/
Автор: Сагдеев Р.З.
Теги: астрономия космос космонавтика космология космические исследования космические полеты реферативный сборник
Год: 1988
Похожие
Текст
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ)
Для служебного пользования
Экз. № ■.
ЗАРУБЕЖНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
РЕФЕРАТИВНЫЙ СБОРНИК
Издается 1 раз в месяц
Выпуск 3
МОСКВА 1988
ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
информационных изданий по астрономии, геодезии,
исследованиям космического пространства и Земли из космоса
Главный редактор: акад. Р. 3. СЛГДЕЕВ
Члены редакционной коллегий:
проф. Т. А. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков,
проф. В. Д. Большаков, чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже,
к. т. н. В. Д. Власов, проф. В. Г. Горбацкий, к. ф.-м. н. Р. А. Гуляев,
д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, д. т. н. #. Л. Зиман, акад. К. Я. Кондратьев,
к. ф.-м. н. Э. В. Кононович, д. ф.-м. н. А. П. Кропоткин, проф. А. Г. Масевич,
проф. М. Я. Маров, д. ф.-м. н. Д. И. Нагирнер, проф. И. Д. Новиков,
проф. Л. П. Пеллинен, проф. В. В. Подобед, к. х. н. Л. Д. Ревина
(ученый секретарь редколлегии), к. ф.-м. н. Я. Я. Самусь,
проф. В. А. Сарычев, д. ф.-м. н. В. И. Слыш, акад. В. В. Соболев,
д. ф.-м. н. В. В. Усов, к. ф.-м. н. В. Г. Шамаев, д. ф.-м. н. В. В. Шевченко,
к. ф.-м. н. К. Б. Шингарева, к. ф.-м. й. И. С. Щербина-Самойлова
(зам. главного редактора), д. ф.-м. н. Э. В. Эргма
Научный редактор — к. т. н. Б. И. Ермишкин
Технический редактор Я. В. Касьянова
Сдано в набор И.02.88 г. Подписано в печать 05.03.88 г.
Формат бумаги 60X90Vie- Бумага типографская № 2
Литературная гарнитура. Высокая печать
Усл. печ. л. 4,75. Усл. кр.-отт. 4,875. Уч.-изд. л. 4,914. Тир. 425 экз. Зак. 202Д
Адрес редакции: 125219, Москва, А-219, ул. Усиевича, 20а.
Тел. 155-42-67
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ,
140010, Люберцы, 10, Московской обл., Октябрьский просп., 403
© ВИНИТИ, 1988
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Пересмотр космической политики НАСА
Согласно заявлению нового зам. директора НАСА по
космическим и прикладным наукам Леннарда Фиска, отныне основные
усилия НАСА будут направлены на восстановление лидерства
США в области научных космических исследований.
Предусматриваются более частый запуск небольших ИСЗ и планетных
зондов, а также разработка крупногабаритных космических
обсерваторий. Будет ускорена разработка лабораторных модулей для
перспективной американской СОКС. Увеличится масштаб работ
по координации национальных задач в области космических
наук.
Ожидается, что в 1989 фин. г. НАСА будут выделены
ассигнования в размере 2 млрд долл. По мнению Л. Фиска, растущее
нежелание МО США использовать МВКА в своих целях даст
возможность перенести на более ранние даты полетов МВКА
многие эксперименты по космическому материаловедению и
космической биологии.
В 1989 г. будут выполнены ранее отложенные запуски
следующих космических объектов: ИСЗ — обсерватории HST, КА
«Магеллан» для радиолокационного картографирования
Венеры, КА «Галилей» для исследования Юпитера,
западноевропейского КА «Улисс» для исследований Солнца, ИСЗ-обсерватории
GRO, океанографического КА и «Топекс». Планируется
выполнение большого количества полетов по программе «Спейслэб».
Долгосрочные задачи НАСА предусматривают:
— Расширение запусков малых научных ИСЗ ракетами
класса «Скаут». Предусматривается производить по меньшей мере
один такой запуск в год. Ракеты «Скаут» способны доставлять
на низкую околовемную орбиту ПН массой до 180 кг.
— Модернизацию и возобновление программы «Эксплорер».
Начало этому будет положено в 1989 г. запуском ИСЗ СОВЕ
при помощи РН и «Дельта». В 1990 г. состоится запуск ИСЗ
EUVE, предназначенного для исследования «белых карликов»,
а в 1992 г. — ИСЗ ХТЕ, предназначенного для исследования
«черных дыр».
— Создание крупногабаритных обсерваторий. Это, по
мнению Л. Фиска, является ключевым моментом в вопросе об
американском лидерстве. Уже созданы ИСЗ-обсерватории HST и
GRO. Вплотную встал вопрос о выделении в 1989 фин. г.
ассигнований на разработку ИСЗ-обсерватории AXAF. Однако этот
проект испытывает конкуренцию со стороны программы
планетарных исследований.
— Программа планетарных исследований. Ключевым звеном
ее является проект CRAF (исследования комет и астероидов с
пролетной траектории). В качестве резервного КА по этой
программе предполагается использовать КА, создаваемый по
программе «Кассини» (программа предусматривает облет Сатурна
и посадку зонда на поверхность его спутника — Титана).
Почти разным по значимости в этой программе является
проект создания системы крупногабаритных (до 10—15 т)
космических платформ на полярной орбите, предназначенных для
наблюдения Земли. Начало финансирования проекта планируется
на 1991 г., запуск — на 1995 г. Если в 1989 фин. г. будет
финансироваться лишь один научный проект, то НАСА придется
выбирать между проектами AXAF и CRAF. Проект CRAF,
предусматривающий запуск в 1993 г. КА к комете «Темпеля-2», может
быть отложен, по мнению Л. Фиска, еще на год. В результате
КА будет направлен к другой комете.
«Aviation Week and Space Technology», 1987, 12?,
№ 6, 20, 21
2. Перспективы пилотируемых космических полетов
Журнал «Spaceflight» опубликовал статью известного
английского специалиста в области космонавтики д-ра М. Харрисо-
на «Есть ли будущее у пилотируемых космических полетов?».
Автор анализирует позиции сторонников и противников
присутствия человека в космосе. Признавая, что катастрофа «Челленд-
жера» сильно укрепила позиции последних, автор тем не менее
приходит к выводу, что главную роль в космических операциях
обозримого будущего будет играть человек. Автоматические
беспилотные системы, по его мнению, будут использоваться в тех
областях космической деятельности, где присутствие человека
либо не нужно, либо невозможно.
Соглашаясь со своим оппонентом, американским ученым
Дж. Ван Алленом в том, что астрономические, геологические,
геофизические и океанографические исследования космические
работы могут выполнять гораздо эффективнее, чем человек,
д-р Харрисон считает, что в таких областях, как космическая
химия, физика, биология, присутствие человека-исследователя
крайне необходимо. Исследования в области микрогравитации
также не могут быть эффективно выполнены без участия чело-
_ 4 —
века. Человек более быстро и гибко, чем автомат, реагирует на*
изменение условий внешней среды и оперативно предпринимает
действия по устранению нештатных ситуаций; ведет наблюдения
в реальном времени и использует неожиданно возникающие
обстоятельства в интересах исследований и наблюдений.
В подтверждение необходимости присутствия человека в кос*
мосе автор приводит примеры, ставшие классическими:
устранение экипажем КК «Аполлон-11» нештатной ситуации при
посадке на Луну, поддержание работоспособности ООКС «Скай-
лэб», ремонт ИСЗ Solar Мах при полете 41С МВКА «Спейс
Шаттл». Кроме того, автор указывает на богатый многолетний
опыт выполнения пилотируемых космических полетов в СССР
и использования их результатов в народном хозяйстве.
Роботы имеют несомненное преимущество перед человеком
в другом — им не нужны сложные и дорогостоящие системы
жизнеобеспечения. Вследствие этого при выполнении одной и той
же работы в космосе использование роботов экономически более
эффективно. В перспективе, по мнению М. Харрисона, развитие
робототехники и систем искусственного интеллекта значительно
упростит либо даже снимет многие проблемы, стоящие сейчас
перед космонавтами. Например, некоторые виды монтажных
работ в космосе значительно упростятся благодаря разработке так
называемых «систем телеприсутствия», в которых робот,
выполняющий функции человека, управляется дистанционно с по*
мощью сенсорной обратной связи человека-оператора и рабочее
го места робота.
Однако, как отмечает М. Харрисон, робототехника и
системы искусственного интеллекта находятся на ранней стадии
развития и в обозримом будущем таким системам будут под силу
лишь простейшие операции* ;
М. Харрисон в заключении своей статьи приходит к выводу,
что мнения сторонников и противников присутствия человека
в космосе достаточно хорошо аргументированы и заслуживают
внимания. Однако, как он считает, освоение и эксплуатация
космоса в будущем будут вестись совместно. человеком и авто*
матическими беспилотными системами.
«Spaceflight», 1987, 29, № 9, 325—328
3. Перспективы советско-американского сотрудничества "I
в исследованиях Марса и Солнечной системы в целом
Отмечается, что представители руководства двух советских
космических центров поразили планетологов США, представив
в графической форме детальные планы доставки образцов грун*
та с Марса на Землю к концу текущего столетия, а также
другие перспективные планы космических полетов в СССР на меж*
дународной конференции по исследованиям Солнечной системы.
2* — 5 —
Конференция была организована Американским институтом
авиации и космонавтики (AIAA) и лабораторией реактивного
движения (JPL) в мае 1987 г. в Пасадене (шт. Калифорния).
Советские представители дали описания КА, РН,
последовательности осуществления полетов, космических экспериментов и
предполагаемых результатов исследований по следующим
проектам.
1) Сближение со спутником Марса Фобос в 1988 г. для
доставки двух спускаемых аппаратов и, возможно, последующее
сближение со спутником Марса Деймос.
2) Двойное сближение и посадка КА на тела пояса автерои-
дов.
3) Аналогичные полеты на Луну.
4) Доставка образцов проб грунта Марса на Землю в
различных вариантах, с использованием нескольких самоходных
аппаратов и возвращаемых КА. Для обеспечения этой задачи
предполагается использовать восемь РН «Протон»: по две в
1992, 1994 и 1996 гг. и две в качестве резервных — в 1998 г.
Подчеркивается, что советские планы полетов к Марсу
ставят США в затруднительное положение.
Согласно выступлению представителя JPL Ли во время
обсуждения проекта доставки образцов проб с Марса с
использованием самоходных аппаратов, США не могут быть готовы к
запуску АМС в 1996 г., если НАСА не возьмет на себя основные
обязательства по осуществлению проекта MRSR (Mars Rover
Sample Return) в 1987 г. Принятия таких обязательств не
ожидалось. НАСА рассматривает возможность начать основные
технические работы по проекту лишь в 1989 г. Эти работы
обеспечат проведение исследований этапа «В» и начало разработки
проекта MRSR с 1993 фин. г. со сроком запуска АМС в 1998 г.
Планируется, что к концу лета 1988 г. JPL
Научно-исследовательский центр НАСА им. Джонсона и их контрактанты
выполнят комплекс отдельных проектов, охватывающих ряд
вариантов осуществления проекта MRSR, что позволит выбрать
базовую конфигурацию АМС для последующей технической
разработки.
В рамках проекта MRSR JPL выполнила значительный
объем работ по самоходному аппарату массой 600—700 кг, который
состоит из трех двухколесных тележек с гибкими связями.
В передней тележке размещаются приборы и робототехнические
устройства, в средней — стереокамера, оборудование управления
и навигации, распределения электропитания и прямой связи с
центром управления в JPL через контур с участием человека, в
задней — радиоизотопные термоэлектрогенераторы. С помощью
человека в контуре связи самоходный аппарат может
перемещаться на 1 — Д0 км в сутки в течение года. Советской
концепцией большого марсохода предусматривается дальность только
250 км. Таким образом, использование самоходного аппарата
США открыло бы новые возможности для советского проекта
исследований Марса.
Советский Союз планирует запустить свои самоходные
аппараты на Марс в 1994 г. и 1996 г. наряду с системами для
доставки образцов грунта. Советский Союз не отказался бы от
использования марсохода американской разработки. Таким
образом, это могло бы послужить началом прямого технического
сотрудничества между группами специалистов СССР и США.
При первом запуске советской АМС к Марсу в 1992 г. на
планету доставят небольшой самоходный аппарат для разведки
местности, несколько устройств, проникающих в грунт, и
гондолу с приборами, подвешиваемую под двумя воздушными шарами
и плавающую в атмосфере. В ночное время шары теряют
подъемную силу и опускают гондолу на поверхность. Система
гондолы и шаров совместно изучается французскими и советскими
специалистами. Каждая из последующих советских АМС
развертывает разведывательный, большой и малый резервный
самоходные аппараты. Сложность осуществления проекта MRSR
подсказывает необходимость сотрудничества. Исследования
Марса и небольших тел Солнечной системы целесообразно
проводить объединенными усилиями всех космических держав.
Директор JPL Аллен заявил, что координация текущих программ
взаимно обогащает их. Это — самый легкий путь
взаимодействия. Межпланетные полеты также могут планироваться
совместно, но должны выполняться раздельно во избежание
политических проблем и проблем синхронизации работ. Так, обмен
оборудованием может поднять политические проблемы,
связанные с финансированием работ и передачей технических
достижений.
Однако исследования, выполненные научной комиссией
министерства обороны и Национальной академией наук США под
руководством самого Аллена показывают, что обратное
проектирование, основанное на наличии оборудования, но без
детального знания технологии изготовления, редко приводит к передаче
технических достижений. И исследования показали также, что
потенциальные проблемы при осуществлении совместных
космических проектов легко можно обойти. Однако Аллен заявил, что
некоторые влиятельные круги в органах планирования
космических исследований США не разделяют этого мнения. США не
имеют последовательной политики по вопросам передачи
технических достижений, отчего страдает их способность
планировать деятельность на международной арене. Более того, Аллен
заметил, что на перспективах сотрудничества сказывается
существующая напряженность в политических отношениях. Однако
на конференции при определении понятия напряженности в
политических отношениях никто не пошел дальше ссылки на
коммерческую конкуренцию. Аллен заявил, что предстоящие
возможности исследований Марса выходят далеко за способности
7 -- 7 —
и ресурсы отдельных государств и по этой причине
представляется полезным рассмотреть модель управления ESA. Он
добавил, что в США имеется опасная тенденция к автономии, но
передача технических достижений не должна препятствовать
сотрудничеству в какой-то форме.
Эделсон (до недавнего времени помощник директора НАСА
по научным и прикладным космическим исследованиям) заявил
о возможности согласования грандиозного плана исследований
Солнечной системы в предстоящее десятилетие, поскольку
каждая космическая держава в настоящее время выработала
стратегию этих исследований. Бывший директор НАСА Пейн
выразил надежду, что решение о планах такого рода сотрудничества
будет принято на встрече президента США Рейгана и
Генерального секретаря ЦК КПСС Горбачева. Он заявил, что Советский
Союз заслуживает признательности за выдвижение «смелой
мечты» о космических полетах в 90-х годах. А. Е. Моисеенко
«Aerospace America», 1987, 25, № 7, 6—7
4. Участие Великобритании в международных космических
программах
В 1985 г. министерством торговли и промышленности
Великобритании было начато исследование целесообразности участия
страны в программе ООКС. Исследование, в котором
принимали участие более 300 чел., было опубликовано в конце 1986 г.
в И томах под общим заглавием «Исследование 1985—1986 гг.
возможностей использования комплекса «Колумб»-ООКС в
интересах Великобритании». В нем проанализирована полезность
проведения орбитальных исследований для различных областей
науки с учетом возможностей их практической реализации. В
исследовании констатируется наличие в стране широкого круга
лиц, заинтересованных в коммерческом и научном
использовании космического пространства. Считается, что после ввода
ООКС в эксплуатацию этот круг еще более расширится, а
диапазон возможных применений результатов космических
исследований станет расти. Это приведет к увеличению потребностей
в выводе на орбиту научного и технологического оборудования.
Программа «Колумб» представляется эффективным средством
для удовлетворения этих потребностей. По мнению частного
сектора участие в программе «Колумб» будет способствовать
развитию промышленности Великобритании, значительному
увеличению ее конкурентоспособности и расширению рынков сбыта.
С другой стороны, отказ от участия в этой программе приведет
к снижению конкурентоспособности в области новейших
технологий на мировых рынках.
Исследование рекомендует сохранение за Великобританией
руководства разработкой полярной платформы свободного поле-
— 8 —
та и расходование на нее по меньшей мере 60% средств,
запланированных на программу «Колумб» от Великобритании.
Заинтересованность страны в этой платформе объясняется тем,
что ее орбита будет более высокой, чем орбита ООКС Почти
80% приборов на платформе будут предназначены для
орбитальных наблюдений Земли. Головным подрядчиком по
платформе определена фирма British Aerospace. Вместе с тем, по
заявлению представителя фирмы Marconi предлагаемые для
оснащения полярной платформы приборы морально устарели.
Необходимо предусмотреть возможность установки на
платформе такой аппаратуры, которая соответствовала бы уровню,
достигнутому ко времени вывода платформы. Высота орбиты
полярной платформы считается выбранной неудачно, поскольку
она не удовлетворяет коммерческих пользователей.
Исследование также рекомендует участие Великобритании
в работах по космической части инфраструктуры программы
«Колумб», по перспективным приборам наблюдения за
состоянием земных ресурсов, по национальной наземной части
инфраструктуры, по организации сообщества пользователей и т. д.
Великобритания должна вносить свой вклад в отбор и
подготовку астронавтов, а также направлять своих астронавтов для
участия в эксплуатации ООКС. Считается необходимым, чтобы
общий вклад страны в программу в доле ее валового
национального продукта был на том же уровне, что и у других
западноевропейских государств. По рекомендации королевского
общества содействия развитию естествознания вклад
Великобритании должен составлять 15—16,2% от стоимости программы
«Колумб», которая по оценкам на 1990 г. будет достигать 1550—
1850 млн ф. ст.
Метеорологическое управление Великобритании считает
необходимым шире использовать спутниковую метеоинформацию.
В будущем глобальная метеорологическая система должна
состоять из 5 геостационарных ИСЗ и дв#ух ИСЗ на полярных
орбитах. ИСЗ на полярных орбитах должны быть оснащены
системами микроволнового зондирования с использованием
высокочастотных блоков, поставляемых метеорологическим
управлением. Микроволновое зондирование позволит получить более-
полную информацию о глобальном распределении температуры
и влажности атмосферы. С ИСЗ ERS-1 ESA предполагается
получать данные о распределении скоростей воздушных потоков.
Оснащение полярных ИСЗ лидарами для доплеровской
анемометрии расширит возможности этих ИСЗ. По оценкам
западноевропейского центра среднесрочных метеопрогнозов такая
спутниковая информация позволит удлинить период надежного
прогнозирования с 1,5 до 3,5 суток для Южного полушария и с 3,5
до 4,5 суток — для Северного полушария.
В 1986 г. генеральный директор национального космического
центра Великобритании вел переговоры в Москве о возможных.
3* — 9 —
совместных программах, в т. ч. по проблемам материаловедения,
космической медицины, астрофизики высоких энергий, УФ-аст-
рономии и т. д. Достигнуты договоренности об участии
национального космического центра в проектах международной
рентгеновской обсерватории, КА «Фобос» и т. д. В. А. Карелин
«Spaceflight», 1987, 29, № 4, 142—143
«New Scientist», 1987, 113, № 1545, 30, 31
«Nature», 1987, 326, № 6112, 450
«Air et Cosmos», 1986, № 1113, 61
5. План создания организации Euro DARPA
Бывший государственный министр Великобритании по
оборонным закупкам Джеффри Патти выступил в бюллетене
«Jane's Defence Weekly» с идеей создания в Западной Европе
организации, аналогичной по целям и задачам американскому
управлению DARPA (управлению планирования перспективных
НИР МО США).
Деятельность DARPA, созданного в 1958 г. для оценки
возможных ответных действий США в связи с запуском первого
советского ИСЗ, имеет явно выраженную военную
направленность. Благодаря DARPA США имеют возможность оперативно
концентрировать научные силы и финансовые ресурсы на
наиболее перспективных направлениях оборонных исследований и
быстро получать конечный результат. Высокому качеству
исследований и разработок способствует также конкуренция между
организациями-разработчиками, а также между
фирмами-производителями.
Научный и финансовый потенциал Западной Европы, в
отличие от США, распылен между западноевропейскими
государствами. При существующем положении, как считает Д. Патти,
Западная Европа не в состоянии решать крупномасштабные
задачи. Организация, названная им Euro DARPA, могла бы, по
его мнению, помочь западноевропейским государствам
преодолеть нездоровый дух национального соперничества в оборонных
исследованиях и разработках, создать лучшие, чем сейчас,
финансовые условия для разработок в наиболее важных оборонных
областях. Наличие такой организации позволило бы придать
некоторым национальным исследовательским программам
общеевропейский статус и, как следствие, более масштабное
финансирование.
Euro DARPA могла бы, по мнению Д. Патти, работать
следующим образом.: западноевропейские государства
финансировали бы создание координационного совета и научной
администрации Euro DARPA; администрация осуществляла бы
управление реализацией тех проектов, которые предложены националь-
— 10 —
ными правительствами. Основные направления исследований
определялись бы целями и задачами НАТО.
Д. Патти считает, что только под руководством единой ко-
ординирующей организации Западная Европа сможет наиболее
эффективно использовать свой огромный научный и
производственный потенциал в оборонных целях.
«Jane's Defence Weekly», 1987, 8, № 3, 139
6. Проблемы создания воздушно-космического
самолета Х-30
Сотрудником НАСА Колледэем дается обзор истории
исследований в области воздушно-космических самолетов (ВКС) в
США и основных проблем создания экспериментального ВКС
Х-30.
С 1986 г. НАСА совместно с министерством обороны (МО)
США осуществляют программу создания Национального ВКС
(NASP), представляющего собой сочетание достижений
авиационной и космической техники. Успешное осуществление
программы NASP считается жизненно важным для сохранения
лидирующего положения США в мировой авиационной и
космической технике. Для выполнения программы объединены в
общенациональном масштабе усилия наиболее
квалифицированных специалистов государственных ведомств, университетов и
промышленных фирм США.
Подобно программе создания ракетоплана Х-15,
осуществлявшейся 30 лет тому назад, программа NASP сосредоточена
на разработке передовой техники с использованием
экспериментального аппарата, получившего обозначение Х-30. В отличие
от ракетоплана Х-15 ВКС будет взлетать с взлетно-посадочной
полосы при помощи своей ДУ, разгоняться до высоких чисел М,
используя воздушно-реактивный двигатель (ВРД), подниматься
на низкую околоземную орбиту, входить в атмосферу,
спускаться и совершать горизонтальную посадку с работающей ДУ.
ВКС Х-30 является не прототипом эксплуатационного
летательного аппарата (ЛА), а «летающей лабораторией» для
испытаний техники. Программа NASP должна обеспечить
техническую базу для создания не менее трех различных классов
ЛА: гиперзвуковых транспортных самолетов, эффективно
совершавших маршевый полет в атмосфере при числах М между 5
и 10, космических транспортных Л А и трансатмосферных
военных ЛА.
