают расчеты вероятности
столкновения, стратегии маневров уклонения, измерительное
оборудование типа прецизионных бортовых РЛС, а в
будущем— удаление с орбит остатков ИСЗ, РН и др. служебными
ИСЗ-роботами.
5. Линии передачи данных. Между ООКС и
свободными ОП необходимы распределение по линиям связи научных
данных и передача команд. Это накладывает на планы полетов
множество ограничений, учет которых требует детального
изучения. С накоплением в астродинамике опыта по выбору орбит,
управлению и оптимизации орбитального маневрирования эти
проблемы, как полагают, будут разрешены. Из-за ограничений
— 52 —

в нацеливании антенн важное значение приобретает
взаимодействие между орбитальным движением и пространственной
ориентацией КА на орбите. Б. А. Булатников
«Acta Astronautica», 1988, 17, № 5, 491—494
21. Системы контроля атмосферы 00КС
В обеспечение этапа В программы ООКС (поисковое
исследование и эскизный проект) отделением Battelle Columbus
Division по контракту космического НИЦ Кеннеди (НАСА)
выполнено исследование (И) систем контроля атмосферы (СКА)
ООКС. Результаты И докладывались 37-му конгрессу
Международной федерации астронавтики (МФА) 4—11 октября 1986 г.
в Инсбруке (Австрия). Цели И — идентификация, анализ,
выработка рекомендаций по системам отбора проб и измерению
содержания загрязняющих атмосферу ООКС примесей,
определение направлений дальнейших И и усовершенствований
технологии. В И решались три прикладные технические задачи:
определение требований к СКА, оценка технологий контроля
атмосферы, отбор технологий и рекомендации по их использованию
в СКА ООКС.
Определение требований. В ходе И для СКА ООКС
выявлено более 33 требований к приборному обеспечению и операциям
контроля атмосферы. Из них высший приоритет получили
четыре: 1) выдача приборами СКА данных в масштабе времени,
близком к реальному; 2) обнаружение и определение
количества обширной номенклатуры соединений; 3) включение средств
предупреждения или тревожной сигнализации, когда
концентрация загрязняющих веществ приближается или превышает
предельно допустимые нормы для человека (пребывание
кратковременное или длительное); 4) контроль одновременно
нескольких модулей или воздушных соединений ООКС.
С чисто технической точки зрения требования к контролю
атмосферы на ООКС представляют частный случай более
общей проблемы контроля выделений в окружающую среду,
которая является предметом широкомасштабных усилий на
национальном и международном уровнях. Это обеспечило
стремительные темпы технологического прогресса в области контроля
среды. Так, в 1985 г. минимум две малогабаритные
транспортабельные масс-селекторные детекторные системы уже вышли в
свободную продажу. Высокими темпами прогрессируют также
системы обработки данных, ЗУ, миниатюрные
микропроцессорные системы контроля.
Современные ЗУ на компакт-дисках со свободным доступом
позволяют уместить целую справочную библиотеку по газовой
хроматографии/масс-спектрографии (ГХ/МС) на диске диам.
125 мм. В принципе современные технологии контроля среды
— 53 —

способны обеспечить выполнения требований ООКС, однако
для практической реализации возможностей этих технологий
необходимо иметь ясность в вопросах — состава контролируемых
соединений и динамики его изменений во времени, в частности,
будет ли перечень контролируемых соединений поначалу
небольшим (~40) и расширяться постепенно или уже в
начальной конфигурации ООКС надо будет контролировать широкий
спектр веществ; каковы будут значения предельно допустимых
концентраций (ПДК) различных веществ для ООКС и будут
ли они подразделяться на категории кратко- и
долговременного воздействия; какими будут требования к контролю
атмосферы в различных местах и временных интервалах (например,
одинаково ли необходим контроль в реальном времени для
жилых, нежилых, лабораторных и др. модулей); как будет реа-
лизовываться в ООКС концепция безопасности убежища и
какова роль контроля выделений в ее реализации.
Оценка технологий контроля атмосферы. Применительно к
ООКС рассматриваются загрязнения двух видов: 1)
постоянное общее органическое заражение сравнительно небольшого
уровня, у которого могут быть два источника —
жизнедеятельность экипажа и материалы, выделяющие различные вещества;
2) периодические загрязнения высокого уровня, связанные со
специфическими видами деятельности экипажа (например,
выход в открытый космос, течи, случайные утечки и т. п.).
Воздействие загрязнений каждого из видов на окружающую среду,
связанные с ними требования к контролю и реакция на ни^,
существенно различны.
В первом случае есть риск продолжительного воздействия
на здоровье и благополучие экипажа. Соответственно здесь
важно иметь подробные данные о развитии химического
воздействия во времени, тогда как второй случай, по-видимому,
представляет собой чрезвычайную ситуацию, требующую
немедленного принятия ответных мер. Высокие требования к
чувствительности и избирательности первого из рассматриваемых
случаев технически трудно совместить с требованием высокого
быстродействия второго случая. Поэтому оптимальный подход к
контролю загрязнений атмосферы на ООКС должен
предусматривать использование приборного обеспечения двух
категорий — «предметно-ориентированного», обеспечивающего
быструю индикацию наличия в пробах атмосферы небольшого
числа специально отобранных для контроля веществ или классов
соединений, и «аналитического», способного давать подробную
информацию о вредных веществах. Конструктивно две эти фун-
ционально различные системы приборов могут быть на ООКС
объединены в общую СКА с минимальным дублированием.
Такая интегральная СКА с функциями обеих категорий
сможет обслуживать единовременно все модули ООКС при связи
с ними через трубопроводную сеть дистанционного отбора проб.
— 54 —

Однако размещение функционально различных элементов СКА
в одном месте необязательно. В конкретных условиях может
оказаться целесообразнее предметно-ориентированные элементы
СКА размещать так, чтобы линии отбора проб воздуха из
областей с высокой вероятностью чрезвычайных событий,
сопровождаемых загрязнением среды, были как можно короче. Для
аналитических компонентов СКА эти соображения
несущественны, так как время отбора и доставки пробы составляет
незначительную долю общего времени анализа.
Один из эффективных подходов — брать пробы на входе
систем очистки (регенерации) атмосферы ООКС При этом в
анализаторы СКА поступает интегральная проба, содержащая
смесь воздуха из всех модулей, что дает возможность быстро
получить результаты цикла анализа качества воздушной среды
ООКС в целом. В чрезвычайных случаях загрязнений
индикацию источника загрязнения обеспечивает дублирующая
предметно-ориентированная система с отбором проб из отдельных
модулей ООКС От этой системы требуется быстрый ответ о
содержании в атмосфере какого-либо из отобранных для контроля
загрязняющих веществ (например, относящихся к классу
спиртов).
Применительно к ООКС рассматривалось приборное
обеспечение СКА трех видов:
1. Проблемно-ориентированные приборы для контроля таких
потенциально опасных загрязнителей с возможными высокими
уровнями выделений в атмосферу ООКС, как например,
гидразин и окись углерода (электрохимические приборы и приборные
комплексы длинношагового ИК-диапазона с преобразователями
фурье —ДШ/ИКПФ).
2. Аналитические приборы контроля малых концентраций
(следов) вредных веществ продолжительного действия
(ГХ/МХ-детекторы и их комбинации).
3. Единая система, в которой сочетаются комбинация
ГХ/МС-детекторов и комплекс ИКПФ с матричной изоляцией
(МИ/ИКПФ), предназначаемая для включения в
эволюционные варианты ООКС после длительного периода разработки.
Среди СКА первого вида приборные комплексы ДШ/ИКПФ
обладают следующими преимуществами: 1) какой либо из
выпускаемых промышленностью коммерческих комплексов в
первом приближении может быть принят в качестве базового при
создании США, приспособленного для применения на ООКС;
2) комплекс ДШ/ИКПФ может одновременно контролировать
8—10 соединений или классов соединений, обеспечивая
возможность практически мгновенного считывания показаний или
включения тревожной сигнализации; 3) в общей структуре СКА
такой комплекс может использоваться как дублер
аналитического прибора в ограниченной части его диапазона.
— 55 —

