Текст
                    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ).
Для служебного пользования
Экз. М
ЗАРУБЕЖНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
РЕФЕРАТИВНЫЙ СБОРНИК
Издается 1 раз в месяц
МОСКВА 1990


ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ информационных изданий по астрономии, геодезии, исследованиям космического пространства и Земли из космоса Главный редактор: акад. Р. 3. САГДЕЕВ Члены редакционной коллегии: проф. Т. А. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков, акад. А. А. Боярчук, чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже, к. т. н.В. Д.; Власов, проф. В. Г. Горбацкий, д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, проф. Я, Л. Зиман, акад. К. Я. Кондратьев, к. ф.-м. н. Э. В. Кононович, д. ф.-м. н. А. /7. Кропоткин, проф/ Af. Я. Миров, проф. А. Г. Масевич, к. т. н. П. П. Медведев, д. ф.-м. и. Д. Я. Нагирнер, проф. Ю. Af. Нейман, проф. Я. Д. Новиков, проф. Л. Я. Пеллинен, проф. • В. В. Подобед, к. х. н. Л. Д. Ревина, к. ф.-м. н. Я. Я. Самусь, проф. Я. Д. Сарычев, Л. Я. Седякина (ученый секретарь редколлегии^ д. ф.-м. н. В. Я. Слыш, акад. В. В. Соболев, д. ф.-м. н. Л. В. Тутуков, к. ф.-м. н. В. Г. Шамаев, д. ф.-м. н. В. В. Шевченко, к. ф.-м. н. /С. Б. Шингарева, к. ф.-м. н. Я. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора) Научный редактор — к. т. н. Б. И. Ермишкии ВИНИТИ, 1990
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ JL Инфраструктуры для освоения космоса Положительное отношение президента США Дж, Буша к программам OQKC, MBKA и коммерциализации космоса определяет перспективное планирование целей и задач национальной космической программы. По мнению специалистов НАСА эффективность космических исследований будет зависеть от развития техники, необходимой для достижения поставленных целей, удержания стоимости и риска выполнения частных программ в определенных рамках и создания фундамента для последующих полетов! в которых будут использоваться результаты предыдущих исследований для решения прикладных задач и создания постоянно действующих баз на Луне или других небесных телах. На развитие такой техники направлены программа гражданской космической технической инициативы CSTI и проект "Пасфайвдер*, В рамках CS-T-I должен быть осуществлен летный эксперимент с аэродинамическим пролетным торможением КА в верхней атмосфере, исследован вопрос о радиационной безопасности в длительном космическом полете, выбран путь компенсации невесомости, оценен ряд способов регенерации расходуемых ресурсов (воздуха, воды, пищи) при полетах к планетам и т.т НАСА уже ведет финансируемую частную программу "Марс обсервер* с запланированным стартом КА в сентябре 1992 г. Это будет спутник Марса на полярной орбите. Он будет снабжен спектрометром теплового излучения, у - спектрометром, видеокамерой с высокой разрешающей способностью и т.д. Целью этой программы является выбор места посадаи на поверхности планеты самоходного аппарата для взятия проб грунта с последующей доставкой их на Землю. Старт КА с таким аппаратом может быть осуществлен в конце 9О-х тт9$ а добавка проб на Землю - в 2001 г. Намечается также программа *Луво обеервер*, в соответствии с которой КА должен быть ъьш&я&п на яэляркую орбиту Луны для система-
тического исследования состава и морфологии поверхностных слоев. Спектрометр на отраженных нейтронах будет использован для поисков воды в полярных областях планеты, которые постоянна находятся в тени. Съемки с высокой разрешающей способностью позволят выявить места для размещения лунной базы и астрономической обсерватории. Инфраструктуры, необходимые для обеспечения пилотируемых исследований космоса в рамках национальной космической программы, включают совокупность транспортных космических систем (ТКС) со всеми наземными объектами (наземная инфраструктура), орбитальные с5танции типа ООКС "Свобода" с орбитальными маневрирующими КА и промежуточными пусковы- ми платформами для стартов в сторону Лунь! или Марса (околоземная орбитальная инфраструктура) и межорбитальные транспортные КА для доставки грузов на высокие орбиты. По мнению сотрудников НАСА все пилотируемые полеты потребуют доставки больших масс грузов на низкую околоземную орбиту (НСО): от< 100 т для реализации полета на Луну до >1000т- для полета на Марс. Считается очевидной необходимость повышения транспортного потенциала, поскольку МВКА и РН "Тита№-4" имеют грузоподъемность ^18 т на орбиту ООКС с высотой 407 км. Для пилотируемого исследования космоса необходимы ТКС с грузоподъемностью на НОО по меньшей мере 90 — 100 т. Выполнение космических программ значительно упростится, если в распоряжении будут ТКС с грузоподъеь*- ностью 140 - 175 т. По мнению сотрудников НАСА, МВКА целесообразен только для доставки экипажа на НОО. Необходимы ТКС для доставки грузов на НОО пока на уровне SOO - 1ООО т/год. Хорошая организация доставки грузов в таком количестве для осуществления полета возможна при грузоподъемности ТКС порядка 10 - 20% годовой потребности. С этими мнениями согласен генерал-майор Р. Рэнкин из космического отделения ВВС США* анализирующий требования к наземной инфраструктуре для развертывания COJ^e Хотя ТКС составляют только 10 - 30% полной стоимости национальной космической программы и являются наименее технически сложными, современные ТКС являются ограничивающим фактором для каких-либо инициатив страны в космосе. Эта ТКС практически исчерпали возможности по снижению стоимости доставки на орбиту, по росту грузоподъемности и по форсированию па пусков для входа в пла^-график после аварийной ситуации 4
при пуске» Такое положение обусловлено следующими факторами: *• технология производства РН находится на уровне бО-х тт.; — предстартовая подготовка производится по схемам, разработанным еще. до программы * Аполлон"; — изготовление РН идет под конкретную полезную нагрузку — разработка РН осуществлялась на очень узкие диапазоны «елевых характеристик» Современные РН имеют грузоподъемность, которая не удовлетворяет требованиям по развертыванию систем СОИ. Так примененле только МВКА для вывода боевых КА с ударно-кинетическим оружием потребует ~ 2000 полетов, а при применении только РН *гТитан-4лг - 2600 пусков. Таким об-* разом, для развертывания систем СОИ, если когда-либо решение об этом будет принято, требуются новые ТКС с повышенной грузоподъемностью и с сокращенным временем подготовки и пуска* Первым шагом НАСА в решении проблемы грузоподъемноо- ти является разработка грузового варианта МВКА - МВКА-С, который рассчитывается на грузоподъемность 50 - 73 т на орбиту OOKG> Считается, что полеты МВКА-С могут начаться через *V4 года после принятия решения на применение этой ТКС для экспедиции на Луну, Разновидностью МВКА-С будет МВКА— Z, # который должен удовлетворять требованиям подготовки полета на Марс Новая схема компоновки носителя и орбитальной ступени должна позволить получение грузоподъемности до 240 т на орбиту ООКС при использовании существующих стартовых сооружений и без изменения штатного расписания стартовой команды* Предполагается, что при использовании таких ТКС цена доставки грузов снизится до 1543,6 ДОЛЛ./КГ, ВВС США совместно с НАСА считают обоснованной разработку принципиально новой перспективной ТКС ALS с грузоподъемностью 91 т, Как считает Р. Рэнкин, новая ТКС должна удовлетворять национальным целям и быть рассчитанной на высокую надежность и на высокий темп пусков. Основной особенностью ALS будет расчет ее как действительно транспортной системы широкого назначения. В проект закладывается новый цикл операций по подготовке и пуску с параллельным и 5
совмещенным выполнением процедур в наземных комплексах» При подготовке и проверке ПН будут применяться стандартизованные процедуры без физического доступа к ПН после ее уо- тановки на РН. В ТКС будут использоваться стандартизованные стыковочные узлы и переходные отсеки ддя обеспечения независимости ПН от РН и достижения взаимозаменяемости. ALS будет устанавливаться в стартовое сооружение в полностью смонтированном состоянии после проведения большинства проверок, что позволит минимизировать время нахождения в стартовом сооружении и исключит потребность в башне об-* служивания* Для достижения этих целей будут использованы технические решения, включающие применение дешевых ЖРД на криогенном топливе, использование для производства подсистем РН уже имеющихся или подготовленных к эксплуатации автоматизированных линий и АСУ, применение экспертных систем для контроля качества и оценки летной эксплуатации и т.п. Конгрессом США поставлена цель снизить цену вывода ПН до 661 долл./кг при современном уровне 7938 долл./кг для РН *Тита»-4". Проведенные оценки показывают, что к 2005 г. цена может быть снижена до < 1100 долл./кг, а в некоторых вариантах с частичным многократным использованием отдельных элементов возможно дополнительное снижение цены. За счет снижения цены вывода в 2003 г. дополнительно могут быть выведены 330 т ПН по сравнению с использованием МВКА-С при грузопотоке 4415 т/год, при условии достижения необходимого темпа пусков, В НАСА рассматриваются варианты ТКС с грузоподъемноо- тью 250 - 6ОО т, имеющие пакет основных ЖРД МВКА и перспективные бустерные РДТТ ASRM вокруг центрального топливного бака большого диаметра* Околоземная орбитальная инфраструктура будет включать орбитальные комплексы для сборки и обслуживания КА* смены экипажей, заправки ЛА топливом, выполнения медико-биологических исследований, проведения экспериментов для выявления достоинств орбитальных технологий и т.п. Одним из элементов этой инфраструктуры будет ООКС "Свобода"* Имеются предложения как по сосредоточению всех функций инфраетрун*- туры на этой ООКС, так и по рассредоточению функций по специализированным платформам. Так считается возможным организовать сборку и заправку КА на отдельной платформе, а эксперименты по разработке технологии и регламентные 6
работы с КА проводать на ООКС. В этом случае не потребует*- ся существенно увеличивать размеры OQKC и удастся сохранить многоцелевой характер работ на ООКС, Вид инфраструктуры во многом будет определяться грузоподъемностью доступных ТКС В случае использования ТКС ALS потребуется пристыковывать к ООКС ангар с массой 120 т для сборки и проверки КА* Использование более грузоподъемных ТКС типа МВКА — Z вследствие доставки на НОО практически собранного КА потребует меньшего усложнения OQKCt поо- крльку в этом случае будут необходимы только небольшая ремонтная мастерская и модуль управления с общей массой 'НЮ т. Вариант с использованием МВКА— Z считается более привлекатепыаьш, поскольку он удовлетворяет требованиям по обеспечению условий микрогравитации для экспериментов на ОСЖС и по функционированию ООКС как промежуточной пуо- ковой платформы для стартов к Луне или к Марсу. По исследованиям программы полета на Луну# выполненным в 1988 г* функционирование ОСЖС как промежуточной пусковой плат*- формы будет продолжаться только 45 - 60 дней в год при сборке и заправке КА вне ООКС» В 19.89'г* продолжаются исследования по внедрению автоматизации й роботизации на ОСЖС и других элементах орбитальной инфраструктуры для уменьшения нагрузки на экипаж по сближению, стыковке, сборке и проверке КА* Часть задач может быть выполнена с использованием пилотируемого орб**- тального маневрирующего КА» С помощью этого КА могут быть решены задачи сборки материальной части, внешнего осмотра конструкций, доставки экипажа и оборудования, бук^- сировки вернувшегося КА для выполнения обслуживания на ООКС и т*д Должны быть предусмотрены меры предосторожности при обслуживании КА с системами аэродинамического пролетного торможения вследствие больших аэродинамических тормозных поверхностей с хрупкой теплозащитой. Сложность орбитальных сборочных операций будет зависеть от возможностей разрабатываемых технических средств скрепления конструкций сваркой, склеиванием, с использованием резьбовых соединений и т.п., а также средств крепления, удаления и ремонта перспективных материалов тепловой защиты. Фирмой General Dynamics предлагается вариант межорбитального транспортного КА(МТКА) для доставки ПН на геостационарную орбиту или для вывода на траекторию Луны. МТКА, имеющий в своей основе ступень "Центавр"; будет доо-
тавляться к ООКС с помощью РН 'Титан" или МВКА. Компоновка МТКА с ПН и проверки будут проводиться в негермети- зированном ангаре размером 10x10x12 м, пристыкованном к ООКС После этого с помощью орбитального маневрирующего КА МТКА будет доставлен на заправочную платформу, которую предполагается вывести на орбиту ООКС с удалением от нее на 185 км. После заправки МТКА криогенным топливом в количестве 20454 кг с помощью пружинных толкателей МТКА будет отведен от платформы со скоростью 0,5 м/с. После удаления на расстояние 7,5 км будет осуществлена ориентация МТКА и произведен запуск основного ЖР& Предлагаемый МТКА одноразового действия рассчитывается на транспортирование ПН с массами до 9273 кг. Демонстрационное летное испытание такого МТКА может быть осуществлено в 1998-2002 гг. В.А. Карелин "Aerospace America", 1989, 27, К 4f 30-32, 34, 36, 40 — "' AIAA Paper/*, 1988, # 1640 EASGON#88: 21-st Annual Electronics and Aerospace Conference "How Will Space and Terrestrial System Share the Future?" Arlington, Va, Nov. 9-11. 1988. Conf. Proc. N.-Y. 1988, 239-242 2. Развитие промышленности коммерческих в США В конце 1988 г« обозреватель из США, оценивая перспею- тивы коммерциализации космоса, отмечал, что реальность существования промышленности коммерческих ракетоносителей (FH) в США стала очевидной после катастрофы МВКА в 1986 г. при практически полном отсутствии Hi для решения текущих задач того времени. Закон 1984 г* о коммерческих транспортных космических системах и решение администрации Рейгана о приоритете программ национальной обороны при эксплуатации МВКА казалось обеспечили поддержку развитию коммерческих РН. Однако за исключением сдачи в аренду нео» кольких стартовых комплексов администрация США медленно решает вопросы с договорами на поставку РН# с оказанием финансовой помощи и т.п. В некоторых случаях НАС А-дезинформировало капиталовладельдев с целью создания атмосферы недоверия вокруг отдельных проектов» Так было напр, с фирмой American Rocket,разрабатывавшей Hi с табриднымн ракетными 8
двигателями (ГРД). «НАСА заявляло о неработоспособности ГРЛ И это при том, что коммерческая космическая промыш*- ленность переживает трудности с финансированием своих программ из традиционных источников капитала. У капиталовладель- цев вызывает сомнения вся ситуация с коммерциализацией космоса при отсутствии методов прогнозирования риска коммерческих космических предприятий, неясности отношения правительственных ведомств и неопределенности потребности в продуктах орбитального производства и в пусках коммерческих РН. Уже имеется избыток каналов космической связи, приносящий ). убытки капиталовладельцам, вложившим средства в связные ИСЗ» В существующей промышленности коммерческих РН имеются 2 группы фирм: 1) с большим опытом разработки и производства РН для HAGA и ВВС США^ 2) новые фирмы, которые намерены вести разработку конкурентоспособных РН либо е использованием имеющейся материальной части путем компоновки из нее новых РН, либо с применением новых недостаточно проверенных технических решений. Новые фирмы стремятся повысить экономичность использования РН, которые специально проектируются для коммерческих выводов полезных наг*- рузок (ПН)» Этим они отличаются от фирм первой группы, для которых характерно предоставление фрахта на уже отработанных РН с доказательствами их эффективности и надежности по результатам многочисленных пусков. Однако эта РН, разработанные по правительственным контрактам, являются многоцелевым^ что снижает экономическую эффективность при их использовании» Основными ПН для коммерческих РН являются коммерчео- кие ИСЗ. Исторически сложилось, что коммерческие ИСЗ являются в основном сложными и дорогими системами, оснащенные ми резервированными блоками для повышения живучести и надежности» Тем не менее, в последнее время получают распространение малые ИСЗ класса "Лайтсат", разработке которых способствовал прогресс в миниатюризации радиоэлектронной техники* В этом случае будут не нужны мощные РН с вбюокой стоимостью пуска» Фирма Martin Marietta, располагающая РН серии "Титан", была шрвой* вышедшей на рынок коммерческих РН» Описывая историю создания РН серии "Титан", английский обозреватель отмечает значение РН "Титан-2% которая стала известна как РН малой грузоподъемности SLV для вывода военных и науч- 2-1 9
Распределение аварийности по модификациям РН "ТЪтан - 3" Модификация Тита»- ЗВ Тита»- ЗС Тита»- 3D Титан- ЗЕ Титан- 34В Титан- 34D Число пусков Успешных 54 27 22 7 12 10 Аварийных 1 2 - - - 3 Всего 55 29 22 7 12 13 но-исследовательских объектов. В 1988 г. с помощью этой РН был осуществлен вывод группы ИСЗ 'Белое облако*. Пуск был произведен с авиабазы ВВС Ванденберг. Наиболее мощная РН этой серии гТитан-4" о удлиненными баковыми отсеками первой и второй ступеней и увеличенным числом секций буо- терных РДТТ может быть использована либо без третьей ступени, либо с третьей ступенью 'Центавр* или IU&. На коммерческом рынке фирма предлагает РН. "Титан-3* и "Титан-ЗТ" коммерческого назначения. По состоянию на 29 мая 1989 г, проведены 138 пусков РН "Титан-3, из которых 6 были аварийными (таблица). Из общего числа пусков в 71 РН была с бустерными РДТТ. Из 5 аварий с этими РН только 1 была связана с бустерными РДТТ. РН "Титаы-З" с верхней ступенью PAM-D фирмы McDonnell Douglas позволяет выводить на переходную геостациона{> ную орбиту (ПГО) ПН с массами 1440 - 2100 кг. При использовании верхних ступеней Escots, IUS или TOS грузоподъемностью на ПГО повышается до 3040, 4944, и 4990 кг, соотв. РН "Титан~ЗТ* с верхней ступенью 'Транстейдж* рассчитана на грузоподъемность на ПГО 4626 кг. Стартовая масса составляет 694 т. При старте работают только бустерн* ные РДТТ с общей тягой 12,42 МН. Запуск ЖРД первой сг пени осуществляется на 108 с после старта в момент отсеч*- ки тяги бустерных РДТТ, крторые отделяются через 6 с. ЖР второй ступени запускается на 269 с полета. Обтекатель Пг раскрывается на 280 с Орбитальная скорость достигается на 10
510 с. Стоимость вывода ПН на ПГО оценивается в 100 млн, долл. При грузоподъемности этих РН на низкую околоземную орбиту (ИОО) 148x259 км с наклонением 28,6° 14330 кг фирма Martin Marietta может обеспечить вывод наиболее крупных коммерческих ПН. Фирма Martin Marietta заключила 6 контрактов на вывод ИСЗ "Скайнет*-4* (Великобритания), JG Sat-2 (Япония), "Интелсат*-6/ F3f F4" и 2 ИСЗ HS-6Q1 фирмы Hughes Aircraft. Имеется вероятность заключения контракта на вывод КА "Марс обсервер*. Ожидается, что пуски РН "Титан" коммерческого назначения будут осуществляться 2-3 раза в год и все а мыса Канаверал. Разрабатывается верхняя ступень "'Транетейдж-2" , которая позволит повысить грузоподъемность на ПГО до 5,9 т. Ввод ее в эксплуатацию планируется на 1992 г. Коммерческие планы фирмы General Dynamics связаны с вводом в эксплуатацию в 1993 г. модифицированной РН "Лаплас-2 AS ", предназначенной для вывода новых связных ИСЗ "Интелсать-7"„г Эта РН с 4 бустерными РДТТ и второй ступенью "Центавр* рассчитана на грузоподъемность на ПГО 36 30 кг# По заявлению представителя фирмы, она вложила 300 млн, долл. в производство 60 РН, требуемых для проведения пусков до 1997 г., в т.ч. 13 РН "Атлас-1" и 47 РН "Атлао-2\ С помощью РН "Атлао-1" с грузоподъемностью на ПГО 2340 кг планируется выводить ИСЗ Eutelsat-2f CRRES (HAGA) и GOES (NOAA), РН "Атлао-2" и "Атлас-2А" будут применяться в 1991 - 1992 гг.^в'т.ч, для вывода 11 ИСЗ ВВС США. Первый пуск РН, разработанной на средства частного капитала, состоялся в сентябре 1982 г., когда фирмы Space Services продемонстрировала возможности РН "Конестога-1" в суборбитальном полете» С тех пор фирма разработала и предлагает для использования РН "Конестога-2" и "Хбнёстога-4'' РН "Конестога" скомпонованы из РДТТ "Кастор-4В" фирмы Morton Thiokol и РДТТ "Стар". Так РН "Конестога-4-1" для вывода геостационарных ИСЗ содержит 5 РДТТ "Каетор- 4В" на 1 ступени, по 1 РДТТ "Кастор-4В" на 2 и 3 ступени, укороченный на 50% РДТТ "Кастор-4В" на 4 ступени, РДТТ 'Стар-З? FM * на 5 ступени и РДТТ "Стар~27" на б ступени. Эти РН могут быть предоставлены для вывода ПН через 14 мае» после заключения контракта.