В настоящее время программа NASP находится на этапе
подтверждения целесообразности и технической осуществимости
концепции создания ВКС (concept validation phase), завершение
которого планируется к началу 1990 г. Этот этап работ включает
предварительное проектирование и разработку элементов пла-
— и —
пера и ДУ ВКС фирмами-контрактантами и одновременные
работы по «доводке техники до зрелости» в критических
обеспечивающих дисциплинах, выполняемые
научно-исследовательскими центрами (НИЦ) НАСА, лабораториями других
государственных учреждений и промышленных фирм США. В центре
внимания — ДУ с ВРД, перспективные легкие и высокопрочные
материалы и методы расчета динамики жидкостей, основанные на
применении супер-ЭВМ. Решение о продолжении разработки и
летного испытания ВКС Х-30 будет зависеть от степени
готовности этих технических достижений.
Элементы техники, существенные для перспективных
гиперзвуковых ЛА, могут оказаться не располагаемыми для ВКС
Х-30, но исследования по ним будут продолжаться как часть
долгосрочной национальной программы работ.
Текущие гиперзвуковые исследования строятся на основе
лабораторий США, созданных в течение последних 40 лет. Первая
продувка в гиперзвуковой аэродинамической трубе была
выполнена в Лэнглийском НИЦ НАСА в 1947 г. Эти продувки
позволили успешно создать серию исследовательских ЛА НАСА и
министерства обороны США, включая ракетоплан Х-15,
достигший гиперзвуковых скоростей полета и высот, близких к
космосу. Три ракетоплана Х-15 совершили в общей сложности 199
полетов, достигли максимальной скорости, соответствующей числу
М = 6,7, и максимальной высоты 108 км. После того, как была
продемонстрирована возможность осуществления гиперзвукового
полета при помощи ракетного двигателя, внимание
переключилось на новый двигатель, получивший название прямоточного
воздушно-реактивного двигателя со сверхзвуковым горением
(СПВРД), и в 1965 г. начал осуществляться проект создания
гиперзвукового исследовательского двигателя НАСА. Одной из
целей проекта являлось проведение летного испытания СПВРД,
устанавливаемого в гондоле ракетоплана Х-15. Программа Х-15
была закрыта в 1968 г., что не дало возможности испытать
работающий СПВРД. Однако были изготовлены два
экспериментальных СПВРД, испытанные в наземных условиях в
Лэнглийском и Льюисском НИЦ НАСА. Так как программа создания
гиперзвукового экспериментального двигателя показала, что
двигатели, устанавливаемые в гондолах, не могут обеспечить
характеристики ДУ, необходимые для поддержания
гиперзвуковой скорости полета, в начале 70-х годов исследования были
сконцентрированы на проектах перспективных СПВРД,
встроенных в планер. Согласно новым концепциям носовая часть
самолета использовалась как часть поверхности сжатия
воздухозаборника, а хвостовая часть — для обеспечения необходимой
степени расширения выхлопных газов. В течение последующих
15 лет небольшая группа исследователей в Лэнглийском НИЦ
накопила обширный банк данных об одномодульных СПВРД,
использующих в качестве топлива водород. Впервые продемонст-
— 12 —
рированные достижения в области СПВРД включали плавный
переход от дозвукового к сверхзвуковому горению и
положительное отношение тяги к лобовому сопротивлению вплоть до
М = 7. Банк данных, накопленных в результате 1,5 тыс. огневых
испытаний, представлял —-5 ч работы двигателя на
гиперзвуковых скоростях. Эти результаты и другие достижения в области
СПВРД, полученные ВМС и ВВС США, и побудили принять
решение об осуществлении программы NASP.
Интересы в области гиперзвуковой внешней аэродинамики в
течение 70-х годов концентрировались на сверхзвуковых и
гиперзвуковых ЛА крейсерского полета, ЛА с несущим корпусом и ЛА,
рассчитанных на возвращение в атмосферу, особенно — на
орбитальной ступени МВКА «Спейс Шаттл». Был создан ограниченный
банк данных, разработаны и, в возможной степени,
подтверждены более мощные коды прогнозирования расчетной динамики
жидкостей CFD (Computational Fluid Dynamics). Наиболее
важным достижением 80-х годов явились супер-ЭВМ, алгоритмы и
коды, сделавшие возможным проведение сложнейших расчетов,
что позволило прогнозировать поведение сложного
гиперзвукового самолета. Такие расчеты, о которых несколько лет тому
назад можно было только мечтать, становятся практически
доступными. Крупнейшим в мире устройством для проведения
таких расчетов является супер-ЭВМ для цифрового
аэродинамического моделирования (NAS) в Эймсском НИЦ НАСА.
Однако для расчета поля течения над полной конфигурацией ЛА
требуется много часов рабочего времени. Хотя достигнут быстрый
прогресс в разработке сложных кодов CFD, подтверждение этих
кодов отстает. Работы по подтверждению кодов осложняются
аэродинамическими эффектами реального газа, химической
кинетикой горения и явлениями перехода пограничного слоя. Все
эти обстоятельства трудно учесть количественно по результатам
наземных испытаний во всем диапазоне предполагаемых
режимов полета ЛА. Тем не менее работы по получению данных,
необходимых для уверенного использования кодов CFD,
форсируются. Однако коды должны иметь дело с экстремальными
условиями, поэтому подтверждение их общей обоснованности может
быть получено лишь при летном испытании ВКС Х-30.
Исследования материалов в течение последних 15 лет дали
проектировщикам конструкции несколько многообещающих
путей снижения массы и повышения характеристик ВКС.
Прогрессивными легкими, высокопрочными и высокотемпературными
материалами, которые могут найти применение в многоразовых
конструкциях планера и ДУ, являются металлические сплавы,
интерметаллические соединения, керамика, металлы в матрице
и композиционные материалы «углерод-углерод». Ожидается,
что свойства материалов улучшатся также благодаря новым
методам их обработки и изготовления. Для большей части
конструкций СПВРД и областей воздействия высокого теплового
— 13 —
потока на поверхности гиперзвуковых ЛА потребуются
активные и пассивные способы их охлаждения. В этих целях
разработан ряд концепций изготовления конструкций и материалов,
которые проходят экспериментальную оценку.
Для осуществления полета на орбиту одноступенчатого ЛА
с ВРД необходимо решить ряд технических проблем.
Ограниченные возможности существующих наземных экспериментальных
установок требуют проведения лётных испытаний ЛА типа ВКС
Х-30 для расширения банка данных по гипефзвуковому полету.
Очевидно, что в полете должен быть продемонстрирован
СПВРД. Используя CFD, можно провести некоторую
экстраполяцию существующего банка данных за пределы числа М = 7Г
однако для гораздо больших чисел М для этого нет оснований.
Критическим вопросом является также интеграция ДУ,
работающей при небольшой скорости полета, с СПВРД. Для точного
представления сложных полей течения и реальной химии газов
необходимо уточнить коды CFD. Подтверждение этих кодов
может потребовать использования новых испытательных установок.
Новые конструкционные материалы и концепции конструкций
должны быть развиты далеко за пределы нынешней стадии их
лабораторных исследований. Вопросы аэродинамики, ДУ и
регулирования атмосферы кабины экипажа отмечаются высокой
степенью сложности, которая еще не достигнута, и могут быть
решены лишь на ранних этапах проектирования ВКС. Может
потребоваться создание дополнительных гиперзвуковых
наземных испытательных установок, особенно при начале работ над
эксплуатационными ЛА.
Нельзя недооценивать вклада университетов США в
фундаментальные исследования гиперзвуковых течений, которые
проводятся с 1986 г. на субсидии НАСА, ВВС и ВМС США. Это
стимулируют формирование национального содружества
высококвалифицированных ученых и инженеров, заинтересованных в
проведении гиперзвуковых исследовний на переднем крае.
Субсидии поддерживают проведение фундаментальных
исследований, применимых к широкому кругу самолетов и ракет, причем
эти исследования концентрируются на изучении критических
явлений вязкого течения в диапазоне гиперзвуковых скоростей.
Делается вывод, что возрождающаяся в США разработка
гиперзвуковой техники развивается успешно, но чтобы
гиперзвуковые и трансатмосферные ЛА стали реальностью предстоит
сделать еще многое. Активное создание технической базы этих
ЛА должно продолжаться и программа iNASP является важной
частью этой работы. Создание технической базы гиперзвуковых
и трансатмосферных ЛА оценивается как дорогостоящее и
длительное, но успешное решение связанных с этим проблем
считается существенным для сохранения лидирующего положения
США в области высокоскоростных полетов. А. Е. Моисеенка
«Aerospace America», 1987, 25, № 8, 30—31, 34
— 14 —'
7. Применение машинного проектирования в авиационной
и космической промышленности
В Эймсском научно-исследовательском центре ВВС США
считают целесообразным выполнять эскизное проектирование
ЛА с использованием методов машинного проектирования
(МП). Эффективным средством проведения МП признаются ми-
никомпьютеры (МК). Практически используются МК
Micro VAX II, VAX 11/750 и VAX 11/785. Эти МК позволяют
проектировщику видеть на экране либо введенные входные данные,
либо выходные результаты, а также вести отладку программы.
МК имеют устройства для связи с другими МК в общей сети.
МК Micro VAX II без периферийных устройств может быть
установлен в экранированном помещении для ведения секретных
работ.
С использованием МК в короткое время была проведена
оценка различных конструктивных вариантов национального
ВКС США и его гражданской модели «Ориент экспресс». При
этом объем и площадь поверхности ВКС рассчитывались
одновременно с проектированием вариантов и могли быть
использованы в процессе оптимизации гиперзвукового ЛА. Данные о
разработанных вариантах ВКС вводились по линиям связи в
программы других организаций, МК которых входят в единую сеть,
для анализа гиперзвукового обтекания и процессов
теплообмена. Однако в целом считается предпочтительным иметь одну
программу для эскизного проектирования всего объекта,
поскольку это исключает трансляцию данных с одной программы
на другую, которая может вызывать ошибки.
Хотя быстродействие МК в 370—820 раз ниже, чем больших
ЭВМ типа Cray XMP, они позволяют выполнять достаточно
сложные первичные расчеты с низкой стоимостью, что очень
привлекательно для небольших фирм.
Фирма Star Net Structures ведет подготовку банка данных и
разработку программного обеспечения для МП по несущей
конструкции ООКС с целью получения оптимального варианта.
Основу МП составляет программа SSCAD— МП объемных
ферменных конструкций. Эта программа была использована при
проектировании и строительстве более 400 наземных объектов
типа мачт, опор и т. п. Программа позволяет проектировщику
выбирать типы основных силовых элементов конструкции.
Входные данные могут включать общую форму и размеры
конструкции, условия нагружения, виды допустимых к применению
материалов и т. п. При использовании SSCAD работа
проектировщика с ЭВМ идет в режиме диалога. Выходными данными
являются точная геометрия конструкции, число потребных для ее
сборки стоек, длины стоек и т. п. С помощью
запрограммированного метода конечных элементов находятся нагрузки в стойках,
реакций опор и смещения деталей. Эти данные показывают тех-
— 15 —
ническую осуществимость проекта. Силы, возникающие в
стойках от приложенной внешней нагрузки, могут быть выделены на
экране цветом и гиперболизированными деформациями в
конструкции. После завершения МП технической части проекта
выполняется расчет времени подъема почты и стоимости. МП
включает также изготовление детальных и сборочных чертежей,
оформление нарядов на такелажные работы и подготовку
инструкций по транспортировке конструкции.
Программа SSCAD позволяет сравнивать использование
различных материалов, применение конструкций различных форм
и размеров, что облегчает для проектировщика, выбор
оптимальной конструкции по сложности изготовления, целевым
характеристикам и затратам. Однако условия в космосе требуют иного
банка данных по сравнению с применяемым в наземных
условиях. В настоящее время разрабатывается новый космический
вариант SSCAD, учитывающий условия микрогравитации,
разности температур на солнечной и теневой сторонах
крупногабаритной космической конструкции, удары при подстыковке к ней
КА, воздействие метеоритов и т. д. Большое значение придается
распределению масс объектов, размещаемых по конструкции,
ибо оно будет сказываться на положении ц. м. и стабильности
конструкции на орбите.
В программе МП должны быть учтены две крупные
составляющие общей стоимости крупногабаритной космической
конструкции — транспортировка и сборка на орбите. Стоимость
работы по сборке на орбите оценивается 60 тыс. долл./ч.
Космический вариант SSCAD позволит определить точное число
элементов конструкции на основе заданной геометрической формы и
затем провести сравнительный анализ стоимости конструкций
различных схем.
Сочетание МП с компьютеризованным производством
позволяет снизить стоимость и ускорить выход новой продукции,
поскольку может быть ускорена передача проектной информации
на автоматизированные технологические линии и станки с ЧПУ
без внесения в нее искажений. Для выполнения такой передачи
минимального числа данных для производственного процесса
ВВС США совместно с промышленностью разрабатывает
«интерфейс точных данных для производства продукции» PDDI,
который предназначается для обмена комплектной проектной
машинной информацией между фирмами Me Donnell Aircraft и
LTD Aircraft Product Group. Эта информация будет содержать
геометрическую форму деталей в виде совокупностей кривых и
поверхностей; топологию детали; допуски на точность
геометрических размеров; требуемый материал и т. п. В. А. Карелии
«Aerospace America», 1987, 25, № 1, 18—20
«Design News», 1987, 43, № 7, 107—110, 11,2,
113, 144—146
— ш —
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
8. Работы по программе СОИ
Осенью 1987 г. было начато опробование некоторых
компонентов Национального испытательного комплекса (NTB),
разрабатываемого в соответствии с программой СОИ. Одним из
основных компонентов комплекса NTB станет Национальное ис^
пытательное сооружение (NTF — National Test Facility),
строительство которого намечено на авиабазе Фалкон (шт.
Колорадо). Ожидается, что в 1988—1989 гг. будут значительно
расширены возможности комплекса NTB. Руководство работами по
комплексу NTB и сооружению NTF осуществляет (по поручению
управления SDIO) отдел электронных систем (ESD — Electronic
System Div.), находящийся на авиабазе Хэнском (шт.
Массачусетс) .
Как заявил руководитель работ по комплексу NTB
полковник Томас Лейб, в начале сентября 1987 г. комплекс NTB
привлекался к проведению комплексного эксперимента по разделу
программы СОИ, именуемому SATKA (Surveillance, Asquision,
Tracking and Kile Assessment). В процессе этого эксперимента
был осуществлен запуск МБР авиабазы Ванденберг (шт.
Калифорния) и слежение за ее полетом с помощью существующих
радиолокационных станций и другой дистанционной аппаратуры.
Центр слежения за полетом МБР на активном участке,
входящий в состав комплекса NTB и находящийся на авиабазе
Фалкон вблизи Колорадо-Спрингс (шт. Колорадо), осуществлял
обработку информации, поступавшей с РЛС Командования
стратегической обороны Армии США в Хантсвилле (шт. Алабама).
Комплекс NTB намечено использовать при выполнении ряда
НИОКР, из которых наибольшее предпочтение отдается:
1. Работам по системе боевого управления, командования,,
контроля и связи (ВМ/С3) Армии США.
2. Оценке математической модели Blue Defender and Mission
Effectivness.
3. Оценке математической модели Detec (Defense Technology
and Mission Effectivness), разработанной Лос-Аламосской
национальной лабораторией.
4. Проверке системы Mitas (Missile Threat Analysis System),
которая создана ВВС для разработки сценариев возможных
угроз.
5. Исследованиям принципиальных схем перспективной
системы ПРО. Комплекс NTB уже включился в эти работы и
использует для этой цели ЭВМ, арендуемые у Лос-Аламосской
лаборатории.
На выполнение работ по третьему (заключительному) этапу
для комплекса NTB претендуют фирмы Martin Marietta и
Rockwell International. Фирма Martin Marietta наметила привлечь к.
4* —. 17 —
вышеуказанным работам фирмы Hughes, IBM, Singer-Link, Lo-
gicon, Geodynamics и английскую фирму Ferranti.
Субподрядчиками фирмы Rockwell International могут стать фирмы Ford
Aerospace, TRW, General Electric, Teledyne Brown Engineering.
Ожидается, что на работы по комплексу NTB в 1988 фин. г.
будет выделено 56 млн долл., а в 1989 фин. г.— 133 млн долл.
Сотрудники управления SDIO надеются получить средства в
1988 фин. г. на строительство сооружения NTF. По утверждению
полковника Лейба, комплекс NTB начнет функционировать уже
летом 1988 г. В случае выделения средств в 1988 фин. г.
сотрудники NTF могут перейти в собственное здание летом 1989 г.
Осенью 1987 г. произведена реорганизация управления
SDIO. Заместителем начальника управления SDIO назначен
генерал-майор Юджин Фокс, который возглавляет работы по пяти
направлениям программы СОИ.
1. НИОКР по первому этапу разработки стратегической
оборонной системы (SDS), которые включают создание
принципиальной схемы системы и проведение демонстрационных и
проверочных испытаний.
2. Развертывание комплекса NTB.
3. Проектирование и обеспечение разработки системы SDS.
4. НИОКР по системам ПРО театров военных действий.
5. Обеспечение взаимодействия с внешними организациями и
проведение обсуждений тактико-технических требований и
других вопросов создания* системы SDS.
На апрель 1990 г. намечено проведение на борту МВКА
«Спейс Шаттл» эксперимента «Старлэб», цель которого
проведение летных испытаний лазерной аппаратуры для захвата,
слежения и наведения на космические объекты. В течение 7-суточ-
ного полета будет последовательно производиться слежение за
звездами, планетами, двумя ИСЗ «Старлет» (выведенных на
орбиту с помощью МВКА «Спейс Шаттл»), лазерами наземного
базирования и калибровочными станциями и, наконец, за
четырехступенчатыми ракетами «Старбёрд». Эти ракеты (длина
около 18 м) будут собираться из существующих ракетных
степеней с тем, чтобы обеспечить оптимальные условия для
проведения эксперимента «Старлэб». Запуски должны проводиться с
различных стартовых комплексов, чтобы возможная
длительность наблюдения за ракетами была не менее 4 мин.
В блоке лазерной аппаратуры будет использоваться
адаптивная оптика, разработанная фирмой Kaman Aerospace.
Остальные элементы аппаратуры изготавливаются фирмой
Lockheed Missiles and Space. В случае успешного испытания
адаптивной оптики станет возможным существенно сократить затраты
на развертывание системы SDS.
Испытания химического лазера MIRACL 18 сентября 1987 г.
продемонстрировали возможность поражения воздушных целей
с помощью лазерного оружия наземного базирования. Испыта-
— 18 -
ния проводились на ракетном полигоне Уайт-Сандс (шт. Нью-
Мексико). В качестве мишени использовался беспилотный ле~
тательный аппарат Firebee-34 фирмы Teledyne Ryan
Aeronautical, который летел на высоте 450 м со скоростью 930 км/час.
Лазер MIRACL в последнее время использовался для
исследований по программе СОИ и в области обычных вооружений:
— Лабораторией вооружений ВВС США для определения
стойкости различных материалов к лазерным излучениям.
— ВМС США для изучения характеристик адаптивной
оптической аппаратуры, которые могут иметь важное значение при
разработке лазеров на свободных электронах.
В январе 1987 г. для проведения первого этапа НИОКР по
лазерному оружию космического базирования были выбраны
три фирмы: Martin Marietta, Lockheed и Rockwell International.
Проведение НИОКР второго этапа по этому оружию поручено
министерством обороны США фирме Martin Marietta,
главнейшими субподрядчиками которой являются фирмы Lockheed
Missiles and Space и TRW. Как ожидают, стоимость контракта не
превысит 10,8 млн долл. Основная задача работ второго
этапа — оценка затрат на проведение наз.емных испытаний и
испытаний в космосе и целесообразность проведения последних. В
ходе этих работ должна быть осуществлена увязка НИОКР па
программе Alpha (исследование химического лазера,
изготовленного фирмой TRW) и по разработке крупных перспективных
зеркал, осуществлявшейся фирмой ITEK.
Летом 1987 г. Командование стратегической обороны Армии
США заключило контракт с фирмой Martin Marietta Corp. на
разработку аппаратуры для захвата, слежения и наведения
лазерного оружия на основе рентгеновских лазеров. В качестве
субподрядчиков выступают фирмы: Electro-Optical and Data
Systems Group (фирма Hughes)—разработка и демонстрационные
испытания ИК-аппаратуры; Sparta Inc. (Хантсвилл, шт.
Алабама) — моделирование процесса захвата целей; Photon Research
Associates (Ла-Джолла, шт. Калифорния)—определение
сигнатур МБР; Applied Research Corp. (Колорадо-Спрингс, шт.
Колорадо) — обзор конструкции дистанционной аппаратуры.
Ожидаемая стоимость контракта — 20,1 млн долл.
Рентгеновский лазер с ядерной накачкой FALCON (Fission
Activated Laser Concept) разрабатывается Сандийскими
национальными лабораториями. Излучателем в этом лазере будут
атомы газообразного вещества, а источником энергии — продукты
расщепления урана-235 под воздействием потока нейтронов.
Основными элементами конструкции лазера FALCON
являются:
— Импульсный реактор-возбудитель, являющийся
источником энергии для лазера.
«^_ 19 ;
— Оптическая аппаратура для извлечения энергии лазерного
излучения из газообразного излучателя и наведения излучения
на цель.
— Система охлаждения реактора.
— Система циркуляции и регенерации газовой смеси в
паузах между импульсами лазерного излучения.
Закончены работы первого этапа по лазеру. В качестве
рабочего тела системы охлаждения и источника лазерного
излучения выбран газообразный водород. В процессе НИОКР в
течение двух последних лет на двух реакторах Сандийских
лабораторий были продемонстрированы возможности оптической
аппаратуры и системы ядерной накачки. Убойная сила лазера
FALCON оценивалась с помощью экспериментального
химического лазера MIRACL.
В течение 1988 фин. г. намечено внести небольшие изменения
в конструкцию двух реакторов и провести модельные (в
заданном масштабе) испытания на одном из двух реакторов и
определить масштабные эффекты. Принципиальная схема лазера
должна быть выбрана из нескольких изучавшихся вариантов во
втором квартале 1988 фин. г.
НИОКР по лазеру FALCON проводятся по заказу отдела
военных применений министерства энергетики. Ожидается, что
лазер может использоваться в программе СОИ. В случае
успеха НИОКР лазер может найти применение в качестве оружия
космического базирования.
Противоракета ERiNT (Extended Range Interceptor
Technology) является усовершенствованным вариантом противоракеты
FLAGE (Flexible Lightweight Agile Guided Experiment).
Скорость ее полета будет больше на 4000 км/ч, а высота полета
на 15 км больше, чем у противоракеты FLAGE. До конца
1987 фин. г. фирма LTV Aerospace and Defense Co. должна была
закончить лётные испытания противоракеты FLAGE,
предусмотренные контрактом в сумме 102 млн долл.
На НИОКР по противоракете ERINT длительностью 4 года
в 1987 фий. г. было выделено 17 млн долл., а в 1988 и
1989 фин. гг. Армия надеется получить еще 53 млн долл.