Среди систем второго вида идентификацию и
количественные измерения следов нескольких сотен органических
соединений, представляющих опасность для экипажа в долгосрочном
плане, может обеспечить лишь комбинация ГХ/МС-детекторов.
Взятые отдельно, ни ГХ- ни МС-детекторы выполнить эту
задачу не способны. Несколько промышленных компаний уже
выпускают ГХ/МС-комбинации с программным обеспечением,
которые могут быть приняты за основу в СКА ООКС. СКА,
базирующимся на комбинации ГХ/МС-детекторов, свойственен
серьезный недостаток: во многих случаях они неспособны различать
изомеры, потенциально важные в биологическом смысле.
Создать СКА, обладающие этим качеством, ко времени
развертывания ООКС вряд ли возможно, даже в ее начальной
конфигурации. В дальнейшем, с развитием технологии МИ/ИКПФ
такая возможность, видимо, появится. При сочетании в СКА
ГХ/МС-комбинации и комплекса МИ/ИКПФ первая (ГХ/МС-
комбинация) используется для идентификации и
количественных измерений основной массы соединений, а подсистема с
комплексом МИ/ИКПФ подключается при необходимости
подтверждающего анализа или идентификации изомеров. Создание
подобной СКА рассматривается как логический результат
эволюционного развития ГХ/МС-комбинаций в процессе
длительных усилий по оптимизации управления средой обитания на
ООКС.
Отбор технологий для СКА ООКС В ходе И проведена
критическая оценка и сравнение требований с возможностями
существующих и разрабатываемых технических средств, чтобы
выявить технически достижимые пределы, величины
неопределенностей и определить базу для разработки технических
рекомендаций. По признаку готовности к использованию
технические средства СКА подразделены на 2 группы: 1) могут быть
использованы на ООКС начальной конфигурации (ввод в строй
в 1993 г.) —это образцы техники которые уже изготавливались
промышленностью в 1986 г. или могли быть изготовлены на
завершающем этапе проектирования СКА (1987 г.); 2) могут быть
использованы на ООКС в начальный период ее эволюционного
расширения (1990—1995 гг.). В каждой из двух категорий
приборного обеспечения — аналитической и
предметно-ориентированной — рассмотрены 4 вида приборных систем, включавших
каждая общие анализаторы органических веществ и
специализированные детекторы.
Для проведения сравнительных оценок разработана
4-балльная система и специальная процедура ранжирования
приборных систем по двум 12-компонентным комплектам критериев —
предметно-ориентированных и аналитических — в диапазоне от
0 (высокий отрицательный балл) до 3 (высокий
положительный балл) баллов, которыми оценивают влияние на СКА и ее
возможности конструкционно-технических и эксплуатационных
— 56 —

характеристик. Конструкционно-технические характеристики:
масса, потребляемая электрическая мощность, объем,
чувствительность, динамический диапазон, время выработки ответного
сигнала, избирательность, возможности роста.
Эксплуатационные характеристики: время, затрачиваемое экипажем —
нормально и периодически, генерируемые побочные продукты,
потребляемые продукты.
Для рекомендованных к разработке СКА определены
следующие примерные стоимость (числитель в млн долл.) и
продолжительность доработок до уровня требований ООКС
имеющихся и разрабатываемых по общим программам технологий
контроля выделений в окружающую среду (знаменатель в
годах): предметно-ориентированная СКА на базе
ДШ/ИКПФ (требует доработок по
направлениям—минимизации размеров, снижения потребляемой электрической
мощности, усиления банка данных и системы обслуживания,
оптимизации системы управления автономным функционированием) —
2—4/3—6; аналитическая СКА на базе ГХ/МС-
комбинации — 4—6/4—5; перспективная единая
СКА, сочетающая комбинацию ГХ/МС и
комплекс Д Ш/И КПФ —6—10/5—8. Б. А. Булатников
«Acta Astronautica», 1988, 17, № 5, 567—573
22. Отбор астронавтов в США и космонавтов в СССР
НАСА приняло план, согласно которому оно будет
производить отбор астронавтов каждые два года, начиная с 1989 г.
Список астронавтов, прошедших отбор в 1989 г., будет объявлен в
январе 1990 г. Эта группа астронавтов должна быть готова к
полетам уже в 1991 г.
По состоянию на конец мая 1988 г. в НАСА имелось 97
активных астронавтов, из которых 30 обучены полетам на МВКА
«Спейс Шаттл» (21 астронавт имел опыт полетов на МВКА).
Для обеспечения 8 ежегодных полетов МВКА, начиная с
1989 г., необходимо иметь 40 астронавтов.
Советский Союз намечает увеличить количество космонавтов
и упростить процесс зачисления в отряд космонавтов. В
конкурсе на зачисление в отряд космонавтов могут принимать
мужчины в возрасте от 22 до 40 лет и женщины от 22 до 30 лет,
включая граждан иностранных государств, имеющих
дипломатические отношения с Советским Союзом. Иностранные
космонавты могут принимать участие в полетах советских КК на
коммерческой основе. Полет на борт ОС «Мир»
советско-французского экипажа в конце 1988 г. станет последним полетом
«доброй воли». За участие в полете на борт ОС «Мир» своего
специалиста в области «медицины или связи», который
намечен на 1992 г., Австрия должна заплатить 7 млн ф. ст.
Б. И. Ермишкин
«Fligh International», 1988, 133, № 4116, 11
— 57 —

23. Орбитальная рентгеновская обсерватория AXAF
В начале января 1988 г. НИЦ космических полетов им.
Маршалла объявил конкурс предложений фирм на разработку и
изготовление перспективной рентгеновской астрофизической
обсерватории AXAF. В конкурсе предложений должны были
участвовать фирмы Lockheed Missile and Space и TRW. Обе эти
фирмы успешно завершили 32-мес. этап уточнений. В июне 1988 г.
должна была быть выбрана одна из этих фирм для работы в
соответствии с первой частью «расширенного этапа уточнения»,
которые продлятся до декабря. В случае утверждения
конгрессом ассигнований в декабре должны были начаться работы в
соответствии со второй частью этапа, предусматривающей
детализированную разработку и конструирование обсерватории
AXAF, которая явится четвертой орбитальной обсерваторией
НАСА и которая должна быть выведена на орбиту 1995 г.
Проведенные за последние 26 лет наблюдения в
рентгеновском диапазоне позволили обнаружить высокоэнергетические
явления, связанные с частицами, ускоренными до
релятивистских скоростей, с высокими температурами плазмы (106—109)К
и магнитными полями напряженностью 1012 Гс, что характерно
для различных астрономических объектов, от обычных звезд до
квазаров.
Широкое распространение рентгеновского излучения во
вселенной и тот факт, что многие основные физические процессы
в космосе ведут к мощному рентгеновскому излучению,
являются причинами большого научного значения, которое будет иметь
обсерватория AXAF. С помощью этой обсерватории можно
будет точно и однозначно измерить постоянную Хаббла и так
называемый параметр замедления, по которым можно было бы
предсказать конечную судьбу Вселенной. Можно будет
подтвердить ил*и отвергнуть гипотезу о существовании «экзотических»
частиц, предсказываемых новыми теориями о сверхсимметрии,
по воздействию этих частиц на горячий испускающий
рентгеновские лучи газ в галактиках или в скоплениях галактик.
Путем изучения рентгеновского излучения от нейтронных звезд
можно будет проверить уравнение состояния материи с
плотностями, намного превышающими плотность материи в земных
условиях. Такие исследования касаются некоторых из основных
вопросов, которые стоят в настоящее время перед наукой, и
обсерватория AXAF будет играть ключевую роль в нахождении
ответов на эти вопросы.
Астрономы считают, что мощные излучения от ядер многих
галактик являются доказательством существования так
называемых «черных дыр», поскольку, по их мнению, вещество,
попадающее в дыру, испускает рентгеновские лучи. Путем
получения изображений этих излучений с помощью телескопа AXAF
можно будет изучить ближайшие окрестности черной дыры.
- 58 -

Предполагается использование этой обсерватории для
исследования квазаров и нейтронных звезд. Информация, которая
будет получена с его помощью, окажется полезной для
исследований физики плазмы, основных свойств материи и законов
физики. Считается также, что этот телескоп позволит астрономам
определить точный возраст Вселенной. Могут быть также
получены данные о том, живем ли мы в открытой или замкнутой
Вселенной, т. е. во Вселенной, которая будет неограниченно
расширяться или же в конечном счете наступит коллапс,
который, возможно, приведет к новому «большому взрыву» и к
повторению цикла эволюции.
Телескоп предоставит данные о количестве во Вселенной
«темной поглощающей свет материи», которая встречается в
виде астероидов, планет, темных звезд, черных дыр, новых
экзотических частиц и других форм. Телескоп поможет
установить местоположение и «взвесить» такую материю в
галактических скоплениях, а также, возможно, идентифицировать
отличия между такими скоплениями, которые смогли бы помочь
опознать темную материю.
Орбитальная обсерватория AXAF является «преемником»
рентгеновской обсерватории '«Эйнштейн», которая находилась
в космосе в 1978—1981 гг. и позволила сделать существенные
открытия в астрономии. Подобно ИСЗ «Эйнштейн», на
обсерватории AXAF будет устанавливаться оптика со скользящим
падением пучка света, способная формировать рентгеновские
изображения. Однако возможности обсерватории будут намного
превышать возможности ИСЗ «Эйнштейн».
Основу новой обсерватории будет составлять рентгеновский
телескоп, изготовленный из шести параболоидно-гиперболоид-
ных пар линз Вольтера типа 1 диаметром от 0,6 до 1,2 м.
Геометрическая собирающая поверхность будет равна 1700 см2,
фокусное расстояние 10 м. Угловое разрешение телескопа в
направлении фокальной оси составит 0,5 угловых секунд и не
будет зависеть от энергии. Важным отличием ИСЗ AXAF является
то, что большая геометрическая собирающая поверхность
делает телескоп гораздо более эффективным по сравнению с
телескопами «Эйнштейн» и «Росат» в общем для всех этих
обсерваторий диапазоне энергий. Далее, диапазон углов скольжения,
допускаемых конструкцией телескопа AXAF, позволяет расширить
чувствительность телескопа к явлениям, характеризующимся
высокими значениями энергии, что будет иметь важное
значение. Так, с помощью этого телескопа можно будет исследовать
комплекс спектральных линий от высокоионизированного
железа и провести спектроскопию остатков сверхновых. Гораздо
более высокая чувствительность позволяет ожидать новые важные
открытия.
В общем случае качество изображений, получаемых с
помощью этого рентгеновского телескопа, не будет ограничивать-
— 59 —