По состоянию на июнь 1989 г. фирма Space Services готовит к пуску вторую РН 'Старфайр", суборбитальный полет которой должен был состояться в ноябре 1989 г. Первый пуск проведен 29 марта 1989 г, ПН составляли 6 экспериментов фирмы McDonnell Douglas. Фирма предлагает 3 варианта РН /Старфайр" и разрабатывает еще 2 варианта. РН "Стар>- файр-1* обеспечивает условия микрогравитации для ПН с мао- сой 454 кг в течение 5 мин или 9 мин для ПН с массой 90 кг, ПН спускается да парашюте. Конструкция РН *Старфайр-1^ базируется на РДТТ ТХ-664 фирмы Morton Thiokol (l ступень) и РДТТ 'Блек Брэнт-5* фирмы Bristol'Aerospace (вторая ступень}» РН *Старфайр~2* и последующие варианты компонуются преимущественно из РДТТ "Кастор~4В", Они обеспечивают условия микрогравит^- ции для ПН с массой 900 кг до 20 мин. Фирма Е*Prime (шт. Флорида) решила сделать на базе первой ступени МБР MX 4 варианта коммерческой РН с различной грузоподъемностью: Вариант РН Грузоподъемность, кг НОО ПРО Стоимость пуска, млн, долл. 1133,7 2947,8 7192 9070 454 1088. 2721 2947 30 45 68 85 S —1, 4 ступени S -2, 5 ступеней s -3, 2 бустерных РДТТ S -4, 3 бустерных РДТТ Основным направлением фирмы в технической политике считается создание модульной конструкции РН на базе современной техники, которая позволяла бы подгонять характеристики РН под ПН пользователя, а не наоборот. Фирма планирует осуществить первый вывод ПН на орбиту в 1991 г. Она рассчиты*- вает занять место на рынке. РН средней грузоподъемности ( MLV ) и промежуточной грузоподъемности ( ILV). Фирма American Rocket (AMROC) (шт. Калифорния) предложила свою конструкцию РН с ГРД на первой ступени» Считается, что ГРД обеспечивает большую надежность* чем РДТТ# и ведет к снижению стоимости пуска. РН будет скомпонована из модулей с ГРД, Разработанный модуль с ГРД имеет тягу 12
315 кН и время работы 70 с*'В ГРД применяется твердое полибутадиеновое горючее и жидкий кислород в качестве окно- лителя. Вытеснительная подача жидкого кислорода производиться подогретым гелием. Тяга регулируется изменением расхода окислителя» Камера сгорания выполнена из углеродо-эпоксид- ного композита по намоточной технологии. Для управления вектором тяги применяется впрыск перекиси водорода в зак- ритическую часть сопла. Первый пуск одномодульной РН SMLV с авиабазы ВВС Ванденберг был намечен на конец 1989 г, В суборбитальном полете условия микрогравитации будут обеспечиваться в течение ~1О мин. Трехмодульная РН позволит сохранить условия микрогравиташга в течение 20 мин. РН промышленного назначения Slingshot (ILV— S) с грузоподъемностью 135 - 700 кг на НОО будет содержать 5-7 модулей на первой ступени и 3 модуля на второй ступени. Первый ее пуск может быть осуществлен в 1990 г. РН ILV-1 будет скомпонована из 22 модулей на 4 ступенях^ 2—6-3-1). Она рассчитана на грузоподъемность 1500 кг на НОО или 200 кг на орбиту с высотой ЗООО км. Считается возможным осуществить вывод ПН с массой 1360 кг на полярную орбиту за 12 млн. долл. Время от доставки ПН на стартовую площадку до проведения пуска составит 2 недели. Ведутся работы над новыми модулями с ГРД на тягу 227'5 кН, которые могут быть использованы для компоновки РН ILV-2 с грузоподъемностью до 6800 кг на НОО. Фирма имеет ряд заказов на субор- битапьные полеты. Фирма Pacific American предполагает начать коммерческие операции по выводу ПН с использованием РН 'Либерти*' с грузоподъемностью 907 кг на НОО. Стоимость вывода составит 5 млн. долл. Фирма получила правительственный контракт на проведение испытаний по программе СОР! Если эксплуатация РН * Либерти" будет успешной, то фирма предложит новую РН "Феникс* с расчетной грузоподъемностью 9070 кг на НОО. Цена вывода предполагается 220,5 долл./кг. Это будет РН с ЖРД полностью многоразового использования. Она должна вертикально стартовать и вертикально возвращаться на Землю# используя РД для мягкой посадки. Считается возможным достичь времени межполетного обслуживания, которое будет сравнимо с временем обслуживания коммерческих реактивных самолетов. Фирмы Orbital Sciences и Hercules Aerospace: предлагают продукт совместной разработки - крылатую РН воздушного пус- 13
ка 'Пегас'» РН длиной ~15 м имеет 3 ступени с РДТТ. Бе грузоподъемность составляет 499 кг на НОО. После отрыва от самолета-носителя на высоте 12 км при скорости М т 0,8 запускается РДТТ первой ступени, снабженной крыльями с размахом 6,6 м. Этот РДТТ разгоняет РН до скорости М ш г 8,1. Запуски РДТТ второй и третьей ступени будут проводиться с интервалами пассивного полета. ПН будет доставляться на орбиту с высотой 463 км. Камеры сгорания РДТТ изготовляются из композита с углеродными волокнами по намоточной технологии. Сопловые вкладыши выполнены из углеродоут^- леродного композита. На второй и третьей ступенях управление полетом осуществляется с помощью поворотных сопл и тяговых сопл на холодном газе. Первый пуск РН был запланирован на 22 августа 1989 г. Самолетом-носителем будет бомбардировщик В-52. Первые 2 пуска будут проведены по контракту управления перспективных НИОКР МО США ( DARPA ), которое предоставляет самоле*г*-носитель и необходимое оборудование наземного обслуживания, что позволит осуществить вывод ПН с массой 181 кг на полярную орбиту с высотой 643 км за 6 млн. долл. ПН включает оборудование СВЧ-св$*- зи и экспериментальные блоки для образования бариевых облаков. Для коммерческих пользователей стоимость пуска будет составлять ~ 7 млн. долл. При коммерческих пусках фирма будет арендовать самолет^-носитель, вероятно L-1011 фирмы Lockheed. РН * Пегас" оптимизирована для вывода 272 кг на полярную орбиту с высотой 345 км. Фирма прорабатывает следующие варианты РН с повышенной грузоподъемностью» в частности 181 кг на геостационарную орбиту. Предполагаются РН гПегас-1А* с увеличенными размерами обтекателя для ПН, РН *Пегао-2" с увеличенным РДТТ первой ступени и системой управления вектором тяги и РН "Пегао-3* с диаметром корпуса 1,96 м. Считается, что РН * Пегас * могут быть использованы в интересах программы национального воздушно- космического самолета, поскольку РН может подниматься под небольшим углом к горизонту и достигать скорости М •* 8 на относительно небольшой высоте. С помощью этой РН могут быть испытаны в реальных условиях полета модели планера и воздухозаборников воздушнс^космического самолета, в т.ч. на аэродинамический нагрев. Член редколлегии журнала "Signal (USA)ffB конце своего обзора промышленности коммерческих РН США отмечает, что не все фирмы, решившие выйти на рынок коммерческих РН, 14
окажутся конкурентоспособными, однако пока все фирмы и их кредиторы недеются достичь успеха на этом динамичном и непредсказуемом рынке. В. А. Карелин " Air et Cosmos", 1989, 2^ № 1220, 48 "Aviation Week and Space Technology**, 1988, 129 J* 25, 45-47 "Flight International", 1989, 135, № 4166, 54-56; J* 4169, 21,40 "Popular Science", 1989, 234, J* 5, 126-128, 161 '•Signal (USA)", 1989, 43, » 9, 43-49. 3, 30 лет НАСА HACA существует с 1 октября 1958 г. Как отмечает обозреватель из ФРГ* это было реакцией на пуск первой МБР СССР 26 августа 1957 г., вывод первого советского ИСЗ 4 октября 1957 г. и вывод второго советского ИСЗ с массой 5G0 кг и собакой на борту 3 ноября 1957 г. Для США это время характеризовалось рядом неудач, в т.ч. взрывом ракеты "Вэнгард* 6 декабря 1957 г. Первый ИСЗ США был выведен 1 февраля J.958 г. 5 марта 1958 г. президент Д, Эйзенхауэр санкционировал образование национального космического института. Конгресс внес 29 законопроектов, из которых только один был принят и получил силу закона как Акт о национальной астронавтике и космических исследованиях.. 29 июля 1958 г. президентом был подписан закон об образовании НАСА как национального ведомства по космическим исследованиям в администрации США. Основной его задачей являлась координация всей гражданской ракетно-космической деятельности в США. Все военные космические программы оставались в ведении МО США, которое хотя и не могло конкурировать с НАСА по гражданским программам« однако использовало во все возрастающих размерах результаты работ НАСА и его установки для своих целей. Предшественником НАСА являлся национальный консультативный комитет по аэронавтике, который в 1946 г. имел годовой бюджет 40 млн долл. при 6 800 сотрудниках. В 1958 г. его 8О00 сотрудников и лаборатории составили основу НАСА. В настоящее время в состав НАСА входят космический центр им. Джонсона (Хьюстон, шт. Техас), космический центр 15
им, Кеннеди (мыс Канаверал, шт. Флорида), центр космических полетов им, Маршалла (Хантсвилл, шт. Алабама), центр космических полетов им. Годдарда (Г^ринбелт, шт. Мэриленд), научно-исследовательский центр им. Льюиса (Кливленд, шт. Огайо), научно-исследовательский центр Лэнгли (шт. Вирджиния), национальные лаборатории космической техники (Ныо-Орлеан, шт. Миссисипи), летный испытательный центр (Эдварде, шт. Калифорния), научно-исследовательский центр им. Эймса (шт. Калифорния), лаборатория ракетных двигателей (JPL ) (Пасадена, шт. Калифорния), Западный испытательный полигон (Ван- денберг, шт. Калифорния) и испытательная станция на о. Уол- лопс. Развитие НАСА может быть охарактеризовано ростом бюджетных ассигнований. Правда, расходы МО США на космические программы существенно больше, чем у НАСА (таблица). Расходы США на космические программы в 1961-1989 гг. (выборочно) Финансовый год 1961 1962 1966 1967 1971 1972 1977 1978 1979 1980 Расходы, НАСА 0,926 1,77 5,27 5,012 3,886 3,4 3,696 4^064 4,340 4,424 млрд. ттт am л» МО США 0,794 - - - - - - - - 6,3 Финансовый ■год 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 Расходы, млрд. nrtnn НАСА 5,736 6,7 6,772 7,1 7,5 7,652 7,69 9,481 11,0 МО США 7,4 8,4 9,0 10,0 12,6 13,5 - - - Важнейшими датами в истории НАСА считаются: 25 мая 1961 г. - начало программы "Аполлон*^ 20 июля 1969 г. — высадка астронавтов на Луну по программе * Аполлон "щ 12 апреля 1981 г. - первый попет МВКА* 16
Расходы НАСА на пилотируемые космические программы составили, млрд. долл.: 'Меркурий* 0,393 "Джемини" lt283 " Аполлон* 25,000 Орбитальная лаборатория "Скайлэб" 2,600 Совместная программа * Аполлон-Союз* 0,25 После катастрофы МВКА с орбитальной ступенью "Челленд- жер* в 1986 г. в НАСА произошли существенные изменения, в т.ч.: - принята новая организационная структура управления НАСА; - астронавты получили право голоса при обсуждении проектов; - проведена .. модернизация МВКА и изменен принцип планирования полетов; - усилено внимание к обеспечению безопасности полетов; - исключено привлечение частных фирм к наземному обслуживанию МВКА; - исключен коммерческий фрахт МВКА; - большое значение придается использованию классических ракета-носителей. На исследования в области этих носителей в 1988 фин. г. были выделены 30 млн. долл. Считается, что следующей г крупной задачей для НАСА будет создание ООКС. Этот проект в случае даже частичной его реализации определит направление работ НАСА на следующее десятилетие. Возможно, что будет принята совместная с СССР программа пилотируемого полета на Марс и программа создания международной базы на Луне. В. А. Карелин ••Aerospace America", 1988, 26, № 12, 6-9 ••Astronomie unti Raumfahrt", 1989, 27^ № 2, 47- 48, 51 4. Деятельность ЕКА (к 25-летию со дня основания организаций ELDO Ъ ESRO) В 1989 г. Европейское космическое агентство (ЕКА) отмечает 25-летний юбилей организаций ESRO ( European Space Research Organizations»Европейская организация космических исследований) и ELDO (European Launcher Development Organization - Европейская организация по разработке ракетоносителей). В 1974 г. эти организации были преобразованы в ЕКА. В конвенции, подписанной странами-участницами 3-1 17
в 1980 г,, говорится, что цель ЕКА - способствовать сотрудничеству западноевропейских стран в разработке космической техники и технологии, необходимой для проведения исключитель^- но мирного-научного и прикладного-исследования космоса* В 1989 г, в ЕКА входило 13 стра»-участшщ: Австрия, Бельрия, Дания, ФРГ, Франция, Ирландия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания, Финляндия является ассоциированным членом ЕКА, Канада имеет соглашение с ЕКА о сотрудничестве и участвует в нескользких программах* Среди программ ЕКА самыми крупными являются программы фундаментальных научных исследований, развития спутниковых систем связи, построения космической станции и разработки космической транспортной системы» Фундаментальные исследования. КА "Джотто", запущенный к комете Галлея, был наиболее известным из КА, запущенных ЕКА в последние годы. Создано несколько новых научных КА, запуск которых запланирован в ближайшие несколько лет. Это КА *Пшпарх% ИСЗ - обсерватория HST ("Космический телескоп "Хаббла"), КА ISO, "Улисс", "Сохо" и четыре ИСЗ-зон- да ''Кластер", "Гиппарх" предназначен для измерения положения и движения более чем 120 тыс. звезд» HST, разработанный совместно ЕКА и НАСА, будет использован для наблюдения удаленных галактик. ISO, предназначенный для астрономических исследований в ИК—лучах, будет собирать информацию об удаленных галактиках и звездах в стадии формирования, "Улисс" предназначен для исследования Солнца» Ему предстоит пройти высоко над солнечными полюсами для наблюдения гелио- сферы на всех широтах и исследования областей, близких к полюсам. "Сохо"- солнечная обсерватория с высоким разрешением, предназначенная для сейсмологических исследований Солнца» С ггу тни ко вые системы связи» ЕКА участвует в создании и развитии как традиционных видов телесвязи (телефонная связь, телевизионное вещание), так и новейших (видеоконференцсвязь, межкомпьютерная связь и т,л). Примером одной из таких программ является программа создания ретрансляционной спутниковой системы передачи данных DRSS (Data Relay Satellite System )• С введением в оперативное использование ИСЗ организаций Eutelsat и Inmarsat, в середине 1990-х гг» с помощью системы DRS будут организованы линии связи между ИСЗ на низких околоземных орбитах и наземным центром управления через ИСЗ на геостационарной орбите. Таким же 18
разом предполагается осуществлять связь с перспективной международной ООКС "Свобода \ Космическая станция. Программа создания ООКС предусматривает тесное сотрудничество ЕКА, США, Японии и Канады. Станция будет включать в себя, кроме постоянной пилотируемой базы, и отделяемые блоки. Одним из них будет западноевропейский блок "Колумб Л Программа "Колумб" предусматривает создание орбитальной и наземной инфраструктуры, начиная с середины 1990-х гг. и далее. Одна из целей программы — разработка технологии, необходимой западноевропейским странам для проведения пилотируемых и автоматических орбитальных операций. В состав блока "Колумб * входят: герметизированный модуль АРМ (Attached Pressurized Module), посещаемая свободнолетящая платформа MTFF (Man-Tended Free Flier) и платформа на полярной орбите PPF (Polar Platform). Запуск АРМ запланирован на 1996 г. АРМ будет постоянно пристыкован к ООКС. На его борту будут производится эксперименты по космическому материаловедению, физике жидкостей и космической биологии, PPF планируется запустить с помощью РН *Ариан~5" в 1997 г. для дистанционного зондирования Земли» MTFF также будет запущена с помощью РН "Ариан-5' но в 1998 г. На ее борту будут проводится эксперименты по ^космическому материаловедению, физике жидкостей, биомёдицинские и технологические эксперименты* Космическая транспортная система. Основным носителем ЕКА в 1990 -х гг. должна стать РН *Ариан-5*ьЦель проекта "Арнан-5" - увеличение ПН, снижение затрат, повышение надежности РН* Эта РН будет использоваться для запуска не столько автоматических, но и пилотируемых объектов, напри- мерМВКА "Гермес*. МВКА "Гермес" будет использоваться для посещения и обслуживания платформы MTFF, а также ООКС. С экипажем в три человека он сможет доставлять 3 т груза. Два квалификационных запуска РН "Ариа^-б" намечены на середину 1990-х гг. Термес*, после выполнения испытательных полетов в автоматическом и пилотируемом режимах, будет принят в оперативное использование в 1999 г. Наземные комплексы. Несмотря на то, что большинство исследований и разработок выполняется по контрактам западноевропейской промышленностью, ЕКА имеет солидную собственную научно-исследовательскую и техническую базу. Исследовательский технологический центр ЕКА находится в Нордвдйке 3-2 19
(Нидерланды), в Европейский центр космических исследований в Италии, Запуски РН производятся с полигона Куру во Французской Гвиане, построенном Францией в 1968 г, Франция предоставила ЕКА право на использование космодрома в обмен на принятие ЕКА части эксплуатационных расходов, ЕКА посяроило там и собственные стартовые комплексы. Бюджет, Бюджет ЕКА складывается из взносов стра*-участ- ниц. В 1989 г, он составлял 1,646 млрд. расч. ед. (1 расч. ед. « 1,14 долл. в цейах 1989 г.). Предусмотрено ежегодное увеличение бюджета на научные цели на 5% до 1992 г. Т. А. Антонова "Technology Ireland* \ 19 89, 21, № 2, 29-30 5, Проблемы Финансирования программы национального воздушно-космического самолета США В марте 1989 г. ВВС США приняли решение сократить ассигнования на программу национального воздушно-космичео- кого самолета (НВКС) на 19 90 фин. г. с 300 до 150 млн. долл. В апреле 1989 г. финансовый комитет МО США рекомендовал полностью прекратить работы по НВКС и передать всю программу НАСА, хотя соглашение о распределении финансирования (70% от ВВС США и 30% от НАСА) было подписано только 6 мес. назад. Как считают западноевропейские обозреватели, это связано с приходом к власти новой администрации, В начале мая 19*89 г. при содействии национального научно-иссдедовательского совета была достигнута договоренность о том, что ВВС США передадут НАСА 100 млн. долл. для выполнения работ по НВКС в 1990 фин. г. Т.о. образом ассигнования на программу в наступающем году составят 227 млн. долл. По заявлению руководителя программы НВКС, для завершения в 1990 г. второго этапа программы, содержанием которого является разработка основных технических проблем, необходимо по меньшей мере 400 млн. долл. Ещё 3 млрд. долл, были бы необходимы для постройки опытных образцов Х-30 и проведения летных испытаний. Как планировалось ранее, в сентябре 1990 г. должно было быть принято решение о пост>- ройке 2 опытных образцов с проведением летных испытаний в атмосфере в конце 1994 г*> - начале 1995 г. Орбитальный полет намечался на 1996 г. Подготовку производства предполагалось начать в 1998 г. с тем, чтобы в 2005 г. присту- 20
пить к эксплуатации НВКС. Считалось, что НВКС ' с взлетной массой 180 - 230 т и макс, скоростью полета М « 25 будет в состоянии доставлять на низкую околоземную орбиту 9 т груза по цене 310 долл./кг при частоте полетов 40 - 160 в год. Стоимость всей программы оценивалась в 6 млрд. долл., причем вклад МО США должен был составить 4,1 млрд долл., НАСА - 1,1 млрд долл. и промышленности - остальное. В свйзи с трудностями НАСА по финансированию других приоритетных программ, в т.ч. МВКА и ООКС, предполагается свести программу НВКС к НИОКР по перспективной авиационно-космической технике без точной целевой установки на конечные результаты. Возможно, что в этом случае реализация опытных образцов задержится на 4-5 лет, что по мнению западноевропейского обозревателя может быть равносильно закрытию работ* К участию в программе НВКС были привлечены 5000 специалистов из 5 правительственных ведомств, 50 университетов и 20 авиакосмических фирм. На конкурсной основе разрабатывались 3 проекта планера и 2 проекта силовой установки. Отмечается, что работы по ВКС ведутся в Великобритании (ВКС "ХотЬл"), ФРГ (ВКС'Зенгер"), Японии, Франции (ВКС STS -2000 и Star-H ) и, возможно, в СССР. В. А. Карелин "Air et Cosmos", 1989,^, П 1239, 41-42; № 1241, 185 "Flug Revue", 1989, # 7, 34 6* Программа НАСА по разработке ИСЗ многоразового использования В январе 1989 г, НАСА объявило конкурс на разработку непилотируемого ИСЗ многоразового использования RRS (Reusable Reentry Satellite)• Руководство программой разработки ИСЗ RRS возложено на космический центр им. Джонсона, Ожидается, что на начальной стадии разработка будет вестись по двум параллельным контрактам стоимостью 2 млн. долл. каждый. Работа должна была начаться летом 1989 г., а первый запуск ИСЗ RRS планируется на 1993 г. НАСА желает, чтобы конструкция ИСЗ обеспечивала бы почти полную многократность использования, а для подготовки ИСЗ к каждому последующему запуску затрачивалось бы не 21
более 60 суток. Ожидают, что ИСЗ RRS будет раэрабатывать^- ся на основе ранее созданных конструкций: а) разведывательного ИСЗ "Дискавери"/б) спускаемых аппаратов для космичео- ких кораблей (КК) 'Джемини* или 'Аполлон". Как полагают, ИСЗ RRS будет иметь массу порядка 900 кг и диаметр 1,8 м. Для запуска ИСЗ должны использоваться японская РН Н-2, американские РН "Дельта*, "Титан-2" и "соответствующие коммерческие" РН США и других стран. Согласно техническим требованиям (ТТ) ИСЗ должен иметь простую конструкцию, быть надежным и недорогим, разрабатываться на основе существующих технологий и обеспечивать низкие эксплуатационные расходы. Ускорения на борту ИСЗ должны быть менее 1СГ& g (при орбитальных маневрах допустимы ускорения 10~3 ,д)# Конструкция ИСЗ должна обео- печивать его вращение вокруг заданной оси для создания искусственной гравитации до 1 g . Расчетная продолжительность пребывания на орбите - до 60 суток. ИСЗ 'должен совершать мягкую посадку на поверхность Земли с обеспечением немедленного доступа к биологическим объектам и материалам, полученным в процессе орбитального полета. Как ожидают, модуль для размещения полезных нагрузок (ПН) будет иметь диаметр 0,91 м, высоту 1Д4 м и массу около 230 кг. Предусматривается разработка нескольких разновидностей модуля для ПН, обеспечивающих различные виды исследований в условиях микрогравитации. Конструкция ИСЗ RRS должна обеспечивать возможность быстрой замены одного модуля для ПН на модуль другой разновидности. Вышеперечисленные ТТ касаются только модулей ПН для биологических исследованийу например для: а) размещения 12—18 крыс при орбитальном полете длительностью не менее 24 суток* б) ио* следований по общей биологии на низших живых организмах организмах и тканях животных и растений; в) исследований по ботанике (модификация модуля, созданного агентством ЕКА). ИСЗ RRS, на борту которых будут проводиться биологические исследования, именуются 'Лайфсат*, НАСА признает также важность использования ИСЗ для исследований в области материаловедения. Б. И» Ермишкин 'AD AstraM, *, 1989, 1, № 5, 45 22
7, Ситуация с коммерциализацией космоса в КНР в 1989 г. По мнению английского обозревателя в июле 1989 г. ситу*- ация в КНР такова, что в этом году она не выведет ни одного ИСЗь Официальные лица КНР отрицают связь этой пассивности с внутренними беспорядками в стране, хотя были опубликованы планы вывода связных ИСЗ и баллистических спускаемых аппаратов (БСА) с ПН для исследований проблем материаловедения. Вслед за пекинскими событиями последовал запрет США на поставку вооружений, который может быть распространен на экспорт ИСЗ для вывода на ракетах-носителях (РН) КНР. Еще в сентябре 1988 г. в конгрессе США был внесен законопроект о запрещении экспорта космической техники, направленный на стимулирование собственной промышленности коммерческих РН, а также с целью исключения возможностей для промышленного шпионажа. Пока КНР еще рассчитывает на вывод ИСЗ Asiasat-1 в 1990 г. и 2 ИСЗ Aussat-2 в 1992 - 1993 гг.9 изготовленных фирмой Hughes Aircraft. Отказ США от экспорта ИСЗ возможно серьезно подорвет коммерческую космическую программу КНР. Отмечается, что КНР запустила свой первый ИСЗ в апреле 1970 г., став пятой страной, выводящей свои собственные ИСЗ на своих РН. С тех пор КНР вывела 25 КА> включая БСА, связные ИСЗ и метеорологический ИСЗ, В стремлении получить твердую валюту для восстановления своей экономики КНР активно предлагает на международном рынке не толь*- ко РН, но и КА с БСА для проведения экспериментов в условиях микрогравитации. Однако КНР может обеспечить только 2 пуска в год и космическая программа находится на втором плане по сравнению с задачами страны по расширению производства потребительских товаров и развитию Транспорта. В основе РН КНР лежат МБР. За счет добавления третьей ступени к МБР CSS-3 получили РН "Великий поход CZ-1M. С 1984 г. в эксплуатации находится РН "Великий поход z=3'\ В 1988 г. в стране были выведены 4 КА, в т.ч. геостационарные ИСЗ "Чайнасат*-1* и "Чайнасат*-2", первый метеорологический ИСЗ КНР и КА с БСА с полезной нагрузкой ФРГ. В ракетно-космической ппомышленности КНР заняты более 100 тыс. чел* В эту отрасль входят более 300 организаций, испытательных станций й НИИ. Экспортно-импортными космическими операциями занимается фирма China Great Wall In- 23
dustry, которая в своей коммерческой деятельности связана со следующими организациями: - China Satellite Launch and TT/C General, которая несет ответственность за проведение пусков, слежение за полетом, телеметрические измерения, управление полетом и послеполет^- ное обслуживание. В организации работают более 20000 чел.$ - Beijing Wan Yan Industry, в состав которой входят 13 НИИ и 6 предприятий министерства астронавтики КНР. Эта организация несет ответственность за разработку, производство и испытания РН 'Великий поход*' и обеспечивает техническую координацию коммерческих пусков} - академия космической техники КНР, несущая ответственность за разработку, проектирование и испытания всех ИСЗ КНР; - шанхайское бюро астронавтики, являющееся исследовательской и производственной базой для министерства астронавт тики. В штатах этой организации насчитываются ~30000 чел. В расчете на проведение коммерческих пусков в КНР в дополнение к уже эксплуатируемым РН CZ-2 и С Z—3 готовится к первому пуску в конце 1989 г. РН CZ-4. В 1990 - 1992 гг. планируется ввести в эксплуатацию РН CZ-1D,CZ-2E и CZ-3A. PHCZ-1D будет представлять собой модернизированную РН CZ-1 с РДТТ на третьей ступени. РН CZ-1M с РДТТ Iris на третьей ступени имеет грузоподъемность 700 - 750 кг на орбиту с высотой 300 км и наклонением 57 . РН CZ-2E является доработанным вариантом CZ-2C с удлиненными топливными баками и 4 бустерными ступенями. Она рассчитана на грузоподъемность 8800 кг на низкую околоземную орбиту (НОО). Она совместима с верхними ступенями PAM-D3 и PAM-D4 (США), предназначаемыми для обеспечения выводов на переходную геостационарную орбиту (ПГО). Рассматривается вариант этой РН с 8 бустерными ступенями и грузоподъемностью на Н 00*^13 т. Летные испытания РН CZ-2E возможно ' будут использованы для вывода ИСЗ Aussat-2. Грузоподъемность РН С Z-3 составляет 14OO кг на ПГО. Модифицированный вариант CZ-3A с удлиненными топливными баками первой и третьей ступеней и укороченными баками второй ступени будет иметь грузоподъемность 2500 кг на ПГО. Возможно дальнейшее повышение грузоподъемности. Для коммерческих пусков в Сичане (провинция Сычуань) строится новый стартовый комплекс. Он включает 2 пусковые 24
платформы с подвижной башней обслуживания, корпуса для сборки ИСЗ, выполнения опасных операций, проведения работ с твердыми топливами и рентгенографического контроля. КА с БСА, применявшиеся ранее для дистанционного зондирования Земли и выполнения разведывательных операций, теперь начинают использоваться для проведения экспериментов в условиях микрогравитации. Впервые для этих целей КА с BCAFSW-1 был применен в 1987 г. Время пребывания на НОО составляло 5 дней. Посадка была произведена в провинции Сычуань. КА с БСА FSW-1 рассчитан на полезную нагрузку с массой 150 кг, а новый аппарат FSW-2- на 300 кг. FSW—2,ввод в эксплуатацию которого намечается в 1990 г., может находиться на НОО в течение 10-15 дней. Не исключается использование его для дистанционного зондирования Земли. Первый метеорологический ИСЗ КНР с массой 750 кг был выведен на орбиту 885^901 км с наклонением 99ДЗ°. Он был оснащен радиометрами для видимой и РЖ-областей спектра с разрешающей способностью по поверхности Земли 1,1 км. Однако он функционировал на орбите только 39 дней, КНР и Бразилия подписали соглашение о постройке и запуске 2 ИСЗ дистанционного зондирования Земли с передачей многоспектральных изображений с разрешающей способностью 20 м с орбиты высотой. 800 км. Вклад Бразилии в проект с общей стоимостью 80 млн. долл. составил 46 млн. долл. Вывод этих ИСЗ ожидается в 1992 и 1994 гг. Италия и Австралия рассматривают возможности вывода малых ИСЗ с помощью РН КНР. Ожидается заключение контракта на вывод с помощью РН CZ-2C пакистанского ИСЗ» Эта РН имеет грузоподъемность 4000 кг на гелиосинхронную орбиту. ФРГ надеется использовать РН CZ-2C для вывода КА с БСА "Раумкурир", В. А. Карелин '«Aerospace Daily". 1988,211» № 54, 425-426; Я 59,469 "Flight International", 1989, Шц J* 4171, 25-27 8. Озабоченность зарубежных ученых сокращением ассигнований на исследования в области передовых технологий В начале 1989 г. журнал "Aerospace Атепса'Ъпубликовал ряд статей, в которых специалисты по космическим исследо- 25
ваниям и технологии выражают беспокойство по поводу постоянно сокращающихся ассигнований на эти цели. Озабоченность этим процессом выразили Национальная комиссия по космосу, Отделение космических исследований, и Отделение космической техники Национального исследовательского совета, ряд американских инженеров, работающих в авиакосмической области. Эти организации и частные лица обратились к HAGA с призь*- вом вернуть США лидерство в области космической техники и технологии, в значительной мере утраченные в связи с сокращением ассигнований. Первым шагом американской научной общественности, призванным возродить технологический базис, стала так называемая программа CSTI (Civil Space Technology Initiative — гражданская инициатива в области космической технологии), в рамках которой будут не только разработаны новые технологии, но и определены пути перевода завершенных исследований и разработок в стадию демонстрационных технологических испытаний на орбите. Следующим шагом должна стать программа Pathfinder ('Следопыт"), предполагающая разработку перспективной техники и технологии для освоения Солнечной системы за пределами орбиты Земли. В течение ближайших пяти лет реализация программы CSTI должна привести к значительным достижениям в области программного и аппаратного обеспечения, тестируемого на Земле и в космосе, в методах и средствах выполнения транспортных операций на низкую околоземную орбиту. Расширение операций на низкой околоземной орбите являет*- ся одним из приоритетов, отмеченных американскими учеными. Робототехника должна продвинуться от уровня дистанционных операций до уровня телеуправляемых роботов, способных обслуживать КА и осуществлять сборку конструкций на орбите. Запуск и полет транспортных КА нового поколения должен стать более автономным. Должна возрасти эффективность систем предобр азования тепловой энергии в электрическую. Для повышения производительности бортовых систем передачи.данных будут созданы бортовые процессоры, распознавания образцов, устройства памяти большого объема, устройства компрессии данных, сети передачи данных, спектрометры и устройства адаптивного сенсорного управления; Озабоченность сокращением ассигнований на фундаментальные исследования высказывают и ученые, работающие в области военных исследований и разработок. Так, согласно их да»- 26