Противоракета ERINT предназначается для поражения МБР
средней и меньшей дальности.
Фирма LTV Corp. выбрала в качестве субподрядчика фирму
Atlantic Research Corp. для разработки двигателей системы
ориентации и стабилизации противоракеты ERINT (сумма
контракта 3,6 млн долл.)'. Основной контракт стоимостью 80 млн долл:
был заключей с фирмой LTV в мае 1987 г. управлением SDIO.
Программа НИОКР предусматривает проведение шести летных
испытаний,.начиная с 1989 г. Согласно заявлению представителя
фирмы LTV, высота полета противоракеты ERINT будет нахог
—.20 —.
диться в пределах 10,7—15 км (у противоракеты FLAGE —
3,7 км). Б. И. Ермишкин
«Aerospace Daily», 1987, 141, № 51, 403, 404;
142, № 54, 429; 143, № 12, 95
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 44, 22, 23; № 15; 30, 31; № 16, 24
«Interavia Air Letter», 1987, № 11347, 4, 5
9. Приоритетные НИОКР по программе СОИ
В сентябре 1987 г. министр обороны США одобрил шесть
наиболее важных проектов, на основе которых может быть
развернута 1-я очередь перспективной системы ПРО:
Система разведки и слежения на активном участке полета
МБР (BSTS) для захвата и слежения за МБР, боеголовками и
ложными целями, а также для оценки поражения целей.
Система разведки и слежения космического базирования
{SSTS) для захвата и слежения за боеголовками, ложными
целями и противоспутниковыми ракетами.
Система разведки и слежения наземного базирования
(GSTS) для захвата и слежения за целями на среднем участке
траектории полета.
Противоракеты космического базирования (SBI) для
поражения МБР, боеголовок, ложных целей и противоспутниковых
ракет.
Внеатмосферный перехватчик (ERIS) для поражения
боеголовок на конечной части внеатмосферного участка траектории
полета.
Система боевого управления, командования, контроля и
связи (ВМ/С3). Во вторую очередь будут проводиться НИОКР по:
пучковому оружию космического базирования (на основе
нейтральных частиц); внутриатмосферному перехватчику (HEDI);
оптической аппаратуре воздушного базирования (AOS) для
захвата и слежения за целями на среднем и конечном участках
траектории полета боеголовок; РЛС наземного базирования для
слежения за целями на конечном участке траектории полета;
лазерному оружию космического базирования;
электромагнитным пушкам наземного базирования, лазерному оружию
наземного базирования.
Управление SDIO отмечает, что противоракеты SBI смогут
защищать себя от противоспутникового оружия типа ASAT,
которое предназначается для прямого поражения целей (без
вывода на орбиту ожидания).
Дистанционная аппаратура систем SSTS, GSTS и, возможно,
ИСЗ-носителей противоракет SBI должна обеспечивать захват
и слежение за «холодными» целями, в состав которых входят
боеголовки и ложные цели, отделившиеся от корпуса МБР пос-
— 2\ —
ле завершения активного участка траектории полета. На борту
ИСЗ-носителей будет находиться большое количество
небольших противоракет SBI, предназначенных для поражения МБР,,
боеголовок, ложных целей и противоспутниковых ракет. В
состав системы BSTS будут входить датчики для оценки
эффективности поражения МБР. Аналогичные датчики будут
устанавливаться на борту ИСЗ-носителей противоракет SBI.
ИСЗ системы BSTS будут иметь длину порядка Ими
диаметр 4,9 м, масса ИСЗ оценивается в пределах 5—6,8 т, а
мощность источников электропитания от 6 до 10 кВт. Масса
ИСЗ-носителей противоракет будет около 3 т, а одной противоракеты
SBI — 700 кг. Затраты на поражение одной боеголовки с
помощью противоракет SBI не должны превышать 1 млн долл.
1-я очередь системы ПРО должна стать основой для
дальнейшего развертывания системы. Даже 1-я очередь системы
сильно затруднит организацию ракетно-ядерной атаки со
стороны вероятного противника. Затраты на развертывание 1-й
очереди системы ПРО, как заявил представитель управления SDIO
полковник Джеймс Грэхэм, превысят 40—60 млрд долл. (такая
оценка затрат была дана в начале 1987 г.).
В январе 1988 г. управление SDIO намечало объявить
конкурс фирм на разработку принципиальной схемы 1-й очереди
системы ПРО, а заключение контрактов должно состояться в
мае 1988 г. Затраты на эти работы, как считают специалисты,
составят 1 млрд долл. в течение нескольких ближайших лет.
Численность персонала, который будет занят разработкой,
оценивается в 700—1000 человек. Основная часть организаций
будет расположена в г. Вашингтоне и в г. Колорадо-Спрингс (шт„
Колорадо). В разработке принципиальной схемы системы ПРО
должны принять участие организации, которые
специализируются в проведении НИОКР по авиационно-космической технике,
связи и вооружениям. В процессе НИОКР должна быть
разработана принципиальная схема боевого управления,
командования, контроля и связи (ВМ/С3).
Разработчики принципиальной схемы системы ПРО должны
также:
— обеспечить правильное взаимодействие различных
компонентов системы;
— разработать спецификации и соглашения о
взаимодействии между различными контрактами;
— составить технические требования, которые
удовлетворяли бы требованиям военных заказчиков;
— определить приоритеты в проведении испытаний.
При разработке принципиальной схемы системы ПРО
должен широко использоваться Национальный испытательный
комплекс (NTB).
— 22 —
Управление SDIO поставило задачу добиться существенного
сокращения стоимости перспективных видов вооружений и
техники, а именно:
— РН ALS (Advanced Launch System)—на 70—80% ниже
стоимости РН «Титан-4».
— Противоракета SBI — на 50—60% ниже затрат,
соответствующих уровню техники 1990 г.
— Противоракета ERIS — на 44—54% ниже стоимости,
соответствующей уровню техники ближайших лет.
— Противоракета HEDI — на 40—50% ниже стоимости,
соответствующей уровню техники ближайших лет.
— Оптическая аппаратура AOS — на 30—40% ниже
стоимости, соответствующей уровню техники ближайших лет.
— Система SSTS — на 20—30% ниже стоимости,
соответствующей уровню техники 1990 г.
— Система BSTS — на 15—25% ниже стоимости,
соответствующей уровню техники 1990 г.
«Aerospace Daily», 1987, 142, № 36, 281, 282;
143, № 58, 457, 458
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 12, 26
«International Defense Review», 1987, 20,
№ 11, 1454, 1455
10. Разработка электромагнитных пушек
Принцип действия электромагнитной пушки (ЭМП) был
сформулирован более 70 лет назад, однако только —-15 лет
назад были начаты поиски решений проблем генерации,
аккумулирования и импульсного выделения больших количеств энергии,
требуемых для ЭМП. Исследования по ЭМП в основном
финансируются управлением SDIO, хотя выбор систем вооружения с
ударно-кинетическим механизмом поражения нельзя признать
оптимальным решением для системы ПРО с элементами
космического базирования, поскольку в этом случае требуются
скорости разгона снарядов до десятков км/с. ЭМП по схеме
рельсового ускорителя, разрабатываемая для СОИ в Лос-Аламосской
национальной лаборатории, рассчитана на разгон до скорости
~ 14,4 км/с снаряда с массой 227—454 г. Наивысшая
достигнутая в настоящее время скорость вылета снаряда из ЭМП
составляет 10,5 км/с.
Управление перспективных НИОКР МО США (DARPA),
Армия США, управление ядерных вооружений МО США (DNA)
и управление SDIO начали совместную программу ЭМП с
энергиями 9 и 15 МДж и дульными скоростями 2,46—3,96 км/с для
преимущественного применения как танковых и противотанко-
—" 23 -
вых орудий. В августе 1987 г. должны быть проведены
испытания ЭМП с энергией 9 МДж для одиночной стрельбы. На июль
1989 г. планируются испытания 9-зарядной ЭМП с той же
энергией.
В настоящее время ЭМП создаются либо по схеме
рельсового ускорителя, либо по схеме ускорителя с бегущей волной.
Исследования ЭМП по первой схеме ведет университет шт. Техас.
Вторую схему предпочла фирма Kaman Aerospace.
Потенциальными преимуществами второй схемы считаются меньшая масса,
более компактная конструкция и меньший расход энергии.
По сравнению с ЭМП по схеме рельсового ускорителя масса
экспериментального образца ЭМП по схеме ускорителя с
бегущей волной ожидается меньшей на ~50%.
ПКР по экспериментальным образцам ЭМП ведут фирмы
FMC (Northern Ordnance Div.) в части создания собственно
ЭМП и ее блоков Maxwell Laboratories — по
электроэнергетическим устройствам. Фирма Maxwell Laboratories создала одну
из 6 существующих экспериментальных ЭМП, которая
функционирует с октября 1985 г. С ее помощью пластиковое тело с
диаметром 50 мм и массой 100 г разгоняется до скорости 3 км/с.
По отдельному контракту в сумме 9 млн долл. с DNA она
разрабатывает более мощную экспериментальную ЭМП. Для
научно-исследовательского и технологического центра вооружения
армии США фирма Westinghouse изготовила ЭМП по схеме
рельсового ускорителя с энергией 2,9 МДж. Ее общая длина
была ~6 м, а рельсового ускорителя — 3,6 м. Масса ЭМП
вместе с гомополярным генератором, двигателей и коммутирующей
аппаратурой была ~12 т. Рабочий ток достигал 2 МА. Первое
испытание этой ЭМП состоялось в 1983 г.
При создании систем вооружения с ЭМП предстоит решить
ряд общих и специфических проблем. К общим проблемам
относится задача об уменьшении размеров конденсаторных
батарей. За последние несколько лет емкость конденсаторов была
увеличена в 15 раз при одних и тех же размерах. Применение
новых сверхпроводящих материалов позволит упростить
проблемы охлаждения.
Кроме ЭМП предлагаются и другие типы орудий с дульной
энергией ~ 15 МДж, в т. ч. электротермический, в котором
импульсным электрическим разрядом инициируется разложение во-
дородсодержащего низкоэнергетического вещества, напр,
гидрида лития. Возникает рабочее тело в виде сильно заряженной
плазмы под высоким давлением, которое разгоняет снаряд по
стволу как в обычной пушке. Применительно к наземному
артиллерийскому вооружению разрабатываются орудия с жидким
метательным веществом. В. А. Карелин
«Army», 1987, 37, № 7, 28, 30, 33—35
_ 24 —
11. Рентгеновский лазер с ядерной накачкой
В журнале «Nature» опубликована статья профессора
физического факультета Станфордского университета Ритсона,
посвященная рентгеновским лазерам с ядерной накачкой в
качестве оружия космического базирования перспективной системы
ПРО. Основной вывод, к которому приходит автор, состоит в
том, что разработка такого оружия технически осуществима,
хотя и сопряжена с трудностями.
Назначение рентгеновских лазеров с ядерной накачкой —
поражение целей на весьма больших расстояниях очень узким
коллимированным лучом. Затухание рентгеновского излучения
в атмосфере слишком велико, поэтому такие лазеры могут
эффективно использоваться только за пределами атмосферы.
Ядерный взрыв, большая часть энергии которого преобразуется в
рентгеновское излучение, разрушает лазерное оружие, которое
не может быть использовано повторно.
Принципиально рентгеновский лазер с ядерной накачкой
представляет собой ядерный заряд с тротиловым эквивалентом
120 кт, окруженный на расстоянии 1 м оболочкой из лазерных
блоков длиной по 2 м. Эти блоки (их число может составлять,
например, 50) представляют собой параллельные цинковые
проволоки (диаметр на выходном конце 0,1 мм), внедренные в
пластмассовую матрицу. Каждая проволока представляет собой
генератор лазерного излучения. На конце проволоки находится
«линза», обеспечивающая фокусировку. Возможно,
фокусировка будет обеспечиваться не с помощью линзы, а путем
использования неоднородных материалов, что создаст градиенты в
коэффициенте преломления ионизированной плазмы.
В таблице приведены принципиальные проектные параметры
лазера с ядерной накачкой. Интенсивность излучения величиной
считается достаточной для разрушения одной ракеты.
В статье рассматриваются проблемы испытаний
рентгеновских лазеров с ядерной накачкой. Подземные испытания
неизбежно приходится проводить в ограниченном пространстве и
поэтому они не позволят определить характеристики лазерного
излучения весьма высокой энергии. Для определения
характеристик предлагается экранировать все лазирующие проволоки,,
кроме нескольких, и наблюдать проникновение излучения этих
проволок в инертный газ на расстоянии нескольких сот метров
от лазера. При прохождении луча через газ образуется весьма
заметное горячее плазменное ядро. Глубина проникновения
излучения послужит мерой интенсивности энергии. Это плазменное
ядро будет наблюдаться сбоку в течение нескольких
микросекунд. За это время информация должна быть зарегистрирована
и передана на поверхность Земли.
В заключение делается вывод, что нет никаких
принципиальных препятствий для разработки на базе современного уровня
5* — 25 —
техники рентгеновских лазеров с ядерной накачкой, которые
могли бы разрушить или вывести из строя космические объекты,
находящиеся на расстоянии свыше 2000 км. При отсутствии
соглашений, регулирующих разработку и развертывание этого
оружия, оно может быть успешно создано в 90-х годах.
Параметры
Тротиловый эквивалент ядерного заряда1, кт
Лазирующий материал2
Атомный номер материала
Длина волны лазерного излучения, А
КПД преобразования энергии накачки, %
Телесный угол лазерного луча, стерад
Радиус лазерной сборки, м
Длина проволоки, м3
Диаметр проволоки, мм
Число проволок
Масса, кг
Число независимых целей (ракет)
Общая интенсивность излучения на выходе на
расстоянии 2000 км, Дж/стерад4
Значения
параметров
120
Цинк
30
14,2
-0,1
1
2
0,2
— 10*—105
-200
4
-4-1021
П р.и м е ч а н и я.
1. Уровень мощности выбран произвольно и может быть
увеличен во много раз. Для удобства рассматривается устройство,
использующее реакцию ядерного распада, но нет очевидных
причин, позволяющих исключить устройство, использующее реакцию
ядерного распада в сочетании с реакцией ядерного синтеза.
2. Цинк выбран для удобства. Возможен другой материал с
атомным номером от 20 до 40.
3. Лазерные элементы должны иметь большую длину как для
обеспечения достаточного коэффициента усиления лазирования,
так и для обеспечения хорошего уровня коллимации на выходе.
4. Это считается достаточным для наведения на четыре
цели (ракеты).
«Nature», 1987, 328, № 6, 130, 461, 462, 487—490
12. НИОКР военного назначения
Один из ведущих научных сотрудников Ливерморской нацио*
нальной лаборатории им. Лоуренса Лоулл Вуд осенью 1987 г,
высказал сомнения в целесообразности разработки ядерных
энергоустановок (ЯЭУ) для электропитания космических
вооружений, разрабатываемых в соответствии с программой СОИ.
Как считает Вуд, разработка ЯЭУ займет столь длительное
время, что они не смогут своевременно обеспечить потребности
перспективной системы ПРО.
— 26 —
По заключению комиссии Американского общества физиков
(APS), многие из ИСЗ, разрабатываемых по программе СОИ,
будут требовать в дежурном режиме от 100 до 700 кВт
электрической мощности, которые могут быть обеспечены только с
помощью ЯЭУ. По мнению Вуда, для электропитания всех уже
рассмотренных систем потребуется не более 15 кВт
электрической мощности на одну установку, и даже для еще не
изученных космических платформ потребности не будут превышать
50 кВт. В этом случае для энергообеспечения могут быть
использованы панели солнечных батарей.
Министерство энергетики и управления SDIO продолжают
НИОКР по программе SP-100, цель которой — разработка ЯЭУ.
По проекту бюджета на 1988 фин. г. министерство энергетики
запросило на программу SP-100 70 млн долл. (в 1,5 раза
больше, чем в 1987 фин. г.).
Организация МО и министерства энергетики в 1987 г.
заключили ряд контрактов на проведение военных НИОКР
(табл. 1) и подготовили предложения об объявлении конкурсов»
по военным НИОКР (табл. 2). Б. И. Ермишкин
«Aerospace Daily», 1987, 144, № 1, 7
«Jane's Defense Weekly», 1987, 8, № 15, 875
«Military Space», 1987, 26 октября, 4, 6, 7
«Science», 1987, 13 ноября, 883, 884
13. Перспективы запусков ПН военного назначения
Управление SDIO заключило контракт с фирмой American
Rocket Co. (AMROC) о выводе в начале 1988 г. на
баллистическую траекторию полета полезной нагрузки (ПН) массой 210 кг
для проведения экспериментов в интересах программы СОИ.
Для этой цели должна использоваться новая РН SMLV (Syngle
Module Launch Vehicle).
РН SMLV обеспечит проведение суборбитальных полетов
ПН при продолжительности их пребывания за пределами
атмосферы Земли в течение 10 мин. ПН |должна быть прикреплена
к верхней ступени РН, двигатель которой может быть включен
повторно (для этой цели сохраняется около 10% топлива).
Министерство обороны (МО) США составило график
запусков своих ПН после возобновления полетов МВКА «Спейс
Шаттл» в июне 1988 г. Первый полет с военной ПН намечен
на 8 сентября. В этом полете на орбитальной ступени (ОС) «Ат-
лантис» будет находиться экипаж численностью 5 человек,
В декабре 1988 г. на МВКА «Спейс Шаттл» с ОС «Колумбия»
будет выведена на орбиту еще одна ПН военного назначения.
МВКА с ОС «Атлантис» при полетах в августе и декабре
1989 г. выведет на орбиту ряд военных ПН. При полете МВКА
с ОС «Колумбия» намечено провести эксперимент по сбору
данных ИК-сигнатур фона. Полет, намеченный на ноябрь 1989 г.,
27
Таблица 1
Перечень контрактов по проведению военных НИОКР
Заказчик
Исполнитель (контрактант)
Сумма
контракта,
млн долл,
Содержание работ
to
00
Ромский центр авиационных
разработок ВВС США
Отделение министерства
энергетики в г. Сан-Франциско
Отделение министерства
энергетики в г. Сан-Франциск.0
Центр авиационной
аппаратуры ВМС (Индианаполис, шт.
Индиана)
Центр снабжения ВМС
Отдел военно-морских
исследований (ONR)
Отдел ONR
Отдел ONR
Отделение Electronic Defense
(Маунтин-Вью, шт.
Калифорния) фирмы GTE
Government Systems Corp.
Spire Corp. (Бедфорд, шт. Mac-
сачуетс)
|Ga Technology Inc. (г. Сан-
Диего, шт. Калифорния)
SCI Technology
шт. Алабама)
(Хантсвилл,
Microwave Techniques
(Раймонд, шт. МЭН)
Defense Systems Inc. (Мак-
Лин, шт. Виргиния)
MMR Technologies Inc.
(Маунтин-Вью, шт. Калифорния)
Dynamics Technology Inc.
(Торранс, шт. Калифорния)
1,5
0,150
0,562
7,1
3,2
1,5
0,208
0,204
Предварительный анализ средств космической
связи
Разработка нового материала для оптической
аппаратуры космического базирования
Исследования для программы СОИ нелинейного
метода преобразования коротких импульсов
напряжения в микроволновое излучение с
частотой около 1 ГГц
Разработка аппаратуры для пользователей
спутниковой навигационной системы GPS. Срок
окончания работ — февраль 1990 г.
Разработка, поставка, установка и испытания
военно-морских разведывательных антенн
космического базирования. Срок окончания работ —
12 ноября 1988 г.
Исследования космических операций
тактического назначения, РН низкой стоимости и
возможности создания автономного ИСЗ
Исследования и разработка системы охлаждения
до 10 К для ИК-датчиков, микроволновых
детекторов и сверхпроводящих электронных
устройств по программе СОИ
Исследования дистанционной аппаратуры для
обнаружения подводных лодок
Лаборатория вооружений ВВС
США
Министерство обороны США
Фирма Research and
Development Associates, входящая в
состав фирмы Logicon Inc.
Martin Marietta Denver
Aerospace (основной подрядчик),
Lockheed Missiles and Space
(субподрядчик), TRW
(субподрядчик)
22,3
10,8
Проведение НИОКР по лазерному вооружению
в соответствии с программой СОИ. Работы
будут проводиться на авиабазе Кёртленд (шт.
Нью-Мексико), в Колорадо-Спрингс (шт.
Колорадо) и Марина-дель-Рей (шт. Калифорния)
Подготовка к лётным испытаниям лазерного
оружия космического базирования. В результате
испытаний должно быть обеспечено
согласование результатов НИОКР по программе Alpha
и LAMP
Таблица 2
Перечень предложений по проведению НИОКР военного назначения
Заказчик
Содержание работ
Космическое управление ВВС
Отдел дистанционной аппаратуры управления
SDIO
Ромский центр авиационных разработок
Космическое управление ВВС
Разработка РН средней грузоподъемности MLV-2 (должна обеспечивать
вывод на геостационарную орбиту ПН массой 1200 кг). ВВС хочет
закупить 10 РН MLV-2 для вывода на орбиту военных связных ИСЗ
DSCS-3
Оказание помощи управлению SDIO в исследованиях, разработке,
изготовлении и испытаниях спектрально-радиометрической ИК-аппаратуры,
а также другой оптической аппаратуры для установки на платформах
космического базирования
Разработка предложений по нанесению покрытий различного состава на
зеркала
Усовершенствование конструкции шифровального блока IDD (Integrated
Data Denial) для спутниковой навигационной системы GPS. Блок
должен шифровать сигналы системы для самолетов и ракет, летящих с
высокими скоростями. В состав работ входит проведение испытаний
двух блоков IDD в полете и на стойкость к ядерным излучениям
Продолжение табл. 2
Заказчик
Космическое управление ВВС
Лаборатория материалов ВВС
Содержание работ
Модификация программного обеспечения для микро-ЭВМ блока ИК-аппа-
ратуры «Тил Руби». Программы должны обеспечить подачу команд на
проведение разведки заданных целей, расположенных на территории
США, Канады, Австралии и Великобритании
Исследования механизма упрочнения и повышения жесткости материалов,
предназначенных для работы в диапазоне от 1800° до 3000°.
Необходимо изучить сложные зависимости этих материалов от состава,
технологии изготовления и микроструктуры
со
о
предназначается в основном для вывода на орбиту ИСЗ
навигационной системы «Навстар GPS».
29 марта 1990 г. должен начаться полет МВКА с ОС «Дис-
кавери», на борту которой должен быть проведен эксперимент
«Старлэб» по слежению и наведению с помощью лазерной
аппаратуры. При трех других полетах МВКА, намеченных на март,
апрель и июль 1990 г., планируется вывести на орбиту связной
ИСЗ ВМС США «Лисат», второй ИСЗ системы «Навстар GPS»
и еще две военных ПН. Английский военный связной ИСЗ
«Скайнет-4» должен быть запущен также в 1990 г.