ся дифракцией, а будет определяться геометрической формой,
юстировкой и качеством обработки поверхности отражающих
элементов. Форма и юстировка определяют максимум функции
чувствительности, которая не зависит от энергии. Качество
обработки поверхности (в основном, шероховатость) определяет
возможности по разрешению малоконтрастных признаков
(таких, как выбросы из ядер активных галактик). Большая часть
возможностей телескопа AXAF была успешно
продемонстрирована администрацией НАСА на телескопе ТМА фирмы Perkin-
Elmer, который имел разрешающую способность лучше 0,5
дуговых секунд при шероховатости поверхности оптики порядка
10Х10-10 м.
Совместно с телескопом будут использоваться различные
приборы для научных исследований, четыре из которых
устанавливаться в фокальной плоскости.
Предполагается, что общая масса ИСЗ AXAF составит 12 т,
длина будет равна 14 м, диаметр 4 м. Мощность, потребляемая
от источников электропитания, составит 2500 т, скорость
передачи данных 32 к бит/с, скорость передачи данных от приборов
для научных исследований 24 к бит/с, точность ориентации
30" (За), стабильность ориентации 0,5", поле зрения 1°,
спектральный диапазон 0,1 —10 к-эВ. ИСЗ AXAF будет выведен на
круговую орбиту высотой 515 км с наклонением плоскости
орбиты 28,5°, срок службы 15 лет при условии технического
обслуживания на орбите (астронавтами МВКА или американской
орбитальной космической станции). Н. Я. Щербак
«Space Age Times», 1988, 14, № 11 — 12, 33
«Acta Astronaut.», 1988, 17, № 5, 575—578
24. КА для исследования планеты Сатурн
На 1996 г. намечен запуск КА «Кассини» (по фамилии
астронома Джиованни Кассини, 1625—1712 гг.), который будет
направлен к Сатурну. План полета предусматривает посылку
исследовательского зонда к Титану—наибольшему спутнику
Сатурна и проведение в течение четырех лет исследований с
орбиты колец, планеты, магнитосферы и спутников.
Первоначально КА «Кассини» будет выведен на
эллиптическую орбиту вокруг Сатурна. Затем большая ось эллипса в
последующих циклах обращения вокруг планеты будет в течение
четырех лет поворачиваться по часовой стрелке. Этот поворот
будет осуществляться относительно линии Сатурн — Солнце и
сопровождаться примерно 40 сближениями со спутником Титан
и несколькими запусками двигателя КА. Итоговая траектория
движения КА будет напоминать лепестки цветка, причем одна
или несколько орбит с наибольшим удалением от Сатурна будет
в направлении, противоположном направлению на Солнце. До-
— 60 —

стоинством таких лепестков является то, что они позволяют
проводить исследования при различных условиях солнечного
освещения и, что еще более важно, различных участков
магнитосферы Сатурна.
Магнитосфера создается вследствие взаимодействия
магнитного поля Сатурна с потоком солнечного излучения
(«солнечным ветром») и состоит из заряженных частиц. Внешняя ее
граница находится в общем случае в районе орбиты Титана,
однако ее расположение зависит от активности Солнца и она
вытянута в направлении, противоположном направлению на
Солнце (это «хвост» магнитосферы).
При первоначальном выходе к Сатурну орбита КА «Касси-
ни» будет иметь наклонение 20° по отношению к экватору
планеты при периоде обращения 100 суток. Первые два сближения
с Титаном будут использованы для уменьшения угла
наклонения и периода обращения. Тогда третье сближение с Титаном
может сместить орбиту КА по часовой стрелке с образованием
нового лепестка и созданием условий для заключительного
шага этой серии маневров — установления наклонения орбиты
равным 25° при четвертом и пятом сближениях с Титаном.
Цель этой довольно сложной последовательности событий
состоит в создании геометрической ситуации, которая имеет
своим результатом заход КА за Сатурн и за его кольца (при
наблюдении с Земли). Прохождение радиоволн от КА через
атмосферу планеты и кольца позволит провести анализ их
структуры и состава.
За время четырехлетнего периода будет осуществлено два
сближения со спутником Энцеладус, будет совершено
несколько заходов за кольцо и за планету. При этом будет детально
изучена магнитосфера (на орбитах, соответствующих
«полночи», т. е. наибольшему удалению от Солнца).
В конце четырехлетнего периода после образования
лепестков, соответствующих «полдню», «вечеру», «полуночи» и «утру»,
восемь лепестков будут потрачены на достижение 83-град.
наклонения (с помощью сближений с Титаном) для исследования
полярной атмосферы Сатурна и магнитосферы.
Для вывода в район планеты Сатурн будут использованы
включения двигательной установки при сближении с Землей
для разгона и поле тяготения Юпитера (траектория типа
AV-EGA), в результате чего к Сатурну КА выйдет через 6,5 лет
после запуска с помощью ракеты-носителя «Титан-4»/«Центавр».
Наибольшее сближение с планетой Юпитер будет
соответствовать расстоянию, равному 52 радиусам этой планеты.
Зонд для исследования спутника Титан может быть создан
Европейским космическим агентством (ЕКА). Он будет запущен
с орбитальной ступени КА во время первого витка вокруг
Сатурна. Стабилизированный вращением зонд должен иметь срок
службы 2—3 г. после входа в атмосферу Титана. Спуск в ат-
— 61 —

мосферу будет производиться с помощью парашюта.
Орбитальная ступень будет служить для ретрансляции передач
аппаратуры зонда на Землю со скоростью примерно 4 МГц/с.
Н. Я. Щербак
«Spaceflight», 1988, 30, № 8, 336—337
25. Некоторые итоги 10-летнего активного существования
ИСЗ IUE
При запуске орбитального телескопа для проведения
наблюдений в УФ-диапазоне ШЕ предполагалось, что его срок
активного существования составит три — максимум пять лет.
Однако в январе 1988 г. исполнилось десять лет непрерывной
работы этого спутника. За это время с его помощью удалось
открыть галактическую корону (образуется горячим газом,
окружающим нашу Галактику), наблюдать вулканическую
активность на Ио (спутнике планеты Юпитера), получить первые
изображения из космоса кометы Галлея и наблюдать с 24
февраля 1987 г. интенсивное УФ-излучение сверхновой 1987а —
взрывной звезды, находящейся на расстоянии от Земли
примерно 16 тыс. св. лет.
Показателем научной ценности этого спутника служат
более 1400 научных публикаций в журналах на основе
выполненных с его помощью наблюдений.
Спутник IUE был выведен на геостационарную орбиту над
Атлантическим океаном. Управление ориентацией телескопа
осуществляется в течение 16 ч со станции управления,
расположенной в центре космических полетов им. Годдарда, и в
течение 8 ч — с наземной станции вблизи Мадрида.
ИСЗ IUE создан по заданию НАСА, Европейского
космического агентства и Британского научно-технического совета.
Ученые и инженерно-технические работники центра космических
полетов им. Годдарда провели разработку, комплексирование и
испытание этого ИСЗ. Группа специалистов Европейского
космического агентства создала панели батарей солнечных
элементов и оборудование НС вблизи Мадрида. Фирма SERC в
сотрудничестве с университетским колледжем (Лондон) создала
четыре телевизионные камеры для преобразования спектральных
данных в видеосигналы.
Инженеры, астрономы и специалисты по анализу центра
космических полетов им. Годдарда столкнулись с серьезной
проблемой, когда один из трех остававшихся исправными гироскопов
отказал в 1985 г. и ИСЗ потерял возможность поддерживать
нужную ориентацию (до этого три гироскопа отказали в 1979,
1982 и 1983 гг.). Традиционно для определения углов крена,
тангажа и рысканья с целью достижения нужной ориентации и ее
поддержания во время наблюдений требуются как минимум
- 62 —