ным, из общей суммы ассигнований, выделенных на исследования и разработки, 90% расходуется на разработку систем оружия и лишь 10% - на исследования в области передовых технологий* Такая финансовая политика* по их мнению может свести на нет то качественное технологическое преимущество в военной области, которое противопоставляют США количественному преимуществу Советского Союза в личном составе и боевой технике. Сокращение ассигнований на разработку технологий высокого уровня, по мнению американских ученых, может привести не только к потере лидерства и национального престижа, но и к тяжелым экономическим последствиям, В подтверждении этого приводятся следующие данные: Экспорт технологии высокого уровняй В течение 15 последующих лег доля США в общемировом объеме экспорта высокотехнологичных изделий снизилась с 28 до 25%, в то время как доля Японии удвоилась и достигла 20%. Торговый баланс США по этим изделиям изменился от ежегодного дохода в 27 млрд долл. в 1980 г. до дефицита в 3 млрд. долл* в 1986 г. Технологический уровень. Специалисты МО США, утверждают, что США превосходит СССР по 15 из 20 ключевых военных технологий. Однако уже наметилась потеря преимущества в 11 из них и отсутствие прогресса в остальных. Патентование. В 1987 г. лишь 52% патентов США было передано американским компаниям. Большинство патентов по; лучили три японские компании. В то же время США получили лишь 4% японских патентов. За последующие 10 лет Япония удвоила свою долю в получении американских патентов и достигла более чем двойного превосходства в ключевых, технологиях телесвязи, компьютеров, полупроводников и лазеров. Конкуренция на международном рынке. Западноевропейские страны добиваются технологических преимуществ и завоевывают рынок благодаря постоянной поддержке правительствами совместных проектов и предприятий, таких как Airbus, ESPRIT, Euromissite, Arianspace, Panavia,Eurofighter* Следует отметить, что и страны Тихоокеанского бассейна (КНР, Южная Корея) энергично развивают высокотехнологичные .производства. Опасность утраты технологического лидерства и связанных с ним преимуществ беспокоит и английских ученых. Так, в опубликованном в конце 1988 г. докладе Комитета по науке и технике палаты лордов британского парламента резко крити- 4-2 27
куется политика правительства за опасное пренебрежение долгосрочными перспективными исследованиями и разработками - как в космической, так и в других областях - и догматическое стремление немедленно получить выгоду (пусть и недолгосрочн ную). Особой критике подвергалось решение о сокращении ассигнований на разработку воздушно-космического самолета горизонтального старта.и посадки "Хотол" и уменьшения доли финансового участия Ве/шкобритании в научных программах ЕКА. Тем не менее, ассигнования на гражданские космические программы в 1989 г. остались на прежнем уровне — 130 млн ф. ст. (или 240 млн долл.). Т.А. Антонова "Aerospace America", 1989, 27, N 1, 7,8,10,28,29 ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 9, Перспективы развития спутниковых систем военного назначения В США рассматриваются мероприятия по усилению средств военного использования космоса. Космическое командование США намеревается произвести долгосрочные структурные изменения космических систем, чтобы обеспечить военное командование различных уровней жизненноважной информацией в наиболее важный период деятельности - в условиях войны. Военными планами предусматривается: разработка ИСЗ нового типа; обеспечение деятельности "созвездий "ИСЗ; совершенствование процессов обработки и распределения спутниковой информации. Для осуществления намеченных планов требуется длительное время. Как заявил один из официальных представителей ВВС США, "в ближайшие пять лет не будет никаких изменений, они начнутся в течение десятилетия". Тем временем будут продолжаться работы, начатые ранее, по развертыванию новых спутниковых систем и по совершенст*- вованию существующих систем, включая: - Значительное увеличение возможностей спутниковой навигационной системы "Навстар" благодаря полному ее развертыванию с использованием ИСЗ эксплуатационной серии. - Развертывание военной) спутниковой системы связи "Мил- стар*' (начато уже производство компонентов этой системы)* что увеличит количество каналов связи и улучшит их качество 28
благодаря комплексу мероприятий по повышению живучести новой системы. — Увеличение возможностей разведывательных средств благодаря выводу на орбиту ИСЗ "Блок-14" системы раннего оповещения о запусках МБР ( DSP ) и запуску ИСЗ для радиолокационной съемки серии "Лакросс". *- Поставки новых одноразовых PHf которые позволяют увеличить частоту запусков ИСЗ и сократить число ИСЗ, ожидающих запуск. Бывший министр ВВС Эдвард Опдридж указывает на отрицательное влияние таких факторов, как ограниченность ассигнований на военные космические системы. Помимо системы "Милстар", как он считает, не следует ожвдать развертывания других новых систем, за исключением экстраординарных случаев. Более вероятны продолжение модернизации существующих систем, а также замена некоторых блоков с целью увеличения их возможностей и более эффективного использования поступающей от них информации. Эта работа должна дополняться проведением НИОКР для разработки перспективных систем* например, РЛС космического базирования SBR и разведывательных комплексов BSTS и SSTS для слежения за полетом на активном и баллистическом участках траектории полета МБР. В 1989 г. министерство обороны (МО) намечало вывести на орбиты четыре исследовательских ИСЗ серии "Лайтсат". В процессе первоначального изучения принципиальных схем космических систем Космическое командование узнало о большой озабоченности командующих театрами военных действий в связи с расширением разрыва между их слабыми возможностями влиять на работу космических систем и увеличивающейся зависимостью от них, а также об их сомнениях в вы- живаемости критических компонентов космических систем в случае враждебных действий противника. Для устранения выявленных недостатков предусматривается ряд мероприятий: — Ускорение процесса запуска ИСЗ и сокращение длительности париода орбитальных проверок, чтобы ускорить ввод в эксплуатацию ИСЗ. — Заблаговременный вывод на орбиту и ввод в эксплуатацию резервных ИСЗ (задолго до истечения срока службы эксплуатирующихся ИСЗ), что позволит в случае необходимости значительно расширить возможности системы путем реактивации выключенных из эксплуатации старых ИСЗ. 29
- Использование менее дорогостоящих ИСЗ упрощенной конструкции, запуски которых могут производиться по требованию для быстрого удовлетворения возникших нужд* - Комбинированное применение сложных ИСЗ комплексного назначения и упрощенных ИСЗ целевого назначения, запуски которых могут производиться по заказу отдельных командиров на театрах военных действий, - Разработка усовершенствованных ИСЗ, обладающих более высокой выживаемостью. К числу технологий, которые обеспечивают повышение выживаемости космических систем относятся: обработка информации на борту ИСЗ с возможностью ее прямой передачи непосредственно командирам тактических подразделений; расширение перекрестной связи между отдельными ИСЗ и обеспечение возможности командирам отдельных районов изменять режим работы ИСЗ^ оснащение ИСЗ средствами активной и пассивной защиты от противоспутникового оружия; увеличение орбитального и наземного резерва ИСЗ, резерва носителей и стартовых комплексов; увеличения числа ИСЗ в 'созвездии" космической системы. Благотворное влияние на военные космические системы оказывает НИСЖР, проводимые в соответствии с программой СОИ. Особое значение имеют НИОКР в таких областях как миниатюризация аппаратуры и оборудования, системы энергопитания и высокоскоростной передачи больших объемов информации. Расширяются возможности ВВС после ввода в эксплуатацию разведывательных комплексов BSTS и SSTS, а также благодаря использованию одноразовых РН "Дельта-2", "Титан-2* и 4% 'Атлас-2 м. Технологии, созданные в процессе разработки РН большой грузоподъемности ALS, позволят модернизировать существующие РН и уменьшить их стоимость (предположительно к 1997 - 1998 гг.). Для ликвидации запаса ИСЗ, образовавшегося из-за катастрофы МВКА "Спейс Шаттл" и некоторых РН, потребуется около пяти лет. Запуски ИСЗ военного назначения в 9О-х годах будут производиться в основном одноразовыми РН, например, РН 'Дельта- 2* должны быть выведены на орбиту 21 ИСЗ серии "Блок-г* для развертывания спутниковой навигационной сяо- темы GPS. Запуск первого ИСЗ этой серии был произведен 14 февраля 1989 г,, а попытка запуска второй ИСЗ этой серии, предпринятая 24 мая 1989 г., оказалась неудачной. Запуски ИСЗ * Блок-2" планируется производить с интервалом 30
60 суток. Ввод в эксплуатацию системы GPS завершится в 1992-1993 тт. Б. И. Ермишкин "Aviation Week and Space TechnologyMf 1989, 130, # 12, 121,123; № 22, 40 , * 10. Перспективы программы СОИ В ближайшие несколько лет управление по программе СОИ (SDIO ) намерено провести испытания многих образцов кинетического оружия, чтобы продемонстрировать технологии, которые могут быть использованы в ограниченной системе ПРО, развернутой в следующем десятилетии. Демонстрационные испытания оружия направленной энергии создадут предпосылки для развертывания в следующем столетии системы ПРО, использующей многие виды оружия космического базирования. Управление SDIO намечает финансировать работы по программе СОИ в следующих размерах (в млрд долл.): 1990 фин. г.-* 5,6i 1991 - 6t7j 1992 - 8,1; 1993 - 9,5; 1994 фин. г. *. 10,7. Министерству энергетики планируется выделять на программу СОИ по 300 млн. долл. в год. Специалисты считают, что эти тэдны финансирования нереалистичны. Вряд ли конгресс выделит такие большие средства. Согласно планам управления SDIO в 1989 г. намечалось провести четыре крупных испытания: 1) эксперимент "Дельта-Стар* ^ 2) лабораторные испытания датчиков на модели перехватчика, находящейся в гподвешенном" состоянии за счет тяги небольших ракетных двигателей; 3) летные испытания на борту исследовательской ракеты небольшого ускорителя нейтральных частиц} 4) первый полет внутриатмосфер- ной противоракеты. Планировался также на осень 19 89 г. эксперимент АОА (Airborne Optical Adjunct ), предусмат*- ривающий испытания дистанционной оптической аппаратуры на борту самолета *Ъаинг*-767". В 1990 г. предполагается" провести четыре - пять крупных экспериментов в том числе: 1) запуск двух ИСЗ для испытаний лазерной связи; 2) первый полет внеатмосферной противоракеты; 3) наземные испытания ИСЗ для разведывательного комплекса BSTS (на активном участке траектории полета МБР); 4) эксперимент "Старлэб" на борту МВКА "Спейс Шаттл" с целью проверки аппаратуры для захвата и слежения за целями и наведения на них. В случае успешного завершения 31
перечисленных экспериментов возрастет вероятность разверты^ вания перспективной системы ПРО. Неудачи в процессе экспериментов усилят позиции противников программы СОИ, Наиболее крупным лроектом, который будет начат в 1990 г., является разведывательный комплекс BSTS. Управление SDIO предполагает истратить на этот проект в 1990 - 1991 фин. гг. около 700 млн. долл. К числу крупных работ, которые находятся пока в стадии исследований, относятся: дистанционная аппаратура для слежения за полетом МБР на среднем и конечном участках траектории полета; лазер на свободных электронах; химический лазер космического базирования; ускоритель нейтральных частиц; противоракеты космического базирования ( SBI ); противоракеты наземного базирования ( HEDl, ERIS). На работы первого этапа по Национальному испытательному комплексу ( NTB ) предполагается вьр- делять в ближайшие несколько лет по нескольку сот миллионов долларов в год. В 1992 г. управление SDIO может уже поставить вопрос перед руководством министерства обороны (МО) о начале закупок техники для оснащения реальной системы ПРО. В ближайн шие несколько лет управление SDIO будет делить примерно поровну ассигнования на НИОКР и разработку реальных технологий. Сторонники разработки оружия направлений энергии опасаются, что в случае сокращения ассигнований на программу СОИ, дальнейшие работы по этим видам оружия будут приостановлены* Совет по закупкам военной техники ( DAB ) ) намечал провести два рассмотрения состояния работ по программе СОИ: весной и осенью 1989 г. Возможно, что при годовом анализе работ осенью 1989 г. будет принято решение о проведении испытаний РЛС наземного базирования в дополнение к пяти уже проводимым демонстрационно-констрольным (demyal) испытаниям. Весной 1990 г» должен быть произведен перео- мотр требований к работам первого этапа по программе СОИ, при котором будет проанализирован вопрос об учете общих требований к системе ПРО при разработке отдельных элементов системы. Продолжаются НИОКР по оружию направленной энергии, которые позволят провести в середине 9О-х годов демонстрационные испытания химического лазера (эксперимент "Зенит Стар*) и лазера на свободных электронах наземного базирования. Управление SDIO планирует также провести испытания 32
в космосе крупного ускорителя нейтральных частац, но пока еще не начата подготовка к конкурсу фирм на участае в этих испытаниях. Календарные сроки работ по основным компонентам перспективной системы ПРО согласно проекту совета DAB представлены в таблице. Генерал-лейтенант Джеймс Абрахамсон, возглавлявший в течение пяти лет управление SDIO, сразу же после ухода с этого поста предложил проект "Бриллиантовые Камушки" (Brilliant Pebbles) —развертывания упрощенной системы ПРО со сравнительно небольшими затратами (порядка 25 млрд долл.)* В этой системе должны использоваться перехватчики одного типа, которые будут небольшими и недорогими. Как утверждает Абрахамсон, предложенный им проект может быть осуществлен быстрее и поэтому он станет более привлекательным для американской общественности. Упрощенная система ПРО может удовлетворить Требования Объединенного комитета штабов ( JCS ), предъявляемые к системе ПРО на первом этапе ее развертывания, а именно: обеспечить поражение 50% боеголовок советских МБР SS * 18 и 30% из 4700 боеголовок, которые Советский Союз может направить против США при первом ракетно-ядерном ударе. Кроме того, упрощенная система ПРО в состоянии защитить западноевропейских и азиатских союзников США от МБР наземного и подводного базирования. Действующий начальник управления SDIO генерал-лейтенант Джордж Монэхэн на заседании подкомитета палаты представителей по делам вооруженных сил, которое состоялось в середине марта 1989 г., выразил осторожный оптимизм в отношении проекта своего предшественника» В соответствии с концентрацией системы ПРО, одобренной советом DAB, должны использоваться противоракеты SBI, размещенные группами по 10 штук на борту боевых космических станций (БКС). По проекту упрощенной системы ПРО противоракеты SBI будут совершать свободный полет поштучно. К недостаткам упрощенной системы ПРО по сравнению с системой, одобренной МО, на первом этапе ее развертывания является отсутствие части дистанционной аппаратуры для дискриминации целей на средней части траектории полета МБР. Система ПРО с разведывательной аппаратурой и перехватчиками наземного базирования будет обладать более высокими характеристиками по эффективности и выживаемости, но это приведет к увеличению стоимости системы на 25 - 30 млрд долл. «3 3 5-1
СО Календарные сроки работ по основным компонентам перспективной системы ПРО Наименование и сокращенное обозначение компонента Демонастрацион- ные и контрольные испытания прототипов ( demval ) Полном асштабная разработка Производство Разведывательный комплекс на активном участке траектории полета МБР ( BSTS) Разведывательный комплекс на космической части траектории полета МБР (SSTS Разведывательный комплекс наземного базирования ( GSTS) РЛС наземного базирования ( GBR) Командование и контроль/управление работой и интеграция функций компонентов системы ( С С /S 01F) Перехватчики космического базирования (SBI) Перехватчики наземного базирования (GBI) 1989-1990 гг. 1989 - начало 1992 гг. 1989-1993 гг. 1989 - сред. 1993 гг. 1991-1997 гг. 1992-1997 гг. серед. 1992- 1997 гг. серед. 1992 - нач. 1997 гг. 1989 - 1994 гг. 1992-1999 гг. 1989 -1993 гг. 1989 -1993 гг. серед. 1992 1997 гг. серед. 1992 1996 гг. 1994-2000 г. 1995-2000 г. 1995-2000 г. серед. 1992 ~ 1999 гг. 1997-2000 г. серед. 1996 - 2000 гг. 1996 - серед. 2000 гг.
Как заявил генерал Монэхэн, программа разработки противоракет SBI пересматривается. Решение о полномасштабной разработке будет принято в 1994 г. Компоненты противоракеты SBI должны пройти лётные баллистические испытания на полигоне Уайт^Сандс в 1990 - 1992 фин. гг. Лётные испытания по перехвату боеголовок МБР с помощью противоракеты SBI на Кваджалейнском ракетном полигоне планируются на 1993 фин. г. Согласно календарному плану, представленному генералом Монэхэном в середине марта 1989 г., производство основных компонентов перспективной системы ПРО должно начаться в следующие сроки: перехватчики SBI - 1996 r.j разведыва~ тельный комплекс BSTS - 1994 г.; разведывательные комплексы SSTS и GSTS - 1995 г.; перехватчики GBI - 1996 г. Как ожидают, планы, разработанные администрацией президента. Рейгана, подвергнутся корректировке новой администрацией президента Буша. Во время слушаний в середине февраля 1989 г. генерал Монэхэн сообщил сотрудникам Белого Дома некоторые технические сведения о компонентах системы ПРО, которые будут развернуты на первом этапе. Комплекс BSTS должен состоять из шести орбитальных ИСЗ и трех резервных ИСЗ, а стоимость его составит 8 млрд. долл. В состав комплекса SSTS будет входить также шесть орбитальных ИСЗ. Разрешающая способность этого комплекса будет значительно выше, чем комплекса BSTS. Наземные демонстрационные испытания элементов комплекса SSTS намечены на 1992 г.; по результатам анализа испытаний будет выбран один подрядчик для изготовления комплекса. Как считает Монэхэн, он не знает, будут ля разведывательные комплексы BSTS и SSTS соответствовать требованиям договора об ограничении системы ПРО. Это заявление усилило нападки на него со стороны противников программы СОИ. Б. И. Ермишкин "•Aviation Week and Space Technology", 1989, 13G, №12, 61,63; 260-261 11. НИОКР по программе СОИ В соответствии с указанием министра обороны США Управлению эксплуатационных испытаний и оценок (ОТ and E) весной 1989 г. поручено провести оценку хода работ по прог- 5-2 35
рамме СОИ: проверить планирование, текущую деятельность и отчетность по оценке ожидаемых эксплуатационных качеств перспективной системы ПРО на раннем этапе ее развертывания. В 1989 фин. г. начнется анализ функционирования моделей различного типа с целью определения объема данных, который* может быть получен для оценки работоспособности перспективной системы ПРО на раннем этапе ее эксплуатации. В 1990 фин. г. анализ будет продолжен, а в 1991 фин. г. начнется переход к этапу Проведения контрольных и эксплуатационных испытаний компонентов системы ПРО. Объектом внимания управления ОТ and Е являются: средства разведки, захвата и слежения за целямиj оружие направленной энергии -9 кинетическое оружие, системной анализ и боевое управление^ выживаемость # уязвимость; ключевые технологии» Весной 1989 г. конгресс рассматривал проект бюджета министерства обороны (МО) США на 1990 фин. г., включая ассигнования на программу СОИ. В выступлениях директора управления по программе СОИ ( SDIO) генерал-лейтенанта Джорджа Монэхэна говорилось об оставании в осуществлении ряда работ по программе СОИ. Например, разработка элементов системы ПРО, которые войдут в ее состав на первом этапе развертывания отстает на два года: их разработка начнется не в 1992 г., как планировалось ранее, а лишь в 1994 г. Производство некоторых видов дистанционной аппаратуры начнется в середине 1994 г., а противоракет - не ранее 1998 г. Срок принятия решения президентом и конгрессом о развертывании системы ПРО остался прежним - 1994 г. НИОКР по программе СОИ замедляются в связи с сокращением ассигнований на нее: с начала работ было выделено 33 млрд$ долл. вместо 41 млрд. долл. по проектам бюджетов, представленных МО; на 1990 фин. г. конгресс прецусматривает выделить 4,6 млрд. долл. (МО просило 5,6 млрд. долл.). НИОКР по оружию направленной энергии идут с опозданием от первоначально планируемых сроков. На 1990 фин. г. конр- ресс соглашается выделитьi а) оружие направленной энергии — 830 млн.долл. (запрос МО - 1,1 млрд*долл.)$ б) кинетическое оружие - 1,1 млрд¥долл. (запрашивалось 1,35 млрд .долл.) Сокращение ассигнований на 1991 фин. г. на программу СОИ составит 1,3 млрд. долл. (МО просило на всю программу 6,7 млрд,долл). По основным видам оружия ассигнования составят: а) оружие направленной энергии - 960 млнц( вместо 1,3 млрд.долл.); б) кинетическое оружие - 1,3 млрд. долл. (запрашивается МО 1,53 млрд i долл.). 36
Генерал Монэхэн остановился на сроках разработки отдельных компонентов перспективной системы ПРО, например, на том, что не изменяется сроки разработки, противоракеты наземного базирования, разведывательного комплекса GSTS и РЛС наземного базирования. Он обратил внимание на слишком большую уязвимость ИСЗ, входящих в состав разведывательного комплекса SSTS. Это может отразиться на боевой эффективности противоракет космического базирования ( SBI). В течение 1989 г, управление SDIO должно было отработать ряд дркументов: а) директиву Белого Дома по обеспечению национальной безопасности: США; б) анализ концепций вывода на орбиту космических вооружений^ в) руководство по исполнению бюджета. Управление GAO при рассмотрении сметы МО на развертывание первого этапа системы ПРО, в соответствии с которой общие затраты составят 69,1 .млрд, долл., оценило эту цифру как "очень оптимистическую *. Ряд членов палаты представителей конгресса (Джон Конейрс, Барбара Боксер) считают эту сумму слишком большой. Высокопоставленный сотрудник управления GAO Фрэнк Конэхэн сообщил, что сметная стоимость 68,1 млрд* долл. определена в ценах 1988 г. При учете инфляции эта сумма составит о*голо 89 млрд, долл. не считая затрат на эксплуатацию системы, которые достигнут 2,8 млрд долл. в год (во курсу доллара в 1988 г.). В сумму 69,1 млрд. долл. входит резервный фонд в размере 7,6 млрд^долл. В соответствии с пятилетним планом финансирования (FYDP ) затраты на программу СОИ составят 43,5 млрд. долл., в том числе на: полномасштабную разработку и изготовление некоторых компонентов — 15 млрд. дол/ц на разработку перспективных технологий — 20 млрд;долл. По заявлению генерала Мо- нэхэна, в состав суммы 69млрд, долл. входят затраты: на НИОКР — ^29 млрд^долл*; на изготовление - 39 млрд. долл. Как считает Конэхэн, 69 млрдАдолл. будут истрачены в течение 12 лет, в том числе lt9 млрд^долл. израсходованы в 1987 - 1989 фин. гг. По смет^опубликованной в июне 1987 г., на развертывание первого этапа системы ПРО необходимо было истратить 145t7 млрд*долл. Сокращение этой суммы до 69,1 млрд. долл. достигнуто, как утверждает Конэхэн, за счет трех основных мероприятий: 1) сокращения числа некоторых компонентов, включаемых в состав системы ПРО^ 2) изменения технических характеристик системьц 3) изменений типов образцов, которые обсчитывались в процессе составления сметы. Например: 37
- Количество противоракет SBI было сокращено на 51%, что снизило расчетные затраты примерно на 19 млрд .долл. и еще на 900 млн. долл. расходы, которые потребовались на закупку носителей, - Численность ИСЗ в составе разведывательного комплекса GSTS уменьшена на 42%, а количество пусковых установок для запуска ИСЗ комплекса - на 73% (сокращение сметных затрат на 400 млн,долл.). - Уменьшены размеры боевых космических станций (БКС), на которых должны размещаться противоракеты космического базирования SBL Из состава БКС исключена система управ^- ления огнем; устранены некоторые функции системы боевого управления (ВМ/СЗ). Сокращено число сооружений в составе наземного комплекса. В результате сметная стоимость уменьшилась на 18,7 млрд. долл. - Упрощена конструкция космических компонентов разведь*- вательного комплекса GSTS, которые будут больше напоминать ракеты, чем ИСЗ* Это позволило снизить стоимость на 700 млн«долл. - Изменена конструкция противоракет SBI (сокращение сметных затрат на 14,1 млрд,долл.). Общее сокращение сметной стоимости на 76,6 млрдддолл. обеспечивается за счет следующих компонентов системы ПРО (в млрдддолл.): противоракеты SBI -51,6; разработка систем и их комплексирование - 8,5; обеспечение запусков - 7,7; разведывательный комплекс GSTS~6,0; разведывательный комплекс SSTS -5,3; разведывательный комплекс BSTS — 1,2; противоракеты ERIS -0,8. Новые дополнительные зат*- раты должны составить: 3,1 млрд.долл,- включение в состав системы ПРО РЛС наземного базирования; 1,1 млрдддолл. - эксплуатационный резерв для покрытия дополнительных расходов, связанных с возможным увеличением количества некоторых компонентов системы ПРО. Весной 1989 г. впервые удалось получить от химического лазера» разрабатываемого по программе "Альфа", излучение большой мощности. Источником энергии лазера являются реакции взаимодействия между водородом и фтором. Лазер излучает на длине волны 2,7 мкм. Благодаря этлм испытаниям облегчается подготовка к эксперименту "Зенит Стар", предусмат*- ривающими испытания лазера в космосе. При испытаниях лазер работал около 0,2 с в режиме нескблько ниже максимальной мощности. Никаких повреждений оптической аппаратуры не об- 38
наружено. Эксперимент проводился на образце лазера, специально спроектированном для космического применения, в вакуумной камере фирмы TRWe В 1990 г. испытания химического лазера будут продолжены с целью полного излучения процессов его работы. С помощью дополнительной оптической аппаратуры для фокусировки луча лазера будет обеспечиваться поражение удаленных целей. На создание эксплуатационного образца лазера космического базирования с дальностью действия несколько тысяч километров потребуется еще 4-5 лет. В связи с изменением приоритетов в программе СОИ НИОКР по лазерам на свободных электронах (FEL ). наземь ного базирования замедляются, а для сокращения затрат на их разработку и изготовление существенно уменьшается их мощность. Принятие на вооружение лазеров этого типа ожидается после 2000 г. Строительство и испытания экспериментального лазера должны быть произведены на ракетном полигоне Уайт*- Сандс (шт. Нью-Мексико). За получение контракта на изготов^- дение лазера борются на конкурсных началах две группы: 1) Лос-Аламосская национальная лаборатория совместно с фир>- мой Boeing; 2} Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса совместно с фирмой TRW. Выбор разработчика должен был состояться летом 1989 г. Лазер FEL малой мощности позволит существенно сократить затраты на его изготовление и в то же время обеспечит получение такого же объема научной информации, что и лазер большой мощности. В процессе испытаний экспериментального лазера должны быть изучены вопросы теплового расплыва- ния луча и методы компенсации атмосферных искажений. Командование стратегической обороны Армии ( AS DC), которое отвечает за разработку лазера FEL, начало проводить изменения в организации НИОКР. Начальник управления SDIO генерал-лейтенант Джордж Монэхэн проявляет беспокойство по поводу высокой степени уязвимости ИСЗ, входящих в состав разведывательного комт^- лекса SSTS,. со стороны противоспутникового оружия Совето- кого Союза. В состав комплекса должны войти 18 ИСЗ, находящихся на орбитах высотой около 20 тыс. км. На борту ИСЗ будет размещена дистанционная аппаратура, работающая в ИК—, видимом и УФ-диапазонах спектра, для слежения за полетом боеголовок и ложных целей после их отделения от корпуса МБР. Комплекс BSTS будет значительно менее уязвимым 39
благодаря использованию геостационарных ИСЗ, .Командование AS DC в начале 1989 г. планировало заключить контракт с какой-либо организацией сроком на два года с целью определить возможность использования Воздушной разведывательной лаборатории AST (Airborne Surveillance Testbed) для испытаний оптической аппаратуры, которая будет использоваться в системе ПРО для захвата, слежения и дискриминации целей. Заместитель директора Центра линейных ускорителей при Станфордском университете Сидней Дрелл в марте 1989 г. заявил на заседании подкомитета палаты представителей по делам вооруженных сил о необходимости расширения НИОКР по дистанционной разведывательной аппаратуре для средней части траектории полета МБР. В лаборатории астронавтики ВВС США (авиабаза Эдварде, шт. Калифорния) создан стенд для лабораторных испытаний макета противоракеты SBI ш * Макет противоракеты (масса 70 кг, длина 1,8} оснащен разнообразными ракетными микродвигателями для удержания его на высоте 9 м над сеткой стенда и совершения маневров нацеливания на мишень. Макет работает автономно в соответствии с заложенной в него прог*- раммой. Использование стенда и макета противоракеты предоставляет возможность проверить работоспособность двигателей и инердиальной системы управления. В конце апреля 1989 г. было проведено третье испытание макета прртиворакеты SBI, при котором макет продержался в воздухе 21 с и продемонстрировал способность слежения за целью, удерживаясь на расчетной высоте. На конец мая 1989 г, намечался четвертый цикл испытаний, ~ в процессе которого макет противоракеты должен был следить за работающим ракетным двигателем, находящимся на площадке вблизи испытательного стенда. Макет противоракеты SBI и испытательный стенд изготовлены отделением Rocketdyne корпорации Rockwell International в соответствии с контрактом управления SDIO стоимостью 9,1 млн,долл. Стоимость макета противоракеты составляет 3 млн. долл., затраты на испытания в конце апреля 1989 г. достигли 500 тыс долл. Указанные cpez*- етва могут быть использованы для испытаний упрощенных противоракет космического базирования, которые предусмотрены проектом "Бриллиантовые Камушки". В середине 1989 г. управление SD10 и МО Израиля подписали меморандум взаимопонимания о совместном прове- 40