Для запусков ПН военного назначения предполагается
использовать также одноразовые РН. Два запуска РН «Дельта»
намечалось провести в январе и августе 1988 г. для проведения
в интересах программы СОИ экспериментов с дистанционной
аппаратурой и передающими зеркалами. РН «Атлас-Центавр»
будет использована для вывода на орбиту последнего военного
связного ИСЗ серии «Флитсатком», на борту которого должен
быть установлен экспериментальный блок приемопередающей
аппаратуры для перспективных ИСЗ «Милстар».
Б. И. Ермишкин
«Air et Cosmos», 1987, № 1160, 40
«Military Space», 1987, 26 октября, 8
14. Запуск ИСЗ серии DMSP со специальным
микроволновым приборам SSM/I
19 июня 1987 г. осуществлен запуск ИСЗ метеорологической
разведки «Блок 5D-2» DMSP, на борту которого установлен
специальный микроволновый прибор SSM/I (Special Senzor
Microwave Imager). Прибор SSM/I является пассивным
микроволновым радиометром для съемки в почти реальном времени
ледового и снежного покровов на поверхности Земли.
Знание ледовой обстановки на морях имеет важнейшее
значение для обеспечения морского судоходства, мониторинга
окружающей среды, изучения природных ресурсов и для военных
флотов. Для получения данных о ледовом и снежном покровах
Земли будут использоваться: ИСЗ ВМС США «Геосат» для
проведения геодинамических исследований; ИСЗ метеорологической
разведки США DMSP с прибором SSM/I; западноевропейский
ИСЗ для изучения природных ресурсов E-ERS-1; японский ИСЗ
для изучения природных ресурсов Y-ERS-1; канадский ИСЗ «Ра-
дарсат». Все вышеперечисленные ИСЗ обладают способностью
проводить пассивную и активную микроволновую съемку,
определение параметров атмосферы и альтиметрические измерения.
Прибор SSM/I работает на частотах 19,3; 22,2; 37,0; 85,5 ГГц.
На частотах 19,3, 37,0 и 85,5 ГГц осуществляется вертикальная
и горизонтальная поляризация, а на частоте 22,2 ГГц — только
— 31 —
вертикальная поляризация. Единичный элемент съемки
(пиксель) на меньших частотах имеет поперечник 25 км, а на
частоте 85,5 ГГц—12,5 км. Высота орбиты ИСЗ DMSP — 833 км,
ширина полосы съемки—1394 км. ИСЗ DMSP с прибором
SSM/I обеспечивает съемку полярных районов Земли дважды
в течение суток. Съемка производится с помощью вращающейся
антенны, которая попеременно работает в двух режимах: 1) с
регистрацией данных, полученных на всех четырех рабочих местах**
2) с регистрацией данных только на частоте 85,5 ГГц.
Данные, полученные от прибора SSM/I, передаются для
обработки в Океанографический центр ВМС США FNOC (Fleet
Numerical Oceanography Canter), находящийся в Монтересе
(шт. Калифорния). Данные преобразуются и выдаются в двух
формах: 1) SDR (Sensor Data Record) —соответствуют
эквивалентным яркостным температурам антенны; 2) EDR
(Environmental Data Record) — содержат параметры окружающей среды.
Национальный центр данных по снегу и льду (NSIDC)
получает требуемую информацию от центра FNOS через отдел
службы спутниковых данных (SDSD). Передача данных от
центра FNOS в центр NSIDC производится на магнитных лентах.
Б. И. Ермишкин
«EOS» 1987, 68, № 39, 760
15. Подготовка к испытаниям системы загоризонтной
радиолокации ОТН-В
Осенью 1987 г. были проведены летные испытания
беспилотного дистанционно управляемого аппарата AQM-34 M Firebee
(изготовитель фирма Teledyne Ryan). Эти аппараты во время
войны во Вьетнаме использовались для фоторазведки и других
целей.
В 1988 г. должна быть проведена серия запусков аппаратов
Firebee для проверки работоспособности системы загоризонтной
радиолокации ОТН-В. Для испытаний получены из хранилищ
18 аппаратов. С помощью аппаратов Firebee будут
имитироваться полеты крылатых ракет. Запас топлива обеспечивает полет
аппарата на дальность более 1600 км. Программа испытаний
предусматривает 40 полетов аппаратов Firebee в течение 3-х
месяцев. Б. И. Ермишкин
«Aviation Week and Space Technology», 1987, 127,
№ 12, 13
16. Финансирование космических испытаний МО США
По официальным данным, в период до 2010 г. МО США
планирует затратить около 7 млрд долл. на создание
испытательного комплекса для проверки и совершенствования военных кос-
— 32 —
мических систем. Создание испытательного комплекса тесно
связано с реализацией программ СОИ и разработки
воздушно-космического самолета (NASP), направленных на создание новых
систем оружия, включая кинетическое и направленной энергии,,
систем космической разведки, предупреждения и др.
Создание испытательного комплекса для перспективных
систем будет включать несколько этапов. На исследования по
1 этапу, который продлится с 1988 по 1992 гг. МО США
планирует выделить 1,5 млрд долл. На этом этапе должно быть
осуществлено усовершенствование испытательного комплекса в
соответствии с требованиями, которые будут предъявляться при
полномасштабной разработке и создании перспективных
аэрокосмических систем в 90-х годах. Первоначально стоимость
мероприятий 1 этапа оценивалась в 2,3 млрд долл., однако в
условиях бюджетных ограничений МО решило сосредоточить
основные усилия на наиболее приоритетных исследованиях и
программах (таблица). Часть исследований планируется провести в
рамках программы СОИ.
Финансирование разработок испытательных средств космических систем
в 1988—1992 гг. (в млн долл.)
Направления финансирования
Ядерные эффекты
Комплекс сверхзвуковых испытаний
Комплекс ЭВМ
Управление, связь, передача данных
Системы слежения
Новые РН, КА
РЭБ
Комплексы обнаружения
Комплексы испытаний оружия
Система телеметрии, сопровождения
Космический полигон
Комплекс эксплуатации и
обеспечения
Всего
1988
12
30
—
—
2
—
—
16
5
И
2
2
80
1989
19
И
—
18
2
—
—
21
31
57
12
5
176
1990
12
26
14
30
4
8
12
25
109
42
41
10
333
1991
14
40
14
9
5
35
17
6
138
69
57
21
425
1992
24
15
5
—
12
59
22
7
82
98
110
42
476
Всего
81
122
33
57
25
102
51
75
365
277
222
80
1490
Наиболее важными направлениями при создании комплекса
МО США считает создание космического полигона и полигона
испытаний систем оружия. Космический полигон планируется
оснастить орбитальными платформами различного назначения,
системами обнаружения, слежения, целеуказания, управления и
связи. Использование полигона предполагается в случаях
необходимости проведения натурных испытаний в космосе, когда
6* — 33 —
использование для этих целей наземных комплексов будет
невозможным или малоэффективным. На создание полигона
выделяется 222 млн долл. на 1 этапе.
Наиболее крупная сумма — 365 млн долл. выделяется на
создание комплекса испытаний систем оружия.
Большинство мероприятий проводимых по основным
направлениям исследований при создании испытательного комплекса
будут использованы в программе СОИ. Ю. В. Денисов
«Aviation Week and Space Technology», 1987, 126,
№ 17, 85
17. Программа «Лайтсат»
Управление DARPA МО США в рамках программы
«Лайтсат» начало НИОКР по малым спутникам военного назначения.
В качестве возможных задач таких спутников называют
обнаружение наземных источников сигналов, связь с записью
сообщений на борту и последующей передачей, экстренное получение
информации для обновления базы данных, съемку с низким
разрешением, опрос датчиков, находящихся в труднодоступных
местах и пр. Прототипом таких спутников можно считать
разработанный управлением и уже эксплуатировавшийся спутник
GLOMR, а также спутника «Орион», спроектированный
слушателями Военно-морского училища повышения квалификации.
Согласно проекту, спутник «Орион» имеет массу 122 кг, а
массу полезной нагрузки до 45 кг. Бортовой двигатель на
продуктах разложения гидразина позволяет производить коррекции
орбиты. Спутник «Орион» рассчитан на вывод в космос в МВКА
«Спейс Шаттл» в качестве «малой полезной нагрузки», но
может после незначительной модификации запускаться и
одноразовыми РН. На примере спутника GLOMR было
продемонстрировано, что ИСЗ военного назначения может быть создан и
выведен на орбиту менее чем за один год. Он успешно
функционировал на орбите в течение 14 месяцев.
Считают, что ИСЗ массой 230—270 кг можно будет создавать
за 18—24 месяца при сравнительно низких затратах. Первый
спутник по программе «Лайтсат» планируют вывести на орбиту
уже в декабре 1988 г. В качестве носителей таких спутников
могли бы служить после модификации некоторые РН,
созданные по контрактам правительственных ведомств, а также
коммерческие РН и новые ракеты, созданные на основе ранее
разработанных элементов, что позволит существенно снизить их
стоимость. Рассматриваются и РН, запускаемые с подвижных
пусковых установок.
Однако не все руководители военных ведомств США
являются сторонниками малых спутников. К числу их противников
принадлежит, например, министр ВВС Эдвард Олдридж, который
— 34 -
сомневается в их преимуществах по сравнению с современными
ИСЗ. По его мнению, создание совершенно новых спутников и
эксплуатация их в мирное время (что необходимо, иначе нельзя
быть уверенным в их эффективности в условиях боевых
действий) обойдется дороже, чем приспособление эксплуатируемых в
настоящее время спутников и к работе в боевых условиях.
Как заявил Олдридж, более низкая надежность малых
спутников и меньшая продолжительность их эксплуатации
приемлема только в том случае, если затраты в расчете на один
выведенный на орбиту ИСЗ будут менее 10 млн долл. При затратах
примерно 10 млн долл. малые спутники еще могут быть
полезными, а при больших затратах уже окажутся неприемлемыми.
Однако Олдридж сомневается в том, что затраты удастся снизить
даже до 10 млн долл., поскольку требования к спутникам
военного назначения становятся все более высокими.
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 6, 22, 25
18. Командование систем ВВС США
Командование систем (КС) является одним из крупнейших
в ВВС США. Назначение КС ВВС США состоит в
совершенствовании технологии используемой при создании образцов боевой
техники, внедрения ее в производство аэрокосмической техники и
обеспечении эксплуатации комплексов и систем. Основной целью
КС является координация и объединение процессов
исследовательских работ, опытно-конструкторских разработок, процессов
создания, испытания и эксплуатации аэрокосмических систем,
определяющих перспективное развитие ВВС. Еще на стадии
проектирования перспективных систем, командование.уделяет
пристальное внимание их всесторонней оценке, в том числе по
критерию «эффективность-стоимость». По заявлениям экспертов
Пентагона, в настоящее время командование определило
основные перспективные технологии и проработало системные
концепции, которые в будущем смогут значительно повысить боевые
возможности ВВС и военный потенциал США в целом.
Исследовательские задачи КС решает с помощью большого
количества специалистов, из которых 27 770 человек военные,
а 29 515 — гражданские, Бюджет командования в 1987 г.
превысил 30 млрд долл., что составляет почти одну треть общего
бюджета ВВС. В настоящее время командование руководит
выполнением более, чем 21 800 различных контрактов на разработку
аэрокосмической военной техники, общая сумма которых
.превышает 193 млрд долл.
В структурном отношении командование состоит из семи
управлений, четырех центров и трех самостоятельных отделов.
Непосредственно командующему КС подчиняются управления:
- 35 -
космическое, электронных систем (УЭС), систем аэронавтики,
вооружения, руководства контрактами, зарубежной технологии,
систем с операторным управлением.
Основные подразделения КС размещены в районах
дислокации трех авиабаз: Райт-Петерсон (шт. Огайо), Хэнсом
(шт. Массачусетс) и Эглин (шт. Флорида). На авиабазе Райт-
Петерсон разместились управления систем аэронавтики,
зарубежных технологий и отдел, осуществляющий руководство
программой разработки космоплана NASP. Этот отдел был
организован в 1986 г. Целями программы NASP являются разработка
и демонстрационные испытания технологии полетов в
атмосфере со сверхзвуковой скоростью на высотах порядка 100 км
с выходом на низкие околоземные орбиты.
Управление электронных систем, размещаемое на авиабазе
Хэнсом, курирует реализацию крупнейших программ ВВС, таких
как программы развития систем раннего предупреждения о
ракетном нападении «Бимьюз», «Пэйв-Поуз», ОТН-В и др. УЭС
ведет сопровождение и ряда космических программ ВВС.
На авиабазе Эглин размещены управление вооружения и
инспекционный центр командования.
Управление систем аэронавтики занимается разработкой
перспективного тактического истребителя (ATF) для завоевания
превосходства в воздухе и предназначенного для использования
в 90-х годах. Самолет ATF будет обладать улучшенными
характеристиками по всем основным показателям, в том числе,
эксплуатационной надежности и ремонтопригодности. В плане
модернизации стратегических сил ведутся разработки двух
крупных программ: создание стратегического бомбардировщика В-1В
и МБР Peacekeeper (MX). Испытания опытных образцов
бомбардировщика В-1В проходят на авиабазе Дайес (шт. Техас).
МБР MX испытывается на авиабазе Уоррен (шт. Вайоминг).
Еще одной крупной программой управления систем аэронавтики
является создание перспективного истребителя-перехватчика в
интересах войск ПВО. Новый перехватчик создается на базе
усовершенствованного варианта самолета F-16A. 270 таких
самолетов должны заменить стоящие на вооружении
истребители-перехватчики старого парка F-4.
Космическое управление командования систем ВВС
размещено в Лос-Анджелесе. Под его руководством ведется
разработка большинства космических программ ВВС. Одной из них
является программа «Флитсатком». 4 декабря 1986 г. с космодрома
Кеннеди с помощью РН «Атлас-Центавр» был выведен на
геостационарную орбиту очередной спутник связи системы
«Флитсатком». Таким образом, число функционирующих на
орбите спутников «Флитсатком» доведено до пяти. Система
«Флитсатком» предназначена для обеспечения связи в сетях
президента, высшего военно-политического руководства, ВМС, а
также самолетов ВВС и ВМС.
— ЗВ —
Под руководством отдела космических испытаний, 13 ноября
1986 г. с космодрома Ванденберг был успешно выведен на
орбиту КА Polar BEAR. Экспериментальный полет этого спутника
предназначен для исследований возможностей по улучшению
связи в полярных зонах в условиях появления северных сияний
и других аномальных явлений отрицательно влияющих на
состояние ионосферы и усиливающих помехи на линиях
радиосвязи.
Разработку перспективной ракеты класса «воздух — воздух»
по программе AMRAAM возглавляет управление вооружения.
В 1986 г. ВВС и ВМС совместно провели испытания опытного
образца создаваемой ракеты. На испытаниях, прошедших
успешно, были оценены возможности применения ракет AMRAAM в
системах поражения одиночных и групповых целей, в плане
реализации концепции «выстрелил — забыл».
В целях повышения качества создаваемых систем,
командование практикует организацию конкурсных проектов с участием
различных фирм. Затем по результатам первичных испытаний и
выводам экспертов полномасштабная разработка проекта
поручается победителям конкурса. В 1987 г. ассигнования
командования систем на ведение конкурсных проектов составили 13 млрд
долл., что превышает аналогичные ассигнования в 1984 г. более,
чем на 25%.
В условиях курса нынешней администрации на
стратегическую модернизацию ВС, роль командования систем ВВС
неуклонно повышается. Есть основания предполагать, что в
ближайшем будущем эта тенденция сохранится. Ю. В. Денисов
«Air Force Magazine», 1987, 70, № 5, 101, 102
19. Управление космическими операциями МО США
Военное руководство США считает важной задачей оценку
существующих и потенциальных возможностей космических
командований видов ВС по осуществлению мероприятий раннего
предупреждения о ракетном нападении, оценки степени угрозы и
отражения атак вероятного противника из
воздушно-космического пространства. По словам одного из высокопоставленных
представителей МО США, одной из широкомасштабных задач
в кризисной ситуации и в условиях вооруженного конфликта
является постоянный контроль космического пространства. При
необходимости важно быть готовыми к проведению мероприятий
по защите КА и наземных объектов космических систем США и
их союзников, уничтожению или нарушению работоспособности
боевых, разведывательных, навигационных ИСЗ, спутников
связи и других обеспечивающих ИСЗ потенциального противника.
В плане оценки возможностей космических командований по
управлению осуществлением перечисленных мероприятий, в мар-
— 37 —
те 1987 г. были проведены десятидневные учения, в которых
приняли участие: Объединенное космическое командование США
(ОКК), космические командования (КК) ВВС и ВМС США,
космическое управление сухопутных войск, а также семь
крупнейших центров управления и контроля космического
пространства.
Одной из задач учений была демонстрация и проверка
способностей КК ВВС по обеспечению надежного
функционирования наземной системы всестороннего обеспечения космических
операций, развернутой как на территории США, так и за ее
пределами, в условиях «отказа» части элементов при
моделировании кризисной ситуации и боевых действий. Во время учений
отрабатывалось взаимодействие между следующими элементами
общей системы космической обороны: SPADOC, USOC, SOSC,
NSOSC, CP NORAD, USC, SSC.
Центр управления противокосмической обороной (SPADOC)
является ключевым элементом всей системы стратегической
обороны. Он размещается в подземном гранитном комплексе горы
Шайен, совместно с основным командным пунктом (КП)
командования аэрокосмической обороны североамериканского
континента (НОРАД), пунктами управления ОКК и КК ВВС.
SPADOC предназначен для управления системой слежения за
объектами в космическом пространстве и оценки степени
угрозы объектам США со стороны космических и наземных средств
нападения противника. На состоявшихся учениях центр
SPADOC получал информацию от центра космической разведки
SSC, ответственного за наблюдение за космическими объектами.
Предполагается, что в перспективе SPADOC будет
координировать действия противоспутниковых операций МО США,
например, по уничтожению спутников океанской разведки противника
в целях обеспечения большей свободы и безопасности действий
ВМС США. С июня 1987 г. началась реконструкция прямых
соединительных линий связи между ОКК и SPADOC.
Объединенный центр космических операций (USOC)
предназначен для координации действий ОКК, включающим
элементы космических систем ВМС, ВВС и СВ. Новый КП USOC
размещается на авиабазе Петерсон (шт. Колорадо). Руководит
тель центра попеременно назначается из представителей ВВС,
ВМС и СВ. Руководителю подчиняется штаб из 5—10 человек.
При необходимости в кризисной ситуации создается штаб
увеличенного численного состава, ответственный за планирование и
проведение космических операций. На учениях USOC принимал
информацию от SPADOC в целях координации действий всех
видов ВС США. Системы связи и обработки данных центра
USOC предполагается модернизировать в ближайшем будущем.
Важнейшим элементом космического командования ВВС
является центр обеспечения космических операций (SOSC),
который отвечает за слаженную работу всех систем и комплексов
— 38 —
обнаружения, слежения, обработки информации, расположенных
глобально. Получаемой от этих систем информацией центр
SOSC снабжает центр SPADOC для последующего анализа,
принятия и реализации решений. На учениях центр SOSC
осуществлял управление реконфигурацией структуры объединенной
системы обнаружения при обработке вариантов «выхода из
строя» ее различных наземных объектов.
Центр обеспечения космических операций ВМС (NSOSC)
является важным элементом космического командования ВМС.
Центр NSOSC размещается в Дальгрен (шт. Виргиния) и
предназначается для управления сбором и обработкой данных в
системе космической разведки ВМС, которая объединяет радарные
комплексы, спутники океанской разведки и другие элементы.
Основной КП НОРАД размещен в горе Шайен (Колорадо-
Спрингс, шт. Колорадо). КП НОРАД соединен линиями связи
с центром SPADOC и выполняет роль основного элемента
управления системой предупреждения о аэрокосмическом
нападении на Северо-Американский континент. НОРАД и ОКК
одновременно возглавляет генерал Дж. Пиотровски, заменивший на
этом посту Р. Харриса. Командующий НОРАД/ОКК вместе со
своим штабом может находиться на защищенном ОКП НОРАД
в Колорадо-Спрингс или в центре USOC на авиабазе Петерсон,
в зависимости от складывающейся обстановки.
Руководящий состав НОРАД/ОКК серьезно озабочен
задержками в реализации -космических программ Пентагона.
В то же время, по их мнению, СССР добился больших успехов в
этой области. Растущую тревогу в военных кругах вызывают
сведения о предстоящих полетах советских МВКА. По мнению
военных экспертов, сфера применения этих МВКА может быть
чрезвычайно широка: от скрытного размещения на орбитах КА
различного назначения — до противоспутниковых операций.
Появление на орбите советского МВКА западные специалисты
ожидают в 1988 г. По заявлению генерала Д. Пиотровски, новые
элементы стратегических сил вероятного противника способны
преодолеть существующие системы обороны НОРАД. Появление
у противоборствующей стороны МВКА, который по мнению
Пентагона с 1990 г. может быть использован в военных целях,
вызовет изменения во всей стратегии воздушно-космических
операций США.
В целях повышения своих оборонительных возможностей
НОРАД и ОКК планируют выделить крупные ассигнования на
финансирование разработок новых и модернизацию
существующих систем обнаружения и разведки космического базирования.
Подлежит разработке космическая система дальнего
обнаружения бомбардировщиков и КР. С учетом возможностей
потенциального противника в перспективе размещать ИСЗ с помощью
МВКА скрытно от средств наблюдения НОРАД, например, в
южном полушарии, разрабатывается новая спутниковая система
— 39 —
космической разведки. Радары этой системы космического
базирования будут размещаться на орбите в диапазоне 0—90° в. д.
Помимо перечисленных систем, в стадии разработки находится
комплекс КА оптической разведки.
В целях обнаружения и предупреждения о ракетном
нападении, по мнению американских специалистов, в настоящее время
есть необходимость осуществлять засечку пусков не только
МБР, но и ракет меньшей дальности. Исследования в этой
области уже проводились. Например, американские ИСЗ фирмы
TRW системы предупреждения, размещенные на
геостационарной орбите, периодически осуществляли засечку пусков ракет
средней дальности, имевших место в ирано-иракском
вооруженном конфликте. Эксперты полагают, что если аналогичные пуски
будут проведены в Западной Европе, то они также могут быть
обнаружены американской стороной и информация об этом
будет немедленно передана в заинтересованные органы военно-
политического руководства США и НАТО для принятия
решений. Ю. В. Денисов
«Aviation Week and Space Technology», 1987, 126,
№ 13, 83, 84; № 14, 73, 76
20. Военно-картографическое управление США
Военно-картографическое управление (DMA) США было
организовано в 1972 г. как самостоятельное управление при
министерстве обороны США (Объединенном комитете начальников
штабов). В его состав влились несколько федеральных
учреждений и служб, в т. ч. морское гидрографическое управление,
картографические службы ВВС и Армии, картографическое
училище, подразделение связи и пр. Центральное управление DMA
расположено в Вашингтоне, а филиалы и лаборатории в ряде
других городов.