три гироскопа. Проблема поддержания трехосной стабилизации
с помощью всего лишь двух гироскопов считалась
неразрешимой, однако группе специалистов по наблюдению и управлению
центра космических полетов им. Годдарда удалось вместо
отказавшего гироскопа использовать одну ось датчика Солнца,
причем точность ориентации и стабилизации осталась
практически неизменной. При этом были получены уравнения законов
управления, которые не похожи на ранее применявшиеся.
Сообщается также о завершении отладки программных средств
системы стабилизации на основе всего одного гироскопа при
использовании информации о двух осях датчика Солнца. Имеются
также планы создания системы стабилизации углового
пространственного положения без использования гироскопов.
Н. Я- Щербак
«Space Age Times», 1988, 14, № 11—12, 32
26. Коммерческое значение ракеты-носителя «Ариан-4»
После первого успешного,пуска ракеты-носителя (РН)
«Ариан-4» 15 июня 1988 г. фирма Arianespace упрочила свои
позиции на мировом рынке коммерческих выводов ИСЗ. РН
«Ариан-4» считается первой РН, которая может удовлетворить
потребности в 6 классах грузоподъемности от 1,5 до 4,2 т.
Увеличенный до 4 м диаметр обтекателя полезной нагрузки
позволяет выводить ИСЗ крупных габаритов. Как утверждает
наблюдатель из ФРГ, это наиболее мощная РН для вывода ИСЗ на
переходную геостационарную орбиту. Другой РН аналогичной
грузоподъемности должна стать в конце 1989 г. «Титан-3».
В первом пуске РН одновременно были выведены ИСЗ «Me-
теосат-2», PanAmSat и Amsat 3. Геостационарный ИСЗ «Ме-
теосат Р-2» с массой 720 кг имеет длину 3 м и диаметр 2,1 м.
Он будет передавать изображения облачного покрова в 3
спектральных диапазонах (видимом, ИК и излучения водяного
пара). Кроме того он несет экспериментальное оборудование
LASSO для исследования возможности глобальной
синхронизации атомных часов. ИСЗ Amsat-З (на орбите он будет
функционировать под наименованием OSCAR-13) с массой 140 кг
предназначен для пребывания на орбите 1500—36 290 км с
периодом обращения 11 ч.
После успешного проведенного первого пуска, который
считается летным испытанием, в 1988 г. должны состояться еще
2 пуска РН. С середины 1989 г. эта РН должна заменить все
остальные РН семейства «Ариан» для коммерческих пусков.
На 29 июня 1988 г. фирма Arianespace имела контракты на
общую сумму 2,5 млрд долл. на вывод 44 ИСЗ в 26 пусках РН
до 1991 г. Последний контракт был подписан с Индией, которая
намерена вывести с помощью РН «Ариан-4» 2 связных ИСЗ.
— 63 —

По программе РН «Ариан-4» предусматривается
изготовление 71 РН, причем 50 из них будут поставляться партиями по
10 РН. Стоимость изготовления 50 РН составит 18—20 млрд
марок ФРГ, из которых 20% пойдут на оплату заказов
промышленности ФРГ. Считается, что такие заказы будут оказывать
существенное влияние на развитие ракетно-космической
промышленности западноевропейских стран, позволят снизить
стоимость РН на 20—25% и приведут к сокращению сроков
изготовления на ~40%.
В изготовлении РН принимают участие более 50 фирм,
ведущими из которых являются MBB-ERNO (вторая ступень и
бустерные ступени с ЖРД), SEP (ЖРД для всех 3 ступеней),
SNIA-BPD (бустерные РДТТ), Air Liquide (топливные баки
третьей ступени), MATRA (приборный отсек), Contraves
(обтекатель полезной нагрузки) и British Aerospace (несущая
конструкция для одновременного вывода 2—3 ИСЗ SPELDA). Как
считают в Западной Европе, успех первого пуска показал
направление коммерческого использования РН «Ариан-4», которая
будет основной транспортной космической системой Западной
Европы на ближайшие 10 лет. В условиях возрастающей
конкуренции эта РН позволит Западной Европе удержать свою
долю —50% мирового рынка коммерческих выводов ИСЗ.
В. А. Карелин
«Aerospace», 1988, 15, № 8, 7
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1190, 48
«Schweizarische technische Zeitschrift», 1988,
85, № 13, 8—9, 12, 14
«Spaceflight», 1988, 30, № 8, 304—307, 308
«Usine Nouvelle», 1988, № 23, 18
27. Поиски новых типов РД
Проводимые в США поиски новых типов РД направлены
на повышение уд. тяговых характеристик, снижение уд. массы
РД и увеличение времени работы на орбите без дозаправки
топливом или рабочим телом. МО США и НАСА проявляют
интерес к поискам новых РД с применением высокоэнергетических
топлив (ВЭТ), аннигиляционных РД и новых
электротермических РД(ЭТРД).
Лаборатория астронавтики ВВС США, осуществляющая
руководство работами по ВЭТ, считает, что РД с применением
ВЭТ могут быть созданы до 2000 г. Разработки ВЭТ
базируются на новой теории химических связей и образования молекул,
выдвинутой в 1984 г. греческим профессором К. А. Никол аиди-
сом. По его теории молекулы в возбужденных состояниях могут
иметь максимальные степени ионизации и соединяться с
другими молекулами, находящимися в невозбужденном состоянии.
— 64 —

Новые молекулы с оптимальной ядерной структурой будут
также находиться в возбужденном состоянии. Так возбужденная
молекула Н2 может соединяться с невозбужденной молекулой
Н2, образуя новую молекулу Н4. Возможными ВЭТ считаются
Н4, азид фтора, несимметричный N2O2 и эксимеры галоидов
ксенона. Работами исследовательского центра United Technology
показано, что монотопливо N2O2, синтезированное из
возбужденных молекул О2 и невозбужденных молекул N2, развивает
уд. импульс 375 кгс«с/кг. Однако это вещество является
нестойким при нормальных условиях и должно храниться при
криогенных температурах.
Предложен метод получения топлив с ЗЭТ путем
бомбардировки пучками молекул ВЭТ твердых рабочих тел типа
водорода, аргона или криптона. Частицы из пучков кристаллизуются
в виде «льда» при заполнении пустот в матрице рабочего тела,
оставаясь в возбужденном состоянии. При подогреве рабочего
тела возбужденные молекулы ВЭТ будут диссоциировать с
выделением энергии.
Было обнаружено, что азид фтора, который из-за высокой
молекулярной массы не может быть использован как
компонент ракетных топлив, является хорошим источником
возбужденных молекул некоторого соединения фтора с азотом, которое
при определенных условиях генерируют излучение на длинах
волн 0,528 или 0,450 мкм. Представляется возможным создать
высокоэнергетические химические лазеры, пригодные для
работы в импульсном режиме.
НИР по ВЭТ ведут 32 субподрядчика, в т. ч. 22
университета. Ряд проектов ведут лауреаты Нобелевских премий. Общие
расходы на эти НИР пока ограничены 5 млн долл. в год. НИР
1986—1987 гг. показали, что добавки ВЭТ к обычным ракетным
топливам позволяют повысить уд. импульс в 2—4 раза.
Использование РД на таких топливах позволит реализовать проект
воздушно-космического самолета с грузоподъемностью 11,3 т
на околоземную орбиту.
Аннигиляция антиматерии (AM) и нагрев выделившейся
энергий рабочего тела в РД позволят получить уд. импульс
—105 кгс'с/кг. Энерговыделение считается столь большим, что
1 мг AM будет достаточно для нагрева нескольких тонн
рабочего тела. Проведенные организацией Rand исследования
показали, что в ближайшей перспективе будут доступны способы
получения и хранения AM по цене —10 млн долл./мг.
Использование для получения антипротонов ускорителя со встречными
пучками, создание которого намечается правительством США,
позволит снизить стоимость AM до ~1 млн долл./мг. Для
осуществления полета МВКА требуется энергия, выделяемая при
аннигиляции 35 мг AM.
Руководство работами по аннигиляционным РД
осуществляет лаборатория астронавтики ВВС США. В работах принимают
— 65 —