дении НИОКР по созданию Испытательного комплекса для оно» тем ПРО на t_ театрах военных действий ( TBMDTB ). Комплекс должен обеспечить математическое моделирование системы ПРО на Среднем Востоке, включая взаимодействие между отдельными компонентами системы, боевое управление и анализ процессов типа оператор-машина. НИОКР будут проведены в течение 30 месяцев после заключения контракта* Б. И, Ермишкин "Aerospace Daily", 1989, 149, № 50, 405; № 51, 410 - 411; № 53, 428; 1Д0, Ж 7, 53-54; № 20, 159; J* 31,257 "Aerospace Engineer", 1989, 9, № 4, 22; № 6, 49-50, 52 ~ "Aviation Week and Space Technology", 1989, 130, Ж 21,22,22-23 "Defense Daily", 1989, 162, Ж 18, 142; 145; № 50, 402; Ж 54, 437,438,439; Ж56,Т5$; №57, 464, 466 12. Участие стратегического оборонительного командования Армии в программе СОИ 23 марта 1989 г, исполнилось шесть лет программе СОИ, На протяжении всего этого периода Стратегическое оборонительное командование Армии США ( SDC ) принимало активное участие в осуществлении программы. 10 июня 1984 г. под руководством SDC был проведен эксперимент НОЕ ( Homing Overlay Experiment), в процессе которого противоракетой была поражена мишень, находившаяся за пределами . атмосферы Земли. Наведение противоракеты производилось с помощью оптического устройства, по командам выдаваемым бортовой ЭВМ. 21 мая 1987 г. экспериментальной противоракетой FLAGE ( Flexible Light Weight Aigle Guided Experiment), разработанной SDC, была поражена ракета "Ланс",. летевшая по баллистической траектории. Наведение противоракеты FLAGE осуществлялось бортовым РЛ- устройством. Эксперименты НОЕ и FLAGE показали принципиальную возможность поражения МБР в результате прямого соударения с противоракетой. Командование SDC было создано на базе организации BMDO (Ballistic Missile Defense Organization), в состав которой входили Командование BMDSC (Ballistic Missis 6-1 41
Defense Systems Command) и Центр перспективной техники (АТС }♦ Техника, создаваемая SDC, базируется на технологиях, которые отрабатывались длительное время в интересах создания систем ПРО. Командование SDC размещено в: а). Арлингтоне (шт. Вирджиния)> численность аппарата - 65 челоёек^ б) Хантсвилле (шт. Алабама), где около 800 сотрудников руководят НИОКР и различными проектами, В ведении командования SDC находится Кваджалейнский ракетный пол»- гон, на котором работает 150 постоянных сотрудников и около 1,5 тыс. представителей организаций, выполняющих работы по заказу SDC. Ассигнование на программу СОИ в 1988 и 1989 фин. гг. составили по 3,6 млрд долл. Главными руководителями НИОКР были: Армия ~ 1,3 млрд долл; ВВС - 1,3 млрд^долл.* упра&- ление SDIO -1,0 млрд#долл. Армия принимает участие в НИОКР по всем пяти основным направлениям работ. Разведка, захват и слежение за целыми. оценка степени поражения _ SAT К A (Surveillance, Acqisition, Tracking and Kill Assessment), Это направление НИОКР включает проведение таких крупных экспериментов, как ОАО, ОАМР, "Кобра Джуди" и "Куин Матч". Экспериментом ОАО ( Airborne Optical Adjunct) предусматривается проведение летных испытаний сложной ИК- аппаратуры и процессора для обработки полученных данных» которые установлены на борту модифицированного самолета "Боинг-76 7^ Эксперимент ОАМР ( Optical Airborne Measurement Platform) также предназначается для лётных испь*- таний на борту самолета ИК-аппаратуры, а помощью которой должны определяться сигнатуры баллистических ракет, летящих за пределами атмосферы Земли, В процессе эксперимента ОАО необходимо собрать ограниченное число характеристик огромного перечня целей и провести мгновенную обработку полученных данных. При эксперименте ОАМР используется аппаратура, имеющая исключительно высокую точность, с целью поочередного сбора данных от ограниченного числа целей и передачи их на наземные станции для последующей обработки, РЛС наземйого базирования (GBR-1 предназначается для разработки и проверки РЛ-оборудования с фазированными антенными решетками с целью дискриминации целей в реальном времени при полете на среднем участке траектории. РЛС GBR дополняет оптическую аппаратуру космического базирования Эксперимент "Кобра Джуди" предусматривает сбор да»-* 42
ных о сигнатурах различных целей с помощью РЛС корабельного базирования* В состав РЛС входят фазированная антенная решетка X «-диапазона и параболическая антенна Х-диапазона, В эксперименте используется РЛС, разработанная Армией, которая установлена на борту корабля, принадлежащего ВМС, Эксперимент проводят специалисты ВВС. Эксперимент уКуин Матч* имеет те же цели, что и ОАМР, нб выполняется с помощью ИК—аппаратуры, установленной на борту ракет. Регистрация сигнатур целей при полете ракеты на большой высоте позволяет избежать искажений и затухания, вызываемых атмосферой Земли. Состояние НИОКР, проводившихся в течение пяти лет по направлению SAT К А, характеризуется следующим образом: а) аппаратура и оборудование для эксперимента ОАО изготовлены и собраны для проведения наземных испытаний, летные испытания должны были начаться в конце 1989 г.; б) по экспериментам ОАМР и "Куин Матч" завершена подготовка всей необходимой техники и начаты испытания; в) испытания по эксперименту "Кобра Джуди" ведутся более двух лет, с помощью антенны X—диапазона получены важные данные в интересах программы СОИ, г) с помощью РЛС GBR проведены съемки целей на конечном участке траектории полета и начаты съемки на среднем участке, опробована новая технология с помощью излучающих модулей большого усиления HGRM ( High Gain Radiating Modules). Технологии, созданные в процессе НИОКР по направлению SATKA, являются надежной базой для продолжения исследований по программе СОИ» Созданы длинноволновые ИК—приборы с углом поля зрения до 40°f в фокальной плоскости которых размещается до миллиона чувствительных элементов. Отработана технология изготовления оптической аппаратуры, стойкой к факторам ядерных взрывов. Технология IBC (Impuri- ti Band Conduction), которой присущи высокая радиационная стойкость, доведена до изготовления компонентов БИС. С помощью технологии IBC недавно создан твердотельный фотоумножитель, способный подсчитывать отдельные фотоны. Созданы математические программы для извлечения сигналов из потоков, загрязненных гамма-излучением. Разработана установка для абсолютной калибровки длинноволновых ИК— приборов» Кинетическое оружие ( KEW ^ Армия США ведет разработку противоракет HEDI *. для поражения боеголовок МБР 43
в верхних слоях атмосферы и ERIS - для выполнения тех же функций за пределами атмосферы Земли. К числу перспективных разновидностей оружия KEW относятся электромагнитные уско*- рители (ЭМУ) снарядов для поражения МБР. Сейчас ведутся исследования электромагнитного (ЭМ) и электротермического (ЭТ)> видов ЭМУ. В устройствах типа ЭМ используются рельсы для направления движения снаряда и электромагнитные катуц*- ки для его разгона. В ускорителях типа ЭТ электромагнитная энергия преобразуется в энергию сжатия газа с небольшой молекулярной массой, которая обеспечивает разгон снаряда. Одной из разновидностей является установка типа САР (Combustion Augmented Plasma), в которой энергия плаэ- мы, созданной электромагнитными силами, дополняется энергией сгорания - компонентов топлива. Ускорители типа ЭТ будут непосредственными конкурентами для существующей артиллерии. Командование SDC ведет разработку снарядов для ЭМУ различного типа, которые были бы способны переносить очень высокие перегрузки, характерные для ЭМУ. В соответствии с программой LEAP (Lightweight Exoatmospheric Projectile) разрабатываются снаряды для поражения целей в космосе; программа D2 имеет целью создание снарядов для наземных ЭМУ, которые должны поражать цели в пределах атмосферы Земли. Выполнение НИОКР по оружию KEW характеризуется следующим образом: а) первые летные испытания противоракеты HEDI должны были состояться в августе 1989 г., а противоракеты ERIS - в феврале 1990 r.i б) ЭМУ находятся в начальной стадии разработки; на установках типа ЭТ небольшие снаряды разгонялись уже до скоростей 3 км/с, а снаряды мао- сой более 1 кг - до скоростей более 1 км/с; на установках типа ЭМ получены еще более высокие результаты; в) по npoi>- раммам D2 и LEAP созданы снаряды массой 2-3 кг, испытания которых должны были начаться в конце 1989 г. К числу технологий, разработанных в процессе НИОКР по направлению KEW, относятся инерциальные измерительные блоки ( IMU ) и микроракетные двигатели для создания поперечной тяги. В твёрдотельных IMU используются резонансные стекловолоконные и твердотельные ускорители* В микроракетных двигателях для противоракет HEDI достигнуто отношение тяги к весу порядка 1000:1. Оружие направленной энергии ( DEW ). Армией США ведутся НИОКР по программам GBFEL- разработка лазера на с во-. 44
бодаых электронах наземного базирования и NPB - создание ускорителя потоков нейтральных частиц. Концепцией GBFEL предусматривается создание лазеров наземного базирования и системы космических зеркал на геостационарной и низких орбитах для поражения МБР на активном участке траектории полета и вскоре после его завершения. Строительство комплекса для испытания лазеров FEL уже начато на ракетном полигоне Уайт^-Сандс (срок окончания - конец 1994 г.). Ускорители NPB должны базироваться в космосе. В ускорителе предусматривается производить разгон отрицательных ионов с нейтрализацией их на выходе за счет 'сдирания4" избыточных электронов. Малые NPB предполагается использовать в качестве установок для выявления реальных целей в облаке ложных целей при полете на среднем участке траектории, а крупные NPB - в качестве пучкового оружия. Выживаемость, убойная сила и ключевые технологии (SLKT \^ НИОКР этого направления ставят следующие задачи: поиски методов повышения выживаемости вооружений» сокращение неопределенностей в оценке убойной силы и уязвимости оружия и военной техники; оценка эффективности средств противодействия; разработка новых материалов, конструкций и энергоустановок. В последние годы получены следующие достижения: увеличена в 50 раз по сравнению с 1983 г. стойкость электронных компонентов и аппаратуры к факторам воздействия ядерного и неядерных видов оружия; повышена в 10 раз (по сравнению с уровнем, имевшим место несколько лет назад) стойкость конструкций к ударным и взрывным нагрузкам; достигнуто очень большое продвижение в понимании процессов оценки убойной силы различных видов оружия; разработаны, уточнены, откалиброваны и проверены программы для ЭВМ и методы моделирования процессов поражения целей с помощью многочисленных экспериментальных установок в национальных лабораториях, включая Исследовательскую лабораторию ВМС ( NRL)» Системный анализ и боевое управление ( SABM^» НИОКР по этому разделу включают одновременное проведение исследований по многим направлениям: создание компактной ЭВМ (размером с небольшой чемодан), эквивалентной по своим характеристикам пяти ЭВМ типа VAX; проведение нескольких экспериментов на основе методов математического моделирования, обеспечивающих ввод данных в реальном времени; подготовка программного обеспечения для боевого управления; уо- 45
пешное завершение комплексного эксперимента с использованием аппаратуры SATKA, в процессе которого обеспечивалась корреляция в реальном времени между работой дистанционной аппаратуры различного типа. Система ПРО ^театров военных действий (TMD1. НИОКР по TMD были начаты командованием SDC в 1985 г. по просьбе начальники управления SDIO. Эффективная система TMD должна обеспечивать защиту от крылатых ракет и самолетов. В НИОКР принимают участие организации 18 государств * союзников США» В соответствии с программой 1ST ( Invite, Show and Test) проводятся испытания и оценка вариантов систем TMD и их компонентов, которые могут быть развернуты в ближайшем будущем. Программа 1ST предусматривает также испытания и оценку эффективности убойных механизмов различного типа, дистанционной аппаратуры и систем боевого управления, предложенных организациями США и ее союзников. Первый этап программы 1ST, который предусматривал оценку зрелости предложенных технологий, завершен. На втором этапе, который продолжался в 1989 г., предусматривается проведение исследований систем, подсистем и отдельных компонентов, являющихся наиболее перспективными для исполеу- зования в дальней перспективе. Создается Испытательный комплекс для усовершенствованной системы ПВО (EADTB). Б» И» Ермишкин "Journal of Aerospace Engineering", 1989, 2, № 3, 111— 118 *— 13« Перспективы разработки в США системы противоспутниковой обороны В марте 1989 г. в подкомитете палаты представителей по делам вооруженных сил обсуждался вопрос о перспективах создания системы противоспутниковой обороны (ПСО). Представители министерства обороны (МО) убеждали конгресс в необходимости разработки системы ПСО, которая могла бы быть развернута во второй половине 9О~х годов» В перспективной системе ПСО предпочтительнее использовать более простое кинетическое оружие, а не сложное лазерное оружие. В первоначальном варианте системы ПСО для поражения ИСЗ вероятно будут использоваться ракеты с оптической системой наведения морского и наземного базирования. Представители МО считают, что разработка системы ПСО 46
должна производиться на основе результатов, полученных в ходе проведения НИОКР по программе СОЯ В частности, можно было бы использовать результаты, полученные при разработке противоракет наземного базирования» Предложение МО о выделении в 1990 фин. г» 200 млн долл. на НИОКР по системе ПСО вызвало возражения со стороны ряда конгрессменов, которые опасаются возникновения нового витка гонки вооружений между США и Советским Союзом, Другие конгрессмены поддержали МО в желании создать новую систему пса Значительная часть НИОКР по системе ПСО будет проводиться под руководством Командования стратегической обороны Армии США ( ASDC }, находящегося в г. Хантсвилле (шт. Алабама). Командование ASDC уже создает отдел для руководства НИОКР по созданию противоспутниковых ракет на основе результатов, полученных в ходе осуществления программы СОИ. Начальником этого отдела (численность около 70 человек) назначен бригадный генерал Морган Джелетт. Другие подразделения ASDC будут оказывать помощь отделу генерала Джелетта. Фрэнк Кендалл (помощник заместителя директора управления по НИОКР для оборонительных систем) и генерал Джон Пиотровски (глава Космического командования США) поддерживают идею разработки новой системы ПСО. Такая система, утверждают они, обеспечит защиту морских коммуникаций США с их западными союзниками в случае возникновения военного конфликта. Руководство МО США уже давно стремилось создать систему ПСО, чтобы защитить свои спутниковые средства от угрозы нападения со стороны Советского Союза. Однако в начале 1988 г. ВВС приняли решение о прекращении работ по программе AS AT в связи с неоднократными запретами конгресса на продолжение летных испытаний системы, предусматривавшей запуски противоспутниковых ракет с борта самолета F- 15. МО и его Совет по закупкам оборонительной техники ( DAB ), намеревались рассмотреть в конце 1989 г. варианты системы ПСО с использованием ракет наземного и морского базирования. До принятия решения о разработке системы ПСО Армия и ВВС будут продолжать свеж самостоятельные НИОКР по оружию направленной энергии. Армия, под руководством которой ведутся НИОКР по лазерам на свободных электронах ( FEL) в интересах программы СОИ, намечает до 1991 фин. г. вклю- 47
чительно проводить исследования по использованию этих лазеров в системах ПСО. ВВС предложат свою концепцию системы ПСО на основе оружия направленной энергии. Администрация президента Рейгана в свое время разработала проект финансирования НИОКР по ПСО. Согласно этому проекту на 1990 и 1991 фин. гг. предусматривалось выделить 431,4 млн. долл., в том числе ВМС 95 млн. долл. в 1990 фин. г. (на разработку кинетического оружия для сио- тем ПСО) и 124,3 млн. долл. в 1991 фин. г. В бюджете ВМС на 1990 фин. г. предусмотрено 1,5 млн. долл. на продолжение испытаний химического лазера "Миракл" ( MIRACL — Mid-Infrared Advanced Chemical Laser). Б.И. Ермишкин MAviation Week and Space Technology", 1989, 130, № 12,266 "Defense Daily", 1989, 162, $ 51, 415-416; № 57, 466; 163, U 19, 155; № 37, 293, 294 14y Модернизация дентра SPADOC командования NOR AD Командование ПРО и ПКО континента Северной америки (NORAD ) проводит модернизацию Центра управления ПКО SPADOC (Space Defense Operations Center) и работы по программе CSSR (Communications System Segment Replacement), предусматривающей замену существующей системы связи CSS (Communications System Segment ) на более совершенную систему. Центр SPADOC является частью комплекса командования NORAD, размещенного в горе Шейенн вблизи г. Ко-» лорадо Спрингз (шт. Колорадо). После завершения реконструкции центр SPADOC сможет осуществлять слежение и определять орбиуальные параметры до 10 тыс. искусственных кюо- мических объектов. Центр обеспечит также передачу команд на борт американских военных ИСЗ об угрозе нападения на них противника с целью совершения орбитальных маневров для сохранения их существования. Модернизация центра SPADOS производится в три эт^« па ( Af В и С )0 Работы этапа А были начаты в 1983 г. с целью создания аппаратуры и программного обеспечения для автоматизации процессов оценки активности вероятных противников, которые могут представлять угрозу для американских HC3L На этапе В должна быть обеспечена способность прогнозирования полета около 400 ИСЗ и автоматизация подачи информации в базу данных, собирающей сведения о полете не 48
менее чем 10 тыс. космических объектов Этап С должен завершить автоматизацию всех процессов. Существующая система CSS обеспечивает почти всю цифровую связь со, станцией ВВС в горе Шейенн, в состав которой входят Космическое командование США и командование NORAD.. Головным исполнителем работ по программе модернизации центра SPADOC является фирма Ford Aerospace and Communications Corp. Основной субподрядчик по поставке оборудования - фирма IBM. в работах принимают также участие фкрмы: Mitre Corp. - оказание технической помощи управлению электронных систем ВВС; Logicon Inc. - проверка и окончательная отработка программного обеспечения для ВВС С11^ чтобы оно удовлетворяло всем тактико-техническим требованиям. Разработка программного обеспечения идет со значительным отставанием от плановых сроков. В сентябре 1984 г. (спустя шесть месяцев после анализа состояния работ по проектам) фирма Mitre Corp. предсказала, что отставание достигнет 8 — 13 месяцев. Специалисты фирм Mitre и Logicon выразили сомнения в способности фирмы Ford обеспечить качественную и своевременную разработку программного обеспечения* Одним из обстоятельств, затрудняющих работу, является желание ВВС обеспечить выдачу информации различного уровня секретности в зависимости от должности пользователя. Глава космического командования США генерал Джон Пиот^- ровски считает, что по различным причинам ввод в эксплуатацию вычислительных средств по программам SPADOC и CSSR задержится на несколько лет и приведет к удорожанию работ на 207 млн. долл.: а) По центру SPADOC удорожание составит 147 млн. долл., а срок ввода в эксплуатацию задержится на 7—8 лет^ б) по программе CSSR - перерасход оценивается в 60 млн. долл., а задержка - 4 года* Работы этапа А по центру SPADOC были приняты ВВС в незавершенном виде: по утверждению специалистов управления GAO, не обеспечивалась требуемая скорость выполнения 14 из 23 операций. Например, на операцию по оповещению ИСЗ, что он находится под угрозой нападения противника, затрачивается в четыре раза больше времени, чем указано в ттт. Осенью 1988 г. фирма Fotd предложила использовать на этапе В новую архитектуру вычислительного комплекса на основе ЭВМ типа IBM *-3090. ВВС решили не заключать конт^- 7-1 49
ракта на выполнение работ по этапу С до полного завершения работ на этапе В. Ожидается, что заключение этого контракта состоится в феврале 1991 г. Имеются трудности в осуществлении работ по программе CSSR. Даже в случае безупречной отработки первого блока программного обеспечения для CSSR, ЭВМ не могут быть установлены в помещениях внутри горы Шейенн из-за отсутствия стандартов на проводники к ЭВМ и связной аппаратуре и из-за перегруженности ряда кабелей, Б. И. Ермишкин "Aviation Week and Space Technology", 1989, 130, -¥21,24-25 * 15. Развертывание средств боевого управления и разведки (C3l ) в США Руководство министерства обороны (МО) США намечало к концу 1989 г. сформулировать тактико-технические требования (ТТТ) к перспективной спутниковой системе для обеспечения надежного боевого управления (С^ ) в конце 9О-х годов и в начале следующего столетия. Эта работа проводилась под руководством Управления оборонительной связи (DCA ) при активном участии военных пользователей. Часть из новых ТТТ будет реализована в военной спутниковой системе связи (ВССС) "Милстар*, которая станет эксплуатироваться в начале 9О-х годов. * Система "Милстар* станет первой ВССС, работающей в EHF— диапазоне (45 1Тц ) в направлении Земля — ИСЭ1 Связь в направлении ИСЗ - Земля будет осуществляться в SHF -диапазоне (21 ГГи). Основные преимущества этих частот - меньшая чувствительность к факторам ядерных взрывов, возможность уменьшения ширины луча диаграммы направле»- ности и размеров антенн пользователей. Развитие ВССС, прехь- шествовавших системе 'Милстар', шло в направлении увеличения рабочих частот. В системе "Милстар* предусмотрено использовать метод "прыгающих* частот, чтобы уменьшить вероятность создания помех средствами РЭБ противника, Томан Куинн (помощник министра обороны США по боевому управлению и разведке) оценивает систему 'Милстар* как удачный проект» В случае успешной эксплуатации этой системы аппаратура EHF зона будет установлена на ИСЗ серии DSC ,S -3. 50
По запросу МО США на 1990 фин. г., который был подготовлен администрацией президента Рейгана, на программы по СЗ предусматривается выделить 21,3 млрд долл. (на 300 млн. долл. или на 1^4% больше, чем в 1989 фин. г.). Планируемые ассигнования на 1991 фин. г. будут на 900 млн долл. (на 4,2%) больше, чем в 1990 фин. г.. Согласно ТТТ МО США в универсальней аппаратуре для передачи данных со скоростью от 75 бит/с и до 19,2 кбит/с должен использоваться метод модуляции волн. При более высоких скоростях передачи данных пользователи имеют право применять любые другие формы волн. Значительное увеличение ассигнований на 19 9О фин. г, предусматривается для следующих программ: Загоризонтная РЛС ОТН-В - 2О9,5 млн долл. (на 32% больше, чем в 1989 фин. г.) Выделяемые средства позволят развернуть второй сектор РЛС на Аляске» По бюджету на 1991 фин. г. будут выделены средства на развертывание РЛС ОТН-В в центральной части территории США. Система управления полетом тактической авиации - 233,1 млн долл. (рост на 96% по сравнению с предыдущим годом). Предусматривается поставка ракетных систем для создания помех РЛС противника, именуемых MCE (Modular Control Equipment — модульное контрольное оборудование). Армейская одноканальная система связи с самолетами Sinegars (Single—Channel Ground—Air Radio System) -315,7 млн. долл.) (на 33% больше). Эти ассигнования обеспечат изготовление оборудования и ввод системы в эксплуатацию. ИСЗ ВССС *Флитсатком* - 312,8 млн долл. (увеличение на 80%) . Это обеспечит поставку 2—го и 3-го ИСЗ для системы "Флитсатком". В 1990 и 19 91 фин. г. намечается выделить средства на закупку еще шести ИСЗ "Флитсатком" (по три ИСЗ в год) Б.И Ермишкин ffAviation "Week and Space Technology", 1989» 130, № 12, 251/253 " 16. Космическая разведка В апреле 1989 г. на заседании сенатского комитета США по разведке обсуждались вопросы финансирования космической разведки в ближайшие годы» в частности рассматривалось предложение об увеличении этих ассигнований в 1991 фин. г. * 51
до 3,4 млрд долл. (в 1989 фин. г. было 2,8 млрд. долл.» а несколько лет назад на уровне 2 млрд долл. в год и) Джон Пайк из Федерации американских ученых (FAS ) сообщил комитету, что в конде 1988 г. на борту МВКА "Спейс Шаттл* был выведен на орбиту первый разведывательный ИСЗ серии "Лакросс". Запуск второго ИСЗ этой серии намечался на июль 1989 г (на борту орбитальной ступени "Дискавери"). 3-й и 4-й ИСЗ серии 'Лакросс* должны быть запущены в 1990 и 1991 гг. с помощью РН "Титан-4Г с космодрома Ванденберг (с вновь строящегося комплекса SLC -4), В середине 1989 г. предполагалось вывести на орбиту с помощью МВКА 'Спейс Шаттл* первый ИСЗ серии КН-12. По предположению Джона Пайка^ запуск второго ИСЗ КН—12 с помощью РН "Титан-4* будет произведен в конце 19 89 г. с авиабазы на мысе Канаверал (шт. Флорида). Запуски 3-го и 4—го ИСЗ КН-12 состоятся с космодрома Ванденберг (шт. Калифорния) не ранее 1992 г, в связи с необходимостью увеличить грузоподъемность РН *Титав-4* до 18 т при выводе на полярную орбиту (существующие РН обеспечивают такую грузоподъемность, но при выводе на- орбиты с небольшим наклонением). Как заявил генерагГ Пиотровски, США необходимо создать ИСЗ для обзорной разведки, оснащенный PJt- и (или) ИК-апп^ ратурой, чтобы обнаруживать и следить за перемещениями советских кораблей и самолетов при любых метеорологических условиях в любое время суток. Новый космический разведывательный комплекс должен осуществлять дальнюю разведку» слежение за целями и наведение на них, а также обеспечивать командиров различных уровней разведывательной информацией, чтобы революшюнировать планирование апераций и тактику боя, не допуская внезапного нападения противника. Генерал сформулировал основные требования к перспективным средствам космической разведки: - Обеспечение обработки информации на борту ИСЗ и прямой передачи ее непосредственным пользователям в лице кс>- мандиров тактических подразделений. Создание лини* связи между ИСЗ и возможности передачи заданий на борт ИСЗ для получения необходимой развединформащш. - Повышение выживаемости ИСЭ и оснащение активной и пассивной аппаратурой для противодействия средствам РЭБ, средствами зашиты от противоспутников и лазерного оружия, 32
«- Включение в состав разведывательных комплексов орбитальных резервных ИСЗ^ чтобы обеспечить перестроение космического сегмента комплекса в случае вывода из строя нескольких ИСЗ, и резервных ИСЗ на Земле в готовности к запуску. Оснащение комплекса эффективными противоспутниковыми средствами для устрашения противника и лишения его возможности использовать свои спутниковые системы. - Увеличение числа ИСЗ в существующих спутниковых системах и создание новых спутниковых систем, особенно с ио- пользованиек РЛС космического базирования. Наличие резерва ИСЗ, носителей для их запуска и резервных стартовых комплексов обеспечит возможность проведения по требованию операций поддержки комплекса в случае возникновения конфликтных ситуаций и начала военных действий. Противоспутниковые системы США должны находиться в состоянии готовности для отражения атак боевых космических средств Советского Союза. — Модернизация разведывательных средств за счет оснащения более чувствительной аппаратурой, работающей в более широком диапазоне спектра электромагнитных излучений и обладающей высокой выживаемостью» Связные ИСЗ должны работать на более высоких частотах, иметь больше каналов связи с большей шириной полосы. Навигационная система "Навстар" должна обеспечивать мгновенное определение трех координат пользователей на всей поверхности земного шара. Военные организации США и Канады ведут совместные НИОКР по разработке РЛС космического базирования SBR (Space Based Radar ^. 'В апреле 1989 г. был объявлен конкурс на участие в демонстрационно-контрольных (demval ) испытаниях SBR, которые начнутся в 1990 г. Цель испытаг- ний - завершить разработку тактико^-технических требований, уменьшить риск потерпеть неудачу' при разработке РЛС, подготовить необходимые календарные планы работ и сметы для принятия решения о полномасштабной разработке РЛС Космическое управление ВВС США расчитывает на участие канадских организаций в испытаниях demval. В результате испытаний ожидается получение данныХф подтверждающих целесообразность использования: принятой конструктивной схемы; предварительной системы обеспечения РЛС (ELS—Integrated Logistics System); оборудования для обучения персонала и ио- пытаний компонентов РЛС; планов подготовки программного (математического) обеспечения и начальных планов производ- 53
ства. В процессе испытаний должны быть также проверены надежность, засекреченность и безопасность работы PJTG Управление электронных систем ВВС США ищет подрядчиков для участия в разработке системы боевого управления и связи. Глава космического командования США генерал Джон Пиот- ровски во время выступления перед членами конгресса США в мае 1989 г» указал на целесообразность использования спутниковых систем обзорной разведки для борьбы с контрабандой наркотиков в США. ИСЗ, оснащенные РЛ- или ИК*- аппаратурой, смогут вести постоянные наблюдения за Карибским бассейнов, через который осуществляется контрабанда наркотиков в США» До сих пор в США для этой цели используются самолеты Береговой Охраны типа Е-2С. В 1987 г. самолеты Е-2С налетали около 1,5 тыс. часов для обнаружения самолетов, применяемых наркобизнесом, в узком корридоре Багамские о-ва - Флорида, Б. И. Ермишкин "Aerospace Dauyf\ 1989, 150, » 9, 69-9% # 20, 162-163 — "Defense Daily", 1989, 163,'» 37,295; № 38, 305 1T« Запуски новых разведывательных ИСЗ в США После двух лет перерыва, названного катастрофой МВКА "Спейс Шаттл' в 1986 г. и авариями нескольких одноразовых РН, США возобновили запуски разведывательных ИСЗ» В декабре 1988 г. состоялся полет МВКА *Спейс Шаттл' с орбитальной ступенью (ОС) 'Атлантис*, в ходе которого на орбиту ~ был выведен разведывательный ИСЗ совершенно нового типа. Этот ИСЗ^ названный в момент запуска "Ивдиго*, а позднее ~ " Лакросс % оснащён РЛС для съемки поверхности Земли с высокой разрешающей способностью» В течение 19 89 г. намечалось вывести на орбиты с помощью РН гТитан-4* два ИСЗ для фотографической разведки КН—12» Таким образом к концу 1989 г. предполагалось создать мощный комплекс для ведения космической разведки, способный передавать огромное количество информации о всех военных целях на поверхности земного шара. Благодаря этому комплексу правительство США сможет осуществлять контроль за соблюдением соглашений об ограничении вооружений, определять точные координаты военных объектов и следить за ходом военных конфликтов в любом районе земного шара. 54