В составе службы числятся 9500 служащих, из них 95% —
гражданские лица. В их задачу входит составление и постоянное
корректирование карт земной поверхности, морских и океанских
глубин и просторов, а также околоземного космического
пространства. Карты DMA предоставляются заинтересованным
организациям в печатной или электронной (в виде набора
кодированных цифр) форме, и могут использоваться для
разнообразных военных и гражданских задач, как например, для
определения координат места запуска и цели для снарядов, крылатых
ракет, беспилотных самолетов и пилотируемых боевых
самолетов, а также нахождения ближайших оптимальных мест
посадки для дозаправки и других целей.
Самолетам вооруженных сил США предоставляется
информация по уточнению навигационных карт, имеющихся в рас-
— 40 —
поряжении экипажа, сведения о ближайших аэродромах и
маяках, закрытых и нежелательных для полетов зонах и др.
В 1986 г. DMA выпустило более 50 млн листов различных
карт всех районов мира. Для превращения этих карт в
электронные используется автоматизированная система, позволяющая
переводить все данные, нанесенные на карту в цифровой код,
учитывающий не только географические координаты данного
пункта но, и 12 других топографических и сопутствующих
параметров. Большое внимание в работе DMA уделяется
определению точных гравиметрических показателей в различных районах
и пунктах, поскольку имеющиеся различия в этих значениях
играют существенную роль для аэронавигации. В этих целях
ежегодно производится несколько тысяч измерений с помощью
аппаратуры, установленной на противолодочном самолете
«Орион» и другими способами. Результаты предлагаются для
использования в аэронавигационных системах самолетов и
крылатых ракет.
Для различного рода наблюдений, ведения картографической
разведки и обмена информацией будет использоваться сеть из
18 навигационных ИСЗ GPS, абоненты которой смогут в любом
месте земного шара поддерживать связь одновременно с
четырьмя спутниками. Г. А. Лебедев
«Sea Power», 1987, 30, № 7, 25—34
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
21. ИСЗ «Спот»
Спутниковая система «Спот» была создана Францией в
1986 г. в целях обеспечения дистанционного зондирования
земной поверхности. i
Система «Спот» обеспечивает уникальные возможности по
наблюдению земной поверхности из космоса как для отдельных
организаций, так и для целых развивающихся стран. Она как
раз предназначена для разработок и исследований, требующих
данных с разрешением 10—20 м, быстрым обращением к
нужному участку поверхности с возможностью быстрого
повторения наблюдений с получением стереоизображений. Программа
«Спот» имеет своей целью создание и развитие баз
планиметрических и стереоданных в глобальном масштабе.
Выбор числа спектральных диапазонов определялся
радиометрическим качеством работы (8-разрядное кодирование),
шириной захватываемой полосы (60 км), реальными скоростями
передачи и обработки данных. Каждое устройство из имеющихся
на борту ИСЗ «Спот» обеспечивает получение потока данных
одного «цвета» в трех спектральных диапазонах с разрешением в
надире 20 м и одного «черно-белого» потока данных в одном
— 41 -
панхроматическом диапазоне с разрешением в надире 10 м. Для
работы системы выбраны следующие диапазоны: 0,5—0,59;
0,61—0,68 и 0,79—0,89 мкм; панхроматический диапазон: 0,51 —
0,73 мкм.
Для работы ИСЗ «Спот» выбрана круговая солнечно-
синхронная орбита, обеспечивающая постоянное разрешение и
глобальное перекрытие при приемлемых углах Солнца в течение
года. Орбитальный цикл (время между двумя следующими друг
за другом проходами одной и той же траектории на земной
поверхности) составляет 26 суток. Средняя высота орбиты 832 км.
ИСЗ «Спот» состоит из двух основных частей: платформы и
полезной нагрузки. Платформа оснащена подсистемами
управления высотой полета и параметрами орбиты, энергопитания,
бортовым компьютером и комплектом телеметрического и
командного телеметрического и командного оборудования.
В своей другой модификации платформа будет применяться в
качестве ИСЗ для исследования природных ресурсов Земли,
разработанного управлением. Основные характеристики этой
платформы рассчитаны на функционирование на круговых солнечно-
синхронных орбитах высотой от 600 до 1200 км с локальным
солнечным временем в восходящих и нисходящих узловых
точках от 800 до 1600, при максимальной массе полезной нагрузки
1100 кг и мощности, развиваемой панелями новых солнечных
батарей до 22 кВт.
Полезная нагрузка ИСЗ «Спот-1» включает два идентичных
устройства с высоким разрешением в диапазоне видимого
света HRV. Оба устройства могут быть ориентированы в
направлении, поперечном траектории. Собранные данные передаются по
специальной телеметрической линии связи или запоминаются с
помощью двух бортовых магнитофонов и для дальнейшего
считывания заданными приемными станциями.
Устройства HRV удовлетворяют следующим требованиям:
высокое радиометрическое разрешение для выделения очень
слабых вариаций излучения в каждом из четырех спектральных
диапазонов; высокое пространственное разрешение; высокая
структурная стабильность для минимизации искажений
изображения и девиаций линии визирования. Эти устройства
обеспечивают наблюдения со смещением относительно надира с
абсолютной точностью ориентации (без применения калибровки)
4ХЮ~4 рад для любого положения в пределах ±27°.
Предусмотрена также возможность одновременной работы в мультиспект-
ральном и панхроматическом режимах в течение примерна
12 мин. Для сбора данных нет необходимости в механическом
сканировании, широкоугольная оптическая система построчно
(поперек траектории) отображает наблюдаемую поверхность на
линейную решетку ПЗС. Выборки с ПЗС осуществляются с
необходимой частотой при уходе ИСЗ с заданного участка.
— 42 -
Оптическая система имеет фокусное расстояние 1082 мм и
цифровую апертуру f/3,5. Специальные линзы корректируют
аберрации сферического собирательного зеркала и
компенсируют кривизну поля оптической системы. Оптическая система
обеспечивает концентрацию 80% возможной энергии в
элементарном поле менее 1,2 XIО"5 раз. Спектральное разделение
четырех каналов осуществляется в фокальной плоскости с
помощью расщепителя луча. Для формирования каждого элемента
изображения в мультиспектральном режиме используются два
ПЗС. Это означает, что.в фокальной плоскости расстояния
между элементами изображения составляют 26 мкм, т. е. равно
удвоенному расстоянию между соседними ПЗС. В
панхроматическом режиме каждый элемент изображения формируется
одним ПЗС.
Для каждого спектрального диапазона система детекторов
содержит четыре оптически соединяемых решетки детекторов.
Решетки расположены ступенчато с использованием
полупрозрачных зеркал. Эти зеркала комбинируют четыре основных
решетки, с тем чтобы получить непрерывную' строку,
перекрывающую все поле протяженностью 60 км.
Плоское эллиптическое зеркало отклоняет луч на входе
оптической системы. Это зеркало смонтировано на подшипниках
и приводится в движение высококачественным шаговым
двигателем, обеспечивающим получение каждого изображения в
угловом секторе ±27° относительно надира.
Сигналы, получаемые с решетки ПЗС, обрабатываются двумя
раздельными электронными системами. В мультиспектральной
системе обрабатываются сигналы с 12 решеток (4X3),
соответствующих каналам мультиспектрального режима работы. В
панхроматической системе обрабатываются четыре решетки
панхроматического диапазона. Наземное разрешение 10 м в
панхроматическом режиме требует высокой частоты считывания сигналов с
ПЗС, так что система обработки изображения здесь имеет
четыре идентичных цепочки. Эти цепочки работают параллельно,
так что каждая из них обрабатывает сигналы с одной решетки
за время полной строки. Затем все данные мультиплексируются,
с тем чтобы сформировать выходной последовательный поток
данных в требуемом формате.
В мультиспектральном режиме, где частота считывания вдвое
меньше, чем в панхроматическом, две решетки ПЗС могут
последовательно обрабатываться только одной электронной цепочкой
того же типа, что и в панхроматической системе. В результате
мультиспектральная система обработки содержит 6 идентичных
цепочек (2X3;, данные с которых мультиплексируются. Каждая
цепочка содержит резистивный каскад для установки усиления
с целью компенсации дисперсии чувствительности ПЗС и
оптического пропускания, каскад усиления с программируемым
коэффициентом усиления, схему выборки и хранения, извлекаю-
- 43 -
щую полезную информацию из грубых аналоговых данных,
преобразователь аналог-цифра, кодирующий выборки сигналов
изображения с выхода схемы выборки и хранения в виде
8-разрядных слов. Каждая из систем обработки изображения (муль-
тиспектральная и панхроматическая) связана со своим
собственным секвенсором с целью синхронизации всех операций.
Механизм отклонения зеркала еще на этапе проектирования
рассматривался как один из самых критичных пунктов проекта.
Качество работы этого механизма определяет точность
установки линии визирования, являющуюся важным параметром
системы. Конструктивно этот механизм прост. Система отклонения
зеркал монтируется на двух подшипниках и приводится в
движение шаговым двигателем с 1200 шагов на оборот. Каждый
шаг двигателя соответствует шагу зеркала на 0,3°, положение
которого отслеживается кодирующим устройством,
подключенным к бортовому компьютеру.
На этапе запуска и подъема зеркало фиксируется. После
выхода на орбиту оно освобождается и начинает работу. Основное
требование, предъявляемое к механизму отклонения зеркала,
состоит в линейности его перемещения в зависимости от шагов
двигателя (30 дуговых секунд на шаг) и повторяемость каждого
смещения в пределах лучше, чем 30 дуговых секунд.
Для поддержания требуемой радиометрической точности
устройства в течение всего срока службы на орбите и коррекции
изменений характеристик вследствие старения оптических
покрытий, загрязнения оптических поверхностей, ухудшения
параметров детекторов на ПЗС HRV оснащен системой калибровки. При
необходимости (по команде с Земли) решетка ПЗС освещается
специальной лампой с известной яркостью свечения
(относительная калибровка). При выходе ИСЗ из тени Земли система
калибровки направляет известное количество потока солнечного
света на ряд элементарных детекторов на ПЗС. Такая возможность
обеспечивает высокоточную абсолютную калибровку всей
оптической системы и системы обработки изображения.
В любом случае отклоняемое зеркало сначала
устанавливается в положение «калибровка». В этом положении
устраняется опасность прямого попадания света. Блок калибровки
содержит пятиэлементный объектив, формирующий изображение
существующих оптических волокон, идущих от солнечного
коллектора в фокальной плоскости оптической системы. Для
относительной калибровки осуществляется равномерное освещение
всех четырех линий решеток ПЗС светом одной из двух
резервных ламп.
Поток солнечного света собирается за пределами HRV с трех
направлений, соответствующих трем различным широтам Солн-
ца/ИСЗ. Затем этот поток передается в фокальную плоскость
блока калибровки с помощью 48 оптических волокон, располо-
— 44 —
женных в два слоя, соответствующих мультиспектральному и
панхроматическому каналам.
В качестве стандартного источника калибровки использована
лампа с вольфрамовой нитью. Требуемая однородность потока
поперек поля устройства лучше 5%. Для обеспечения
спектральной стабильности лампы необходим высокостабильный
конвертер с постоянного напряжения в постоянное. Эта система
калибровки обеспечивает определение двух коэффициентов для
каждого из 15 тыс. элементов на ПЗС. Первый коэффициент коррек-
тируерг ток покоя (в темноте) отдельных элементов и «уходы»
электронных устройств, второй — компенсирует флуктуации
коэффициентов усиления.
Как уже отмечалось, каждое устройство HRV может
работать как в мультиспектральном, так и в панхроматическом
режимах. При этом каждое из устройств обеспечивает получение
двух потоков данных, соответствующих мультиспектральному и
панхроматическому режимам этих устройств. Из четырех
потоков данных только два могут передаваться на Землю или
записываться на борту. Поскольку скорость передачи данных
телеметрической системой ограничена величиной 50 Мбит/с (т. е.
2X25 Мби-ij/c), в одно время можно использовать только два из
четырех возможных режимов работы. В соответствии с
распределением частот передачи, в Х-диапазоне рабочая частота выбрана
между 8,025 и 8,400 ГГц. Два выбранных заранее потока данных
со скоростями 25 Мбит/с комбинируются (мультиплексируются
во времени) и подаются на передатчик или на бортовые
магнитофоны для последующей передачи.
Телеметрическая система из состава полезной нагрузки
содержит квадрафазный модулятор на частоте 8 ГГц, лампу
бегущей волны с номинальной выходной мощностью 20 Вт, ряд
фильтров для ограничения спектрального диапазона и
фиксированную антенну. Эта система захватывается наземными
станциями при угле места 5°.
Солнечные элементы вырабатывают 1230 Вт в начале срока
службы; за время срока службы ожидается снижение
вырабатываемой энергии на 15%. Платформа при нормальной работе
потребляет 323 Вт; полезная нагрузка потребляет в режиме
покоя 148 Вт, а в активном режиме это потребление, в
зависимости от режима работы, колеблется от 390 до 520 Вт. Таким
образом, система энергопитания обеспечивает на дневной
стороне Земли работу всей аппаратуры без ограничений.
Всего существуют четыре модификации ИСЗ «Спот».
«Спот-1» запущен в 1986 г. «Спот-2» уже готов и должен быть
запущен в 1989 г. ИСЗ «Спот-3» будет аналогичен первым двум
и запланирован к запуску в 1991 г. «Спот-4» пока
разрабатывается (предполагается, что ИСЗ будет оснащен усовершенство-
— 45 —
ванной полезной нагрузкой, дающей основную часть
географической информации). М. Е. Фикс
«Laser Focus», 1987, 23, № 7, 126, 133, 134, 136, 137
22. Проблемы современной метеорологии
Современная синоптическая метеорология не является
точной наукой и предсказания специалистов-синоптиков обычно
носят вероятностный характер. Выпадение осадков связано с
конденсацией водяных паров при изменении температуры.
Синоптик должен в кратчайший срок установить характер
движения масс холодного и теплового воздуха и определить места их
соприкосновения, где образуются дождевые облака. Последние
могут также возникать, когда вертикальные (восходящие)
потоки воздуха охлаждаются в верхних слоях атмосферы.
Перемещение воздушных масс не всегда происходит в сторону от
большего давления к меньшему, поскольку действие силы Ко-
риолиса, возникающей при вращении Земли, вызывает
вращение масс воздуха вокруг циклонических областей — в северном
полушарии против часовой стрелки, а в южном — по часовой
стрелке.
Разрабатывая прогнозы погоды синоптик рассматривает не
реальную атмосферу, а ее упрощенную модель. Расчеты,
проведенные на модели, дают возможность в основном определить
положение и направление перемещения зон низкого и высокого
давления (циклонов и антициклонов). Конечно, математические
модели дают представление о явлениях большого масштаба, а
составление прогнозов для определенных стран или районов
производятся эмпирическим путем, с учетом общей тенденции.
Однако, предсказанные и фактические погодные данные часто
различаются, особенно если речь идет о погоде на небольшом
участке территории.
Математические модели, выражающие распределение
давлений в атмосфере, строятся с большим числом допущений.
Атмосфера условно рассекается на сравнительно небольшие
кубические участки, в пределах которых все параметры
(температура, давление, влажность, скорость ветра и пр.) принимаются
гомогенными (постоянными). Через определенные промежутки
времени вычисляют условия, которые превалируют на данном
участке и их влияние на соседние участки. Одновременно
приходится учитывать множество дополнительных факторов как,
например, особенности рельефа местности, температуру земной
поверхности и т. д. При этом, чем точнее должна быть модель,
тем она становится сложнее. Даже с помощью самых больших
ЭВМ невозможно точно определить погодные условия на
участках, поперечник которых менее 100 км.
— 46 —
При этом опыт показывает, что ориентируясь на участки в
100 км никогда не удается достигнуть абсолютной точности
предсказаний; расхождения в 3—4 дневных прогнозах могут
быть весьма значительными. Основная причина расхождений —
неточность исходных данных, вводимых в ЭВМ. Ведь
приходится дважды в день устанавливать около шести параметров
для сотен тысяч участков на всей поверхности Земли, для чегр
нужно ежедневно производить: 15 000 наблюдений на Земле;
3000 наблюдений с самолетов; 1500 измерений скорости ветр,а
со спутников; 3000 измерений температуры со спутников;
1500 измерений с помощью радиозондирования; 800 запусков
шаров-зондов; 200 замеров с гидробуев.
При этом, если в развитых странах производится
достаточно много наблюдений^ то слабо развитые страны выполняют их
очень мало, а над поверхностью океанов сбор сведений
практически не производится. Необходимость непрерывной
корректировки данных еще более усложняет процесс разработки
прогнозов и вносит в него дополнительные ошибки.
Пути улучшения долгосрочных прогнозов в будущем
представляются весьма сложными и дорогими, как, например:
— увеличение объема проводимых измерений, повышение их
точности;
— организация обработки данных, собранных по всей
поверхности Земли;
— уменьшение размеров участков, на которые условно
разбита атмосфера.
Впрочем, сокращение этих размеров вдвое (сторона куба
50 км) вызовет увеличение объема необходимых вычислений r
8 раз, и тогда потребуются ЭВМ огромных размеров.
Конечно, можно временно принять промежуточный вариант:
замеры по большим участкам для выявления общих тенденций,
и по более мелким на отдельных территориях (страна или
район). Г. А. Лебедев
«Science et Avenir», 1987, № 486, 34—41
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
23. Исследования по МВКА второго поколения
В Лэнглийском научно-исследовательском центре НАСА с
января 1985 г. группа специалистов работает над проектом
МВКА второго поколения, который будет обеспечивать
недорогую, планомерную, безопасную и надежную доставку
астронавтов на ООКС. Кроме того, МВКА-2 будет выводить небольшие
полезные нагрузки, использоваться при техническом
обслуживании ООКС и ее соорбитальных платформ, осуществлять спа-
— 47 —
сательные операции, доставлять продукцию коммерческого
космического производства на Землю и т. д. Для доставки
тяжелых грузов в следующем столетии предполагается
использовать тяжелые ракеты-носители.
Предпочтительной считается одноступенчатая схема МВКА-2
-с ЖРД и баками для криогенного топлива, размещенными в
корпусе. Однако при прогнозируемом на 1992 г. уровне техники
целесообразным будет двухступенчатый вариант МВКА-2 с
бустерной ступенью многоразового использования. Эту ступень
предполагается выполнить на основе современного внешнего
топливного бака МВКА-1. К нему будут добавлены крылья и
ЖРД. Не исключается применение этой бустерной ступени на
других транспортных космических системах, напр, на тяжелых
ракетах-носителях. В 1997 г. могут быть начаты летные
испытания бустерной ступени с планирующей посадкой.
Орбитальная ступень рассчитывается на экипаж из 2—5 чел.
и грузоподъемность ^9 т. Полезная нагрузка будет
размещаться в грузовом отсеке шириной 4,5 м и длиной 9 м. При выводе
на полярную орбиту полезная нагрузка будет ограничена
массой 5450 кг.
Первые полеты МВКА-2 считается возможным осуществить
в 2002 г. Продолжительность полета предполагается 3—5 дней.
Межполетная подготовка МВКА-2 должна быть не более 10
суток. Намечается иметь период эксплуатации МВКА-2 15 лет и
ресурс 400 полетов. В. А. Карелин
«Space World», 1987, X, № 6 (282), 27—28
24. Система аварийного покидания орбитальной ступени
МВКА «Спейс Шаттл»
НАСА предполагает создать систему аварийного покидания
космонавтами орбитальной ступени МВКА «Спейс Шаттл» в
случае угрозы посадки на воду. Изучается, в частности, способ,
предусматривающий покидание ступени через люк входа —
выхода с использованием вытяжных ракет.
Процедура аварийного покидания орбитальной ступени в
реальном полете предусматривает начало операций на высоте
6 км, когда орбитальная ступень имеет горизонтальную
скорость 360 км/ч, скорость снижения приблизительно 30 м/с и
совершает движение по глиссаде с углом наклона 15—18°.
Первая операция — включение пироклапана разгерметизации
кабины и почти немедленно после этого — нажатие рычага,
обеспечивающего отстрел крышки люка входа — выхода.
Космонавты по очереди занимают место на ложементе перед люком и
крепят к своей привязной-системе трос вытяжной ракеты. В
хранилище у люка может быть размещено до восьми вытяжных
ракет. После крепления троса космонавт включает систему ава-
— 48 —
рийного покидания. Под давлением газов двух небольших
ПАДов вытяжная ракета извлекается из контейнера и
выбрасывается через люк. Когда трос разматывается на полную длину
3 м, включается примерно на 100 мс РДТТ ракеты тягой 0,9 тс,
и космонавт вытягивается через люк. Перегрузки при этом
достигают 10 g. Использование вытяжной ракеты предотвращает
столкновение космонавта с консолью крыла (расстояние до
консоли при покидании не менее 9 м). Космонавт одет в скафандр,
обеспечивающий частичную герметизацию и снабжен
дыхательным аппаратом. НАСА надеется, что такой скафандр позволит
спастись космонавтам даже в случае аварии, подобной той,
которая произошла 28 января 1986 г. Если космонавты будут
одеты в такие скафандры, то разрушение орбитальной ступени
и потеря герметичности кабины на большой высоте не приведут
к обездвиживанию космонавтов. Если перегрузки не будут
очень велики, то они все же смогут добраться до люка входа —
выхода и выброситься с парашютом (после отстрела крышки).
На конец июля 1987 г. были запланированы испытания
системы аварийного покидания с использованием манекенов и
вытяжных ракет, изготовляемых фирмой Universal Propulsion.
Ракеты были созданы в свое время фирмой для системы
катапультирования пилотов истребителей. Производство их было
прекращено четыре года назад. За исключением трех последних
образцов все оставшиеся ракеты были отправлены в Таиланд,
где ими оснащают западногерманские истребители FT-600 в
составе таиландских ВВС.
При испытаниях в конце июля манекены с помощью
вытяжных ракет должны были выбрасываться из макета боковой
части средней секции помещения для экипажа орбитальной
ступени, где расположен люк входа — выхода. Однако уже при
первых испытаниях произошло возгорание ПАДа. Отсутствие
документации на эти ПАДы (были взяты оставшиеся
неиспользованные запасные образцы) не позволило установить причины
возгорания, и было принято решение провести несколько
испытаний ПАДов. Однако пришлось ждать, пока из Таиланда
возвратят ракеты и ПАДы, в связи с чем испытания с
использованием средней секции помещения отложили, их должны были
завершить только к концу сентября — началу октября 1987 г.
Возвращенные из Таиланда 30 ракет с ПАДами будут
использоваться только при испытаниях с манекенами. Если будет
принято решение оснастить орбитальные ступени системой
аварийного покидания, использующей вытяжные ракеты, то НАСА
закажет фирме Universial Propulsion примерно 130 новых ракет.
Такое решение могут принять не раньше марта 1988 г.
Отсрочка испытаний с использованием средней секции
помещения для экипажа привела к отсрочке (с середины августа на
начало октября 1987 г.) и следующих испытаний —с
использованием самолета Convair-240. Грузовой люк самолета и внут-
4Q
реннее пространство перед ним модифицируются, с тем чтобы
они возможно ближе имитировали среднюю секцию помещения
для экипажа. Манекены должны выбрасываться через люк с
помощью вытяжных ракет при полете самолета на той же
высоте и с той же скоростью, которые будет иметь орбитальная
ступень при покидании ее космонавтами. Предусматривается
съемка процесса выбрасывания камерами, установленными на
самолете сопровождения. Планируются 12 испытаний, которые
должны завершиться в январе 1988 г.