участие Брукхэйвенская национальная лаборатория и фирма
McDonnell Douglas. Предполагаемый аннигиляционный РД
будет содержать вольфрамовый теплообменник с аннигиляцион-
ным источником тепла. В РД такой схемы можно получить
уд. импульс —^1200 кгс-с/кг. В более сложных конструкциях с
магнитным удержанием плазмы рабочего тела и с магнитным
соплом при использовании энергии возникающего при
аннигиляции у"излУчения считается возможным получить уд.
импульс 20 • 103 кгс • с/кг.
В настоящее время США не располагают необходимыми для
выделения AM ускорителями, что сдерживает работы по
получению, хранению и использованию AM. Определенные успехи
в этих работах достигнуты в Европейском центре ядерных
исследований в Женеве. Ускоритель для получения антипротонов
создается в СССР.
В университете шт. Мичиган по контракту НАСА
исследовалась возможность создания ЭТРД с использованием
электромагнитной энергии миллиметрового и субмиллиметрового
диапазона (30—1000 ГГц). Потенциальными достоинствами таких
миллиметроволновых ЭТРД (мм-ЭТРД) считаются высокий
КПД преобразования энергии и возможность передачи энергии
в узконаправленном пучке от внешнего источника.
Принципиальная схема мм-ЭТРД состоит из системы хранения и подачи
рабочего тела, бортового или внешнего источника энергии,
преобразователя энергии и камеры нагрева с соплом. Основными
объектами исследований были преобразователь энергии и
камера нагрева. В мм-ЭТРД необходимо постоянный ток
мощностью —10 кВт преобразовать в электромагнитное излучение
и затем использовать его для нагрева рабочего тела. Анализ
известных типов генераторов на магнетронах, клистронах,
лампах с бегущей волной и т. п. показал, что наилучшие
результаты по КПД, генерируемой мощности и уд. мощности могут быть
получены с применением гиротронов или комбинированных
устройств на базе гиротронов, напр, гироклистронов. Считается
возможным получить КПД 25—30% при частоте 40—140 ГГц и
мощности 10—100 кВт.
Первые эксперименты по нагреву рабочего тела были
проведены на частоте 3 ГГц. Мощность 1250 Вт была
сконцентрирована в волноводе, заполненном гелием. При расходе газа
0,595 г/с получили КПД связи 20%, а при расходе 1,19 г/с —
КПД 50%. В другом эксперименте использовали
электромагнитное излучение с частотой 37 ГГц для облучения газа,
находящегося под давлением 0,1—52 кПа. Мощность 30 кВт импульсами
длительностью 0,8 с тефлоновой линзой направлялась в
открытый резонатор, образованный двумя сферическими зеркалами.
В этом эксперименте был достигнут КПД передачи энергии к
плазме 60%.
— 66 —

Возможная конструкция камеры нагрева содержит резонатор
типа резонатора Фабри-Перо для фокусирования энергии
излучения на протекающем через резонатор рабочем теле. Для
использования энергии от внешнего источника КА должен будет
иметь сравнительно крупногабаритную антенну, напр.
диаметром 50 м. Антенна передатчика при этом принимается
диаметром 100 м. Дальность передачи энергии в вакууме при
приемлемом уровне потерь, напр. 45%, увеличивается с ростом частоты
и при частоте 2,83- 104 ГГц составит 5 • 105км. При
планировании использования наземных передатчиков следует учитывать
атмосферные и ионосферные потери, которые могут достигать
10—100 дБ/км. При интенсивностях излучения >23 мВт/см2 в
пучке возможны пробои с возникновением плазменного шнура,
поглощающего и рассеивающего поступающую энергию.
Считается, что мм-ЭТРД могут найти применение на
геостационарных ИСЗ, на межорбиталъных транспортных КА и на
околоземных ИСЗ с расположением энергопередатчика на
Земле, на околоземной орбите или на геостационарной орбите.
В. А. Карелин
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, №12, 19—20
«Journal of Propulsion and Power», 1988, 4,
№ 4, 334—340
28. Плавучая пусковая платформа «Сан Марко» в действии
Плавучая пусковая платформа «Сан Марко»,
принадлежащая Италии, находится в Индийском океане в ~5,5 км от
побережья Кении. Она предназначена для предстартовой
подготовки и пуска ракет-носителей (РН) «Скаут» фирмы LTV
(США). Сборку, предстартовые проверки и пуск РН
осуществляет команда из специалистов ВВС США 'и Италии.
Управление пуском и контроль за движением РН ведутся со второй
плавучей платформы «Санта Рита», оснащенной
радиолокационной станцией слежения. С помощью РН «Скаут» 25 марта
1988 г. был выведен итальянский ИСЗ «Сан Марко» с массой
236 кг.
Фирм1а Aeritalia предложила ИСЗ на базе баллистического
спускаемого аппарата (ИСЗ/БСА) «Кар'ина», вывод которого
может быть осуществлен с помощью РН «Скаут-2» с
платформы «Стан Марко». КГСЗ/БСА со стартовой массой ~500 кг и
полезной нагрузкой 140 кг оснащается источником питания с
выходной мощностью 295 Вт, из которых 150 Вт
предназначаются для обеспечения экспериментов полезной нагрузки.
ИСЗ/БСА предлагается в двух вариантах. Один из них
включает только 'собственно БСА, а второй дополнительно несет
невозвращаемую часть одноразового использования. На невоз-
— 67 —

вращаемой части устанавливаются раскрывающиеся панели
солнечных элементов. Для осуществления мягкой посадки БСА
применяется парашют. В. А. Карелин
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1185, 43
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 16, 73
АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
29. Микроэлектроника в космической технике
По мнению зарубежных специалистов, одной из ключевых
проблем создания малогабаритных и легких спутников связи
является разработка миниатюрных электронных компонентов,
микропроцессоров и быстродействующих микросхем высокой
степени интеграции. В настоящее время процессоры массой
ПО кг, мощностью 1,2 кВт и быстродействием 50 млн операций
в сек. считаются «вчерашним днем» микроэлектроники. Новое
поколение процессоров имеет быстродействие на порядок
большие, а массо-габаритные показатели наполовину меньше.
Современные интегральные схемы имеют размеры 0,5—1,0 мкм, в
то время как еще два года назад стандартными размерами
являлись 2—3 мкм. Многоцелевые процессоры имеют
быстродействие 3 млрд операций в сек. Их предшественники с
аналогичными возможностями имели размеры на два порядка
больше.
Усилия разработчиков в настоящее вр^емя сосредоточены на
повышении степени интеграции кремниевых интегральных схем
(ИС), использовании для ИС кристаллов арсенида галлия,
применения твердотельной технологии. За несколько лет объем
памяти процессоров удалось увеличить с 64 кбайт до 1 Мбайта
при тех же размерах модулей.
Разработка твердотельной технологии позволяет повысить
возможности спутниковых антенн типа ФАР. Проекты таких
антенных устройств разработала фирма Rockwell под
руководством управления МО DARPA. Широкая полоса частот, в
которой работают твердотельные схемы позволяет универсально
использовать одну и ту же апертуру в качестве радара,
обычной антенны для связи, излучателя аппаратуры
радиоэлектронной борьбы. Хотя применение арсенида галлия дл'я цифровых
микросхем КА быстро возрастает, применение современных
кремниевых ИС в некоторых случаях является более выгодным
в силу их более высокого уровня интеграции, повышенной
стойкости к различного рода излучениям, относительно низкой
стоимости. Одной из последних разработок в этой области
является 32-разрядный процессор фирмы McDonnell Douglas.
— 68 —

Он предназначен специально для использования
конструкторами при разработке современных КА и РН.
Согласно исследованиям НАСА, блок памяти на
кремниевых элементах емкостью 1,2 Мбайт обладает высокими
характеристиками по надежности и живучести при работе на борту
КА. В то же время установлено, что стойкость к излучениям
ИС на арсениде галлия выше, чем у лучших образцов
кремниевых ИС. По предположению специалистов, дальнейшие
исследования в области совершенствования технологии изготовления
ИС на кристаллах арсенида галлия имеют хорошие пер-
спективы. Ю. В. Денисов
«Aerospace America», 1988, 26, № 4, 22, 24
30. Развертываемая спутниковая антенна
с сетчатым рефлектором
В течение последних нескольких лет в Японии
разрабатывается спутниковая система морской связи. Основные
особенности этой системы состоят в следующем:
— для обеспечения применения небольших дешевых
судовых терминалов спутниковая система должна быть
многолучевой;
— для связи между судовыми терминалами и ИСЗ должен
применяться S-диапазон (2,6/2,5 ГГц);
— диаграмма направленности (ДН) антенны должна
представлять собой совокупность лучей с круглым сечением,
перекрывающих район в пределах 370 км вокруг главного острова
Японии.
Для указанной спутниковой связной системы специалисты
японской корпорации NTT разработали развертываемую
антенну веерного типа с главным рефлектором из проволочной
сетки. Эта антенна S-диапазона должна устанавливаться на
стабилизированном по трем осям ИСЗ с массой до 1000 кг.
Для обеспечения устойчивой работы связных систем она
должна иметь диаметр апертуры более 3,5 м и фокусное расстояние
более 5,8 м. Весьма существенное значение им!еет компактность
конструкции. Однако «с помощью однозеркальной системы и
при таком большом фокусном расстоянии выполнить антенну
компактной и с требуемыми качественными показателями
весьма трудно. Удовлетворить таким требованиям можно с
помощью двухзеркальной системы, поскольку большое
фокусное расстояние может быть обеспечено с помощью главного
рефлектора с уменьшенным фокусным расстоянием и
небольшого субрефлектора, расположенного вблизи фокуса главного
рефлектора, с группой облучателей между двумя рефлекторами.
Одной из таких двухзеркальных систем является антенна
Кассегрена со смещенным облучением, выбранная в качестве
базовой в процессе разработки.
— 69 —