Важным компонентом разведывательного комплекса является спутниковая система слежения и передачи данных (TDRSS ). В марте 1989 г. в процессе полета МВКА "Спейс Шаттл' с ОС "Дискавери" на орбиту был выведен третий ИСЗ системы TDRSS, Хотя иэ-оа секретности официально не сообщается о военном использовании системы TDRSS, большинство обозревателей считает, что передача информации с борта разведывательного ИСЗ * Индиго-Лакросс * производится через ИСЗ TDRSS. Возможно, что и с ИСЗ КН-12 информация будет передаваться с помощью системы TDRSS Согласно заявлениям руководства НАСА, при использовании системы TDRSS наибольший приоритет предоставляется военным ИСЗ и МВКА 'Спейс Шаттл'. Управление работой системы TDRSS, осуществляют ЭВМ на наземной станции (НС) ракетного полигона Уайт-Савдс (шт. Ныо-Мексико). Меньшим приоритетом пользуется передача информации через систему TDRSS, поступающая с борта космического телескопа "Хаббла* и ИСЗ для изучения природных ресурсов серии "Лендсат". Поток информации с борта космического телескопа Хаббла составляет всего лишь 1 Мбит/с, что намного меньше, чем поток информации от разведывательного ИСЗ " Индиго-Лакросс *. Размещение на борту этого ИСЗ РЛС с синтезированием апертуры (SAR) создает много проблем по обеспечению своевременной обработки и передачи огромных потоков информации. Как заявил Роберт Кунер (бывший директор управления DARPA ), поток информации от РЛС с SAR, которая обеспечивает проведение- съемки с разрешающей способностью О,3 м, превышает несколько гигабит в секунду. Существующие спутниковые линии связи не в состоянии передавать такие большие потоки информации. Решить эту проблему можно двумя путями: 1) размещением на борту ИСЗ крупнейшего в мире суперкомпьютера)^ 2) дапискю в бортовых запоминающих устройствах (ЗУ) типовых потоков разведывательной информации, чтобы передавать ее в последующем при более низких значениях скорости передачи информации» НАСА намечает создать к концу 9О-х годов спутниковую систему наблюдений за Землей EOS (Earth Observing System), в которой будет использоваться РЛ-аппаратура для съемки поверхности Земли. Бортовая аппаратура обеспечит съемку полосы шириной 50 км при разрешающей способности 30 м» Можно увеличить ширину полосы съемки до 700 км при соответствующем ухудшении разрешающей способности 55
снимков. Поток информации с борта ИСЗ EOS не должен превышать 300 Мбит/с, чтобы обеспечить его передачу в реальном времени через систему TDRSS. Иэ-за ограничений, накладываемых системой TDRSS по ее пропускной способности, снимки, передаваемые с борта ИСЗ ^Индиго-Лакросс*, будут иметь более низкую разрешающую способность, чем снимки с ИСЗ КН-12 (ожидаемая разрешак>- щая способность порядка 0,1 м). Как считает Джон Пайк (член федерации американских ученых FAS ), ИСЗ 'Индиго- Лакросс'" обеспечивает проведение съемки с разрешающей способность^) 1 м, что достаточно для обнаружения и идентификации советских подвижных ракетных комплексов. Основное преимущество разведывательных ИСЗ с РЛ-аппаратурой - возможность круглосуточного ведения разведки при любых метеорологических условиях. ИСЗ серии 'Левдсат* и Kft-12 такой способностью не обладают. Как считают специалисты, ИСЗ КН-12 во многом напоминают космический телескоп "Хаббла*. Оба эти объекта должны размещаться в грузовом отсеке ОС МВКА "Спейс Шаттл', Первичное зеркало у ИСЗ КВ-12, наверное, несколько больше, чем у телескопа "Хаббла*. Последний при пребывании на околоземной орбите высотой 370 км может вести съемку поверх— ности Земли с разрешающей способностью 18 скь По мнению Пайка и Джеффри Вшельсона (сотрудник частного Архива национальной безопасности), на борту КВ-12 имеются большие запасы топлива, что позволяет опускаться до высоты 160 км для более детального изучения некоторых объектов. Американские ИСЗ Для ведения фоторазведки оснащаются адаптивной оптикой, управляемой с помощью бортовой ЭВМ, что позволяет компенсировать атмосферные помехи при съемке* Важнейшим компонентом разведывательных комплексов в настоящее время являются вычислительные средства, с помощью .которых обеспечивается извлечение максимума полезной информации из полученных снимков. Специалисты ЦРУ, МО и Управления национальной разведки (NRO ) ведут интенсивные работы по созданию программ для ЭВМ, чтобы обеспечить отбор наиболее ценной информации и обработку огромного потока данных, поступающих с борта разведывательных HC3L Если раньше разведывательные ИСЗ должны были осуществлять наблюдение за неподвижными объектами вероятного противника (например, за шахтными пусковыми установками МБР и аэродромами), то сейчас они должны обнаруживать и следить за перемещениями подвижных пусковых установок МБР» 56
С помощью ЭВМ должна просматриваться информация, полученная при обзорной разведке, чтобы отыскать электронный сигнал, характерный для пусковой установки определенного типа. Эта задача должна решаться в результате комплексной обработки информации, полученной с помощью дистанционной аппаратуры различного типа. Для решения этой сложнейшей проблемы потребуется несколько лет. В последние годы увеличились вопросы со стороны военного командования различных уровней на получение необходимой им спутниковой информации. Еще 10 лет назад МО США начало НИОКР по программе TENCAP (Tactical Exploitation of National Capabilities), цель которой - обеспечение доступноо- ти спутниковой разведывательной информации войсковому командованию. Хотя программа TENCAP засекречена, обсуждения ее часто проводились на слушаниях в конгрессе. В 1981 г. система TENCAP была внедрена в штабном колледже Морской пехоты США. Как считает генерал-лейтенант Гарри Хэгэмэн (бывший начальник разведки Морской пехоты), основное препятствие на пути широкого использования спутниковой разведывательной информации - чрезмерная засекреченность. В настоящее время затрачивается несколько часов на доставку спутниковых снимков военным пользователем. В недалеком будущем разведывательная информация будет передаваться в реальном времени. Системы обработки и распространения спутниковой разведывательной информации требуют больших затрат. Согласно данным газеты "Defense News'%ApMHa США за прошедшие десять лет истратила от 840 млн. до 1 млрд долл. на создание системы AS AS (All Source Analysis System), назначение которой распределение развединформации, полученной из различных источников, среди командующего состава Армии США. Иэ-за значительных трудностей в разработке программного обеспечения системы для ее ввода в эксплуатацию потребуется еще 2-3 года и около 200 млн. долл. Согласно опубликованным данным, Белый Дом согласился с оценкой сенатского комитета по разведке, который признал необходимым истратить на усовершенствование разведывательных систем в предстоящие 5-6, лет 6 млрд долл. По оценке Джона Пайка, стоимость одного ИСЗ КН-12 составляет 1,5- 2#0 млрд долл., не считая затрат на запуск. Б. И. Ермишкин -Science", 1989, m * 4898, 1541-1543 57
18. Выживаемость систем связи В октябре 1987 г. главнокомандующий космическими войсками США был ознакомлен с проектом архитектуры Объединенной системы предупреждения об угрозе нападения и оценки потерь ITWA (Integrated Threat Warning and Assesment ). Выживаемость линий связи, обеспечивающих функционирование системы представляет собой одну из наиболее серьезных проблем. Предметом особого внимания главнокомандующего стали уровни истинной выживаемости и пропускной способности. Таких систем как GWEN и JRSC, а также выживаемость вь*- сокочастотных и метеорных систем связи. Для изучения этих .вопросов была создана специальная рабочая группа* Группа рассмотрела несколько новых передовых технологий, возможность их применения в обозримом будущем и, основываясь на требованиях к выживаемым и сверхвыживаемым сетям связи, разработала так называемую "матрицу рекомендаций', приведенную в таблице. Относительно систем, перечисленных в таблице, высказаны следующие предложения: AFSATCOM. Система может оказаться недоступной космическому командованию ВВС в случае необходимости поскольку вариант непреимущественного доступа космического комав- дования ВВС к приемопередатчикам не изучался. ЕЬли Объединенный комитет начальников штабов не примет решения о целевом использовании системы AFSATCOM в интересах коо- мического командования ВВС, ее следует исключить из архитектуры ITWA как ненадежное средство. Высокочастотная метеорная связь. По мнению членов рабочей группы, такая система может быть потенциально наиболее полезной для Космического командования. Поскольку технология опробована и оборудование уже имеется, Космическое командование, включив систему в свою сеть, может получить доступ ко всем местам дислокации своих датчиков, ко всем средствам передового базирования и ко всем подвижным пользователям. С помощью такой системы уже продемонстрирована возможность передачи данных со скоростью и достоверностью, соответствующими требованиям: сверхвыживаемости* DSCS -3. Это разработка на базе существующей технологии, дающая Космическому командованию расширенные возможности по свази с использованием существующих помехоустойчивых линий спутниковой связи в диапазоне КВЧ. Нео- 58
Матрица рекомендаций Тип системы (по |убыванию приоритета) Ближайшая перспектива (О-5 лет ) Среднесрочная перспектива (5-10 лет) Дальняя перспектива. (10-20 лет) 1. AFSATCOM 2. ВЧ/метеор- ная связь 3. DSCS-3 4* Волоконно- оптические линии Изучить вариант непреимущественного доступа Выработать требования, внедрять Выработать требования Выработать требования Внедрять Внедрять 5« Речевая зако~ Усовершенст- дирсванная связь 6» Лазерная связь в сине- зеленом диапазоне 7, Космические линии связи с коммутацией вовать и внедрять Выработать требования Выработать требования Внедрять 8. Распределен- Выработать ные сети спут-требования никовой связи Внедрять Внедрять мотря на то, что платформы и полезная нагрузка КА уже спроектированы, распределение линий связи еще не закончено. Космическому командованию рекомендовано выработать требования к ИСЗ DSCS— 3 следующего поколения, которыми предполагается заменить существующую систему JRSC, Кроме 8-2 59
того, рекомендовано ввести в эксплуатацию линии связи, немедленно после введения в оперативное использование созвеэ* дия новых ИСЗь Специализированные волоконно» оптические линии связи (ВОЛС), Обладают большими возможностями в качестве назек*- ного сегмента системы ITWA, способного дополнить космическую и обычную радиосвязь. Особо отмечается помехоустойчивость и криптозащищенность ВОЛС Такие системы могут обеспечить гарантированной связью пользователей Космического командования без промежуточной обработки сигналов и уязвимых для противника узловых пунктах. Для подвижных пользователей могут быть легко и оборудованы вдоль дорог специальные пункты подключения ВОЛС. В дальнейшем рекомендовано расширить сеть ВОЛС с целью подключения к ней распределенной системы наземных спутниковых терминалов, а так же интегрировать сеть ВОЛС с существующими сетями оповещения и передачи данных NWS (национальная метеослужба), JSS/ROCC (совместная система контроля воздушного пространства МО и Федерального авиационного управления США), ОТНВ (загоризонтные РЛС оповещения и ракетном нападении). Речевая закодированная связь, по мнению группы, может быть способом обеспечения секретности как в локальном масштабе (стартовый комплекс, полигон), так и способом управ^ ления силами и средствами Космического командования* Цифровые вокодерные устройства работают в более - узком диапазоне, чем аналоговые, но для обмена информацией требуются линии с пропускной способностью не менее 2400 бит/с. Уже разработаны алгоритмы и технология, позволяющие снизить скорость передачи до 400 бит/с Но и эта частота намного выше той, что принята для сверхвыживаемых сетей связи (75 бит/с). Рекомендовано как можно скорее внедрить новые методы и технологию в аппаратуру существующих систем речевой закодированной связи с целью расширения возможностей боевого управления. Сине-зеленый лазер. Группа считает ошибочной заложенную в проект ITWA зависимость от космических средств при орн> ганизации сверхвыживаемых линий связи. Однако группа не возражает против поддержки Космическим командованием любой космической системы, которая обладает большими возможностями или способна в большей степени противостоять воздейст^ вию противника. Такой системой, особенно подходящей для 60
мобильных наземных наземных и воздушных пользователей, является система лазерной связи в сине-зеленом, диапазоне спектра обладающая высокими закрытостью к перехвату, пропускной способностью и помехоустойчивостью. Космическому командованию рекомендовано разработать систему требований к лазерным линиям связи 'борт-Земляг, предназначенным для наиболее важных пользователей передового базирования. Космические линии связи с коммутацией. Этот способ может дать значительное улучшение техники связи. Возможны два варианта: внутрисистемная коммутация линий связи и межсистемная коммутация. Преимущество межсистемной коммутации: 1. Значительное повышение устойчивости линий связки 2. Уменьшение необходимости в использовании многократного перескока частоты. 3. Возможность доступа к линиям пользователей, не снабженных терминалами "Милстар". Распределенная спутниковая система. Такая система обео- печивает выживаемость вследствие распределенности созвездия* Автономное функционирование без управления с Земли, сложная бортовая сеть обработки информации обеспечивает гибкую организацию линий связи и маршрутизации в обход аварийных ИСЭь Глобальный охват обеспечивается без перехвата наземных линий, высокая пропускная способность - за счет коммутации линий и пакетной передачи» Т. А. Антонова EASCONf88: 21st Annu. Electron* and Aeruspace Conf. "How Will Space and Terrestrial Systems Share die Futura?f\ Arlington, Va, No. 9-11, 1988: Conf. Proc. - New York (N..Y.), 1988 1Э» Военные НИОКР в США и перспективные критические технологии Двадцать лет назад США были бесспорным лидером среди мировых держав по развитию промышленности. США вышли из второй мировой войны в процветающем состоянии, в то время как ее союзникам и бывшим противникам предстояло реконструировать серю промышленность. Продвижение США казалось безостановочным. Американские самолеты и вооружения быстро совершенствовались; США получали большие заказы на 61
поставку военной техники от стран, восстанавливающих свое хозяйство после окончания войны. В силу сложившихся условий США находились в состоянии экономического расцвета^ результаты многих военных НИОКР быстро внедрялись в гражданские отрасли промышленности, начиналось производство новых видов техники, а иногда создавались новые отрасли промышленности. США занимали ведущие позиции почти во всех областях технологических разработок, в особенности в электронной промышленности. В настоящее время положение дел меняется. Экономическое благополучие стран "свободного мира* больше не зависит от создания новых технологий в процессе проведения НИОКР военного назначения. Япония и ФРГ, например, сосредоточили свои НИОКР в областях науки и техники, необходимых для расширения коммерческих предприятий* В результате этого они сейчас находятся в значительно более благоприятном положении, чем США, чтобы развиваться в условиях демилитаризации экономики. Управление технологических оценок США (ОТА ) в нача^- . ле 1989 г, опубликовало отчет 'Обеспечение технического превосходства" (Holding the Edge )# в котором утверждает*- ся, что наиболее передовые ведущие технологии создаются в результате международного экономического сотрудничества» направленного на развитие гражданских отраслей промышленности* В связи с этим США, которые по-прежнему уделяют много внимания военным НИОКР, находятся в опасности потерять свои позиции в технологической войне, В отчет ОТА говорится, 'имеется слишком много примеров разработки исключительно перспективных, сложных, систем вооружения, которые не работают, как ожидалось, работают только после интенсивных доработок или вообще не работают". В то же время в некоторых областях науки и техники, особенно в электронике, другие страны добились значительных успехов. Японские разработки по микро-алектронным устройствам вызывают глубокую озабоченность в США. Фирма Cray, занимающая лидирующее положение в мире по созданию суперкомпьютеров, вынуждена закупать в Японии процессоры с высоким быстродействием, так как ни одна из американских фирм не изготавливает их» Западноевропейская авиационно-космическая техника по некоторым направлениям равна или превосходит американскую технику, а по ряду направлений уступает ей. Президент Национального центра по перспективным 62
технологиям, который входит в состав Ассоциации авиационно- космической промышленности (AIA )t Джон Суихарт заявил, что США теряют конкурентоспособность в значительных областях промышленности. ГВ авиационно-космической промышленности, последнем бастионе американского торгового превосходства, ... мы постепенно уступаем позиции". Представитель управления ОТА Алан Шоу обеспокоен тем, что США не имеют согласованного решения о направлениях дальнейшего научно-технического развития. Он говорит, "традиционным путем является разработка военной техники, но в настоящее время этот акцент уменьшается. " ОТА не удовлетворено тем, что министерство обороны (МО) не имеет согласованной стратегии капитальных вложений в развитие технологической базы или плана ее расширения. Планирование НИОКР осуществляется главным рбразом по отдельным планам видами вооруженных сил (ВВС, ВМС, Армия) и управлениями DARPA и SDIO. Подходы к планированию НИОКР при этом разные. Например, ВВС осуществляют централизованное планирование НИОКР внутри Командования систем, а Армия - децентрализованное планирование, распределяя соответствующие ассигнования между различными лабораториями, работающими над определенными проектами. ВМС распределяет средства между Лабораторией военно-морских исследований (NRL ) и своими НИИ, которые сосуществляют НИОКР по внедрению результатов фундаментальных исследований в вооружения ВМС. Единственным средством координации НИОКР, проводимых в ВВС, ВМС и Армии, являются совместные заседания руководителей НИОК^, которые проводятся раз в шесть месяцев. Программа СОИ привела к значительному расширению фундаментальных исследований. Высокий уровень ассигнований в первые годы ее осуществления привел к появлению многочисленных научно-технических достижений, которые с успехом могут быть использованы не только в космических, но и в обычных вооружениях. Удивительно много разработок программа СОИ использовано в гражданском секторе экономики США* особенно в медицине (благодаря разработкам лазерного и пучкового оружия). Однако ассигнования на программу СОИ постепенно сокращаются и в связи с этим уменьшаются возможности по дальнейшему развитию фундаментальных исследо- Более реальным стимулятором дальнейшего развития авиационно-космических технологий является программа разработки 63
воздушно-космического самолета (ВКС) NASP (National Aerospaceplane). Благодаря программе NASP достигнуты невиданные до сих пор успехи в облаете материаловедения и математических методов анализа на основе современной вы*- числительной техники. Однако сокращение ассигнований на программу может привести к сведению НИОКР только к фундаментальным исследованиям. МО считает, что практические результаты от программы NASP с точки зрения создания военной техники могут быть получены в отдаленном будущем. Поэтому МО стремится возложить на НАСА ответственность за финансирование программы. Такое положение вещей вызывает большую озабоченность в кругах научно-технической общественности. Один из научных обозревателей заявил: "Если МО не хочет тратить средства на проекты отдаленного будущего^ в которых оно заинтересовано, а НАСА по-прежнему не будет получать достаточно средств, то как же США собираются поддерживать свое престижное технологическое лидирующее положение в мире?". В 1988 г. ассоциация AIA разработала программу УКлк>- чевые технологии на 1990-е годы*. В разработке программы принимали участие ведущие специалисты НАСА, управление DARPA, министерств торговли и энергетики. Одним из результатов разработки программы является создание в Вашингтоне Национального центра перспективных технологий. Важным, но противоречивым методом стимулирования фундаментальных исследований в промышленности считается Независимая система исследований и разработок (IRAD ), которая предусматривает частичную оплату правительством НИОКР, проводимых формами по собственной инициативе в связи с выполнением правительственных контрактов, В настоящее время промышленн» ные фирмы считают, что доля ассигнований правительства на покрытое расходов на эти НИОКР слишком низка, а МО считает, что она слишком велика. Джон Суихарт оценивает систему IRAD как очень хороший существующий механизм стимулирования НИОКР, обеспечивающий американской авиационно-космической технологии. Долгосрочное планирование НИОКР в интересах МО осуществляет Секретариат МО (OSD )• Ежегодные доклады по перспективным технологиям секретариату OSD представляет Совет оборонительной науки. (DSB )• На основе этих докладов разрабатывается стратегия ассигнований на военные НИОКР. В этом процессе принимает участие Группа планирова- 64
шя критических технологий (СТР), которая была недавно создана в составе МО, С точки зрения МО, к критическим технологиям могут быть отнесены технологии, которые или обеспечивают существенное улучшение обычных вооружений или - создание новых вооружений, МО ввело критерий качества конструкции, которому отвечают технологии, улучшающие тактико- технические характеристики вооружений» МО разработало перечень критических технологий (табл.), К числу критических могут быть отнесены и технологии, не представленные в таблице» Например, критической может считаться технология, обеспечивающая увеличение примерно в три раза какого-либо важного критерия военной техники. Почти все из 22 критических технологий, представленных в таблице, имеют перспективы использования для производства коммерческих товаров. Важным вопросом является продолжительность перевода технологии из разряда секретных в несекретную. Важную роль в процессе внедрения достижений военной техники в гражданские отрасли экономики играет НАСА благодаря тому, что оно обладает богатой экспериментальной базой. Другой путь для внедрения этих достижений - участие университетов и промышленных фирм в НИОКР по заказу МО. , Наблюдается и обратный процесс: когда МО закупает технологии у фирм, которые сами не могут использовать созданные ими технологии. Перечень критических технологий и областей их использования Критические технологии Области их использования Микроэлектронные схемы Производство сверхмалых интег- и методы их изготовления ральных схем для ЭВМ с высоким быстродействием, чувствительных приемников, устройств автоматического контроля и т.п. Изготовление полупровод- Изготовление подложек и тонких ников на арсениде галлия пленок из GaAs и других полу- (GaAs ) и других сложных проводников высокой степени полупроводниковых материи- чистоты лов 65
Критические технологии Области их использования Подготовка программ для ЭВМ Архитектуры параллельных ЭВМ ' Робототехника на основе искусственно интеллекта Математическое моделирование процессов и работы сложных устройств Интегрированные оптические устройства Волоконная оптика Радары высокой чувствительности Датчики пассивного типа Надежное и доступное програк^- мное обеспечение ЭВМ для решения разнообразных задач Проведение вычислительных работ со сверхвысоким быстродействием путем одновременного использования всех располагаемых ЭВМ следующего поколения Внедрение "разума* человека и его способностей в механические устройства Проверка работоспособности концепций и конструкций машин без изготовления их образцов Изготовление оптических элементов памяти, а также аппаратуры для обработки аналоговой и цифровой информации Производство волокон с крайне низкими потерями и оптических компонентов, как например, переключателей, соединений и муль- типлексеров для аппаратуры связи, навигации и другого назначения Создание радиолокационных устройств, способных обнаружить малозаметные цели и (или) производить классификацию, опознавание и (или) идентификацию целей Разработка аппаратуры пассивного типа для обнаружения целей, мониторинга окружающей среды и для определения состояния оборудования 66
Критические технологии Области их использования Автоматические методы опознавания целей Антенны с фазированными антенными решетками Слияние потоков информации Анализ сигнатур целей Вычислительная гидродинамика Двигатели, использующие кислород атмосферы Микроволновые устройства большой мощности 9-2 Разработка архитектуры ЭВМ, алгоритмов и аппаратуры для обработки сигналов, обеспечивающих обнаружение, классификацию и слежение за целями в почти реальном времени Образование объемных лучей диаграммы направленности путем контроля за фазой и амплитудой электромагнитных сигналов на отдельных чувствительных элементах, распределенных вдоль антенны Разработка машинных методов объединения (или интерпретации) потоков информации и представг- ление их в виде, удобном для восприятия оператора Обеспечение, возможности слежения за сигнатурами целей (радиолокационными, оптическими, акустическими и др.), что повысит выживаемость машин и вооружений Математическое моделирование сложных гидравлических потоков для прогнозирования рабочих процессов в машинах, что избавит от необходимости изготовления дорогостоящего оборудования и поведения длительных экспериментов Создание легких, компактных и экономичных двигателей Разработка микроволновых вооружений, обеспечивающих ослепление или разрушение дистанцион- 67
Критические технологии Области их использования Импульсные устройства Сверхскоростные снаряды Жаростойкие, высокопрочные и легкие композиционные материалы Све рхпроводим ость Биологические материалы и биотехнологии ной аппаратуры противника, а также вооружений для разрушения целей Создание легких, компактных установок для создания мощных электромагнитных импульсов Разработка установок для метания сверхскоростных снарядов, обео- печиваюших поражение защищенных целей и увеличение эффективной дальности стрельбы Изготовление композитов для авиационно-космической техники и военных вооружений Разработка и внедрение материалов, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью Широкое внедрение биологических процессов в военную технику и медицину Одной из критических технологий, по которым США otctsk ет от Японии и Западной Европы, является биотехнология. Это научное направление может революционизировать к концу 20-го века фармакологию, сельское хозяйство и диагностический сектор американской экономики. По мнению МО, биотехнологии окажут большое воздействие на военные возможности США. На основе биотехнологий могут быть созданы разнообразные продукты, конструкции и технологические процессы, включая: легкие высокопрочные композиты и полимеры; сенсорные устройства; молекулярные переключатели и другие микроэлектронные устройства; медицинские препараты, В США наибольшие ассигнования на биотехнологии выделяет министерство здравоохранения, а МО следует за ним. В Японии НИОКР по биотехнологиям придан статус национального приоритета с начало 8О-х годов. Б. И Ермишкин "Fiigh International", 1989, 135, № 4169, 59-62 68
20. Военные и космические применения сверхпроводимости Сверхпроводящие материалы (как низко-, так и высокотемпературные) и соответствующие приборы и устройства на их основе могут найти важные применения на подводных лодках с МБР, в системах ПРО, в противотанковом оружии, в усовершенствованных ракетах класса 'воздух-Земля*, в оружии ПЛО. При этом области применения подразделяются на применения в составе электронной аппаратуры (в датчиках магнитного поля, датчиках СВЧ/мм-диапазонов), в аналого-цифровых преобразователях (АЦП), в средствах аналоговой и цифровой обработки сит налов и на применения в силовых установках (магнитах, электродвигателях, электромагнитных пусковых установок, или передачи энергии, в МГД-двигательных установках для хранения энергии). Системы военного и космического назначений предъявляют наиболее жесткие требования к рабочим характеристикам электронных приборов, компонентов и систем. Поэтому явление сверхпроводимости может оказать очень большое воздействие на датчики, средства обработки сигналов и данных, что объясняется сверхмалым уровнем потерь и рассеяния в линиях передач и в фильтрах, высоким быстродействием, малым уров^- нем шумов и малым потреблением активных приборов на эффекте Джоэефсона» Наличие сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков SQUID для магнитных и электромагнитных измерений, а также монолитных ИС работы в СВЧ и миллиметровом диапазоне, а также цифровой аппаратуре позволяет создавать 'гибридную* аппаратуру. Явление сверхпроводимости позволяет понизить мощность, требуемую для охлаждения компонентов аппаратуры обработки сигналов и выделения данных, обслуживающих большие ИК-мат- ричные датчики. Это дает возможность увеличить чувствительность и дальность обнаружения, пространственную разрешающую способность, а также улучшить обнаружение на .более длинных волнах* Если в будущих ИК-матричных детекторах космического базирования IRFP А, предназначенных для обнаружения факелов двигателей МБР, АЦП на КМОП, связывающие между собой мультиплексер и процессор сигналов, потребляли бы несколько киловатт электроэнергии, то эквивалентные по рабочим характеристикам АЦП на низкотемпературных сверхпроводниках, охлажденных до температуры детекторов, т.е. до 10 К, позво- №