Рассматривается возможность использования вместо
вытяжных ракет для предотвращения столкновения выбросившегося
из люка космонавта с консолью металлической штанги длиной
6,3 м. Космонавт привязывается к штанге и скользит по ней.
Эта система находится на самой ранней стадии
проектирования.
Система аварийного покидания орбитальной ступени
разрабатывается фирмой Rockwell International. Первоначально
потребные затраты оценивали в 55 млн долл., теперь — в 70 млн
долл. Наибольшая доля затрат требуется на разработку люка с
отстреливаемой крышкой.
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 10, 125, 128; № 11, 17
25. Стендовые испытания бустерного РДТТ МВКА
Первое огневое испытание на горизонтальном стенде
натурного бустерного РДТТ МВКА доработанной конструкций DM-8
было подготовлено на 27 августа 1987 г. Однако за несколько
секунд до воспламенения испытание было прекращено и
отложено на несколько дней. До этого испытание уже
откладывалось из-за неполадок в оборудовании. РДТТ длиной 37,8 м и
диаметром 3,6 м был оснащен 520 датчиками. По первым
оценкам испытание на полную продолжительность 120 с прошло
успешно без проскока газов через новые монтажные стыки
секций, в которых использовались по 3 уплотнительных кольца
круглого поперечного сечения, разгрузочные прорези в слоях
теплоизоляции вблизи контактирующих торцев, электрические
нагреватели по 2 кВт, защитные наружные кожухи и т. п.
Использовались уплотнительные кольца из ранее применявшегося
фторполимера «Витон», поскольку рекомендованные новые мат
териалы фторсиликон и нитрильный каучук оказались
недостаточно совместимыми с другими материалами монтажных
стыков.
В процессе доработки РДТТ были проанализированы 43
варианта монтажных стыков секций и 20 вариантов стыков сопла
с корпусом. Во всех предложенных вариантах сохранялись 2
существующих уллотнительных кольца. Дополнительными эле-
— 50 -
ментами являлись теплоотводящая медная сетка в зазоре
между торцами теплоизоляции секций, внешнее силовое кольцо для
снижения деформации стенок корпуса вблизи стыка под
действием внутреннего давления, скрепленное со стенкой верхней
секции внутреннее кольцо для предотвращения отхода
внутренней части вилки нижней секции от входящего в ее гнездо
хвостовика верхней секции и сохранения работоспособности уплот-
нительных колец в зазоре между внутренней частью вилки и
хвостовиком и т. п. По мнению национального
научно-исследовательского совета монтажные стыки новой конструкции
приведут к сокращению ресурса бустерного РДТТ по числу
повторных пусков из-за усложнения конструкции и затруднений с
послеполетным контролем сохранности элементов стыков.
Принятую конструкцию нельзя признать наилучшей, поскольку не
оценивались варианты, предлагаемые другими фирмами.
Во втором огневом испытании, намеченном на ноябрь 1987 г.,
предполагается осуществить динамическое нагружение
конструкции РДТТ, моделирующее реальную стартовую нагрузку.
В случае успешного испытания НАСА утвердит летный вариант,
который будет подвергаться аттестационным и
приемосдаточным испытаниям. Планируется провести до 8 таких испытаний
в период до старта МВКА, йамеченного на 2 июня 1988 г. Пока
известны ориентировочные сроки аттестационных испытаний
РДТТ: декабрь 1987 г. (QM-7), январь 1988 г. (QM-6) и апрель
1988 г. (QM-8). Для испытания РДТТ QM-7 требуется
обеспечить самые низкие температуры, а для РДТТ QM-8 с помощью
электронагревателей — самые высокие, какие могут быть летом
во Флориде. Старт МВКА будет отложен в случае
возникновения существенных отклонений в функционировании РДТТ в
ходе испытаний. Ряд наблюдателей скептически относится к
возможности осуществления старта МВКА в июне 1988 г.
' НАСА уже заключило контракт на сумму 1,3 млрд долл. с
фирмой Rockwell International на постройку новой орбитальной
ступени взамен ступени «Челленджер» в течение 45 мес. На
август 1987 г. было намечено заключение 5 конкурсных
контрактов по 3,3 млн долл. каждый на эскизную проработку
перспективного бустерного РДТТ второго поколения. Считается
возможным использование новых РДТТ в полетах МВКА в конце
1993 г. В. А. Карелин
«Flight International», 1987, 132, № 4078, 3
«New Scientist», 1987, 113, № 1551, 28
«Space Age Times», 1986, 13, № 3/4, 9—10
«IEEE Spectrum», 1987, 24, № 2, 27
«Spaceflight», 1986, 28, № 11, 377—378
«Space World», 1987, X, № 6 (282), 11—15
«Chemical and Engineering News», 1987, 65,
№36,40,42
— 51 —
26. Испытания твердотопливных ускорителей МВКА
«Спейс Шаттл»
17 августа 1987 г. состоялись успешные 6-секундные
испытания экспериментального образца твердотопливного ускорителя
(ТТУ) МВКА «Спейс Шаттл». Этот образец, получивший
название NIES-2A, был предназначен для проверки эффективности
средств, обеспечивающих герметичность стыка задней сборки с
соплом. В связующем, склеивающем торцы теплоизоляции, был
намеренно проделан канал диаметром 6 мм и глубиной 2,5 ммг
имитирующий повреждение при изготовлении или сборке.
Другой намеренный дефект — задир поверхности теплоизоляции для
имитации некачественной отливки. Помимо этих двух
намеренных дефектов, по-видимому, был и естественный дефект:
проверка на герметичность показала недостаточное прилегание
одного из кольцевых уплотнений в стыке задней сборки с соплом.
Несмотря на это испытания решили проводить.
Испытания прошли успешно. Герметичность стыка нарушена
не была. Отмечается, что обеспечению герметичности стыка
задней сборки с соплом придается особое значение, поскольку, как
показал осмотр спасенных ТТУ в 28% случаев первичное
уплотнение не обеспечивало герметичность, а иногда горячие газы
даже проникали через это уплотнение к вторичному
уплотнению и вызывали его эрозию.
Намеренно введенные дефекты не вызвали потери
герметичности стыков и при испытаниях экспериментального образца
ТТУ JES-3A 4 августа 1987 г. Испытания образцов NJES и JES
предполагали продолжить в сентябре и октябре 1987 г.
При испытаниях эти ТТУ снаряжаются очень небольшим
количеством топлива и работают лишь в течение нескольких
секунд. При испытаниях в сентябре — октябре предполагалось
вставлять заглушку в сопло, с тем чтобы внутреннее давление в
корпусе ТТУ поддерживалось дольше чем несколько секунд, с
целью более близкой имитации условий при полной расчетной
продолжительности работы. Уже проведены испытания двух
экспериментальных натурных ТТУ: ЕТМ-1 27 мая 1987 г. и DM-8
30 августа 1987 г. ТТУ DM-8 — первый натурный
модифицированный ТТУ, продолжительность работы которого
соответствовала расчетной продолжительности работы в полете (120 с).
При сборке этого ТТУ возникли две проблемы. Обнаружилась
негерметичность кольцевого уплотнения на стыке сопла с
сопловым насадком. Это объяснили деформацией корпуса под
действием нагрузок, которые испытывает данный стык при
горизонтальном положении ТТУ на стенде, в результате чего
произошло смещение уплотнения. На ТТУ DM-8 впервые перед
испытаниями проводилась проверка этого стыка на герметичность,
для чего было предусмотрено специальное отверстие для подачи
избыточного давления. Кроме того, на небольшом участке кор-
пуса сопла ТТУ DM-8 перед испытаниями было обнаружено
расслоение материалов стенки (алюминиевого сплава и фенольно-
го пластика).
До возобновления полетов MB К должны пройти стендовые
огневые испытания с полной продолжительностью работы еще
три модифицированных экспериментальных натурных ТТУ:
DM-9 29 ноября 1987 г., QM-6 в феврале 1988 г. и QM-7 в
апреле 1988 г. В ТТУ DM-9 должны быть реализованы все
модификации, предусмотренные для серийных ТТУ. Хотя этот ТТУ
имеет обозначение DM (development motor — отработочный
двигатель), его испытания рассматриваются как
«квалификационные», т. е. на соответствие требованиям технического
задания. ТТУ серии QM (quatification motor) предназначены для
«квалификационных» испытаний.
Возможно, всех намеченных испытаний натурных ТТУ до>
июня 1988 г. провести не удастся, если некоторые из этих
испытаний будут неудачными или если произойдет повреждение
ТТУ при сборке на стенде.
В период с апреля по июнь 1988 г. могут состояться огневые
стендовые испытания нескольких серийных модифицированных
ТТУ. Они отличаются от экспериментальных ТТУ,
перечисленных выше, тем, что на них не будет такого большого числа
датчиков. Серийные ТТУ, как и экспериментальные, после
испытаний будут разбираться и подвергаться осмотру. На сентябрь
1988 г. намечены испытания ТТУ QM-8. В дальнейшем до
завершения эксплуатации МВКА предполагают ежегодно
производить по два огневых стендовых испытания серийных ТТУ.
ТТУ DM-7 станет первым, который будет проходить
испытания на новом стенде Т-97 на полигоне головной фирмы Morton
Thiokol в г. Бригем (шт. Юта). Стенд снабжен оборудованием
для нагрева или охлаждения всего ТТУ, а также для имитации
полетных нагрузок, которые прикладываются через пояс
крепления к ТТУ подвесного топливного бака. ТТУ QM-7 при
испытаниях будет нагреваться до температуры, которая ожидается
при запусках МВКА в летнее время, ТТУ QM-8 — охлаждаться
до температуры, которая ожидается при запусках в зимнее
время.
. Обсуждается вопрос о том, следует ли намеренно вводить
дефекты в конструкцию ТТУ DM-9 и ТТУ серии QM, а если
вводить, то какие. Эти ТТУ должны испытываться при полной
продолжительности работы, а пока намеренные дефекты
вводились только в ТТУ JES и NJES с кратковременной работой и
в натурный ТТУ ЕТМ-1 с неполной продолжительностью
работы. Опасаются, что дефекты в ТТУ с полной
продолжительностью работы могут привести к аварии, в результате которой
пострадает стенд. Решение о том, будут ли намеренно вводить
неисправности, HAGA предполагало принять в начале октября
1987 г. При принятии такого решения должен быть учтен тот
— 53 —
факт, что наличие в собранном серийном ТТУ дефекта,
приводящего к проникновению горячего газа через один из четырех
поясов герметизации (три кольцевых уплотнения и склеенные
торцы теплоизоляции), маловероятно, поскольку такой
значительный дефект обязательно будет замечен при сборке.
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 7, 31; № 10, 26, 27; №11, 34.
«Flight International», 1987, 132, № 4077, 16
27. Проекты воздушно-космических и гиперзвуковых
гражданских самолетов в Западной Европе
В отличие от США, где разработка технических решений
для гиперзвукового самолета и МВКА объединены единым
проектом создания экспериментального воздушно-космического
самолета (ВКС) Х-30 в рамках программы NASP, в Западной
Европе имеется целый ряд различных проектов и идей создания
ВКС и гиперзвуковых транспортных самолетов. Однако, как
показала международная выставка авиационно-космической
техники, прошедшая в Париже в июне 1987 г., эти идеи и проекты
близки благодаря использованию новых концепций
двигательных установок (ДУ). В конечном счете в Западной Европе
могут появиться один-два утвержденных проекта ВКС.
В области космической техники в качестве первого шага к
созданию пилотируемой транспортной космической системы
(ТКС) управление ESA предполагает продолжить разработку
небольшого МВКА «Гермес» с экипажем из 3 чел.
Определенную роль в создании западноевропейского ВКС могут сыграть
проекты «Хотол» (Великобритания) и «Зенгер» (ФРГ).
Беспилотный одноступенчатый полностью многоразовый
ВКС «Хотол» рассчитан на горизонтальный взлет и посадку с
использованием стандартных взлетно-посадочных полос (ВПП).
В качестве его ДУ предлагается «революционный» и все еще
засекреченный двигатель RB-545 фирмы Rolls-Royce,
представляющий собой комбинацию воздушно-реактивного двигателя
(ВРД) и ракетного двигателя (РД). Согласно заявлению
представителя фирмы, достигнут значительный прогресс в
разработке двигателя, которая осуществляется в течение двух лет в
целях подтверждения его концепции. Выполнено ^— 75% работ.
МВКА «Зенгер» — по-существу 2-ступенчатый ВКС Его 1-я
ступень взлетает со стандартной ВПП и разгоняется до
скорости, соответствующей числу М = 7, после чего от него
отделяется орбитальная ступень «Хорус», аналогичная МВКА «Гермес».
ESA поддерживает также ряд исследований других
перспективных проектов ВКС, МВКА и концепций ДУ, однако не
торопится сделать выбор ТКС следующего поколения.
Согласно заявлению директора ТКС ESA, решение о продолжении раз-
— 54 —
работки проекта «Хотол», «Зенгер» или других концепций ВКС
может быть принято не ранее середины 90-х годов. Учитывая,,
что сроки разработки подобных летательных аппаратов (ЛА)
составляют ~10 лет, выбранный ВКС может войти в
эксплуатацию в 2005—2010 гг.
В области авиационной техники французская фирма
Aerospatiale рекламировала на выставке две концепции
гиперзвуковых ЛА: транспортного самолета AGV (Avion Grand Vite) и
ВКС STS-200. Предполагается, что самолет AGV, рассчитанный
на 150 пассажиров, будет эксплуатироваться в существующих
аэропортах и совершать дальние полеты на высоте 30 км со
скоростью, соответствующей числу М = 5. Его наиболее
вероятная ДУ — комбинация турбореактивного двигателя (ТРД) и
прямоточного ВРД (ПВРД). Наиболее сложные проблемы
разработки самолета связываются с защитой от
аэродинамического нагрева, разработкой ДУ и ее интеграцией с планером. ВКС
STS-200 нацелен на осуществление транспортных космических
операций в следующем столетии. Предложены три варианта
ЛА: одноступенчатый ВКС с РД, одноступенчатый ВКС с
комбинацией РД и ВРД и 2-ступенчатый ЛА типа МВКА «Зенгер»
с ВРД на 1-й ступени и РД на верхней ступени. Основная
проблема создания ВКС связывается с разработкой ДУ.
Отмечается, что Советский Союз также выставил в своем
национальном павильоне модель гиперзвукового транспортного
самолета. Кроме того, по утверждению представителей фирмы
МВВ, проект такого самолета может быть создан на базе 1-й
ступени МВКА «Зенгер».
Французской фирмой SNESMA, специализирующейся в
области двигателестроения, на выставке были представлены
следующие три концепции перспективных ДУ. 1) Комбинация
ТРД и ПВРД для гиперзвукового транспортного самолета,
рассчитанного на маршевый полет при числах М = 5-*-6; эта же
комбинация с дополнительным РД для многоразового
одноступенчатого ЛА, совершающего маршевый полет при числах М = 5^-25
и способного достигать околоземной орбиты. 2) Комбинация
ТРД и ПВРД для гиперзвукового военного или коммерческого
транспортного самолета, рассчитанного на маршевый полет при
числах М=5-ь6, или для 1-й. ступени 2-ступенчатого МВКА.
3) Комбинация ПВРД и РД для одноступенчатого МВКА,
совершающего полет в диапазоне чисел М=0^-25. А. Е. Моисеенко
«Aerospace America», 1987, 25, № 8, 10
28. Организационные проблемы программы ООКС в середине
1987 г.
Ш мнению обозревателей МО США отказалось от
конфронтации с НАСА и госдепартаментом США по вопросам между-
— 55 -
народной кооперации в программе ООКС. Из нового проекта
межправительственного соглашения по ООКС исключена
формулировка о праве США на использование ООКС «в интересах
национальной безопасности». Вместе с тем проект соглашения
содержит в виде приложения дополнительное соглашение, в
котором, в частности, указывается, что «партнеры провели
обсуждение и согласились с тем, что США, Западная Европа и
Япония будут самостоятельно выбирать такой вид деятельности на -
принадлежащих им элементах ООКС, который удовлетворяет
требованию об использовании ООКС в мирных целях в
соответствии с международными законами. Такое использование
может включать ведение работ в интересах национальной
безопасности. Каждый партнер может эксплуатировать в интересах
своих работ всю инфраструктуру ООКС, включая подвижную
систему обслуживания, в соответствии со своей интерпретацией
указанного выше требования». Отмечается, что первая реакция
будущих партнеров на проект межправительственного
соглашения, разосланный 20 апреля 1987 г., была положительной.
США были намерены в течение лета 1987 г. продолжать
двухсторонние переговоры с ESA и Японией. Однако эти
переговоры осложняются разногласиями относительно структуры ор-
танизации управления эксплуатацией ООКС. Предполагается,
что партнеры США будут настаивать на большей своей роли в
управлении эксплуатацией. Так ESA рассчитывает иметь право
на управление, контроль и планирование работ по своему
обитаемому модулю «Колумб» и непилотируемым элементам
комплекса, в то время как НАСА предполагает отдать в полное
распоряжение ESA только непилотируемые элементы.
По заявлению помощника директора НАСА по ООКС, в
центрах НАСА начались работы по ООКС. Уже смонтирован
ряд испытательных стендов и начаты поставки испытуемого
оборудования. Основные контракты с 4 промышленными
группами планируется заключить к середине ноября. До этого будут
оформлены контракты на эскизное проектирование летного
варианта роботизированного исполнительного органа на конце
стрелы телеуправляемого подвижного центра обслуживания, на
исследование системы аварийного возвращения астронавтов на
Землю в аварийных ситуациях и т. д.
Группой сотрудников НАСА разработаны рекомендации по
управлению эксплуатацией ООКС. Пока предполагается, что
оперативное управление будут осуществлять 4 центра НАСА.
При этом космический центр им. Джонсона должен нести
ответственность за эксплуатацию обитаемой части ООКС и ее
систем (энергообеспечения, жизнеобеспечения, АСУ и т. п.)*
Центр космических полетов им. Маршалла должен следить за
работой пользователей в лабораторных отсеках или модулях
США, ESA и Япония. Задачей космического центра им.
Кеннеди будет обеспечение снабжения ООКС, в т. ч. запасными час-
— 56 —
тями и расходными материалами. Центр космических полетов
им. Годдарда будет управлять функционированием
непилотируемых платформ. Хотя ESA будет предоставлено право
контроля за функционированием своей платформы, оно должно
координировать этот вид своей деятельности с центром НАСА.
Координацию всей деятельности по эксплуатации ООКС и
комплексное планирование будет осуществлять штаб-квартира
НАСА.
Для обеспечения нормальной эксплуатации ООКС
рекомендуется 3-ступенчатая система планирования, включающая:
— Разработку пятилетних планов комплексного
использования ООКС, намечающих долгосрочные наиболее крупные
комплексные проблемы.
— Разработку двухлетних планов очередных действий по
16 периодам продолжительностью 45 суток каждый.
— Компоновку планов текущих действий на 45-суточный
период.
Для выбора и ранжирования приоритетности работ
предполагаемых пользователей рекомендуется создать бюро по
контактам с использователями ООКС, в состав которого будут
входить представители руководств различных космических
программ НАСА. Каждому иностранному партнеру по кооперации
рекомендуется создать свое бюро по контактам со своими
пользователями. Международное оперативное бюро по контактам с
пользователями будет нести ответственность за комплектование
всего контингента пользователей от иностранных партнеров.
Для решения общих вопросов, связанных с эксплуатацией
ООКС, будет образовано международное бюро, возглавляемое
США. Партнеры по кооперации будут иметь право голоса в
административном управлении на всех уровнях, однако мнение
НАСА будет иметь решающее значение.
Группа сотрудников НАСА, разработавшая рекомендации,
не рассматривала глубоко проблем, связанных с работами МО
США на борту ООКС Отмечается, что в случае выполнения
секретных работ на борту ООКС должен быть обеспечен
особый режим, включающий засекречивание каналов связи,
скрытие видов поставляемого для этих работ оборудования,
исключение из открытой отчетности потребления расходных
материалов на эти работы и т. п.
В качестве общих рекомендаций указывается на
целесообразность монтажа экспериментального оборудования для ООКС на
стандартизированных стойках и поставки его в таком виде в
космический центр им. Кеннеди, Это позволит сократить время
подготовки и монтажа оборудования непосредственно в
стартовом комплексе. Группа рекомендует иметь на борту ООКС
минимальную массу запасных частей и принадлежностей.
4 Кроме центров управления полетом, связь с ООКС должна
быть возможна с ряда наземных станций в различных точках
— 57 —
земного шара, а также с собственных станций пользователей.
Для организации каналов связи рекомендуется использовать
ретрансляционные ИСЗ TDRS НАСА или аналогичные ИСЗ,
принадлежащие партнерам по международной кооперации.
Первый экипаж ООКС рекомендуется сформировать по
меньшей мере за 36 мес до доставки его на ООКС. Подготовка
экипажа должна быть начата в начале 90-х годов в расчете на
ввод ООКС в эксплуатацию в 1994 г. Отряд астронавтов
должен включать около 100 чел. Астронавты должны
специализироваться как операторы или как исследователи. Каждый
экипаж будет состоять из 8 чел. Полная смена экипажа будет
осуществляться каждые 90 суток. При этом прибывающие с
интервалом 45 суток орбитальные ступени МВКА будут доставлять
смены для 4 астронавтов из экипажа.
Комитетом национального научно-исследовательского совета
(ННИС) проводился независимый анализ плана разработки
ООКС для представления его результатов 1 сентября 1987 г. в
отчете для администрации США. В отчете должны были быть
оценены требования к разрабатываемой конструкции,
ожидаемые технические возможности, стоимость и план-график
создания ООКС. По оценкам ННИС прогнозируемая стоимость
программы ООКС к июлю 1987 г. возросла до 27,5 млрд долл. при
стоимости НИОКР и ПКР 17,9 млрд долл. НАСА оценивает
стоимость НИОКР и ПКР в 16 млрд долл. Отмечается, что в
своих экономических расчетах НАСА не учитывает
неопределенностей, связанных со стоимостью изготовления и доработки
материальной части, а также с техническими пррблемами сборки
на орбите, которые будут возникать в процессе действительной
сборки. Комитет ННИС располагает данными о вариантах
ООКС с меньшей стоимостью.
В отчете Главного контрольно-финансового управления
(GAO) указывается, что стоимость эксплуатации ООКС
ожидается на уровне 1—1,4 млрд долл. в год. Основная причина
столь высоких расходов усматривается в недостаточном
внимании НАСА к развитию автоматизации. Во время полетов
орбитальной лаборатории «Скайлэб» и МВКА астронавты тратили
до 40% рабочего времени на подготовку оборудования к
проверкам и тарировкам, хотя все эти работы могут быть
автоматизированы.