Для развертываемых сетчатых рефлекторов были
опробованы несколько вариантов. Из них для дальнейшей отработки
был выбран рефлектор веерного типа с простейшей геометрией
и минимальным числом подвижных сочленений,
обеспечивающий требуемый диаметр апертуры, компактность, надежность
развертывания, малую массу и легкость изготовления
(таблица).
Основные характеристики развертываемой антенной системы
Параметр
Число лучей
Диаметр апертуры главного рефлектора, м
Фокусное расстояние главного рефлектора, м
Фокусное расстояние субрефлектора, мм
Эксцентриситет субрефлектора
Угловая апертура субрефлектора, град
Точность наведения луча, град
Коэффициент усиления на краях луча, дБ
Масса антенны, кг
Среднеквадратичное отклонение профиля
рефлектора от заданного, мм
Собственные частоты первой моды механических
колебаний в сложенном состоянии, Гц
осевая
поперечная
Значение
Расчет
5
3,5
2,5
450
2,5
48
0,3
31
21
2
>35
30
Измерения
—
—
—
—
31
20
1.7
>40
27
При проектировании антенной системы ширина луча по
уровню половинной мощности и угол разноса между лучами
были выбраны равными соответственно 2 и 1,8°. Как показал
анализ, для обеспечения незначительного уменьшения
коэффициента усиления к краям луча и поддержания выбранного угла
разноса между лучами требуется апертура диаметром более
3,5 м и фокусное расстояние свыше 5,8 м. Коэффициент
усиления по краям луча с увеличением диаметра апертуры растет и
становится приемлемым при диаметре прим!е,рно 3,5 м.
Максимальный коэффициент усиления антенны возрастет с ростом
диаметра облучателя вследствие снижения потерь на спилло-
вер, но, в то же время, спадает вследствие затенения апертурьк
Поэтому на основе решения такой компромиссной задачи
диаметр облучающих рупоров был выбран равным 195 мм.
Учитывая собственные механические колебания элементов
конструкции антенны вследствие вибраций, фокусное
расстояние главного рефлектора, фокусное расстояние и
эксцентриситет субрефлектора были выбраны равными соответственно
— 70 —

2,5 м; 450 мм и 2,5. Угловая апертура субрефлектора, на
основе анализа распределения токов иа нем, была выбрана равной
48° (на 40% больше, чем это требовалось в соответствии1 с
геометрической оптикой).
Максимальное усиление в каждом луче превысило 36 дБ,
пересечение соседних лучей наблюдалось на уровне —4 дБ по
отношению к максимуму. Ухудшение усиления объяснялось,
прежде всего, неточностью обеспечения заданного профиля
рефлектора, потерями на отражение в сетке и омическими
потерями в фидерной системе. Оцененное ухудшение
коэффициента усиления составляло 0,9 дБ. В результате на краях луча
усиление составило 31 дБ.
Конструкция главного рефлектора содержит 9 ребер
различной длины с пружинным механизмом развертывания
каждое, сетку, в развернутом положении формирующую
рефлектор, кварцевые оттяжки, элементы натяжения и
регулировочные механизмы, соединяющие кварцевые оттяжки и элементы
натяжения, с тем чтобы обеспечить формирование
параболической поверхности.
В результате расчетов электрических характеристик
антенной системы главный рефлектор был выполнен в форме
эллипса с ос<ями 3,6 и 3,4 м. Для экспериментальной оценки
выполнения требований, предъявляемых к точности соблюдения
профиля рефлектора и жесткости конструкции в сложенном
положении1, была изготовлена модель рефлектора в
масштабе 1:5. Оценка показала, что может быть обеспечено
среднеквадратичное отклонение профиля рефлектора от заданного не
более 2 мм, если применить радиальные ребра с угловым
разносом 3—3,5° и кварцевые оттяжки между ними. Поэтому для
формирования рефлектора с апертурой 3,5 м достаточно трех
кварцевых оттяжек между радиальными ребрами,
расположенными с угловым разносом 3,5°.
Для уменьшения массы конструкции и увеличения
жесткости ребра выполнялись несколько большего диаметра (50 мм),
но полыми (толщина стенки 1 мм). В сложенном состоянии
ребра крепятся в верхнем положении с помощью фиксирующих
защелок. Потери усиления из-за эффектов затенения,
обусловленных этими защелками, весьма малъг (<0,1 дБ).
В процессе испытаний опытной модели антенны, измеренные
ДН, сравнивались с расчетными. Вследствие эллиптичности
контура рефлектора луч антенны также имел эллиптическое
сечение. Коэффициент усиления 31 дБ хорошо согласовывался
с расчетным значением. Требуемый угло>вой разнос лучей
составил 2°— несколько больше расчетного. Измерения точности
выполнения профиля рефлектора производились в 1000 точек с
помощью лазерной измерительной системы. Измеренное
среднеквадратичное отклонение профиля зеркала от заданного
составило 1,7 мм, что лучше расчетного значения.
— 71 —

При испытаниях механизма развертывания были применены
специальные пружины, компенсирующие земное притяжение.
Погрешность угла развертывания в процессе испытаний была
меньше 0,01°, что весьма хорошо и вполне достаточно для
обеспечения требуемой точности наведения луча антенны. Тепловые
испытания показали, что вся конструкция обладает достаточной
температурной стабильностью. В целом характеристики
антенной системы соответствовали расчетным. М. Е. Фикс
«Acta Astronautica», 1988, 17, № 5, 561—566
31. Использование 4-угольной плоской антенны в системе
прямого ТВ-вещания
Фирма British Satellite Broadcasting (BSB) совместно с
фирмой Fortel разработала приемник и антенну стоимостью
250 ф. ст., которые обеспечивают прямой прием ТВ-программ,
ретранслируемых с борта ИСЗ. Особенность комплекта
ТВ-аппаратуры—использование плоской 4-угольной антенны,
поперечник которой всего лишь 25 см. Макет антенны был
продемонстрирован общественности в начале августа 1988 г.
Идея применения плоских приемных антенн вместо
обычных антенн параболической формы не является новой. Однако,
предлагавшиеся до сих пор конструкции плоских антенн были
более дорогостоящими, чем параболические антенны. Это было
обусловлено сложностью технологии изготовления на
поверхности антенны печатных схем, которые должны собирать и
преобразовывать отдельные сигналы. Плоские антенны часто
менее эффективны, чем параболические антенны, и поэтому
размеры их были больше. Специалисты фирм BSB и Fortel
считают, что предложенная ими конструкция 4-угольной
плоской антенны с поперечником 25 см является оптимальной.
Она достаточно мала, чтобы упростить технологию ее
изготовления, и имеет площадь поверхности, достаточную для сбора
сигналов от спутниковых передатчиков мощностью 110 Вт.
Б. И. Ермишкин
«New Scientist», 1988, 119, № 1625, 34
32. Распространение языка программирования ADA
Язык программирования высокого уровня ADA (АДА) в
настоящее время получает все более широкое распространение
в различных вычислительных системах. Область его
применения продолжает расширятся. Язык программирования АДА
принят МО США в качестве основного при разработке
перспективных систем, в том числе космического базирования.
Рассматриваются вопросы использования языка АДА в странах
НАТО.
— 72 —