лили бы понизить потребление на 90%, существенно уменьшить массу и размеры. Необходима разработка активных приборов на высокотемпературных сверхпроводящих материалах для таких АЦП (на полупроводниковых или сверхпроводящих материалах, например, из HgCdTe, температура 77 К), Задача заключается в создании потребляющих малую мощность электропитания АЦП, которые могут работать при температуре детекторов. Отмечается, что создание больших ИК—матриц с получением изображений вообще окажется возможным лишь при использовании АЦП на сверхпроводящем материале. Техника сверхпроводимости позволяет также создать матричные многодиапазонные детекторы миллиметровых волн для наблюдений с космоса с целью получения изображений земной или океанской поверхности. Такие матричные детекторы обео- печили бы возможность работы в любых погодных условиях, для них не будут являться препятствием облака или дым* По сравнению с СВЧ-аппаратурой, они имеют более высокое пространственное и доплеровское разрешение, а также позволяют обнаруживать цели с малыми сигнатурами. В линиях космической связи с малым уровнем фоновых помех снижение коэффициента шума приемников, достигаемое с помощью использования техники сверхпроводимости, может увеличить дальность связи, уменьшить излучаемую мощность до уровня, при которое станет привлекательным использование передатчиков на твердотельных приборах, а также уменьшить размеры и массу антенн. Все это позволяет повысить долговечность и степень автономности средств связи, а также скрытость работы. Техника высокотемпературных сверхпроводников особенно перспективна для очень широкополосных связных линий. Окажется возможным создание легких пассивных компонентов СВЧ/мил- лиметрового диапазона для фазированных антенных решеток, устанавливаемых на ИСЗ. Аналого-цифровые преобразователи на сверхпроводящих приборах по сравнению с АЦП на полупроводниковых приборах будут иметь преимущества по быстродействию и - особенно - по потреблению мощности источника электропитания. Разработка АЦП на высокотемпературных сверхпроводящих приборах существенно расширит область применения АЦП вследствие упрощения охлаждения, снижения рассеиваемой мощности и улучшения общих рабочих характеристик. В частности, появиться возможность использования многоканальных АЦП для про- 70
ведения спектрального анализа широкополосных сигналов. Усилители на сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиках SQUID с очень низким уровнем шума позволяют использовать на частотах дециметрового диапазона и ниже очень небольшие антенны в составе высокочувствительной и широкополосной приемной аппаратуры. Уже разработаны и имеются в продаже магнитометры на низкотемпературных сверхпроводящих SQUID -детекторах с чувствительностью 10 - 10""^Гс. Они могут использоваться при проведении операций противолодочной обороны и для обнаружения мин; чувствительность магнетронов на высокотемпературных сверхпроводящих SQUID -детекторах лишь немного ниже. В радиолокационных и связных системах в настоящее время используются аналоговые процессоры сигналов на линиях задержки с отводами. Сверхпроводящие приборы могут применяться для анализа ЛЧМ—колебаний, выполнения операций свертки, корреляции, спектрального анализа и согласованной фильтрации при ширине спектра сигналов до 20 ГПи Использование новых высокотемпературных сверхпроводящих материалов позволяет осуществить интеграцию с полупроводниковыми приборами для расширения функциональных возможностей. Упрощение охлаждения позволит использовать такие средства во многих широкополосных радиолокационных системах и в системах радиоперехвата» Цифровые преобразователи сигналов на низкотемпературных сверхпроводящих приборах по сравнению с преобразователями на обычных GaAs—логических схемах имеют на порядок более высокое быстродействие при ^гом же уровне сложности и той же рассеиваемой мощности. Что касается применений в компьютерах, то время реакции л/2 пс и возможность работы с сигналами размахом в несколько милливольт делают соответствующие логические схемы на сверхпроводящих приборах весьма перспективными для создания ЭВМ с очень низким потреблением моности электропитания. Японская фирма Fujitsu уже создала четырехбитовый микропроцессор на основе приборов с джозефсоновскими переходами, быстродействие которого в десять раз превышает: а потребление составляет 0,002 от быстродействия и потребления варианта того же микропроцессора на арсенидгаллиевых приборах, соответственно. 71
Критической проблемой для компьютеров с высокими ТТХ является отвод тепла. Технология низкотемпературных приборов с джозефсоновскими переходами позволяет решить эту проблему. К настоящему времени разработано примерно десять семейств логических схем на основе технологии приборов с джозефсоновскими переходами. Все эти схемы являются схемами пороговой логики, выполняющими логические функции путем суммирования токов. Сам по себе прибор с переходом Джо- зефсона является двухвыводным прибором без усиления по моп^- ности. По мнению специалистов, не существует принципиальных препятствий для создания сверхпроводящего эквивалента транзистора. Появление такого прибора открыло бы путь для ио- пользования технологии сверхпроводников в вычислительных системах. Большие перспективы имеют высокотемпературные сверхпроводящие приборы, которые по технологии могут оказаться гораздо более совместимыми с полупроводниковыми материалами по сравнению* со сверхпроводниками более ранней разработки. Это открывает возможность для использования ги&- ридных подходов с применением сверхпроводящих и полупроводниковых приборов. Имеются также применения, которые, в основном, основываются на использовании мощных магнитных полей, генерируемых при протеканий больших токов в сверхпроводящих материалах. Такие поля могут обеспечить хранение больших количеств энергии в течение продолжительных периодов времени. Могут быть получены компактные источники мощного магнитного поля для электродвигателей с вращающимися якорями, а также для систем электропривода военного назначения. При использовании в системах оружия они могут ускорять снаряды до очень высоких значений скорости, а при использовании в качестве управляющих магнитов в электронно --лучевых трубках можно получать мощные источники энергии миллиметрового и видимого участков. Примерами соответствующих применений являются мощные магниты для ускорителей частиц и индукторы для хранения энергии. Индуктор средних размеров на 3»10^ Дж уже создан. Индуктор больших размеров (на 10 ^ Дж) мог бы обслуживать лазер на свободных электронах наземного базирования и оружие на пучках направленной энергии космического базирования. 72
Уже создан экспериментальный 3-МВт сверхпроводящий электродвигатель постоянного тока для судовой двигательной установки. Этот электродвигатель на 33% меньше эквивалентного по мощности обычного электродвигателя переменного то» ка с воздушным охлаждением* Это достигнуто за счет отказа от использования материалов магнитных цепей и обмоток возбуждения. Существенно большее уменьшение размеров электродвигателя возможно при использовании обычных низкотемпературных сверхпроводящих материалов. Так, может быть создан сверхпроводящий униполярный электродвигатель постоянного тока мощностью 400G л.с*, использующий сверхпроводящий экран, размеры и масса которого при более высоком электрическом КПД составляют примерно по 1/4 от размеров и массы современного электродвигателя переменного тока. В результате снижается расход топлива при его использовании в судовой двигательной установке. Использование новых высокотемпературных сверхпроводящих материалов с высоким критическим магнитным полем позволяет еще больше уменьшить массу и размеры. В дальнейшем возможно создание легких электрогенераторов и электродвигателей для бронированных машин и самолетов. К 1990 г. японская фирма Mitsubishi Heavy Industries в сотрудничестве с фирмами Toshiba и Kobe Steel планирует иметь для проведения эксплуатационных испытаний судно водоизмещением 120 т§ оснащенное МГДг-двигателем* Варианты таких двигателей могут использоваться на подводных лодках и торпедах. МПЪ-коллекгор-диффузор и МГД-магнитное сопло могут быть использованы для создания ПВРД со сверхзвуковым горением для оснащения космических аппаратов, совершающих полет в ионизированной среде. Использование сверхпроводящих материалов в электромагнитных пусковых установках предназначающихся для разгона снарядов до очень высокой скорости (программа СОИ)* позволит снизить Maccyf уменьшить объем и повысить КПД таких установок. Варианты таких установок могут применяться для борьбы с танками. Н.Я. Щербак "Military Technology", 1989, 13,-J* 5, 59-60, 63-65 10-1 73
21, Мероприятия по расширению использования в военной технике комплектующих узлов коммерческого назначения Контрольное-финансовое управление (GAO ) потребовало весной 1989 г. от министерства обороны (МО) США расширить при производстве военной техники использование комплектующих узлов коммерческого назначения за счет сокращения применения узлов, изготовленных в соответствии с военными техническими условиями. Комплектующие узлы коммерческого назначения именуются узлами NDI (Non—Development Items не требующими специальной разработки). Инспекторы GAO изучили претензии промышленных фирм на то, что многие распоряжения правительственных организаций затрудняют применение узлов NDI, а МО не приложило достаточных усилий для устранения возникающих препятствий. Одним из серьезных затруднений является практика установления цен на комплектующие узлы. Представители промышленных фирм указывают на то, что во многих случаях представители МО, ведущие переговоры о заключении контрактов, занимаются перестраховкой, требуя от поставщиков много лишней информации для защиты себя от возможной критики со стороны ревизоров, прессы, конгресса за слишком высокие цены на комплектующие узлы. Управление GAO указало на: недостаточно квалифицированные действия представителей МО при заключении контрактов на закупку узлов необходимость более глубокого обучения сотрудников МО, занятых заключением контрактов на поставку узлов NDI; неправильную политику установления цен на узлы; несовершенство указаний, которые определяют процедуры заключения сделок на приобретение коммерческих продуктов^ неквалифицированное использование указаний по заключению контрактов и требований технических условий МО, Управление GAO рекомендует МО: быстро разработать инструкцию по закупкам узлов NDI: собрать и изучить материалы по практике закупок узлов NDI, чтобы установить тенденции в практике сделок по узлам NDI; значительно увеличить количество учебных часов, выделяемых на курсах по сделкам с узлами NDI; внести изменения в действующие инструкции, чтобы не лишать поставщиков возможности получить причитающиеся им льготы при установлении цен на их продукцию. Б. И. Ермишкин ^^ "Aerospace Daily",1989, 149, & 51, 414-415
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 22. Дистанционное зондирование из космоса Дистанционное зондирование из космоса ведет свое начало от военных разведывательных программ, прогнозирования погоды и космических программ .''Джемини—Аполлон*. В настоящее время разработаны устройства, позволяющие получать из космоса высококачественные цветные изображения земной поверхности. Благодаря этому дистанционное зондирование из космоса находит все более широкое применение для контроля загрязнений окружающей среды, в сельском хозяйстве, оценке ресурсов, климатологии, землепользовании, археологии, океанографии и др. Современные средства дистанционного зондирования работают в различных участках спектра электромагнитных волн, включая диапазоны ИК и видимого света, а также микроволновый диапазон. В диапазонах ИК и видимого света принимаются излучения Земли. Максимальная энергия излучается на волне 10 мкм при температуре поверхности 288 К. Однако не на всех длинах волн удается фиксировать излучение Земли, поскольку различные газовые составляющие земной атмосферы поглощают энергию на различных волнах* Так, кислород (0-> и О ) поглощает на волнах короче 0,1 мкм, в то время как озон поглощает на волнах от 0,1 до 0,3 мкм и от 0,32 до 0,36 мкм» Окись углерода поглощает на волнах 2,5; 4,5 и 15 мкм. Водяной пар поглощает на волнах 0,6 j 2; 3 и 6 мкм. Таким образом, для сбора информации о земной поверхности датчики должны работать в тех участках спектра, где отсутствует указанное поглощение энергии. Для сбора информации о любой точке земной поверхности космические аппараты выводятся на орбиты двух типов. Первый из них — геостационарная орбита, с которой можно получить информацию о большей части земного шара, наблюдаемой все 24 часа в сутки. Все изменения на наблюдаемой поверхности могут замечаться с такой скоростью, с какой возможны передача и прием данных. Это особенно важно применительно к погодным ИСЗ* Так, ИСЗ "Метеосат", принадлежащий агентству ЕКА и эксплуатируемый организацией :Евметсат", оснащен сканирующими устройствами, собирающими информацию в видимом и ИК участках спектра и на волнах поглощения 10-2 7 5
водяного пара. Он обеспечивает получение погодных карт в пределах ±55 относительно экватора. Второй тип орбиты - близкая к полярной орбите с высотой, колеблющейся от 500 до 1500 км. Орбиты этого типа обео- печивают получение более детальной информации, чем геостационарные. Если при этом ИСЗ оснащен пассивными устройствами диапазонов ИК и видимого света, желательна солнечно- синхронная орбита. Полярные орбиты позволяют повторно наблюдать заданные участки земной поверхности каждые 18 суток, что позволяет замечать происходящие изменения на регулярной основе. В системах дистанционного зондирования находят применение датчики двух типов: пассивные и активные. Из пассивных датчиков наиболее широко, на сегодняшний день, применяются сканирующие радиомеры. Эти устройства содержат детектор и сканирующее зеркало, обеспечивающее сканирование в пределах поля зрения устройства и фокусировку излучения на детекторе. Для различных участков спектра электромагнитных волн применяются различные детекторы. С помощью мульта- спектральных скашрующих устройств ИСЗ серии "Лендсат* осуществляется картирование земной поверхности в пяти диапазонах. Сканирующее зеркало фокусирует излучение в одной точке, а затем оно расщепляется и подводится к каждому детектору соответствующего диапазона. При этом обеспечиваются 64 градации яркости. Аналогичные устройства представляют собой тематический картограф и устройство цветового сканирования прибрежной зоны на ИСЗ *Нимбуо-7г. На французском ИСЗ *Спот-1* применены устройства на приборах с зарядовой связью (ПЗС), успешно работающие с момента запуска ИСЗ в 1986 г. Устройство содержит два датчика, содержащих по 15000 элементов на ПЗС: по 3000 элементов на три диапазона и 6000 — на четвертый диапазон. В панхроматическом режиме обеспечивается наземное разрешение 10 хЮ м при полосе обзора 60 км. В мультиспект*- ральном режиме два датчика при совместной работе обеспечивает разрешение 20 х20 м. Среди активных датчиков наиболее широко применяются микроволновые РЛС, а в последние годы — РЛС с синтезированием апертуры (РСА). Главное достоинство РЛС - их всепо- годность. Отраженные от земной поверхности радиолокационные сигналы несут информацию о параметрах почвы, ее влажности, степени шероховатости и зависят от угла падения волны. 76
Дистанционное зондирование с применением активных микроволновых датчиков уже находит предпочтительное (по сравнению с пассивными датчиками) применение для целей океанографии. Трудности, связанные с применением РСА с формированием изображения наблюдаемой поверхности, состоят главным образом в необходимости обеспечения высокой скорости передачи данных (примерно 100 Мбит/с) и обработки их в реальном времени. Это требует разработки специализированного процессора РСА для осуществления обработки данных на борту иса Среди активных датчиков, применяемых для целей дистанционного зондирования, следует отметить радиолокационные высотомеры и целый ряд радиолокационных систем, применяемых в основном для океанографии. Эти датчики характеризуются достаточно широкой полосой обзора. В последнее время стала очевидной важность их применения для вертикального зондирования земной атмосферы, позволяющего углубить понимание структург и механизмов в земной атмосфере. В частности, активными средствами дистанционного зондирования обнаружена и интенсивно изучается антарктическая озонная дыра. Сканирующие спутниковые системы обеспечивают получение огромного количества данных. Так например, тематический картограф с каждого наблюдаемого участка (сцены) дает 277 Мбайт информации в семи диапазонах при 256 уровнях на каждом элементе изображения, Вся эта информация должна быть передана, принята, запомнена (помноженная на число наблюдаемых участков в сутки - для данной территории). Следует также учесть, что тематический картограф установлен на ИСЗ *Лендсат% выведенном на низкую околоземную орбиту. В результате доступ к нему с ;,Земли возможен лишь в коро'р- кие промежутки времени. По этим причинам НАСА пришлось развернуть спутниковую систему ретрансляции данных (TDRSS) на геостационарной орбите# с тем чтобы можно было получать данные в реальном времени. Тем не менее, обработка и хранение колоссальных объемов получаемой информации вызывает ощутимые трудности. В Англии все вопросы, связанные с обработкой, хранением информации и выдачей ее всем заинтересованным организациям, решает специально созданный Национальный центр дистанционного зондирования (NRSC). Многие организации (например, крупные концерны, университеты, правительственные организации и т.п.) имеют свои собственные центры обработки информ&~ 77
ции, а поэтому они получают лишь "грубые*, необработанные данные. Другие организации получают данные после той или иной обработки, которая также предполагает проведение геометрических и радиометрических коррекций. В дальнейшем планируется создание интерактивной базы данных дистанционного зондирования» Развитие собственных систем дистанционного зондирования начинает заниматься все большее число стран, включая Японию, Бразилию, Индию, Китай, Канаду, не говоря уже о США и СССР. В Европе на 1990 г. намечен запуск специализированного ИСЗ ERS—1 для дистанционного зондирования. К 2000 г. намечается запуск американской космической станции. М.*Ь Фикс "Electronics and Wireless World", 1989, 95, № 164JL, 655-659 *~ 23» Деятельность новой французской фирмы Locstar по созданию системы радионавигации В декабре 1988 г, французский космический центр CNES создал фирму Locks tar с первоначальным капиталом 100 млн фр., из которых 60 млн. фр. вложено самим центром CNES. Ожидалось, что к концу 1989 г. капитал фирмы возрастет до 600-700 млн фр. за счет привлечения средств 27 фирм десяти государств. Поставлена задача увеличить капитал фирмы до 2 млрд фр. 15 июня 1989 г. фирма Locstar заключила контракт с фирмой Matra на сумму около 1 млрд фр., согласно которому фирма Matra должна поставить два ИСЗ для спутниковой системы радионавигации, обслуживающей подвижных пользователей. Запуск первого ИСЗ должен состояться в марте-апреле 1992 г., а второго - в декабре 1992 или в январе 1993 г. ИСЗ (масса JL350 кг) намечено вывести на геостационарную орбиту РН *Ариан-4"* В состав спутниковой системы войдут также: две наземных станции (НС) для связи с ИСЗ; центр обработки данных; сеть наземных маяков для повышения то**~ ности навигации; центр управления полетом ИСЗ* В конце июня 1989 г. фирма Locstar объявила конкурс на разработку и поставку 15 тыс. терминалов для подвижных пользователей. На начальном этапе разработку терминалов будут вести параллельно 3-4 фирмы. Стоимость одного терминала должна быть около 1,5 тыс. долл. (терминал для системь 78
"Геостар" стоит 4,1 тыс долл.). Пользователь системы радионавигации будет вносить плату в размере 200 - 300 фр. в месяц (за телефонные переговоры будет взиматься дополнительная плата). Система радионавигации предназначается для обслуживания подвижных пользователей 'на суше, воде и в воздухе. Точность навигации составит 100 м. Система обеспечит также двустороннюю связь со скоростью 100 знаков в минуту. Ожидается, что системой "Локстар" будут пользоваться от 0,5 до 1,0 млн абонентов в Европе, Среднем Востоке и Африке. Система должна войти в эксплуатацию в начале 1993 г. Б. И. Ермишкин "Air et Cosmos", 1989, № 1243, 90 24. Развертывание новых спутниковых систем связи На 1 сентября 1989 г. началось заключение контракта между новой фирмой Hispasat (Испания) и фирмой Matra (Франция) об изготовлении двух ИСЗ для спутниковой системы связи и прямого ТВ-вещания "Испаниясат", Ожидается, что фирма Matra Espace поставит ИСЗ в следующие сроки: "Испаниясат^А" - июль 1992 г.; "Испаниясат^В" - ноябрь 1992 г. Эксплуатация первого ИСЗ должна начаться до начала сентября 1992 г. С помощью новой спутниковой системы будет обслуживаться ярмарка в Севилье, намеченная на октябрь 1992 г. в честь 500-летия открытия Америки Христофором Колумбом. В конце июля 1989 г. Бразилия должна была выбрать разработчиков для изготовления ИСЗ серии лгБразилсат^-2лг. Первый ИСЗ этой серии должен быть поставлен в конце 1992- начале 1993 тт. Система связи "Бразилсат" должна войти в эксплуатацию в середине 1993 г. На получение контакта претендуют фирма Matra (Франция) совместно с фирмой British Aerospace (Великобритания) и американские фирмы GE Astro Space и Hughes Aircraft. Бразилия намечает также построить центр управления полетом двух связных ИСЗ гражданского и военного назначения, запуски которых намечены на 1993 и 1995 гг. За получение этого заказа идет борьба между фирмой Hughes Aircraft и группой фирм, в состав которой входят Matra, Alcatel Espace (Франция) и Spar Aerospace (Канада). 79
Группа Spar-Matra предлагает ИСЗ массой 1740 кг с системой электропитания мощностью 2300 Вт, который может быть создан на основе ИСЗ "Евростар-2000% фирма Hughes Aircraft - усовершенствованный ИСЗ серии HS-376. Американский ИСЗ предлагается за 165 млн, долл.,, а франко-канадский ИСЗ - за 185 млн. долл. Однако франко-канадский ИСЗ имеет расчетный срок службы не менее 12 лет (возможно 15 лет) и поэтому он обеспечит более низкие эксплуатационные расходы, чем американский ИСЗ* Фирма Matra рассчитывает также на получение заказа на изготовление двух ИСЗ для системы трансатлантической связи Орйоцсат*. которая должна войти в эксплуатацию в 1994 г. Фирмы British Aerospace и Matra готовы вступить в борьбу за получение заказа на изготовление ИСЗ для системы "Турциясат*» Б. И Ермишкин "Air et Cosmos", 1989, № 1246, 61 25, Повреждение на мысе Канаверал индийского ИСЗ За неделю до назначенного на 29 июня 1989 г» запуска с мыса Канаварал ИСЗ "Инсат»-Ш т был поврежден вследствие падения на него крюка (масса 45 кг) подземного крана» Для ремонта ИСЗ потребуется продолжительное время. ИСЗ стоимостью 53 млн долл. был изготовлен по заказу Индии фирмой Ford Aerospace (США), Запуск его должен был производиться Рп "Дельта*. Повреждение ИСЗ "HHcai^-lD ' " ставит под угрозу эксплуатацию спутниковой системы связи для обслуживания территории Индии, так чкак из трех запущенных до этого ИСЗ в работоспособном состоянии по состоянию на июнь 1989 г. оставался только ИСЗ *Инсат-1В", но и он находился уже на пределе своего 6-летнего срока службы (ИСЗ * HHcai^-lA*, вышел из строя через две недели после запуска, а ИСЗ "Инсат- .1С* обеспечивает менее половины своей пропускной способности иэ-за повреждения системы электропитания). Под угрозой находится не только работа 272 индийских ТВ-станций, но и надежды индийских политиков использовать спутниковую систему связи в ходе предвыборной борьбы ( выбора намечались на ноябрь 1989 г.) Единственным выходом для Индии является благополучное продление срока службы ИСЗ "Jfcca'P-lB', который истекает в 80
сентябре 1989 г. Организация Intelsat не может оказать помощь Индии, так как все три ее геостационарных ИСЗ, находящихся над Индийским океаном, не имеют резервных моц*- ностей. Б. И Ермишкин "Nature", 1989, Й9, № 6227, 649 26, Прогноз запусков коммерческих ИСЗ на период 1988-2002 гг. Член Спутникового совета (Satel Conseil ). м, Савелий Ширман составил прогноз запусков коммерческих ИСЗ на ближайшие 15 лет (1988 - 2002 гг.)9 согласно которому на геостационарную орбиту будет выведено 224 ИСЗ (по 15 ИСЗ в год), а на низкие орбиты - 20 ИСЯ В это число не включены ИСЗ научного и военного назначения, а также советские ИСЗ, разрабатываемые по внутригосударственным программам Прогнозируется, что ежегодно будет выводиться в среднем по 16,3 ИСЗ» На низкие орбиты (главным образом полярные) будут выводиться метеорологические ИСЗ и ИСЗ для дистанционного зондирования Земли серий: NOAA, "Лендсат", "Спот", ERS, JERS, MOS и т.ш На геостационарную орбиту будут выводиться связные ИСЗ общего назначения, ИСЗ для обеспечения ТВ- вещания и метеорологичэские ИСЗ (серий GOES, GMS, "Метео- сат*). По своему назначению ИСЗ будут распределяться следующим образом (в %): а) смешанного назначения (типа Ins at и Aussat -2) - 6,0; б) прямого ТВ-вещания (например, TDF и BSP ) -8,0; в) навигационные и метеорологические (например, Теостар" и "Локстар") - 20,0; г) геостационарные связные - 66,0* В зависимости от массы ИСЗ разделяются на четыре класса, А (менее 1400 кг) - 16%;В (1400-1800 кг) - 19%; С (1800 - 2400 кг) - 29%; D (более 2400 кг) - 36%. Запуски ИСЗ будут производиться различными организациями: а) международными - 13%; б) западноевропейскими - 22%; в) американскими - 31%; г) других стран - 34% . Б. И. Ермишкин " Air et Cosmos**, 1989, 27, № 2141, 180-181 81
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ И НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ 27. Проблемы финансирования программы ООКС В конце мая 1989 г. НАСА сделало попытку повлиять на намерение конгресса США сократить бюджет этой организации на 1990 фин. г. По предложениям бюджет будет утвержден на уровне 12 млрд долл., хотя НАСА запросило 13,3 млрд долл. Ожидается значительное сокращение при этом финансирования программы ООКС. Конгресс уже запрашивал НАСА относительно влияния сокращения ассигнований на 400 млн . долл. из 2,1 млрд долл., запланированных на программу, на ход работ. Представитель НАСА заявил в конгрессе, что такое сокращение приведет к задержке программы на 1 год и росту необходимого финансирования на 1 млрд долл. Пока на эту программу израсходовано 2 млрд долл. из запланированных 19 млрд долл. Вследствие перехода в 1990 фин. г. к ПКР, заказам на материалы и подбору металлов, что потребует увеличения числа занятых в программе до 2500 чел., какое- либо крупное сокращение запрошенных ассигнований может привести к закрытию'программы. (С аналогичным явлением бывший руководитель НАСА Дж. Флетчер выступал при обсуждении бюджета на 1989 фин. г.). Программа ООКС является центральной в НАСА. С ней связаны программы МВКА, проведения экспериментов в условиях микрогравитации и развития технологических исследований. НАСА надеется на вмешательство национального совета по космическим исследованиям, которому уже удалось отстоять от закрытия программу "Лендсат*. Вместе с тем, проводимые НАСА исследования позволили выявить пути снижения стоимости ООКС, в т.ч. за счет проектирования узлов и деталей на ресурс 15 лет, а не 30 лет. В агентстве ЕКА предполагают, что вследствие сокращения ассигнований на ООКС в США может быть осуществлено еще одно изменение конструкции ООКС. Фирмы ФРГ, участвующие в программе как разработчики орбитального комплекса "Колумб", испытывают недостаток средств на работы, а правительственных дополнительных ассигнований не ожидается. Возможно значительное сокращение программы■"Колумб*. В. А. Карелин "Air et Cosmos.", 1989, 27, П 1237, 30 "Flight International", 1988, 133> & 4116, 7
"Flug Revue", 198% * 7t 44 "New Scientist", 1989, П2, № 1666, 33 28, Разработка воздушно-космического самолета в ФРГ Федеральное министерство науки и техники ФРГ планирует израсходовать 220 млн марок в течение следующих 4 лет на разработку воздушно-космического самолета (ВКС) "Зенгер"* Кроме того на эти работы выделяют средства немецкий авиа- ционно-ракетный институт (DRL ) (85 млн марок), промышленность (30 млн марок) и немецкое исследовательское общество (DFG ) (8,2 млн марок), 27 февраля 1989 г. бундестаг одобрил выделение ассигнований фирме МВБ на проведение предварительных исследований по программе ВКС. Исследования должны завершиться в 1992 г. выдачей основных технических требований и характеристик ВКС. На второй западноевропейской конференции по авиации и космонавтике, которая состоялась в Бонне 22-24 мая 1989 г. отмечалось, что ВКС "Зенгер* не будет конкурировать с мини-МВКА "Гермес'7, поскольку готовность ВКС к полетам ожидается не ранее 2030 г. По заявлению генерального директора ЕКА Р« Люста, ВКС необходим предшественник в виде напр, мини—МВКА* Даже если программа 'Термее" окончится неудачей, то в Западной Европе в любом случае должен быть разработан аналогичный ЛА# Этот этап необходим для освоения техники гиперзвуковых полетов и связанных с ними эксплуатационных аспектов. Решение о выборе ВКС для Западной Европы будет принято в 1993 г. Концентрация усилий Западной Европы возможна как на ВКС "Зенгер", так и на конкурирующих ВКС, которые разрабатываются в Великобритании и Франции. Национальная программа развития гиперзвуковой техники ( NHTP ) ФРГ, рассчитанная на 15 лет, включает 3 основных этапа: 1988 — 1992 гг.: системное исследование ВКС и разрат- ботка конкретных проблем в областях ПВРД, гиперзвуковой газодинамики, материаловедения, авиационных конструкций, навигации и пилотирования; 1990 - 2000 гг.: ПКР и постройка опытного гиперзвукового ЛА по схеме ВКС "Зенгер". Проведение лётных испытаний в 2000 г.; 1995 - 2005 гг.: параллельные ПКР по первой ступени с ПВРД и по второй ступени HORUSr применительно к готовности к полету в 2005 - 2006 гг. о о 11-2