При анализе мнений конгрессменов и ученых относительно
перспектив использования ООКС, обозреватели отмечают, что
руководство программы ООКС множество раз за последние
3 года выступало в комитетах конгресса, однако конгрессмены
до сих пор не имеют четкого представления о реальных
направлениях использования ООКС. По мнению сенатора Б. Адамса-;
НАСА после катастрофы МВКА потеряло перспективу
использования ООКС, а программа разработки ООКС не является
полной и целесообразно направленной.
— 58 —
Профессор университета шт. Айова Дж. Ван Аллен считает
осуществляемую программу ООКС и курс НАСА на решение
прикладных задач и коммерциализацию космоса ошибочными.
Он напомнил о неоправдавшихся прогнозах по эксплуатации
МВКА. Современный курс НАСА игнорирует уроки прошлого,
ставя перед собой неопределенно-осуществимые задачи и
отвергая имеющиеся работоспособные предложения, в т. ч. по
использованию ракет-носителей. Решение прикладных задач,
в т. ч. по материаловедению в условиях микрогравитации, не
является в настоящее время насущной потребностью общества.
В то же время сокращение исследований космоса может
привести страну к потере в значительной мере перспектив освоения
космоса в будущем.
По мнению физика Гарвардского университета Дж. Филда,
использование ООКС для производственных целей,
биологических исследований и орбитального обслуживания ИСЗ должно
быть второстепенной задачей по отношению к работам, которые
в дальнейшем приведут к пилотируемым исследованиям
Солнечной системы. Кроме того, ООКС, предназначенная для
исследований Солнечной системы, по оценкам национальной комиссии
по космическим исследованиям будет иметь меньшую стоимость
по сравнению с программой, предложенной НАСА.
Ученые, поддерживающие программу ООКС НАСА,
отмечают тем не менее затруднения с обеспечением научных работ.
На первом этапе эксплуатации ООКС число закрепляемых на
ферменной горизонтальной балке блоков с научными приборами
будет уменьшено с 5 до 2. Кроме того, запланированное
размещение блоков вблизи герметичных модулей может чрезвычайно
ограничить поля зрения ИК-приборов из-за слишком близкого
расположения теплоизлучающих радиаторов. Частые запуски
РД системы ориентации и стабилизации ООКС также могут
влиять на характеристики расположенных вблизи них научных
приборов.
Министерство торговли США заинтересовано в
использовании ООКС в интересах коммерциализации космоса. Оно
планирует разработать меры, которые будут гарантировать быстрое
внедрение в частном секторе страны технологий, разработанных
на ООКС. Оно намерено оказывать давление на НАСА с целью
ограничения объема чисто научных исследований на ООКС в
пользу прикладных исследований и отработки космических
технологий. Министерство торговли считает, что эксплуатация
ООКС и коммерческое обслуживание пользователей должны
осуществляться частным сектором, а не правительственными
ведомствами. В. А. Карелин
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
126, № 17, 25, 42—45, № 24, 277, 278, 280,
281, 283, 341, 342 345; «Flight International»,
1987, № 4071, 17; «Flug Revue», 1987, № 6, 64
— 59 —
29. Роботы для ООКС
Редактором журнала «Aerospace America» в области
электроники дается обзор работ по созданию робототехники для
обитаемой космической станции (ООКС) США.
Отмечается, что поддержание ООКС в хорошем рабочем
состоянии потребует проведения большого объема ремонтных
работ на ее внешней поверхности — то есть в открытом космосе.
Однако использование космонавтов для этих целей
неэффективно, так как работы весьма утомительны, а время пребывания в
открытом космосе строго ограничено. По мнению НАСА,
ремонтные работы на ООКС целесообразнее выполнять роботами
под управлением космонавтов, находящихся на своих рабочих
местах. Планируется, что первоначально будут применяться
телеуправляемые роботы под прямым управлением человека,
которое затем снизится до надзора, а в дальнейшей перспективе
будут разработаны полностью автономные роботы для
технического обслуживания ООКС без участия человека.
Подчеркивается, что хотя устройства с телеуправлением
(принято иногда их называть телероботами) получили широкое
применение в атомной промышленности, их приспособление к
работе в космосе требует решения некоторых сложных вопросов.
В этих целях НАСА организовало проект оказания телеробото-
технических услуг в полете (Flight Telerobotic Services Project),
координация работ по которому возложена на Годдардский
научно-исследовательский центр (НИЦ). Руководители проекта
направляют деятельность исследователей и разработчиков в
Лэнглийском НИЦ НАСА, Национальной лаборатории в Окрид-
же, Лаборатории реактивного движения (IPL), НИЦ НАСА
им. Джонсона и Маршалла, а также в различных частных
фирмах. Ближайшей целью проекта является демонстрация
опытного образца космического робота в полете на борту
многоразового воздушно-космического аппарата (МВКА) «Спейс
Шаттл» к 1991 г. Каждая из указанных организаций несет
основную ответственность за определенный вид работ, хотя их
деятельность в некоторой степени перекрывается. Годдарскинг
НИЦ оценивает существующие технические решения и
обеспечивает в ближайшее время выбор главного подрядчика работ
по телероботам; Лэнглийский НИЦ совместно с Окриджской
лабораторией, обладающей богатым опытом разработки
телероботов для технического обслуживания атомных установок,,
основное внимание уделяет манипуляторам и рычагам роботов;
НИЦ им. Маршалла анализирует способы управления
роботами со стороны космонавтов, вопросы сопряжения человека и
машины; JPL обобщает результаты исследований по вопросам
восприятия и ощущения роботами, планирования их задач и
интегрирует систему робототехники.
— 60 -
Директор проекта рассматривает разработку роботов для
ООКС как постепенный процесс. По его мнению,
первоначальные роботы под строгим телеуправлением должны копировать
движения космонавта, причем ремонтные работы будут
выполняться ими в более длительные сроки. Однако применение таких
роботов оправдывается сокращением объема работ космонавтов
в открытом космосе. Затем функции космонавта все больше
сводятся к функциям контролера и, наконец, достигается
полная автоматизация роботов, при которой сроки выполнения
ремонтных работ значительно сокращаются.
Все же вопрос о степени автономности первоначальных
телероботов еще обсуждается ведущими специалистами НАСА.
В JPL полагают, что функции надзора со стороны человека
должны предусматриваться с самого начала их разработки,
причем на космонавта возлагаются лишь установление целей работ,
контроля за ходом их выполнения и вмешательство в
неожиданных ситуациях.
Один из основных нерешенных вопросов — выбор
расположения робота. Рассматриваются перенос робота на место
выполнения работ дистанционным манипулятором ООКС и era
крепление к ООКС в целях обеспечения устойчивой базы.
Возможно также выполнение работ роботом при его пребывании
на рычаге манипулятора, однако его положение при этом
неустойчиво.
Наибольшей доработки для использования в условиях
микрогравитации требует механическая часть промышленного
робота — манипулятор, так как для ликвидации его уклонения
или выбора люфта в нем не может, как прежде, использоваться
сила тяжести. Для решения этого вопроса специалисты Лэнг-
лийского НИЦ предлагают использовать в манипуляторе
силовую обратную связь. Один из вариантов решения вопроса
выдвинут фирмой Robot Research, разработавшей промышленный
манипулятор с контуром обратной <:вязи по крутящему моменту,,
который непосредственно регулирует усилия на соединения
рычага. Введение в контур активного демпфирования как бы
повышает инерцию рычага при его точном наведении. Кроме того*
демпфирование подавляет колебания рычага на частотах до
30 Гц, что исключает его резонанс при внешних соударениях.
При отключении контура рычаг легко перемещается и может
раскачиваться подобно маятнику. Минимальное сопротивление
рычага воздействию внешних сил полезно, так как он должен
быстро «уступать» при ударе со стороны «капризного»
космического объекта. Это свойство улучшает также силовую
обратную связь, необходимую для обеспечения работы робота с
телеуправлением.
Рассматривается ряд старых и новых идей решения вопросов
устранения люфтов в рычаге робота без придания ему излишней
«ломкости». Фирмой Robot Research используется «гармонич-
— 61 —
ный» привод — зубчатая передача с введением определенного
числа гибких элементов, которые ликвидируют люфты и
одновременно поглощают ударные нагрузки. Окриджской
лабораторией опробывается более простой подход — применение
фракционных приводов. Эти приводы по принципу своего действия
избавлены от люфтов, а при перегрузке обеспечивают
проскальзывание, предохраняя зубчатую передачу от поломки.
Манипуляторы фирмы построены по модульному принципу
и им присуще кинематическое резервирование. Это означает, что
заданная точка в космосе может достигаться при нескольких
вариантах расположения соединений рычага, даже в обход
препятствия. Соединения могут сочетаться в произвольных формах,
так как моторы приводов размещаются внутри самих соединений.
Несколько групп исследователей вырабатывают структуры
построения системы робототехнических устройств на ООКС.
Б первую очередь разработан общий язык системы NASRAM,
позволяющий описывать и анализировать эту структуру на
самом высоком уровне: роботы, их задачи, структуру управления
и т. п. Намечена разработка математического обеспечения
работы роботов в соответствии с иерархической структурой
математического обеспечения исследовательской установки
автоматизированного производства AMRF (Automated Manufacturing
Research Facility) Национального бюро стандартов США. Бюро
с привлечением специалистов из промышленных фирм
использовало установку AMRF для стандартизации интерфейсов для
целого ряда промышленных роботов.
Большой объем работ по механизмам управления роботами
сосредоточен в JPL в рамках программы создания космических
телероботов. Их основные направления: восприятие и ощущение,
планирование задач, взаимодействие с оператором, органы
управления и структура системы управления.
Выработана предварительная структура системы управления,
согласно которой рычаги робота могут работать или под
автономным управлением или под телеуправлением. В любом
режиме манипуляторы непосредственно управляются универсальным
контролером, получающим командные сигналы или от
автономной системы, или от управляющих рычагов в руках космонавта.
В отличие от обычных копирующих устройств, в которых
управляющие и исполнительные рычаги идентичны, в системе JPL эти
рычаги совершенно различны и одно главное управляющее
устройство может приводить в действие ряд различных типов
исполнительных рычагов. Трансляция и интерпретация
управляющих сигналов для каждого из этих рычагов выполняются
схемами универсального контроллера. В режиме телеуправления
контроллер связан с управляющими рычагами непосредственно.
В автоматизированном режиме процесс управления более
сложен. Оператор подает, голосом или клавиатурой, процессору
компьютера такие команды, как «отвинтить крышку и удалить
— 62 —
ее, затем заменить поврежденную часть запасной». Устройства
планирования задач решает, какие требуются инструменты,,
какой рычаг и куда должен двинуться, какие районы космоса
свободны от препятствий, так чтобы каждый рычаг мог
переместиться в соответствующее положение. В ранних вариантах
системы планирующее устройство работает вне ее состава, а
позже интегрируется в нее для обеспечения управления в реальном
времени. Команды высокого уровня от планирующего
устройства поступают в другой процессор: текущего управления. Он
разбивает общие инструкции на более простые задачи,
вырабатывает специальные маршруты перемещения рычагов, намечая их
точками, и решает, какие соединения необходимо привести в
действие, чтобы рычаги могли достигнуть заданного места в
заданные сроки. Третий процессор, ведающий осуществлением
управления, дополняет недостающие детали задания,
прокладывая между точками маршрута непрерывную траекторию
движения, и, таким образом, обеспечивает тот же уровень точности,
что и при телеуправлении. Осуществлению управления помогает
система восприятия и ощущения. Система использует
визуальные данные и сигналы силовой обратной связи для
обнаружения местоположения манипулируемого объекта, непрерывного
слежения за космическими объектами свободного полета и
управления манипулятором, находящимся в контакте с целью,
при выполнении таких операций, как затяжка болтов или
удаление пластины обшивки.
Визуальное восприятие особенно необходимо для роботов,
так как космические объекты перемещаются в трехмерном
пространстве и при движении вращаются. Для обработки
огромного количества данных JPL создает процессор изображений
специального назначения PIFEX стоимостью 100 тыс. долл.
Процессор рассчитывается на выполнение ~10 млрд операций в
секунду с элементами информации емкостью по 12 бит. При
использовании двух или более камер он обеспечивает слежение за
космическим объектом, определение местоположения деталей на
нем и непрерывное определение расстояния до него путем
стереоскопического сопряжения двух изображений. Используя
хранимые в памяти модели известных космических объектов с
расположением деталей на каждом из них, процессор способен
опознать наблюдаемый объект и установить его ориентацию.
После ввода в эксплуатацию процессор FIFEX сможет
обрабатывать 10 изображений в секунду, что позволит рычагу робота
подбирать кувыркающиеся космические объекты или
избегать их.
Создание и использование даже сравнительно простых
роботов с телеуправлением для работы в космосе значительно
труднее, чем для работы в наземных условиях, не только из-за
отсутствия гравитации. Так, условия наблюдений для оператора
ухудшаются из-за отсутствия диффузионного освещения. Дви-
— 63 —
жение ООКС по низкой околоземной орбите означает резкие
изменения ее освещенности от яркого света до глубокой тени.
Для облегчения управления рычагом робота в космосе JPL
разработала простой словарь, состоящий из 36 слов,
произнесение которых позволяет, в частности, оператору управлять
работой камер при занятых руках. Исследуется дисплей,
позволяющий оператору концентрировать внимание на цели и
отображающий приближение или удаление рычага относительно нее.
JPL внедряет технические достижения в области телероботов
в наземный испытательный стенд, предназначенный для
отработки ряда методов управления и ощущения. Лэнглийский НИЦ
и Окриджская лаборатория работают над наземным прототипом
рычагов манипулятора, имея в виду продемонстрировать их
различные технические решения в полете на борту МВКА
«Спейс Шаттл» в конце 1991 г.
Успешное создание телеробота для ООКС оказало бы
содействие исследователям, работающим над другими проектами
космической робототехники типа самоходного робота для
исследований Марса. Разработанные технические достижения могут
найти непосредственное применение в наземных условиях. Так,
космический робот, обеспечивающий сложное техническое
обслуживание, особенно робот с автономным управлением, явился
бы ценным даром для промышленности США. Внедрение
роботов в сферу бытового обслуживания обеспечило бы
активизацию поддержки общественностью США развития космической
техники. А. Е. Моисеенко
«Aerospace America» (США), 1987, 25,
№ 6, 42—45
30. Перспективные ИСЗ Японии
В Японии начата разработка новых перспективных ИСЗ.
Факт разработки таких ИСЗ свидетельствует о растущей
зрелости японской космической программы и стремлении Японии
выполнять сложные операции на орбите при минимальном
участии США или вовсе без него.
Управлением NASDA и Комиссией по космической
деятельности одобрены следующие проекты:
ADEOS (Advanced Earth Observation
Satellite)—перспективный ИСЗ для исследования природных ресурсов. Масса —
около 2,5 т. Предполагаемая дата запуска—1993 г. Запуск
будет произведен японской РН «Н-2». КА проектируется с
учетом возможности дозаправки и смены аппаратных модулей на
орбите. Общая стоимость программы ADEOS оценивается в
400 млн долл.
EDRTS (Experimental Data Relay and Tracking Satellite)—
экспериментальный ИСЗ ретрансляции данных и слежения* Яв-
— 64 —
ляется японской версией американского ИСЗ TDRS.
Предполагается создание глобальной сети ретрансляции данных на
основе ИСЗ TDRS и EDRTS. Масса ИСЗ — около 2 т. Он будет
оснащен антенной диаметром 4,5 м. Вывод ИСЗ на геостационарную
орбиту при помощи японской РН «Н-2» ожидается в 1994 г.
Стоимость ИСЗ оценивается в 330 млн долл.
AGMS (Advanced Geosinchronous Meteorological Satellite) —
перспективный геостационарный метеорологический ИСЗ.
Другое наименование этого ИСЗ — GMS-5. В отличие от
предыдущих моделей он будет иметь трехосную систему стабилизации.
На борту среди других приборов будут установлены две камеры
для наблюдения в ИК-диапазоне и одна — для наблюдений в
видимом диапазоне спектра. Стоимость ИСЗ — 200 млн долл.
Запуск запланирован на 1993 г.
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
107, № 6, 21
31. Спутники семейства «Спейсбас»
Ниже приводятся сведения о некоторых связных спутниках
семейства «Спейсбас», разработанных французским
объединением Aerospatiale и западногерманским концерном MBB/ERNO.
Спутники «Арабсат». Эти спутники объединение
Aerospatiale и концерн MBB/ERNO создали в сотрудничестве с фирмами
Ford Aerospace (США) и Selenia (Италия) по контракту,
заключенному в 1981 г. организацией ASTO, объединяющей
22 арабские страны. Спутник «Арабсат», относящийся к модели
«Спейсбас-100», обеспечивает радиотелефонную связь по 8 тыс.
каналов и передачу 7 ТВ-программ. Он несет 25 ретрансляторов
диапазона С. Мощность усилителя на ЛБВ передающего
устройства каждого ретранслятора 8,5 Вт. Эффективная
излучаемая мощность 31 дБ'Вт. Кроме того, спутник оснащен одним
ретранслятором диапазона S для ТВ-вещания на коллективные
приемники. Мощность усилителя на ЛБВ этого ретранслятора
50 Вт. Эффективная излучаемая мощность 41 дБ-Вт. Антенны
диапазона С изготовлены из композиционного материала на
основе углерода, антенна диапазона S использует щелевую
решетку.
Масса спутника «Арабсат» на геостационарной орбите 590 кг,
мощность, генерируемая панелями солнечных батарей в конце
расчетного периода эксплуатации (7 лет), 1,3 кВт. Перевод
спутника на геостационарную орбиту и коррекции этой орбиты
обеспечивает ЖРД на двухкомпонентном топливе.
Спутник «Арабсат-1 А» выведен на орбиту ракетой-носителем
«Ариан» в феврале 1985 г., спутник «Арабсат-1В» — в МВКА
«Спейс Шаттл» в июне 1986 г., спутник «Арабсат-1С» —
резервный на Земле. Организация ASTO планирует заказать четвер-
- 65 —
тый образец спутника, с тем чтобы обеспечить
функционирование системы после 1992 г.
Спутники TV-SAT (TDF). Эти спутники объединение
Aerospatiale и концерн MBB/ERNO создали в сотрудничестве с
фирмами AEG-Telefunken (ФРГ), Thompson-CSF (Франция) и
ЕТСА (Бельгия) по совместному правительственному контракту
Франции и ФРГ. Спутники, относящиеся к модели «Спейс-
бас-300», предназначены для непосредственного ТВ-вещания на
ФРГ (спутники TV-SAT) и на Францию (спутники TDF).
Различия между спутниками TV-SAT и TDF незначительны.
Каждый оснащен пятью ретрансляторами диапазона Ки.
Мощность усилителя на ЛБВ передающего устройства каждого
ретранслятора 230 Вт. Эффективная излучаемая мощность
63 дБ • Вт. Передающая и приемная антенны наводятся с
точностью 0,1° с помощью оригинального магнитного устройства
SOFA. Масса спутника на геостационарной орбите 1050 кг,
мощность, генерируемая панелями солнечных батарей, 3,2 кВт
(в конце расчетного периода эксплуатации).
Спутник TV-SAT-1 намечалось вывести на орбиту в ноябре
1987 г., спутник TDF-1 — в апреле 1988 г. Сборка спутника
TDF-1 осуществляется на заводе объединения Aerospatiale в
Канне. Вывод на орбиту спутника TDF-2 ожидается в 1989 г.,
TV-SAT-2 — в 1990 г.
Спутник «Теле-Х». Этот спутник объединение Aerospatiale
и концерн MBB/ERNO создают в сотрудничестве со шведскими
фирмами SAAB и Ericsson, а также с норвежскими фирмами
по контракту Шведской корпорации по космосу. Спутник,
относящийся к модели «Спейсбас-300», использует.разработки,
произведенные по программе TV-SAT/TDF. Он предназначен для
передачи ТВ-программ (3 ретранслятора), а также цифровой и
видеоинформации (2 ретранслятора). Мощность усилителей на
ЛБВ передающего устройства каждого ретранслятора 230 Вт.
Антенна системы Кассегрена наводится с помощью устройства
SOFA. Сборка спутника осуществляется на заводе объединения
Aerospatiale в Канне. Он должен быть подготовлен к запуску
к середине 1988 г. Шведская корпорация по космосу планирует
заказать второй образец спутника «Теле-Х».
Спутники «Евтелсат-2». Эти спутники объединение
Aerospatiale и концерн MBB/ERNO создают в сотрудничестве с
фирмами Alcatel Espace (Франция), Marconi (Великобритания)у
Aeritalia (Италия), ЕТСА (Бельгия), CASA (Испания) и
Ericsson (Швеция) по контракту западноевропейского консорциума
EUTELSAT. Спутник, относящийся к модели «Спейсбас-ЮОВ»,
должен обеспечивать радиотелефонную связь по 17 тыс. каналов
или передачу 16 ТВ-программ. Он оснащен 16 ретрансляторами
диапазона Ки. Мощность усилителей на ЛБВ передающего
устройства каждого ретранслятора 50 Вт. Эффективная излучаемая
мощность 40—50 дБ • Вт в зависимости от ширины диаграммы
— 66 -
направленности, которая может изменяться по, командам с
Земли. Используются две приемопередающие антенны с обеими
активными поверхностями.
Масса спутника на геостационарной орбите 990 кг,
мощность, генерируемая панелями солнечных батарей в конце
расчетного периода эксплуатации (7 лет), 3 кВт. Сборка первого
образца спутника «Евтелсат-2» должна начаться на заводе
объединения в Канне в середине 1988 г. в расчете на вывод на
орбиту в середине 1989 г. Консорциум EUTELSAT заказал
четыре образца спутника, оговорив право заказать еще четыре.
«Aeronautique, Astronautique», 1987, № 123—
124, 69—73
32. Разработка модуля «Спейсхэб»
Фирма Spacehab (США) предполагает до конца 1987 г.
принять решение о ПКР и изготовлении модулей (М) «Спейсхэб».
С помощью такого цилиндрического герметичного М с
внутренним объемом 28,3 м3, установленного в грузовом отсеке
орбитальной ступени МВКА, будут обеспечены дополнительные
возможности для проведения экспериментов астронавтами или для
хранения экспериментального оборудования. Кроме того, М
может быть использован для летных испытаний систем ООКС и
ОКР по коммерческим космическим производствам.
Первый этап работ по М был завершен в октябре 1985 г.,
когда фирмы Martin Marietta, Rockwell International, МВБ—
EIRNO и Aeritalia представили свои конкурсные эскизные
проекты. Фирма Aeritalia выбрана в качестве изготовителя несущих
конструкций и систем терморегулирования первых 3 М. Эта
фирма имеет опыт разработки и изготовления конструкций
орбитальных лабораторий «Спейслэб». Головным подрядчиком
является фирма McDonnell Douglas. Предполагается, что
первый М будет готов к полету в конце 1989 г.
Фирма Spacehab получила более 800 запросов от НАСА, МО
США, фирм различных стран и отдельных экспериментаторов
на использование М в течение последующих 2 лет. В. А. Карелин
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 2, 135
«Spaceflight», 1986, 28, № 11, 379
33. Поиск конструктивных схем новой тяжелой
ракеты-носителя США
Пуск в СССР 15 мая 1987 г. ракеты-носителя (РН)
«Энергия» дал новый толчок конструкторам США, которые с начала
1987 г. приступили к работам по новой тяжелой РН США.