Одной из проблем в применении этого языка является его
«многословность» и трудность в изучении. Испанская фирма
CESELSA, специализирующаяся в области аэронавтики,
разработала специальную систему подготовки программистов на
языке АДА и уже подготовила около 60 специалистов. Фирма
начала разработку программ на языке АДА по заказам
заинтересованных ведомств. В 1983 г. фирма заключила контракт на
разработку и полномасштабное развертывание системы
национальной системы ПВО. Интерес к этой разработке проявили
МО США, руководящие военные круги НАТО. Программное
обеспечение для системы разрабатывается на языке АДА.
Годом позже фирмой был заключен контракт на разработку
системы управления воздушным движением с црограммным
обеспечением на языке АДА.
Система ПВО включает большое количество стационарных
и мобильных радарных установок, подсистему управления и
вычислительный комплекс. В системе используются 6 ЭВМ
MV/4000 Eclipse, 2 ЭВМ MV/10000, 2 ЭВМ MV/7800 и одна
MV/15000. 99% программного обеспечения для системы
написано на языке АДА и насчитывает около 200 тыс. кома:нд. При
его разработке, в среднем каждый программист составлял
11,3 команды в день.
В дополнение к двум вышеназванным программам, фирма
CESELSA примет участие в двух международных проектах.
Первый осуществляется под руководством Европейского
космического агентства и состоит в исследовании потенциальных
возможностей применения языка АДА в космических системах
и замены существующего программного обеспечения на языках
Асюемблер и Фортран. Вторая программа реализуется в
интересах специальной рабочей группы НАТО с участием ее
специалистов. Ю. В. Денисов
«Signal», 1987, 42, № 2, 67—70
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
33. Исследование малых тел Солнечной системы
Следующим большим шагом явится исследование комет и
астероидов, являющихся малыми телами Солнечной системы.
До настоящего времени были выполнены лишь три полета,
посвященные исследованию таких небесных тел. В марте 1986 г.
КА «Джотто» с расстояния 605 км позволил наблюдать ядро
кометы Галлея. В 1976 г. КА «Викинг орбитер-1» прошел на
расстоянии 88 км от Фобоса, а КА «Викинг орбитер-2» — на
расстоянии 28 км от Деймоса (считается, что эти спутники
Марса могут быть захваченными этой планетой астероидами,
— 73 —

сами же астероиды находятся в так называемом поясе
астероидов н& расстоянии примерно 2,8 а. ед. от Солнца).
Что касается перспектив дальнейших исследований малых
тел Солнечной системы, то такие исследования должны
выполняться в три этапа. Во-первых, должно быть проведено еще
несколько пролетов возле типовых малых тел для их
детального исследования. Затем нужны будут полеты с проведением
наблюдений с небольшого расстояния в течение
продолжительного периода времени. И, наконец, необходимо организовать
доставку образцов на Землю.
Первый этап успешно выполняется. Так, уже получены
детальные сведения о том, как выглядело ядро кометы Галлея
14 марта 1986 г., через 33 суток после прохождения кометой
перигелия (расстояние до Солнца составляло 133 млн км).
Однако использование ядра кометы Галлея в качестве
модели ядер комет связано с определенными проблемами,
поскольку даже одна и та же комета подвержена сильным
изменениям во времени. Кроме того, нет двух одинаковых комет:
кометы имеют различные размеры и активность, находятся на
различных орбитах. Поэтому необходимо получить
изображения разных комет и одной и той же кометы в различные
моменты времени.
По полученным изображениям, ядро кометы Галлея по
форме напоминает плод авокадо, его размеры 8x8x16 км,
площадь поверхности 400 км2, объем 550 км3. Лишь примерно
40 км2 поверхности ядра были активными, что составляло
небольшую часть обращенной к Солнцу поверхности. Были
обнаружены небольшие холмы и долины, цвет поверхности был
однородным (серым). Плотность ядра, по оценкам, составляла
0,2 ±0,1 Г'см~3; такая высокая неопределенность
свидетельствует о приближенности наших знаний об этой комете. Следует
помнить, что КА «Джотто» пролетел возле ядра кометы со
скоростью 68 км/с, а минимальное расстояние составляло
605 км. Поэтому разрешение изображений в лучшем случае
составляло 100 м. Это означает, что изображение не было
особенно четким. Кроме того, наблюдения проводились лишь
за одной стороной ядра. Несомненно, что другие кометы
выглядят иначе.
Относительно дешевая возможность проведения
исследований еще одной кометы появилась после того, как Европейское
космическое агентство (ЕКЛ) выделило ассигнования на
реактивацию и полную проверку КА «Джотто», когда он подойдет
к Земле в конце 1989 — начале 1990 гг. Если окажется, что
основные установленные на нем приборы функционируют
нормально, тогда с помощью поля тяготения Земли и запуска
двигателя с использованием резервов топлива на его борту этот
КА может быть направлен на пролет в июне 1992 г/возле
кометы Григга-Скьеллерупа.
— 74 —

Моделями астероидов пока служат Фобос и Деймос. Оба
они имеют форму эллипсоидов. Размеры Фобоса (среднее
расстояние от центра Марса 9270 км) составляют 20x23x28 км,
размеры Деймоса (орбита на высоте 23,4 тыс. км) составляют
10X12X16 км; альбедо (5—7%), спектр отражения
напоминают астероиды С-тип а. Поверхность Фобоса, напоминающая
лунные нагорья, имеет 10-км кратер с сетью джетов, а также
серию 500-м углублений, которые могли бы указывать на
внутренние разломы. Деймос не имеет углублений и его поверхность
в общем случае более гладкая. Кроме того, он имеет более
толстый и твердый реголит.
Эти два «захваченных астероида» существенно отличаются
друг от друга. Совокупность реальных астероидов будет
содержать еще более разнородные небесные тела. Так, имеются
гигантские астероиды, подобные Цересу (диаметр 913 км) и
Весте (диаметр 501 км), которые, вероятно, являются
древними остатками первоначального процесса конденсации, который
привел к образованию комет. Поверхность таких астероидов
имеет возраст 4570 млн лет. Радиоактивный распад разогрел
составляющие такие астероиды материлы, расплавленные
металлы опустились в центр, а скальные породы всплыли -и
образовали мантию.
Осталось лишь примерно 10% таких астероидов, а большая
их часть разлетелась на метеориты в результате столкновений
астероидов. Кажется, что все астероиды диаметром меньше
250 км представляют собой тела неправильной формы, причем
одни из них состоят из скальных пород, другие — из железа, а
незначительно число — из того и другого. Метеориты,
выпадающие на поверхность Земли, по своему составу подразделяются
на аналогичные группы. Необходимо определить соотношение
между метеоритами и астероидами, для чего потребуются
близкие пролеты КА на малых относительных скоростях возле
серий разнородных астероидов. На рассмотрение ЕКА и НАСА
представлены различные проекты таких космических
экспедиций, однако до настоящего времени дело не дошло до этапа
детальной проработки. Типовым примером является экспедиция
ASTEREX (Asteroid Exploration Mission), предусматривающая
посылку КА :к астероидам Церера, Ламбер, 1974-VA и 1930-ОК.
Типовые относительные скорости должны составлять 4,3—
16,7 :км;/с, а «полезная 'нагрузка могла бы включать в свой состав
телевизионную камеру, ИК-спектрометры и радиовысотомер.
Вторым и более сложным этапом исследования малых тел
Солнечной системы является обеспечение полета КА вблизи
кометы в течение продолжительного времени для выполнения
детализированных наблюдений. В начале 80-х годов НАСА
планировало проведение экспедиции к комете «Темпеля-2», однако для
ее проведения не были выполнены необходимые ассигнования.
Предполагалось, что КА, оснащенный солнечно-электронной дви-
— 75 —

гателъной системой, вышел бы в июле 1988 г. к комете, когда
она находилась на расстоянии г = 1,58 а. ед. от Солнца. Этот КА
должен был находиться возле кометы в течение прохождения ею
перигелия (сентябрь 1988 г., г= 1,38 а. ед.) и до момента, когда
расстояние между кометой и Солнцем не станет равным 3 а. ед.
в июле 1989 г.
Активность типовой кометы пропорциональна 1/ч4, поэтому
с помощью этого КА можно было бы наблюдать за многими
протекающими там процессами. Так, каждое прохождение перигея
кометой связано с потерей 1013—1014 г газов и пыли. Воздействие
этого на приборное оборудование КА является незначительным
вследствие того, что газы и пыль очень быстро рассеиваются в
окружающем вакууме. Однако в качестве меры
предосторожности НАСА планировало отход КА от кометы на период
максимальной активности при нахождении в перигелии. Финалом этой
экспедиции должна была явиться мягкая посадка на
поверхность кометы, поэтому полезная нагрузка предусматривала
телевизионную камеру, масс-спектрометр для анализа газов и
пыли, а также серию анализаторов энергии ионов и электронов
плюс магнитометр.
Конечным результатом было бы полное картирование
поверхности ядра кометы и регистрация изменений, вызываемых
потерей массы. Кометы имеют джеты газов и пыли из
специфических активных зон, которые «включаются» и «выключаются» при
повороте и облучении Солнцем различных частей ядра,
состоящего из «грязного снега».
Ожидается, что поверхность ядра кометы покрыта холмами,
впадинами и имеет пустоты. Средняя разрешающая
способность камеры после мягкой посадки составила бы примерно 1 см.
Можно было бы также легко измерить химический состав газов
и пыли, их пространственную плотность и отношение массы газов
к массе пыли. Большой интерес представило бы также
наблюдение за изменениями этих количественных характеристик в
зависимости от расстояния от Солнца. Можно было бы оценить
массу, плотность и характер вращения ядра. Кроме того КА
можно было бы перемещать в пределах и HenoqpeACTBeHHo вне
комы кометы и использовать получаемые при этом данные для
картирования плазмосферы, районов ударной волны и
взаимодействия с солнечным ветром.
Для получения подробных карт поверхности астероидов
потребуются полеты с нахождением КА на небольшом расстоянии
от них. В этом случае путем изучения поляризации отраженного
света можно определить изменения в составе и физической
структуре поверхности. КА мот бы зависать над поверхностью и
с помощью альфа-спектроскопии можно было бы получать
данные о массе и плотности астреоидов по возмущениям орбиты КА.
Недостатком экспедиций этого типа является необходимость
иметь на борту КА приборное оборудование большой массы.
— 76 —