Немецкое исследовательское общество решило финансировать 2 программы исследований в области гиперзвуковых ЛА« Одной из задач программ является повышение качества подготовки молодых специалистов по ВКС. На трех факультетах техничео- кого университета г. Аахена будут исследоваться технические возможности и экономичность различных схем ВКС. Группы исследователей при техническом университете г. Мюнхена, при университете бундесвера и при DRL будут изучать сложные физико-химические процессы, характеристики которых необходимы для расчета гиперзвуковых силовых установок* ВКС "Зенгер" принят двухступенчатым. Первая ступень, оснащенная ВРД, будет взлетать с наземного аэродрома и •разгонять закрепленную на ней вторую ступень до Мм 6 -6,8 на высоте 30 км. На второй пилотируемой ступени HORUS или беспилотной грузовой ступени С ARGUS будет применяться ЖРД на криогенном топливе. ВКС "Зенгер" может быть использован как для доставки грузов и астронавтов на орбиту, так и для перевозки авиапассажиров. Основные технические характеристики ВКС постоянно уточняются (таблица 1). Аналогичный двухступенчатый вариант ВКС Star—H разрабатывает фирма Dassault (Франция), причем в качестве второй ступени предполагается использовать переработанную конструкцию мини-МВКА "Гермес" с ЖРД НМ-60 от ракетьмюсителя "Ариан-5". Предполагается, что на первой ступени EHTV будет установлена комбинированная ТРД/ПВРД силовая установка на жщь- ком водороде в качестве топлива. Выполнен анализ 4 вариантов компоновки агрегатов для обеспечения работоспособности до скоростей полета М «* 6,8. Пока предпочтительным признан вариант с параллельной установкой агрегатов и работой на общие воздухозаборники и сопла с двухмерными поперечными сечениями. Конструкцию планера первой ступени планируется выполнить на 40% из титановых сплавов. Значительная часть поверхности будет снабжена тепловой защитой многоразового использования со стойкостью до температур 540 - 900°С, Наиболее теплонапряженные части будут выполнены из.керамического композита с теплостойкостью до 1350°С. Ступень EHTV Может быть выполнена как носитель для второй ступени или как высокоскоростной пассажирский самолет (таблица 2К Ступень HORUS рассчитывается на экипаж из 2 - 4 астронавтов, который доставит груз 3,3 т на ООКС, находящуюся на орбите с высотой 450 км. На орбиту с высотой 300 км м 84
Таблица 1 Основные характеристики ВКС "Зенгер* Характеристика 1 ВКС "Зенгер" в сборе Взлетная масса, т Длина, м Размах крыльев, м Аэродинамическое качество су/сх Первая ступень EHTV Взлетная масса, т Сухая масса, т Масса топлива (жидкого водорода), т Силовая установка, число РДтяга, кН Скорость при разделении ступеней, М Зона действия, км Вторая пилотируемая ступень HORUS Взлетная масса, т Сухая масса, т Масса криогенного топлива, т Двигательная установка, число ЖРД'тяга, кН Величины на гох 1987 2 386 92 46 4,4-5,3 295 112 150 6 х(350-400 6,8 2x5000 91 22 65 2x700 i разработки 1988 3 340 81,3 41,4 4,8-5,3 249 149 100 5* 300 6,8 2 х3700 91 22,2 65,5 1х1200 85
Продолжение табл. 1 1 Грузоподъемность на низкую околоземную орбиту, т Вторая беспилотная грузовая ступень С ARGUS Взлетная масса, т Сухая4масса, т Масса криогенного топлива, т Тяга ЖРД, кН Грузоподъемность на низкую околоземную орбиту, т Стоимость выполнения полета, млн фр. фр. 2 2-4 66-76 6 55 1050 5-15 99,3 3 3,3 7О-80 7 55 1050 5-15 110,2 гут быть доставлены 36 пассажиров. Аэродинамическая форма ступени будет напоминать мини-МВКА "Гермес "• Считается возможным иметь уд, нагрузку на крыло 100 кг/м . В уточненном варианте ступень будет оснащена ЖРД АТС—1200 с тягой 1200 кН и 2 ЖРД орбитального маневрирования с тягой по 40 kjH. ЖРД АТС-1200 с геометрической степенью расширения сопла 325 при соотношении компонентов топлива 6а7 будет развивать уд. импульс 472 кгс, с/кг. Пока этот ЖРД признается самым мощным из разрабатываемых в Западной Европе. Продачжительность полета ВКС определена в 48 ч. На начальном участке полета траектория будет находиться в меридианальной плоскости до 28,5° сев. широты. Затем будет осуществлен разворот по направлению вращения Земли для выхода на орбиту с наклонением 28,5°. По современным представлениям вторая ступень CARGUS будет являться укороченной первой ступенью Н—155 ракеты- носителя *Ариан-5" с ЖРД НМ -60 с тагой 1050 кН» CARGUS имеет диаметр 5 м и длину 30 м, из которой 15 м предназначены для размещения груза массой 15 т. По оценкам фирмы МВБ стоимость пуска системы "Ариан-5/Гермес" составит *v 1 млрд фр. фр. при расчете на 86
Та б л и ц а 2 Характеристики ступени EHTV различного назначения Характеристика Крейсерская скорость, М Максимальная скорость, М Дальность погета, км Высота при максимальной скорости, км Ресурс, лет Общее число полетов Число летных часов, ч Взлетная тяга одного ВРД, кН Максимальная тяга одного ВРД, кН Аэродинамическое качество Грузоподъемность, т . Вариант назначения ступени Носитель' 0,8-4,4 6,8 2x3700 31 25 300-500 1000-1500 240 350 4,8 91 Пассажирский самолет 0,8-4,4 4,4 10500 25 16 20000 55000 210 300 5,3 250 пасса- жипст + 1 Oi груза 2 пуска в год. Стоимость полета ВКС "Зенгер" с ступенями HORUS и С ARGUS будет на уровне 110 и 245 млн. фр. Фр., соотв., при .vl2 полетах в год» Считается, что эксплуатация ВКС взамен системы "Ариан~5/Гермес" за 10 лет позволит сократить транспортные расходы на обеспечение пилотируемых космических полетов на 60 млрд фр.фр. Вместе с тем нужно учитывать, что стоимость разработки ВКС будет порядка 100 млрд фр. фр. Существенные проблемы разработки ВКС связаны с созданием ПВРД на максимальную скорость полета до М» 10. 87
Кроме того, ожидаются трудности с решением проблемы разделения ступеней при таких высоких скоростях полета» В. А» Карелин "Air ее Cosmos", 1989, 27, № 1231, 42-44 "Flug Revue", 1989, № 7, 58-61 "Nature", 1989, 339; ** 6224, 409 29» Разработка баллистических спускаемых аппаратов для экспериментов в условиях микрогравитации Баллистические спускаемые аппараты (БСА) для экспериментов в условиях микрогравитации, в т.ч. и на, коммерческой основе, получили развитие в СССР и КНР, С учетом имеющегося в Западной Европе спроса на БСА фирма Dornier (головной исполнитель) совместно с МВВ—ERNO, Kayser Threde и ОНВ по контракту федерального министерства науки и техники ФРГ разрабатывает БСА "Раумкурир* который, как считают, кроме решения научных задач мог бы стать основой для разработки спасательного БСА для ООКС и транспортного БСА с ООКС или с других КА. При принятом системном подходе к разработке БСА требовалось: - возможно быстро разработать БСА для решения прикла/*- ных задач применительно к первому полету в 1991 г.; - минимизировать стоимость разработки за счет широкого использования уже созданной и опробованной материальной части; - учесть возможный переход в будущем к разработке пилотируемого БСА с использованием заделов предыдущих разработок; - ориентироваться на один широко применяемый тип ракеты-носителя; : - минимизировать стоимость эксплуатации. При выборе- аэродинамической формы БСА принимали во внимание накопленный опыт разработки спускаемых аппаратов в программах "Аполлон*, 'Меркурий* и 'Джемини*. Размеры БСА были выбраны на основе требований перспективных пользователей и грузоподъемности ракет-носителей CZ -2 (КНР) и 'Циклон* (СССР), При заданной полезной нагрузке (ПН) 400 кг с объемом 0,7 м^ и потребляемой мощностью 200 Вт БСА в форме притуплённого конуса с диаметром основания ^v2 м будет иметь массу ^1400 кг*' 88
С целью удешевления эксплуатации на "Раумкурир" не предусматривается отделение модуля с техническими подсистемами перед входом в атмосферу. В БСА подсистема терморегулирования будет основана на тепловых <трубах. Подсистема управления полетом и ориентации будет снабжена резервным процессором. Торможение при сходе с орбиты будет осуществляться с помощью РДТТ. Ориентация и стабилизация производятся с использованием тяговых сопл 'на холодном газе. Подсистема регистрации и передачи информации имеет запоминающее уст*- ройство на 100 Мбайт и канал связи в S -диапазоне частот. Источником энергии на борту являются батареи. Для спуска БСА будут характерны угол входа 2,5 , макс, перегрузка 9g и зона посадки 20x5 км. Возможные места посадки БСА предполагаются в КНР, Гренландии или Австралии. При спуске на конечном участке будут применяться парашют для БСА и отдельный парашют для отдельного корпуса отработавшего тормозного РДТТ. Конструктивную схему "Раумкурир" считается возможным применить для более крупных БСА, напр, с массой ПН 1400 кг и диаметром основания конуса более 2 м. Такие БСА могут выводиться коммерческой РН промышленного назначения ILV фирмы American Rocket. Также с учетом потребностей рынка фирма MAN Technologie на собственные средства разрабатывает БСА, который может быть предложен для проведения экспериментов с 1993 г. Конструкция БСА безируется на спускаемом аппарате, использованном в программе "Аполлон"* Он будет иметь диаметр оо нования конуса 3,65 м, высоту 2,44 м и массу спускаемой части 1850 - 2600 кг. В зависимости от грузоподъемности ракеты-носителя ПН может быть 400 - 900 кг. Для энергообеспечения будут использованы 4 солнечных батареи и буферная аккумуляторная батарея, которые будут давать для ПН мощность 1 кВт. Для вывода БСА предполагается использовать ракеты-носите ли "Ариан-4" или "Ариан-5". БСА будет оснащен основным РД для торможения при сходе с орбиты и РД ориентации и стабилизации. Номинальный полет будет продолжаться 7-21 день на орбите с высотой 835 км или эллиптической орбите 300x2500 км. Дйя размещения аппаратуры ПН будет предлагаться стандартный контейнер из используемых в стойках экспериментального оборудования модуля "Колумб'' или для ПН на исследовательских ракетах по программе TEXUS. 12-1 S9
Практическая реализация этого проекта зависит от федерального министерства науки и техники ФРГ. Считается целесообразным создать национальную программу БСА на основе проектов фирм Domier и MAN Technologies Независимо от этих работ фирм ФРГ в июле 1989 г. фирма Aerospatiale (Франция) направила ЕКА материалы предварительных исследований по спасательному БСА для западноевропейских астронавтов на ООКС. Этот БСА по проекту EVADE разрабатывался фирмой Aerospatiale с участием МВБ—ERNO и С ASA (Испания). Были представлены 3 варианта (все с от*- деляемыми орбитальными модулями разного объема): 1) минимальный эвакуационный BCAMEV с ограниченным 3 ч временем автономного полета, с перегрузкой при входе в атмосферу до 8g и общей массой 2,9 т; 2 ) средний спасательный БСА REV с временем автономного полета до 24 ч, с полубаллистическим входом в атмосферу, с перегрузками до 4 g и с массой 4,2 т; 3) спасательный БСА AEV в форме эллиптического конуса с планирующим входом в атмосферу и перегрузками w2g, Он будет иметь каналы связи в диапазонах К и L# Стоимость первого варианта оценивается в 1,8, второго — в 3,6 и третьего - в 4 млрд фр, фр. В. А. Карелин ""Air et Cosmos", 1989, № 1246, 60 "Astronautik", 1988, 25, J* 4, 101, 110 MFlug Revue", 1989, № 7, 26-27 30, Концептуальные исследования межорбитального транспортного КА с лазерно-лУчевым источником энергии В докладе английских ученых Алана Бонда, Антони Мартина и Роберта Бонда на 38 конгрессе Международной федерации астронавтики 10-17 октября 1987 г. (Брингтон, Великобритания) излагаются результаты концептуальных исследований (И) принципа реактивного движения, когда источник энергии находится вне носителя» Энергия этого внешнего источника передается дистанционно по лучу, принимается на борту КА и преобразуется там в полезную тягу. КА при этом избавляется от тяжелого бортового генератора двигательной энергии. Дистанционная передача лучистой энергии, способной обеспечить достижение на борту КА высоких уровней тяги и скорости ио- течения реактивной струи, возможна в микроволновом и оптическом лазерном диапазонах излучения* 90
Эффективность генерирования, передачи на большие расстояния (тысячи, десятки тысяч километров), приема и преобразования энергии излучения в микроволновом диапазоне гораздо выше, чем в оптическом лазерном. Однако для приема микроволнового излучения от наземного источника или орбитального ретранслятора на удалениях несколько тысяч километров требуется ректенна радиусом .около 1 км, а для геостационарных орбит порядка 10 км* Создание таких больших космических систем возможно в принципе, но пока это далеко за пределами современного уровня технологии» Поэтому в настоящее время речь может идти только о лазерной технологии в оптическом диапазоне. Концепция реактивного движения с использованием энергии наземного лазера, предложенная впервые Кантровицем в начале 1970—х гг., получила серьезное развитие в последующие годы, причем значительный прогресс отмечается как в облао- ти создания мощных лазеров, так и в понимании реактивного движения лазерного КА (ЛКА). В литературе (даются ссылки на 7 источников периода 1972 - 1985 гг.) предложено несколько способов эффективного абсорбирования, преобразования и использования лазерной энергии. Авторы подразделялот их на две категории - непрерывного волнового (CW—Continuous Wave ) и повторно-пульсирующего (RP-Repettively Pulsed) действия. Концепция непрерывного волнового действия реализуется по следующей общей схеме. Непрерывный лазерный луч принимает коллектор ЛКА-носителя, затем через окно с оптической линзой проходит и фокусируется внутри теплообменной камеры, где существует непрерывный поток газообразного рабочего тела (топлива). Газ» абсорбируя лазерную энергию, нагревается до высокой температуры, расширяется и, истекая через реактивное сопло, создает постоянную тягу. Лазерный луч должен поступать в камеру и фокусироваться в верхней (входной) части газового потока, так как большинство газов при повышении температуры становятся непрозрачными для лазерных лучей. Если ввести луч лазера через сопло движителя, горячие газы в сопле будут его блокировать и приостанавливать нагрев что нарушит стабильность работы движителя» Композиция газов в концепции непрерывного волнового действия подбирается так, чтобы обеспечивалась абсорбция лазерной энергии, начиная с температуры газа на входе и далее в процессе его нагрева по ходу движения в потоке внутри каме- 12-2 91
ры - до полной абсорбции энергии лазерного луча, Это достигается использованием двух механизмов абсорбции» При низких температурах абсорбция в молекулярной и атомарной средах, внутренний уровень энергетических переходов которых находиться в резонансе с частотой лазера* Возможно применение нескольких разнородных абсорберов, из которых хотя бы один должен быть активен при любой температуре. Поскольку топливо в жидкой фазе прежде, чем поступить в теплообменную камеру, обычно используется для регенеративного охлаждения системы, поступающий в камеру газ будет иметь сравнительно низкую температуру. Соответственно необходимо иметь в композиции абсорбенты для этих условий. При высокой температуре энергия абсорбируется т.н. обрат>- * ным тормозным излучением (англо-немецкий термин -Inverse Bremsstralung ) , при котором электроны абсорбируют лазерные фотоны в присутствии нейтральных атомов и молекул» Этот процесс идет лишь, когда температура рабочего тела достаточно велика, чтобы газ был ионизирован. Второй вид абсорбирования лазерной энергии в категории непрерывного волнового действия, именуемый волновой абсорбцией с лазерным подогревом ( Laser Supported Combustion Wave Absorption ) отличает образование при воздействии сфокусированного лазерного луча горячей волны внутри теплообмен- ной камеры. При прохождении газа через эту дозвуковую с почти постоянным давлением волну в его потоке возникает очень мощный скачек температуры. Энергия лазерного луча абсорб**- руется газом в образующейся внутри теплообменной камеры ограниченной высокотемпературной зоне посредством обратного тормозного излучения. Эта высокотемпературная зона излучает и проводит энергию по ходу газового потока, нагревая поступающий холодный газ до температуры, при которой происходит выделение электронов. Для инициирования абсорбционного процесса такого вида могут быть использованы внешние технические средства - такие как искровой разряд, сопровождаемый образованием необходимых для возбуждения процесса электронов. Максимальная температура, до которой может быть нагрето рабочее тело, чтобы использовать энергию лазерного луча на входе в теплообменную камеру, не зависит от энергии, содержащейся в какой-либо химической системе. Система лазерного реактивного движения (ЛРД) не содержит внутренних компонентов, которые лимитировали бы рост температуры. Поэтому 92
в принципе температуру можно поднимать до металлургических пределов материала стенок абсорбционной камеры, который может выдержать нагрев до К/10000 К . Удельный импульс в пустоте (скорость истечения газа, деленная на g) для водорода, используемого в лазерно-тепловых ДУ непрерывного волнового действия зависит от степени теплового нагрева и теоретически может достигать*2000 кгс с/кг при скорости истечения струи из реактивного сопла 20-25 км/с. Концепция повторно- пульсирующего рействия базируется на использовании быстро пульсирующего лазерного луча, который нагревает рабочее тело не непрерывно, а дискретно - мощными взрывными вспышками лазерной энергии. Каждая вспышка нагревает небольшой объем топлива, который вышибается из реактивного сопла взрывом. Схематично концепция повторно-пульсирующего действия реализуется в виде самофокусирующегося сопла, соединенного системой подачи с криогенным топливным баком, содержащим жидкий водород. Через выходной срез в реактивное сопло с отражающей внутренней поверхностью направляется и фокусируется в нем лазерный луч, создающий во входной части сопла область абсорбции лазерной энергии^ которая ближе к выходному срезу сопла ограничивается ударной волной, индуцированной лазерным импульсом. Фокусирование лазерного луча осуществляется за счет придания внутренней поверхности сопла с отражающим покрытием соответствующей формы. Топливо в газообразной фазе поступает порциями через его горловину. Сфокусированная лазерная энергия периодически прерывает его подачу, а поступившая порция, абсорбируя лазерную энергию, превращается в спрессованный высоким давлением высокотемпературный ионизированный газ, который при дальнейшей абсорбции лазерной энергии трансформируется в плазменную детонационную волну. Волна перемещается в сопловом конусе к выходному сечению, преобразуя высокое давление в кинетическую энергию, тяги. После выхода горячего газа из сопла туда входит следующая порция топлива, подается очередной импульс лазерной энергии и процесс повторяется. Величина удельного импульса тяги в вакууме у концепции повторно-пульсирующего действия обратно пропорциональна частоте повторений — чем короче интервалы между посылками импульсов лазера, тем больше ожидаемая величина удельного импульса тяги. Однако существует ограничение этой величины: время между посылками лазерных импульсов (пульсациями) 93
не может быть слишком коротким, чтобы очередная порция топлива успела дойти от инжектора до точки фокусирования лазерного луча. В принципе достижима величина удельного импульса тяги, эквивалентная скорости истечения реактивной струи в диапазоне 20-40 км/с Главное преимущество концепции повторно-пульсирующего действия перед непрерывным волновым действием - ее простота. Поскольку все процессы происходят в сопле, здесь не нужны абсорбционная теплообменная камера, окна, линзы, зеркала, а отсутствие оптических элементов позволяет использовать наземные лазеры очень высокой мощности. Структура системы ЛРД» В состав системы ЛРД входят следующие основные элементы: - первичный наземный источник энергии; - наземный лазерный передатчик; - орбитальный зеркальный отражатель (ретранслирующий рефлектор) - орбитальный лазерный носитель (ЛКА); - инфраструктура вывода и пополнения запасов на орбите. Сама система ЛРД рассматривается как часть транспортной космической системы (ТКС), которая имеет в своем составе ОКС, функционирующую на низкой околоземной орбите (НОО) как узловой пункт, где транспортные КА, связывающие землю с НОО, передают ПН на ЛКА, выполняющие межорбитальные полеты или полеты к Луне. Планы стран Запада относят практическое применение ЛКА к началу 21 века, что также стыкуе<гся с перспективами реализации требуемой для этого лазерной технологии* Пока И велись лишь по беспилотным космическим носителям, хотя подразумевается также возможность транспортировать с помощью ЛКА обитаемых ПН. В активный период движения ЛКА лазер наземного базирования должен направлять в космическое пространство непрерывный луч мощностью 500 кВт, что потребует первичного источника энергии мощностью 2000-2500 МВт. Учитывая атмосферные потери и затраты , энергии на фокусировку, ретранслирующий рефлектор сможет ретранслировать мощность в 375 МВт, а ЛКА в конечном счете получит для реактивного движения 300 МВт. Система ЛРД использует тепловые реактивные движители, где лучевая лазерная энергия нагревает водородное топливо, которое, расширяясь, истекает через обычные реактивные сопла и осуществляет превращение тепловой энергии в кинетическую. 94
Для вывода на орбиту ретранслирующего рефлектора потребуются обычные космические носители класса Земля-НОО. Современная конфигурация рефлектора спроектирована применительно к транспортировке в грузовом отсеке МВКА "Спейс Шаттл", однако его массо-габаритные характеристики (длина 15 м, диам. 4,5 м, масса 4 т) позволят использовать также некоторые другие из космических носителей, которые намечено ввести в эксплуатацию в 1990-х гтл Дополнительная доставка на орбиту ПН и тогогав (масса того и другого по 7 т) вклк>- чается в общие планы пусков космических носителей ТКС на период 1990 - 2 010 гг. При регулярных плановых поставках топлива на орбиту оно будет там складироваться и расходоваться по мере надобности, ПН будут сначала выводиться на НОО, передаваться там на ЛКА, а ЛКА доставит их на орбиту функционирования. По завершении процесса доставки ПН или вместе с ней ЛКА возвращается на НОО для осуществления следующего межорбитального полета. Таким образом ЛКА будет полностью многоразовым носителем, не требующим торможения в атмосфере при возвращении для повторных полетов, как это предусматривается в современных проектах перспективных межорбитальных буксиров с химическим ДУ. Лазерные звенья системы ЛРД включают лазерный передат^- чик, орбитальный ретранслирующий рефлектор, наземный первичный источник питания лазера. Энергетаческая связь между наземной электростанцией и движителями ЛКА должна быть лазерной ввиду малого рассеивания лазерного луча с высокой плотностью энергии. Атмосфера наиболее прозрачна для волн длиной Ж/1 мкм, причем именно в этом участке спектра наиболее высок современный технический уровень разработок диэлектрических отражателей. Кроме того плавленый кварц, который используется в высокопрочных входных окнах движителей, очень прозрачен для волн, близких к этой длине. По этим соображениям в рассматриваемом И для оптического звена принята рабочая длина волны 1 мкм. Оптическое звено охватывает лазерный* источник, в качестве которого используется лазер со свободными электронами, орбитальный ретранслирующий рефлектор и внутренняя оптика ЛКА-. носителя. Орбитальный ретранслирующий рефлектор в принципе может быть размещен на любой орбите до стационарной (СТО) включительно. Выбор орбиты определяется лишь требованием обеспечения оптической связи между передающей станцией и ЛКА в период трансляции лазерной энергии. Чем ниже орбита, тем 95
легче решается проблема фокусирования и соответственно меньше зеркало, но при этом потребуется отслеживать зеркало на орбите под сравнительно малыми косыми углами (<^20°) и более ограничено время передачи энергии по лазерному лучу из-за потери относительной видимости между элементами оптического звена. Достижимую продолжительность передачи энергии на ЛКА через рефлекторы на низких орбитах нетрудно оценить для случая, когда имеется зеркало на СТО, расположенное так^чтобы при каждом п -ном витке повторялся наземный след, проходящий над местом расположения лазера или на оптимальной дистанции от , него. Чтобы получить достаточно длительные периоды передачи энергии (сотни секунд), лазерный луч должен иметь достаточно широкий угол слежения, а выводимые на НОО зеркала оборачиваться по сравнительно высоким околоземным орбитам ( >г 1700 км). Повторное появление наземного следа в этом случае будет наблюдаться через каждые 12 витков ( ^1 раз в сутки). Для эффективного использования ЛКА необходимо обеспечить регулярное появление окон энергетической лазерной связи, что может быть обеспечено размещением на НОО нескольких зеркальных рефлекторов. При этом оптимальным решением представляется постоянное размещение геостационарного зеркала над районом старта» Расчеты показывают, что при 4—метровой апертуре наземного лазера, генерирующего излучение на волне КУ^м в направлении геостационарного зеркала (высота орбиты 36000 км) с совершенной оптикой радиусом 11 м, на 4-метровое зеркало ЛКА теоретически попадает порядка 70,6% начальной мощности излучения наземного лазера. Если геостационарное зеркало будет постоянно находиться в пределах оптической видимости наземного лазера, то минимальная величина времени непрерывной передачи энергии, определяемая видимостью ЛКА с зеркала на НОО, составит не менее 2700 с. Такая величина принята в И для последующих расчетов, так как при этом получаются приемлемое отношение тяги к массе ЛКА и корот*- кие времена межорбитального полета. Хотя орбитальный ретранслирующий рефлектор номинально представляется простым компонентом системы, фактически это самостоятельный КА, который должен иметь высокую точность нацеливания и стабилизации. Наибольшие возмущения создает давление лазерного луча: при мощности 360 кВт это около 2,4 Н. Чтобы нейтрализовать такое воздействие наиболее при- 96
емлемым считают использование ионных движителей на ном газе. Потребная мощность для их питания л/100 кВт. Полагают, что в период активного функционирования (ретрансляции энергии) требуемая точность нацеливания v3x 10~^рал (в 3 раза хуже точности, закладываемой в намечаемый к реализации в конце текущего 10-летия проект орбитального космического телескопа) может быть вполне обеспечена исполь зованием инерционных маховиков. Требуемая оптическая дивергенция в лазерном звене может быть получена за счет использования в передатчике и в ретранслирующем зеркале адаптивной оптики. Функционирование лазерного звена требует также очень высокого качества оптики (коэффициент отражения 0,998) в оптических компонентах. Это может быть достигнуто применением многослойного- в 1/4 длины волны окисного покрытия на специально подобранной по термическому расширению стеклянной подложке. Относительное движение элементов системы будет вызывать изме~ нения длины волны иэ-за допплеровского сдвига, однако они очень малы (^до 1 X). Для ретранслирующего зеркала на СТО в И предлагается модульная конструкция, что позволит производить замену модулей в случае их повреждения микрометеоритами или под воздействием термических напряжений. Эти же факторы диктуют необходимость обеспечить сохранение работоспособности рефлектора при выходе из строя отдельных компонентов зеркала. Для наземного лазера потребуется 2-2,5 МВт электрической мощности. Выбор наиболее целесообразного экономически решения проблемы электропитания зависит от режима использования лазера. Для режима постоянного ежедневного использования решением, по-видимому, может быть придание ТКС обычной электростанции (ядерной или тепловой на ископаемом топливе). Если же лазер будет функционировать лишь несколько часов в неделю, более эффективно по соображениям стоимости применение схем аккумулирования электроэнергии. Например, при размещении лазера в гористой местности могут быть использованы аккумулирующие энергию насосные станции или системы электролиза высокого давления в подземных хранилищах. Такие схемы, функционирующие на базе постоянных элект*- рических нагрузок в 60-100 МВт, могли бы обеспечить доставку с НОО на СТО и обратно порядка 730 т в год. При стоимости установки с ресурсом работы более 10 лет - около 13-1 97
4 млрд. долл. это обеспечит удельную стоимость межорбитальной транспортировки около 550 долл. за 1 кг, т.е. примерно того же порядка, что и ожидаемая стоимость доставки топлива и ПН на НОО. Компоновочная схема и параметры ЛКА. Для компоновки ЛКА важное условие - минимизация величины тяги, требуемой для выполнения задачи межорбитального полета, что позволяет соответственно минимизировать требование к величине выходной мощности лазерного передатчика. Элемент новизны в конструкции ЛКА - коллектор, которому при значительной собственной массе должна быть обеспечена возможность нацелит- вания на любую точку пространства, где может находиться зеркало ретранслирующего рефлектора, и отслеживать это зеркало в процессе движения по межорбитальной траектории. Чтобы обеспечить при этом максимальное время непрерывной передачи энергии (включения) в процессе межорбитального полета, конструкция ЛКА не должна ограничивать движение кои*- лектора, который при отслеживании орбитального ретранслирующего зеркала может поворачиваться вокруг двух взаимно перпендикулярных осей на углы > 180 . Выполнение этого требования в принципе требует жесткого соединения коллектора с конструкцией ЛКА, но на практике меньшие ограничения* дает совмещение одной из осей вращения коллектора с продольной осью КЛА и применение каретки, обеспечивающей вращение коллектора вокруг перпендикулярной ей другой оси. На активном участке полета требуется постоянно высокоточное управление нацеливание), ЛКА. При этом грубое нацеливание обеспечивает конфигурация движителей, а для точного управления используются автономная реактивная система и маховиковая инерциальная система. Маневрирование на орбите в периоды, когда ЛКА не получает лазерной энергии, обеспечивает специальная ДУ с ЖРД на жидких водороде и кислороде. Габаритные размеры топливных баков и коллектора, а также коэффициент расширения сопла лазерного движителя ограничиваются располагаемыми габаритами и конфигурацией грозового отсека МВКА (4,57x18,8 м), который будет доставлять ЛКА с земли на НОО. На случай ошибок в слежении, приводящих к отклонениям лазерного луча от коллектора, предусматривается бронирование конструкции ЛКА, способное обеспечить ее защиту от воздействия луча на протяжении всего активного периода (включения) - до прекращения передачи энергии. 98