— 67 —
В июле 1987 г. конгресс США предложил НАС А и ВВС начать
совместные НИОКР по тяжелой РН, однако договоренность
между ведомствами не была достигнута, хотя общей целью
является создание РН с грузоподъемностью 45,4—68,1 т.
НАСА намерено разрабатывать РН на основе
конструктивных элементов МВКА, что позволит сократить расходы на
разработку и время подготовки производства. Не потребуется
создавать новые стартовые комплексы и заново обучать стартовые
команды. В августе 1987 г. НАСА пригласило своих
подрядчиков принять участие в разработке носителя МВКА-С (ShuHle-C)
со сроком его готовности к первому полету в 1993—1994 гг.
ВВС США считают МВКА весьма дорогим и ненадежным
носителем. Кроме того, существующий МВКА имеет
недостаточную грузоподъемность для вывода больших военных объектов
со стартового комплекса на космодроме Ванденберг на
полярную орбиту. Необходимая грузоподъемность может быть
получена лишь в случае повышения тяги двигательной установки на
40%. Из этих соображений ВВС считают невозможным
использование нового стартового комплекса МВКА на космодроме
Ванденберг стоимостью 1 млрд долл. по прямому назначению. Было
принято решение о разработке перспективной РН ALS США
(ПРН).
По контрактам ВВС США от 10 июля 1987 г. поиск
конструктивных схем ПРН ведут фирмы Boeing Aerospace, General
Dynamics Space Systems, Hughes Aircraft, McDonnell Douglas
Astronautics, Rockwell International, USBI Booster Production и
Martin Marietta. Контракты предусматривают разработку
принципиально новой схемы всей транспортной космической системы,
обеспечивающей снижение стоимости пуска в ~10 раз при
частоте до 30 пусков в год. Окончательный вариант ПРН должен
быть принят в эксплуатацию не позднее 1998 г. Переходные
варианты ПРН, обеспечивающие значительное снижение
стоимости пуска, предполагается принять в эксплуатацию уже в 1993—
1994 гг. В переходных вариантах могут быть использованы
элементы существующих транспортных космических систем. Если
решение о разработке ПРН по результатам анализа
конкурсного поиска конструктивных схем будет принятое 1988—1989гг.,
то переходные варианты ПРН могут быть применены при
развертывании системы ПРО по СОИ первого этапа или для
вывода элементов конструкции ООКС
В переходном варианте ПРН фирмы Martin Marietta
предполагается использование первой ступени с ЖРД на
криогенном топливе и 4—10 монолитных бустерных РДТТ. Фирма
считает, что бустерные РДТТ длиной 16,5 м и диаметром 2,4 м с
монолитными зарядами твердого топлива в несекционированных
корпусах будут иметь значительно меньшую стоимость
изготовления, чем секционированные РДТТ, вследствие возможности
автоматизации производства. Автоматизированные производств
- 68 -
венные линии позволят создать массовое производство.
Уменьшенные габариты бустерных РДТТ по сравнению с
аналогичными РДТТ для РН «Титан» или МВКА делают возможной
доставку их к стартовому комплексу в горизонтальном
положении автотранспортом.
Для упрощения конструкции и удешевления производства
РДТТ будет иметь неподвижное сопло. Управление вектором
тяги ПРН будет осуществляться с помощью 4 ЖРД на первой
ступени. Время работы бустерных РДТТ будет 65—70 с.
В переходном варианте ПРН для первой ступени может быть
применен основной ЖРД орбитальной ступени МВКА. Для
снижения стоимости пуска сначала могут быть применены ЖРДГ
прошедшие ремонтно-восстановительные работы после полетов
на МВКА. Поскольку в переходном варианте ПРН ЖРД будет
одноразового применения, то для снижения стоимости
изготовления новых ЖРД могут быть изменены требования к
материалам и технологии. При старте ЖРД будет включаться с
опережением по сравнению с бустерными РДТТ, что позволит
отменить старт в случае каких-либо нерасчетных ситуаций.
В окончательном варианте ПРН фирма Martin Marietta
предполагает иметь первую ступень многоразового
использования с ЖРД на топливе «жидкий кислород-{-углеводородное
горючее (возможно метан)». Первая ступень должна отделяться
от остальной части ПРН при достижении скорости полета с
М = 3 и возвращаться на Землю в планирующем полете. Не
исключается возможность оснащения первой ступени ТРД для
лучшей управляемости при возвращении. По мнению фирмы
стоимость ПРН будет составлять 20—25% стоимости всего Л А,
включая полезную нагрузку. Основным резервом для снижения
стоимости ПРН фирма считает ЖРД и предполагает провести
модернизацию технологии производства и конструкции с тем,
чтобы довести технологичность изготовления до уровня
производства авиационных ТРД.
Предполагается также проектирование нового монтажно-
испытательного корпуса для переходного и окончательного
вариантов ПРН с высоким уровнем автоматизации работ для
сокращения численности персонала. Монтажно-испытательный
корпус будет расположен вблизи космодрома Ванденберг с
основным стартовым комплексом для таких транспортных
космических систем. В. А. Карелин
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 12, 29—30
«Science», 1987, 238, № 4825, 266—268
34. Возобновление пусков ракет-носителей «Ариан»
Со стартового комплекса ELA-1 космического центра Куру
во Французской Гвиане 15 сентября 1987 г. был осуществлен
успешный пуск ракеты-носителя (РН) «Ариан-3» с ИСЗ Aus-
— 69 —
sat K-3 (Австралия) и ECS-4 (ESA/Eutelsat). Правда, за 6 мин
до времени «Ч» был останов набора стартовой программы из-за
нештатного функционирования датчика в системе подачи
горючего, но это не привело к значительной отсрочке
запланированного на ночное время пуска. Этот 19-й с начала в 1979 г.
программы пуск означает возобновление серийных пусков РН
после длительного перерыва, вызванного доработками
конструкции ЖРД НМ-7В третьей ступени после аварии РН 30 мая
1986 г. с ИСЗ «Интелсат-S» (F-14).
Авария при запуске в полете ЖРД НМ-7В на криогенном
топливе была вызвана недостатками в конструкции
пиротехнического воспламенителя. В результате проведенной фирмой SEP
переработки конструкции было введено двухфакельное
воспламенение с увеличенной в 3 раза энергией воспламенительного
заряда. Приемо-сдаточные испытания ЖРД летного варианта
с новым воспламенителем на высотном стенде начались 10
марта 1987 г. Из-за ошибок персонала при проведении этих
испытаний, приведших к повреждению ЖРД, завершение работ
затянулось, что привело тогда к отсрочке пуска РН,.
Одновременно с работами по воспламенителю проводилась модернизация
подшипников турбонасосного агрегата этого ЖРД. Всего при
доработке конструкции ЖРД было проведено 70 испытаний
ЖРД, в т. ч. 50 испытаний на высотных стендах. К апрелю
1987 г. фирма — изготовитель ЖРД SEP израсходовала 700 млн
фр. фр, на испытания ЖРД и 1 млрд фр. фр.— на постройку
второго высотного стенда.
Следующий по плану-графику пуск РН «Ариан-2» с ИСЗ
TV-Satl намечался на середину ноября 1987 г. Затем будет
осуществлен пуск РН «Ариан-3» с ИСЗ «Спейснет-21?» фирмы GTE
Spacenet (США) и «Телеком-1С» (Франция) в середине декабря
1987 г. При этом пуск РН «Ариан-2» будет проведен с нового
стартового комплекса ELA-2.
На середину февраля 1988 г. запланирован первый пуск РН
«Ариан-4ЬР» с ИСЗ Amsat, Panamsat и Meteosat P2. Новая РН
с 4 бустерными ступенями, из которых 2 с РДТТ, а 2 с ЖРД,
рассчитана на вывод на переходную геостационарную орбиту
200x36 000 км с наклонением 7° полезной нагрузки с массой
3,7 т. По состоянию на сентябрь 1987 г. не произошло изменений
в плане-графике пусков РН, опубликованном в мае 1987 г.
Предполагается в 1988 г. провести 8 пусков РН и по 9 пусков в год
в 1989—1991 гг. для ликвидации отставания с выводом ИСЗ,
обусловленного аварией РН. Далее до 1998 г. будут
осуществляться по 6—8 пусков в год.
По заявлению генерального директора фирмы Arianespace
Ш. Бижо, в начале октября .1987 г. планируется производство
71 РН «Ариан-4», причем в 4 партиях (Р5—Р8) должны быть
поставлены 21 РН, а в партии Р9 с началом поставок в
середине 1991 г.—50 РН. Завершение поставок РН «Ариан-4» наме-
— 70 -
чено на 1998 г. Планируемый фирмой темп пусков и поставок
РН обусловлен стремлением удержать 50% мирового рынка
вывода коммерческих ИСЗ. По оценке фирмы (таблица) на
мировом рынке коммерческих ИСЗ ведущую роль будут играть
связные ИСЗ (70—80% общего объема). В 90-х годах
предполагается значительное повышение масс коммерческих ИСЗ.
Если в середине 80-х годов 65% ИСЗ имели массы 1,4 т и 15% —
1,4—2,8 т, то в середине 90-х годов 50% ИСЗ будут иметь
массы 2—2,8 т и 25% — 1,4—2 т. Тем не менее, с помощью РН
«Ариан» считается возможным выводить значительное
большинство прогнозируемых на начало 90-х годов ИСЗ. Целью фирмы
является вывод 50—56 коммерческих ИСЗ в течение 5 лет или
10—12 ИСЗ в год при 6—8 пусках РН. Запланированная на
эти годы поставка ~50 РН «Ариан-4» позволит вывести 65 ИСЗ,
в т. ч. военные западноевропейские ИСЗ «Скайнет-4»
Великобритании и «Гелиос» Франции.
Прогноз вывода коммерческих ИСЗ в 1990—1994 гг.
Назначение ИСЗ
Связные, всего
В том числе
международные
западноевропейские
США
других стран
Наблюдения за земными ресурсами и
метеорологические
Научно-исследовательские
Всего за 5 лет
В среднем в год
Количество
Всего
в мире
71—98
8—11
19-27
21-30
23—30
}7—24
15—18
ЮЗ—140
20—28
Из них
пригодных для
вывода на
РН «Ариан»
66—91
8—11
19^27
21-30
18—23
18—15
5-6
79—112
16—23
Конкурентоспособными РН на мировом рынке
представляются «Атлас-Центавр», «Дельта-2» и «Титан-3» США в 1989—
1990-х гг., «Титан-4» США в 1991 г., Н-2 Японии с 1993 г. Кроме
того, следует учитывать возможность появления РН «Большой
поход» КНР и «Протон» СССР. При расчете на пуск с
космического центра Куру с выходом на переходную геостационарную
орбиту грузоподъемность конкурирующих РН составит: «Ти-
TaH-34D» —4,6 т (4,2—4,4 т при выводе 2 ИСЗ); «Титан-4» —
5,3—8,2 т; «Протон» и Н-2 —3,8 т й «Большой поход-2-4Ь» —
2,3--2,7 т.
— 71 -
До 1996 г. фирма Arianespace рассчитывает вывести 200 ИСЗ.
На январь 1987 г. было заключено 59 контрактов с 22
заказчиками на общую сумму 16,4 млрд фр.; фр. До 1991 г. фирма
должна реализовать контракты на общую сумму 2,5 млрд долл.
по выводу 44 ИСЗ.
Фирма Arianespace предполагает, что надежность РН в
последующие годы будет на уровне 90%, хотя в осуществленной
части программы была достигнута надежность только 79%.
На апрель и октябрь 1995 г. запланированы летные
испытания РН «Ариан-5». Считается возможным ввести ее в
эксплуатацию в 1996 г. с выполнением сначала по 3—4 пуска в год,
а с 1999 г.— по 7 пусков в год. Фирма рассчитывает на
изготовление 100 РН «Ариан-5». Стоимость разработки РН «Ариан-5»
оценивается в 3,8 млрд долл. В. А. Карелин
«Newsweek», 1987, 110, № 13, 41
«Flight International», 1987, 131, № 4048, 19;
4056, 20
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
126, № 24, 265
«Spaceflight», 1987, 29, № 9, 312, 314
«Flug Revue», 1987, № 6, 41
«Air et Cosmos», 1987, 25, № 1126, 26; № 1160,
3, 36—37
35. Разгонный блок ASPS и ЖРД «Транстар-1»
ВВС планируют создать разгонный блок ASPS, который мог
бы использоваться в качестве верхней ступени ракеты-носителя
«Титан-4», а также в качестве межорбитального транспортного
аппарата в сочетании с МВКА «Спейс Шаттл».
Рассматриваются следующие возможные двигатели для этого разгонного
блока:
1. ЖРД OMS тягой 2,7 тс фирмы Aerojet, которые
используются в качестве двигателей маневрирования на орбитальной
ступени МВКА.
2. ЖРД XLR-132 тягой 1,7 тс, который разрабатывается по
параллельным контрактам ВВС фирмами Aerojet и Rocketdyne.
3. ЖРД «Транстар» («Транстар-1») тягой 1,7 тс, который
разрабатывается фирмой Aerojet в основном на собственные
средства.
Все три двигателя работают на четырехокиси азота и моно-
метилгидразине. При использовании на разгонном блоке ASPS
они должны включаться до четырех раз и работать в общей
сложности почти в течение часа.
Ниже приводятся некоторые сведения о ЖРД «Транстар».
Для этого двигателя специалисты фирмы Aerojet выбрали тур-
бонасосную, а не вытеснительную подачу топлива, что обеспечи-
-72--
вает существенный выигрыш в массе конструкции. При
использовании вытеснительной системы топливные баки должны быть
рассчитаны на давление наддува 56 кгс/см2, а при турбонасос-
ной системе — только на 4,2 кгс/см2, что позволит изготовить
крупногабаритные баки из значительно более легкого
материала. Благодаря этому, выигрыш в массе составит несколько сот
килограммов. ТНА имеет массу всего приблизительно 6 кг, он
размещается в зоне длиной 23 см и диаметром 15 см. ТНА
успешно прошел 1,7-часовые испытания на ресурс. Камера
сгорания ЖРД «Транстар» создана на базе камеры ЖРД OMS,
цо имеет меньшие габариты и более простую конструкцию.
Регенеративное охлаждение обеспечивается циркуляцией моно-
метилгидразина. Внутренняя стенка изготовлена из
нержавеющей стали. Внешняя стенка выполнена гальваническим
способом из никелевого сплава. Смесительная головка с
поперечными перегородками, как у ЖРД SSME. Контроллер,
использующий гибридные схемы и КМОП структуры, может вы-
лолнять большую часть функций, на которые рассчитан
контроллер ЖРД SSME— основной двигательной установки МВКА
«Спейс Шаттл». При этом контроллер ЖРД «^ранстар»
потребляет 6% мощности и имеет 15% массы контроллера ЖРД
SSME. Компактный двухканальный контроллер монтируется
непосредственно на двигателе. Разработку контроллера для
ЖРД «Транстар» предполагалось завершить к концу 1987 г.
По состоянию на середину 1987 г., проведено 71 огневое
стендовое испытание образца ЖРД «Транстар», масса которого
соответствовала проектной массе летного образца.
Использовался стенд J-4 испытательной станции фирмы Aerojet в
Сакраменто (шт. Калифорния). Общая продолжительность работы
ЖРД «Транстар» при 71 испытании составила 1,52 ч, причем
никаких повреждений двигателя не обнаружено, а износ его был
минимальным. Осмотр двигателя по завершении испытаний
показал наличие очень большого запаса по рабочему ресурсу.
Давление в камере сгорания составляло от 20 до 26,4 кгс/см2.
Около 85% испытаний осуществлялось с имитацией высотных
условий. При трех испытаниях в условиях атмосферного
давления сопловой насадок на двигателе не устанавливался, а в
систему вводились большие пузыри гелия, чтобы убедиться в том,
что это не приведет к повреждению двигателя. При испытаниях
с имитацией высотных условий использовались сопловые
насадки двух типов, обеспечивающие степень расширения сопла 60
и 132. «Базовый» вариант двигателя со степенью расширения
сопла 132 имеет длину 1,32 м и диаметр выходного сечения
сопла 0,8 м. При степени расширения сопла 132 был достигнут
удельный импульс 328 кгс-с/кг. Согласно расчетам, при
увеличении степени расширения сопла до 400 (длина двигателя
2,3 м) удельный импульс возрастет до 336 кгс-с/кг.
— 73 —
При восьми испытаниях длительность работы (непрерывной)
двигателя составляла от 384 до 686 с, а при одном достигала
700 с — предельной величины для стенда J-4.
«Interavia Air Letter», 1987, № 11298, 9
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 6, 130, 131
36. Прекращение эксплуатации разгонной ракеты «Аджена».
Переоборудование МБР «Титан-2»
Как сообщает журнал «Flight International», прекращена
продолжавшаяся более 28 лет эксплуатация разгонной ракеты
«Аджена». В последний раз она использовалась в качестве 2-й
ступени при запуске РН «Титан-ЗВ» в начале 1987 г.
Программа «Аджена» была начата в 1959 г. Первый вариант этой
ракеты, названный «Аджена-А», был запущен в феврале 1959 г.
Он использовался также как 2-я ступень РН «Тор-Хастлер»,
названной позднее «Тор-Аджена». При этом запуске на орбиту
был выведен ИСЗ «Дискаверер-1». Модификации «Аджена-А,
В, D» использовались совместно с РН «Тор», «Атлас» и «Титан»,
причем количество успешных запусков составило 93%.
«Аджена» использовалась в качестве мишени при обработке операций
стыковки на пилотируемых кораблях серии «Джемини». С ее
помощью также были выведены на траектории полета к Луне,
Венере и Марсу американские АМС. Всего разгонная ракета
«Аджена» использовалась более 350 раз.
Завершен демонтаж МБР «Титан-2», которые после
соответствующих доработок предполагается использовать в качестве
РН. Таким образом, общее число МБР «Титан-2», потенциально
пригодных для переоборудования, составило 56.
Переоборудование 13 из них уже ведется.
«Flight International», 1987, 131, № 4067, 67
37. Загрязненность околоземного космического
пространства
Согласно данным НАСА, на 31 марта 1987 г. в околоземном
космическом пространстве находилось 1677 ИСЗ и 4999
крупных осколков. В указанное число осколков, представляющих
собой последние ступени РН и головные обтекатели, не входят
тысячи мелких неотслеживаемых осколков, образовавшихся в
результате умышленного или случайного взрыва КА на орбите.
Общее число полезных нагрузок, запущенных с 4 октября
1957 г., составляет 3594. Общее число образовавшихся
отслеживаемых осколков— 14 269. Сошло с орбит на 31 марта 1987 г.
1917 ИСЗ и 9270 отслеживаемых осколков.
«Flight International», 1987, 131, № 4065, 42
— 74 —
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
38. Обнаружение полимера космического происхождения
в комете Галлея
На КА «Джотто», прошедшем 14 марта 1986 г. через внут-
реннюю кому кометы Галлея, был установлен анализатор
массового состава положительных ионов, позволявший
детектировать тяжелые ионы с точностью ~ 1 атомной единицы массы
(а. е. м.). На масс-спектрограмме получены четкие пики,
соответствующие 45, 61, 75, 91, 105 и 121 а. е. м., и зона насыщения
для масс <35 а. е. м. Все эти ионы могут быть продуктами
деструкции различных соединений, из которых наиболее
вероятными считаются состоящие из Н, О, С и N. Эти соединения
могут быть также полимерами, напр. (NH)n или (Н2СО)п.
Поскольку с астрофизической точки зрения более вероятно
присутствие в космическом пространстве атомов О и С, чем N, то
более вероятным полимером будет (Н2СО)П. Это вещество по-
лиоксиметилен (ПОМ) получается при полимеризации
формальдегида. Продукты фото деструкции или ударной деструкции
ПОМ могут иметь массы, соответствующие пикам на
масс-спектрограмме.
ПОМ может быть одним из компонентов пыли,
обнаруженной в комете Галлея. Предполагается, что ПОМ связывает
мельчайшие частицы в более крупные агломераты посредством во-
локоннообразных структур. Этим объясняется наблюдаемое
увеличение отношения числа малых частиц к числу больших частиц
с ростом расстояния от ядра кометы. Обнаруженное низкое
альбедо ядра может быть следствием покрытия поверхности
ядра слоем таких агломерированных частиц, которые
поглощают падающее излучение в порах между волокнами ПОМ. Этот
сильно пористый слой изолирует ледяное ядро кометы от
нагрева солнечным излучением.
Отмечается, что гипотеза о ПОМ космического
происхождения высказывалась еще в 1975 г. при объяснении природы
ИК-спектров некоторых комет и особенностей межзвездных
спектров поглощения.
Способность к образованию полимеров является одним из
характерных свойств формальдегида. Процесс полимеризации
идет с выделением тепла. В механизме полимеризации при очень
низких температурах межзвездного пространства очень большую
роль должно играть космическое излучение. Предполагается,
что ПОМ может образовываться под действием космического
излучения в поверхностных слоях ядер комет при прохождении
облака Оорта. Поскольку ПОМ постоянно выделяется из
кометы, то следует предполагать, что пыль с ПОМ образует на ядре
достаточно толстый слой. В. А. Карелин
«Science», 1987, 237, № 4815, 628—630
— 75 —
39. План создания космической системы мониторинга
вулканических выбросов
США планировали развернуть к концу 1987 г. спутниковую
систему для обнаружения вулканических извержений, а также
контроля за распространением шлейфа вулканических выбросов
и облаков пепла. Система будет развернута в случае одобрения
проекта руководством Национального управления океанских и
атмосферных исследований (НОАА) и Федеральной
авиационной администрации (ФАА).
Необходимость создания такой системы вызвана опасностью,
которую представляет вулканический пепел для авиадвигателей.
Всасываясь в воздухозаборники, пепел прекращает доступ
кислорода к двигателям и вызывает их остановку. По этой причине,
в 1982 г., во время извержения вулкана Эль-Чичон в Мексике,
зарегистрировано два случая совершения вынужденной посадки
самолетами коммерческих авиалиний.
Согласно нынешнему плану, НОАА будет сообщать ФАА о
месте и времени извержения, высоте подъема вулканических
частиц, направлении и размере шлейфа выбросов. Национальная
метеорологическая служба будет затем прогнозировать
перемещение шлейфа на основании данных НОАА. Метеослужбы
ФАА в свою очередь, будут доводить предупреждения до
авиакомпаний.
Геостационарные ИСЗ НОАА могут передавать изображения
вулканических загрязнений каждые 0,5 ч, находясь в точке
стояния между 55° с. ш, и 55° ю. ш. ИСЗ на полярных орбитах
могут просматривать полярные области дважды в сутки.
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 1, 30, 31
ОПЕЧАТКИ
Страница
4
18
22
Строка
5 сверху
13 снизу
7 снизу
Напечатано
работы
степений
контракткми
Следует читать
роботы
ступеней
контрактантами