В то же самое время количество данных, которое может быть
передано на Землю, ограничивается мощностью бортовой
системы электропитания и быстродействием телеметрической
подсистемы.
Для получения детальных сведений о составе,
физическом и химическом составляющих такие тела веществ
необходимы космические экспедиции с доставкой образцов грунта,
что будет связано с гораздо большими расходами. Это
объясняется тем, что КА должен выйти в район кометы, погасить свою
скорость, выйти на орбиту вокруг ядра, провести обзор
поверхности, выбрать возможные места посадки, совершить посадку
собрать образцы, стартовать с поверхности, ,нацрав,иться на
Землю и совершить посадку на Земле. Далее, материал ядра
кометы находится при температуре примерно —140° С и защищен от
Солнца изолирующим слоем пыли толщиной в несколько
сантиметров. Поэтому важно, чтобы существенное количество
образцов во время транспортировки находилось при криогенной
температуре, соответствующей температуре на поверхности ядра
кометы. Н. Я. Щербак
«Spaceflight», 1988, 30, № 7, 296, 299
34. Интерес к орбитальным экспериментам на баллистических
спускаемых аппаратах
Как отмечает наблюдатель из ФРГ, в 1988 г. во всем мире
повысился интерес к использованию баллистических спускаемых
аппаратов (БСА) для проведения экспериментов в условиях
микрогравитации. На Западе это отчасти обусловлено
исчезновением надежд на использование МВКА, фрахт которого после
возобновления полетов становится слишком дорогим и не для
всех доступным. В отличие от Запада, в СССР постоянно
совершенствовалась техника возвращения на Землю пилотируемых и
непилотируемых БСА. Фирма Kayser-Threde (ФРГ) заключила
контракт с Главк-осмосом на вывод нескольких БСА на ракетах-
носителях (РН) «Протон». Фирма Intospace провела переговоры
с КНР о)б использовании БСА FSW и1 РН «Великий поход CZ-2»
для выполнения орбитальных экспериментов.
С 1987 г. федеральное министерство науки и техники ФРГ
финансирует разработку БСА «Раумкурир» фирмой Dornier.
В этих работах принимают участие ОНВ Systems, Kayser-Threde,
МВВ и ZARM. Заинтересованность в этом БСА обусловлена не
только возможностью проведения орбитальных экспериментов,
но и перспективами его применения для доставки на Землю
результатов работ на орбитальном комплексе «Колумб», а при
соответствующем оборудовании — для спасения астронавтов с
ООКС. Фирма British Aerospace недавно опубликовала краткие
выводы своего исследования в этом направлении.
— 77 —

БСА «Раумкурир» предназначается в первую очередь для
экспериментов по материаловедению, для которых важно
возвращение образцов на Землю. Он рассчитывается на
функционирование на орбите с высотой 300 км и наклонением 55°.
Уровень микрог;равитации ожидается 10~4—10 ~5 g. При общей
массе 1400 кг он может нести полезную нагрузку 400 кг. В базовом
варианте БСА возможно пребывание его на орбите в течение
7 суток с обеспечением объектов полезной нагрузки
электрической мощностью 200 Вт. Возможно осуществление и более
длительных полетов, но с меньшей полезной нагрузкой, поскольку
потребуется большая масса электрохим-ических источников
питания.
На выставке 1988 г. в Ганновере фирма Dornier представила
макет БСА. Максимальный диаметр конического БСА
составляет 2 м. Из общего внутреннего объема для размещения
полезной .нагрузки предназначены 0,7 м3, электрохимических
источников питания — 0,285 м3, парашюта — 0,2 м3 и т. д. Верхнюю часть
конуса занимает отделяемый тормозной РДТТ, снабженный
своим парашютом.
Предполагается, что первый полет БСА «Раумкурир»
состоится в 1991 г. Вывод будет осуществлен РН CZ-2 КНР. Не
исключается возможность использования для вывода РН «Циклон»
СССР >и «Ариан» Франции, а также разрабатываемой новой
коммерческой «индустриальной» РН (ILV) фирмы American
Rocket (США). На траектории спуска БСА максимальные
перегрузки ожидаются 9 g. Считается возможным ограничить район
посадки участком 5x20 км, выбранным в КНР, Австралии или
Гренландии. В. А. Карелин
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1190, 43
«Flug Revue», 1988, № 5, 59

СОДЕРЖАНИЕ
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Перспективные планы научных космических исследований . . 3
2. Деятельность западноевропейских государств в области космоса 7
3. Увеличение вероятности повреждения ИСЗ космическим
«мусором» 10
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
4. Развитие военных космических систем ВС США . . . .11
5. Критика Эдварда Теллера за преувеличение боевой
эффективности рентгеновских лазеров 16
6. Корабельная система управления боевыми действиями «Иджис» 17
7. Воздушно-космическая разведка 19
8. Полевые испытания аппаратуры пользователей системы «Навстар
GPS» 22
9. Запуски военных ИСЗ связи 25
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
10. Перспективы изучения Земли с помощью ИСЗ 25
11. Разработка антенны для ИСЗ «Радарсат» 27
12. Изучение поведения животных с помощью спутниковой
телеметрии 31
13. Создание систем спутниковой связи мобильных абонентов . . 32
14. Соглашения о запусках связных спутников американского
производства китайскими РН 34
15. Многолучевая развертываемая антенная система диапазонов Ка,
С и S для связного ИСЗ 34
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ И
НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
16. Орбитальная ступень МВКА для удлиненного времени полета 37
17. Первый этап программы разработки мини-МВКА «Гермес» 38
18. Кризис программы воздушно-космического самолета «Хотол» 39
19. Итоги реализации программы первого этапа разработки ООКС 41
20. Проблемы астродинамики ООКС 47
21. Система контроля атмосферы ООКС 53
22. Отбор астронавтов в США и космонавтов в СССР .... 57
23. Орбитальная рентгеновская обсерватория AXAF 58
24. КА для исследования планеты САТУРН 60
25. Некоторые итоги 10-летнего активного существования ИСЗ ШЕ 62
26. Коммерческое значение ракеты-носителя «Ариан-4» .... 63
27. Поиски новых типов РД 64
28. Плавучая пусковая платформа «Сан Марко> в действии . . 67
7Q

АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
29. Микроэлектроника в космической технике 68
30. Развертываемая спутниковая антенна с сетчатым рефлектором 69
31. Использование 4-угольной плоской антенны в системе прямого
ТВ-вещания 72
32. Распространение языка программирования ADA 72
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
33. Исследование малых тел Солнечной системы 73
34. Интерес к орбитальным экспериментам на баллистических
спускаемых аппаратах 77
Приложение 1. Военное использование космоса во Франции и
сотрудничество с другими западноевропейскими
государствами Вкл.
Приложение 2. Региональные спутниковые системы связи . . . Вкл.
Технический редактор Л. В. Кутакова
Сдано в набор 05.01.89 г. Подписано в печать 18.01.89 г.
Формат бумаги 60X90Vie. Бумага книжно-журнальная
Литературная гарнитура. Высокая печать
Усл. печ. л. 5,0. Усл. кр.-отт. 5,125. Уч.-изд. л. 5,319. Тир. 425 экз. Зак. 52Д
Адрес редакции: 125315, Москва, ул. Усиевича, 20а.
Тел. 152-54-94
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ,
140010, Люберцы, 10, Московской обл., Октябрьский просп., 403

ОПЕЧАТКИ

Страница
9
16
34
Строка
20 сверху
23 снизу
20 СН№Зу
Напечатано
эксшуатация
В пгсьме в Полу
Aussat Pty (Австрия).
Следует читать
эксплуатация
1198 1249 1370 1500
В письме к Полу
Aussat Pty (Австралия).