В И принято, что ЛКА предназначен специально для челночных полетов между НОО и СТО. Ретранслирующее зеркало находится на СТО, а ЛКА в исходной позиции на НОО. При первом включении, продолжительность которого 2700 с, величина принимаемой ЛКА мощности составляет 300 МВт, а соот*- ветствующая ей удельная тепловая энергия 4,2МДж/кг. Расход газа в потоке водорода составит 0,7143 кг/с, а суммарно в период первого включения водорода потребуется 1929 кг. Учитывая гравитационные потери, первое включение на НОО должно дать приращение скорости 2,6 км/с при эффективной скорости истечения реактивной струи 22895 м/с, начальных значениях массы ЛКА 17965 кг и ускорения 0,91 м/с^ (отношение ускорения к местной гравитации, равное в этом случае 0,093, обеспечивает сравнительно небольшие гравитационные потери). Объем основных топливных баков ЛКА рассчитывается на полный полетный цикл с НОО на СТО и обратно, что требует полного приращения скорости за полет 10 км/с и соответственно запаса водородного топлива на борту 6358 кг. Принимая плотность жидкого водорода 69 кг/м^, величину незапол- няемого объема криогенных баков 3% и хранение жидкого водорода на борту ЛКА в двух одинаковых сферических баках, радиусы последних составят 2,245 м, что вполне вписывается в габарит грузового отсека МВКА. В И рассмотрен ряд симметричных и асимметричных компонентов ЛКА. Для расчетов выбрана симметричная схема б виде килевой балки из композита, армированного углеродом, с двумя сферическими алюминиевыми баками жидкого водорода по концам и кареткой и коллектором посредине. Управление по крену и тангажу осуществляется отклонением вектора тяги, а по рысканью — дросселированием потока водорода* К водородным бакам крепятся два лазерных движителя, тяга которых передается через стенки баков и кольцевые структуры, предназначенные для монтажа двух ПН (по одной к каждому баку). На килевой балке монтируются также ДУ автономной реактивной системы точного управления и ДУ системы орбитального маневрирования с двумя ЖРД и баками жидкого кислорода* От системы орбитального маневрирования требуется обеспечить суммарное приращение скорости ЛКА на 200 м/с. Принимая скорость реактивной струи на выходе ее движителей в 4,3 км/с, для ЖРД этой системы потребуется 819 кг , криогенного топлива (117 кг Н? ** 702 кг °9В жидкой фазе). 13-<2 ~ " 99
Жидкий водород может храниться в основных баках лазерной ДУ. Для этого потребуется увеличить их диаметры на 2,7 см- до 4,517 м. Это вполне укладывается в лимитирующий габарит грузового отсека МВКА. Жидкий кислород предусмотрено хранить в двух сферических криогенных баках диам. по 0,848 м, расположенных вместе с движителями на килевой балке. Движители орбитального маневрирования и автономной реактивной системы детально не исследовались, так как это обычно и достаточно известные устройства. ЖРД автономной реактивной системы будут работать, видимо, на паре N7O4/ монометилгидразин. Их движители вместе с топливными баками размещаются на килевой балке. Тяга, передаваемая от них невелика (сотни ньютонов), В случае попадания лазерного луча не в коллектор, а на конструкцию ЛКА, это фиксируют специальные датчики, от которых на геостационарный рефлектор подается команда немедленно прервать ретрансляцию излучения» За 0,5 с, проходящие от подачи излучающего импульса до прекращения ретрансляции при коэффициенте отражения алюминиевой защиты ЛКА 98%, величине температуры от номинала 1*/400 С, удельном импульсе нагрева 960 Дж/кгК и плотности алюминиевой защиты 2700 кг/м, требуемая толщина защитного слоя алк>- миния составляет 0,25 мм. Он должен защищать конструкцию ЛКА и ПН, что требует площади защиты 300 м^. Ее суммарная масса д.20О кг. ПН присоединяются к ЛКА через монтажные капыш, имек>- щиеся на каждом водородном топливном баке, что позволяет ЛКА нести одновременно две ПН* Если используется только одно кольцо, требуется дифференциальное дросселирование движителей, чтобы тяга проходила через центр тяжести ЛКА. При этом потребуется какое-то устройство передачи топлива из одного топливного бака в другой, чтобы сбалансировать асимметрию. Параметрический анализ ЛКА в рассматриваемом И базируется на известных приближенных соотношениях между достижениями в конструкции и реактивным движением для совремев- ных структур, а также между примерными объемами и расчет*- ными величинами общей плотности новых для КА компонентов» Результаты расчетов распределения масс между компонентами КА приведены в таблицах 1 и 2. Из таблицы 2 следует, что масса ПН достаточна, чтобы доставить на СТО и вернуть на НОО капсулу с человеком. 100
Таблица 1 Распределение сухой массы в конструкции ЛКА (в кг) Главный киль 650 Топливная система жидкого водорода (включая изоляцию) 1270 Топливная система жидкого кислорода 11 Основной коллектор с контуром привода и охлаждения 1225 Движители, оптические звенья и актюаторы 110 Система орбитального маневрирования 40 Автономная реактивная система 30 Маховиковая инерциальная система 25 Система наведения и управления, телеметрия, приборы 400 Монтажные кольца и стартовый крепеж 140 Общая сухая масса конструкции ЛКА 3901 Таблица 2 Рарпределение масс ЛКА (в кг) для полного цикла полета НОО-СТО-НОО Базовая масса (общая сухая масса конструкции ЛКА) Топливо: жидкий водород жидкий кислород аккумулирующие устройства 3901 6358 702 200 Общая начальная масса на НОО 17966 ю:
Масса ПН, оставляемой на СТО, когда ЛКА возвращается на НОО без груза, может быть увеличена до 8460 кг, В специальном разделе доклада рассматриваются три ключевых элемента бортовой лазерной ДУ - коллектору бортовая лазерная оптика, обеспечивающая фокусирование лазерного луча и нагрев потока водорода; система расширения газа и преобразования тепловой энергии в кинетическую» Приводятся конструктивные схемы, характеристики, рабочие параметры основных и вспомогательных устройств, описываются конструк?- ционные материалы, способы соединения и охлаждения узлов и агрегатов коллектора, бортовых оптических устройств, подсистемы подачи топлива, теплообменной камеры и сопла лазерного движителя. Приводятся аналитические зависимости между параметрами и характеристиками, определяющими возможности ЛКА* При этом продолжительность челночной операции НОО-СТО-НОО у системы ЛРД того же порядка, что у КА с химическими ДУ. В заключение авторы отмечают, что уровень развития стандартной технологии в США и СССР вполне достаточен для создания системы ЛРД, тогда как в западноевропейских стрен» нах необходимая технология развита еще недостаточно. Изучавшийся в И лазерный носитель, способный совершить межорбитальный полет по замкнутому циклу НОО^СТО-НОО может, быть доставлен с земли на НОО и развернут в одном полете МВКА класса "Спейс Шаттл', а необходимые для него запасы топлива и модули для ремонта, модификации или реконструкции доставит любая система в составе ТКС, имеющая грузоподъемность порядка 7 т. Экономический аспект использования ЛРД — пока довольно туманная область, по оценке авторов. Однако очевидно, по их мнению, что главные составляющие стоимости систем ЛРД дадут лазер и электростанция, стоимость которых оценивается .величиной порядка 1 млрд долл. Принимая эту величину за базовую, применительно к задаче доставки ПН с НОО на СТО и обратно, ЛКА по стоимостной эффективности смогут превзойти системы носителей на химическом топлива на порядок величины, если будет достигнута интенсивность грузопотока в челночных межорбитальных полетах 500 т в год. Это намного превышает интенсивность современных космических перевозок и, по мнению авторов, реально для перспективы 2010—х гг. Системы ЛРД соответственно будут весьма экономичны в больших космических программах. Б.А. Булатников "Acta Astronautica", 1989, 19, № 1, 73-86 102 ~~
31. Стоимость и эффективность перспективных тяжелых многоразовых космических носителей балистической схемы В докладе специалиста авиакосмического института Берлинского технического университета на 38 конгрессе Между*- народной федерации астронавтики 10-17 октября 1987 г. (Брайтон, Великобритания) доктора наук Аренда излагаются результаты исследования (И) технико-эксплуатационных и стоимостных характеристик тяжелых грузовых многоразовых космических носителей (МКН), выполненных по балистической схеме» И базируется на материалах представленной автором к защите в 1987 г. докторской диссертации по теме "Системный анализ и стоимостная оптимизация многоразовых балйо- тических носителей', где технологические аспекты и метод стоимостной оптимизации излагаются более подробно. Автор исходит из предположения, что в период до 2000 г. содержание национальных и международных космических прог- рамм, включающих такие виды деятельности, как запуск ИСЗ научные И и начальные этапы производства в космосе, будут зависеть главным образом от наличия и летных возможностей частично многоразовых ТКС на базе таких носителей как американский и советский "Шаттлы\ Как показано в ряде И, за пределами 2000 г. следует ожидать эволюции новых рынков космических услуг, которые делают экономически оправь- данным развитие новой полностью многоразовой ТКС* В числе крупномасштабных космических проектов, стимулирующих образование этих новых рынков, широко обсуждаются создание и эксплуатация геостационарных солнечно-энергетических ИСЗ* развитие постоянной базы на Луне, захоронение в космосе высокорадиоактивных отходов. Реализация этих проектов связана с созданием грузовых космических носителей, способных выводить на НОО тяжелые крупногабаритные ПН при существенно меньшей стоимости, чем у современных ТКС Объектом И автора является класс балистических МКН с номинальной стартовой массой 7000т, способных выводить ПН массой 300-390 т на круговые околоземные орбиты вьюотой 430 км и наклонением J. 8°. Особый акцент в И делается на стоимостную эффективность носителя в пределах полного цикла реализации программы (ЦРП), включающего разработку, производство, модернизацию и эксплуатацию - до снятия с производства и эксплуатации. Соответственно цель И - получить ответы на следующие вопросы: 103
- каково соотношение между стоимостной эффективностью МКН и объемом рынка услуг по выводу ПН на HOOj - экономическая целесообразность использования в МКН перспективных конструкционных материалов; - выбор оптимальной системы теплозащиты (СТЗ) для ступеней МКН; - влияние выбора наилучших конструкционных материалов и СТЗ для каждой субсборки на стоимостную оптимизацию МКН в целом; - экономически рациональное этапирование технологических программ разработки и модернизации МКН. Базовая конструкция МКН — полностью многоразовый 2—сту*» пенчатый балистический носитель, выполненный в форме 8-гранной пирамиды с плоскими гранями в габаритах - высота 60,7 м, диаметр основания 50 м. Собирается из модулей. Выбор плоских поверхностей и модульного принципа конструкции диктуется соображениями упрощения и удешевления серийного производства элементов конструкции и подсио- тем. ДУ обеих ступеней представляют собой связки основных ЖРД МВКА 'Спейс Шаттл* в количествах - 48 в 1-й и 12 во 2-й ступени. Топливо - жидкие кислород и водород в размещенных параллельно криогенных баках диам. 8 м, подобных внешнему топливному баку МВКА "Спейс Шаттл *, в количествах - 17 баков в 1-й и 9 во 2-й ступени МКН. Убираемые щитки обеспечивают управление полетом каждой ступени при ее спуске в атмосфере за счет изменения аэродинамического качества (отношения подъемной силы к лобовому сопротивлению). СТЗ предусмотрена по всей обшивке нижней поверхности и на щитках. Щитки СТЗ на соплах ЖРД защищают их от высоких тепловых нагрузок и статического воздушного давления при торможении в атмосфере. Обе ступени МКН имеют номинальный эксплуатационный ресурс по 100 полетов. Для посадки в каждой ступени имеется 8 телескопических опор, .которые в процессе приземления вьщвигаются после повторного включения нескольких ЖРД и короткого периода зависания. Массовая компьютерная модель МКН, использовавшаяся в И для определения распределения массы между субсборками (подсистемами, системами), базируется на расчетах траекторий подъема/спуска ступеней и результирующих аэродинамических, механических и тепловых нагрузок. Рассматривались: распределение давления воздуха при подъеме и спуске, акусти- 104
ческие нагрузки ЖРД, удары при приземлении, тепловые нагрузки при подъеме, распределение тепловых нагрузок при рециркуляции реактивных струй ЖРД и нагреве при входе в атмосферу, влияние на размещение конструктивных сборок и их СТЗ* Параллельно рассматривались 7 видов конструкционных материалов и 6 видов СТЗ: - материалы: алюминий (базовый конструкционный материал), титан* сталь, алюминиево-литиевый сплав, композиционные материалы (КМ) на основе пластиков с 3-мя видами армирующих волоконных компонентов - стекловолокно, арамидное волокно и углеродное волокно; — СТЗ: керамический радиационный щит, металлический радиационный шит, абляционный щит с опорной панелью, абляционный щит без опорной панели, активная система водяного охлаждения, пассивная система водяного охлаждения. Применение абляционного щита с опорной панелью невыгодно из-за большой массы, но удобно, так как его легко заменять. Активная система водяного охлаждения предусматривает активное распределение воды, подаваемой из центрального бака, тогда как в пассивной системе вода содержится непосредственно в горячей структуре. В таблице 1 приведена сводка распределения массы МКН алюминиевой базовой конструкции с СТЗ - металлической в 1-й и керамической во '2-й ступени, способного доставить 304 т на НОО . высотой *340 км и наклонением 18 . В таблице 2 дано сравнение масс рассматривавшихся в И видов СТЗ. Из этой таблицы ввдно, что активная система водяного охлаждения имеет минимальную массу при использовании в 1-й ступени, а во 2-й ступени ее масса незначительно превышает минимальную (18 т против 17 т у керамического шита). Концепция керамического абляционного щита с опорной панелью дает решение с наибольшей массой СТЗ, а металлический щит для 2-й ступени вообще неприемлем, так как температурные нагрузки у нее превышают допуски на верхние пределы тепловых потоков для СТЗ такого вида. В таблице 3 представлено сравнение массы конструкции МКН из различных материалов с конструкцией, изготовленной из базового конструкционного материала - алюминия (применительно к базовой конфигуршши СТЗ). Как видно из таблицы, диапазон снижения массы конструкции - от 5% до 31%, что соответствует увеличению массы ПН от 6% до 26%. В таблицу ш 105
Таблица 1 Сводка распределения массы в базовой конструкции МКН (тонны) Наименования компонентов 1 ступень 2 ступень Стартовая масса Общая масса ПН Масса ПН-нетто Масса оборудования Масса конструкции Масса ДУ Масса СТЗ Масса остатков Масса резерва Масса используемого1 топлива 7150 1873 нет 10 562 120 25 44 67 4449 1873 321 304 4 154 36 17 13 20 1308 Сравнение масс СТЗ (тонны) Таблица 2 Вид СТЗ 1 ступень 2 ступень Керамический щит Металлический щит Абляционный щит без панели Абляционный щит с панелью Активное водяное охлаждение Пассивное водяное охлаждение включена также конструкция, оптимизированная по критерию минимальной массы, где в каждой субсборке применены самые легкие материалы, а также самая легкая СТЗ обшивки днища 106 31 25 50 58 15 31 17 неприменим 25 29 18 25
Таблица 3 Сравнение массы и грузоподъемности МКН из различных материалов с базовой конструкцией из алюминия Материалы 1 Масса в тоннах/прирост в % 1 ступень 2 ступень ПН-нетто Алюминий (базовая конструкция) Титан Сталь Алюминий/литий КМ со стекловолокном КМ с арамидным волокном КМ с углеродным волокном Конструкция минимальной массы 562/0 515/-8 689/+23 501/-11 536/-5 422/-25 393/-30 154/0 137/-11 185/+20 138/-10 135/-12 113/-27 107/-30 304/0 324/+7 247/-19 332/+9 322/+6 372/+22 384/+26 393/-30 106/-31 386/+27 и щитков управления» Конструкция минимальной массы обеспечивает возможность увеличить массу ПН на 27% в сравнении с базовой конструкцией из алюминия за счет широкого использования в обеих ступенях МКН перспективных композитов, а на 1-й ступени - СТЗ с активным водяным охлаждением при той же, что и у всех других вариантов керамической СТЗ на 2-й ступени. Стоимостная эффективность МКН» В И оценивалось влияние на стоимостную эффективность МКН масштабов рынков космических услуг и прогрессивных технологий. При оценках влияния масштабов рынков сравнивались расчетные стоимостные характеристики четырех программ, отличающихся количественным составом флота носителей и продолжительностью ЦРП: 1 - флот из 10 МКН при ЦРП 25 лет; 2 - флот из 25 МКН при ЦРП 25 лет; .3 - флот из 100 МКН при ЦРП 50 лет; 4 - флот из 250 МКН при ЦРП 50 лет. В таблице 4 приведены основные параметры, характеризующие стоимостную эффективность программ» В таблице 5 предоставлены долевые соотношения между стоимостями основных 107 14-2.
Таблица 4 Основные характеристики программ МКН Характеристики Программы Номинальное число носителей 10 ЦРП (лет) 25 Кумулятивная масса рынка ПН (тонны) Общая стоимость программы (млрд долл.) 67 Стоимость полета (млн долл). 76 Средние удельные затраты на транспортировку ПН (долл./кг) 250 25 100 250 25 50 50 269 720 2854 7139 111 318 615 47 34 26 155 112 86 элементов ЦРП, Данные этой таблицы показывают, что наибольшая доля приходится на стоимость производства, за которой следуют затраты на ЗИП и послеполетное восстановление носителя. В таблице 6 приведены долевые соотношения между затратами на отдельные подсистемы комплекса МКН и его эксплуатацию (статьи расхода в % от общей стоимости ЦРП). Здесь на уровне подсистем учтены все затраты на разработку, совершенствование продукции, производственную ^оснастку, производство, ЗИП и послеполетное восстановление на всем протяжении ЦРП. Наибольшая доля затрат приходится на двигатели МКН. В докладе приводится также график средних удель*- ных затрат на транспортировку ПН (долл./кг) флотом Л$КН базовой конструкции и конструкции, оптимизированной по параметру минимальной стоимости, в функции величины суммарной (кумулятивной) массы рынка ПН. Из графика следует, что у МКН базовой конструкции величина удельных транспортных затрат снижается с 250 долл?кг для маломасштабной программы 1 до 86 долл./кг для крупной программы 4, что существенно ниже, чем у современных ТКС. Программы 3 и 4 предполагают наличие рынка ПН, который нуждается, если оперировать современными категориями, в весьма высокой интенсивности полетов. Однако между рынкок ПН и величиной удельных транспортных затрат космического 108
Таблица 5 Долевые соотношения между стоимостями основных подсистем (статьями расходов) в процентах ;от общей стоимости ЦРП Подсистемы (статьи расходов) Программы 1 2 3 4 Разработка Совершенствование продукции Производственная оснастка Производство ЗИП и восстановление после полета Наземные сооружения Прочие эксплуатадаонные расходы 20.2 12,2 4,3 2,2 4,6 3,8 2,7 1,9 1,9 1,7 0,8 0,6 39,5 45,0 50,6 48,3 17.3 20,8 24,8 28,0 5,5 4,5 2,6 2,8 11,0 12,0 14,2 16,2 Всего 100 100 100 100 грузового носителя существует взаимозависимость: наличие экономичной ТКС с высокой кумулятивной грузоподъемностью может породить новые рынки космических услуг. Идентифицировать эти новые рынки и их масштабы в настоящее время авг- тор считает невозможным. Более подробные .характеристики экономической эффективг- ности МКН применительно к конструкциям из различных материалов, конструкции, оптимизированной по минимуму массы, и конструкции, оптимизированной по минимуму удельных затрат на транспортировку ПН, приведены в таблице 7, составленной применительно к программе 2, как срединной. На основании данных таблицы 7 автор делает ряд обобщений. Если конструкция МКН выполнена полностью из одного материала, удельные затраты на транспортировку ПН выше в сравнении с базовой конструкцией из алюминия для титана, стали и КМ, армированного стекловолокном, причем для стали наиболее существенно - на 37%. Для остальных исследовавг- шихся материалов удельные затраты ниже. Наибольшее для 109
Таблица 6 Долевые соотношения между затратами на отдельные подсистемы (статьи расходов) Подсистемы (статьи расходов) комплекса МКН стоимости 1 и его эксплуатацию ЦРП) Программы 2 3 (% общей 4 Конструкция МКН СТЗ Двигатели Оборудование Прочие расходы 33,2 7,8 30,8 11,5 16,7 29,7 7,9 35,2 10,4 16,8 25,6 7,9 40,7 8,9 16,9 22,3 8,1 42,4 8,1 19,1 Всего 100 100 100 100 конструкций из мономатериала дает применение КМ, армированного углеродным волокном. Самая легкая конструкция обеспечивает 18%-ное снижение удельных затрат на транспортировку ПН за счет значительного увеличения массы ПН, хотя стоимость полета такого МКН выше, чем у базовой конструкции» Дальнейшее улучшение стоимостных характеристик дает использование оптимального материала в каждой субсборке и наиболее экономически эффективной СТЗ в каждой из подвергающихся нагреву областей, В диссертации автором предложена стратегия оптимизации конструкции по стоимостной эффективности. В определенной по этой стратегии оптимальной по стоимости МКН применены перспективные КМ (армированные углеродными и арамидными волокнами) - в конструкции 2-й ступени в значительной степени, а в 1-й ступени, где основной конструкционный материал алюминиево-литиевый сплав, в меньшей степени. Топливные баки обеих ступеней - из титана. Для обеих ступеней принята СТЗ с активным водяным охлаждением - из-за малой ее массы и сравнительно невысокой доли в общей стоимости ЦРП. Масса ПН-нетто у (оптимизированного по стоимости носителя на 24% больше, в сравнении с МКН базовой конструкции i а удельные транспортные затраты ниже на 21%. На основании прове- 110
Таблица 7 Сравнение МКН программы 2 Конструкция МКН Стоимость полета в млн долл. Прирост в % Уд. стоимость вывода ПН в долл./кг Прирост в % Алюминий 47,1/0 155/0 Титан 54,8/+16,4 169/+9,3 Сталь 52,6/+11,6 213/+37.4 Алюминий/литий 47Д/+0Д 142/-8,3 КМ, армированный стекловолокном 50,1/+7,6 157/+1,7 КМ ^армированный арамидным волокном 50,17+6,5 1357-12,8 КМ, армированный углеродным волокном 50,3/+6,9 131/-15,4 Конструкция, оптимизированная по минимуму массы 49,0/+4,2 127/-18,0 Конструкция, оптимизированная по минимуму удельной стоимости вывода ПН 45,7/-2,9 122/-21.4 денного анализа автор заключает, что применение перспективных материалов и СТЗ дает не только значительное снижение массы конструкции, но также существенно улучшает стоимостную эффективность носителя. Технологические программы. Так «как иэ-тза большого риска разработок перспективные технологии вряд-ли могут быть внедрены единовременно, были исследованы технологические программы применительно к 50-летнему ЦРП для ТКС с численностью флота МКН между 50 и 250 единиц. Эти технологические программы предусматривают следующий" порядок поэтапного внедрения новых технологий: Этап 1. На протяжении первых 10-ти лет осуществляются 111
полеты МКН базовой алюминиевой конструкции; параллельно разрабатывается алюминиево^штиевая конструкция/ Этап 2. Последующие 15 лет осуществляются полеты алк>- миниево^-литиевого МКН; параллельно разрабатывается конструкция, оптимизированная по параметру минимальной стоимоати. Этап 3, Заключительные 25 лет ЦРП эксплуатируется МКН, оптимизированный по параметру минимальной стоимости. Чтобы иметь базу для оценки стоимостной эффективности поэтапного осуществления технологических программ, параллельно было проведено И эффективности использования флота в 50-250 единиц МКН каждой из трех конструкций (алюминиевой, алюминиево-литиевой и оптимизированной по минимуму стоимости ) н.а протяжении от 1 до 50 лет полного ЦРП. И показало, что поэтапное внедрение новых технологий экономически оправдано лишь для программ с флотом, насчитывающим более 100 носителей, так как только при этом условии результирующие средние удельные затраты на транспортировку ПН становятся меньше, чем у МКН алюминиевой или алюми- ниево-литиевой конструкции, несмотря на более высокую общую стоимость разработки и меньшее снижение затрат в серийном производстве. При меньших масштабах.рынков ПН количество производимых серийно МКН недостаточно, чтобы компенсировать большие дополнительные затраты увеличением грузоподъемности носителя. В заключение отмечается, что проведенный анализ на компьютерной модели показал возможность создания грузового ба- листического 2—ступенчатого МКН обычной алюминиевой конструкции с металлической СТЗ на 1-й ступени и керамической СТЗ на 2-й ступени, который способен обеспечить существенное снижение удельной стоимости вывода ПН на НОО в сра&- нении с современными ТКС - до 80-90 долл./кг для крупных программ и достаточно высокой интенсивности полетов, Б. А. Булатников "Acta Ascronautica", 1989, 19, М lf «7-92 32« Перспективный бустерный РДТТ для МВКА 21 апреля 1989 г. НАСА заключило с группой Lockheed- Aerojet контракт на 1 млрд долл. на ПКР по перспективному бустерному РДТТ ASBM для МВКА. Дополнительно будут израсходованы 200 - 300 млн долл. на постройку произвол- 112
ственных корпусов и создание стендовой базы* Для производства выбрано место в Йеллоу-Крик* Огневые испытания будут проводиться в космическом центре им. Стенниса (шт. Миссури). РДТТ ASRM должны заменить эксплуатируемые в настоявшее время РДТТ фирмы Morton Thiokol, которые подверглись Цоработке после катастрофы МВКА с орбитальной ступенью "Челленджер' в 1986 г. Новые РДТТ будут содержать дополнительно 90|7 т нового высокоэнергетического твердого тог*- лива в более легких стальных корпусах, диаметр которых будет увеличен на 10 см по сравнению с существующими РДТТ, Увеличенная тяга позволит МВКА достигнуть своей расчетной грузоподъемности 29480 кг, которая ранее не использовалась по соображениям безопасности полетов. Считается, что за счет прироста грузоподъемности на 4,54 - 5,44 т и дополнительно выведенного при этом груза * разработка РДТТ окупится за /v4 года при 14 полетах МВКА в год, РДТТ ASRM длиной 38,4 м будет иметь 3 секции с уплотнениями» которые герметизируются при повышении давления в камере сгорания, ASRM будет иметь возможность регулирования тяги в период прохождения участка траектории с макс, динамическим давлением, В настоящее время регулируется тяга основных ~>ЖРД МВКА: на 30 с полета производится дросселирование с 104% до 65% номинальной тяги, а затем на 62 с ЖРД формируются до 104% номинальной тяги. За счет сохранения постоянной тяги ЖРД на уровне 104% и регулирования тяги ASRM будут исключены более 170 критических видов аварийных ситуаций. Решение НАСА о разработке ASRM подвергалось критике со s * стороны независимой консультативной комиссии по авиаг- ционно-космической безопасности ASAP». В своем отчете, опубликованном в марте 1989 г., комиссия рекомендовала НАСА пересмотреть свое решение о закупках ASRM и приостановить всю деятельность в этом направлении до тех пор, пока не появятся альтернативные предложения. Решение должно приниматься с учетом долгосрочных перспектив эксплуатации транспортной космической системы. Хотя НАСА афиширует преимущества ASRM, обусловленные новыми техническими решениями и автоматизацией производства, однако не очевидно, что такие же характеристики по безопасности и надежности не могут быть достигнуты у современных РДТТ, если в их произ- ИЗ
водство будут внедрены разрабатываемые для ASRM технические решения. Ко времени готовности ASRM к полетам РДТТ современной конструкции будут использованы более 160 раз. При такой статистике оценка надежности будет в пользу совг- ременных РДТТ. Комиссия рекомендовала НАСА в качестве альтернативы рассмотреть бустерные ступени с ЖРД, Руководитель НАСА Дж. Флетчер не согласился приостанавливать работы по ASRM. Первый полет МВКА с ASRM планируется на 1994 г. В. А. Карелин "Aerospace Daily", 1988, 147, * 18, 140; 1989, 149, № 42, 340; № 61, 490-491 "Defense Daily0, 1989, 162, № 58, 471-472 "Flight International", 1989, 135, № 4164, 22 33. Ситуация в США с компонентом смесевых твердых топлив Взрыв на химическом заводе фирмы Pacific Engineering and Production (шт. Невада)4 мая 1988 г. привел к сокращению на *v5O% поставок окислителя - перхлората аммония (ПХА) для производства смесевых твердых топлив для бустерных РДТТ МВКА, ракетоносителей (РН) * Дельта- 2" и "Титан', а также для РДТТ баллистических ракет ВМС и армии США. Тогда же другой поставщик ПХА фирма Kerr-McGee Chemical временно закрыла свое предприятие для проверки безопасности производства. В июне 1988 г. МО США и НАСА согласились на план восстановления, по которому фирма Pacific Engineering and Production при финансовой помощи правительственных ведомств построит новое предприятие в течение 6 месм а фирма Кегг-McGee Chemical увеличит производство на 25-50%. По оценке "Interavia Air Letter'* в июне 1988 г. этот план считался уязвимым для критики из-за нереалистичности. На июнь 1988 г. США располагали запасами ПХА на 5 полетов МВКА (771х 5 » 3854,75 т) и на 4 пуска РН "Тита»-4" (362,8 х 4 «• 1451,2 т). К началу 1989 г. имелось 19,95 тыс т ПХА, из которых 13,15 тыс. т были распределены в соответствии с действующими договорами поставок по предприятиям-изготовителям РДТТ. В начале 1989 г. Шнтральное финансово-контрольное управление GAO (ЦФКУ) по запросу конгресса США провери- 114
ло ситуацию с ПХА. В отчете ЦФКУ отмечается, что правительство будет оказывать помощь фирме Pacific Engineering and Production в восстановлении производства ПХА на заводе в г. Сидар-Сити (шт. Юта). Завод рассчитан на выпуск 13,6 тыс. т в год. Ввод завода в эксплуатацию намечался в мае 19 89 г., однако отставание от графика может серьезно повлиять на планы вывода нэ орбиту объектов НАСА и ВВС США. Для запланированных полетов МВКА имеющихся запасов ПХА хватит до апреля 1990 г. Правительство оказывает также помощь фирме Кегг— McGee Chemical в постройке нового завода на 18,14 тыс т в год с возможностью наращивания производства до 27,2 тыс. т в год. Действующее предприятие в шт. Невада с июня по декабрь 1988 г. выпустило 9,07 тыс. т ПХА. В 1989 г. на этом предприятии будет произведено 18,14 тыс. т ПХА. По оценке ЦФКУ, если восстановление разрушенного взрывом предприятия не завершится до конца 1989 г., то для РН США будет недопоставлено 6,35 тыс. т, необходимых на 1989 г. В случае планового ввода его в эксплуатацию пот*- ребности США в ПХА будут полностью удовлетворены без каких-либо сокращений. Для гарантированного обеспечения полетов МВКА и пусков РН и МБР в 90-х гг. США необходимо иметь производство ПХА мощностью 45,35 тыс. т в год. В.А. Карелин "Defense Daily", 1989, Ш, № 20, 158 "Interavia Air Letter", 1988, Я 11519, 7 34. Производство зарядов твердого топлива бустерных РДТТ ракет-носителей "ApnaH-S" В Куру (Французская Гвиана) новой франко-итальянской фирмой Regulus создается предприятие по производству двух основных секций зарядов твердого топлива бустерного РДТТ будущей тяжелой ракеты-носителя (РН) "ApHaH-S". Учредителями фирмы являются SNIA— BPD (Италия) и SNPE (Франция). Первую продукцию предполагается выпустить в конце 1990 г. На полную мощность предприятие начнет работать в 1995 г. Производственные сооружения располагаются на территории 300 га. Производственные площади 35 корпусов составляют 25000 м^, причем 75% корпусов оборудованы установками искусственного климата. Технологическое оборудование включает 2 смесителя емкостью 12т каждый и 4 ли- 15-42 115
тейных ямы диаметром 6 м и глубиной 22 м. Оборудование позволяет иметь производительность 440 т/мес. Секции двух зарядов бустерных РДТТ для одного пуска РН будут заливаться параллельно для минимизации разностей в скоростях горения твердого топлива и в тягах бустерных РДТТ одной РН* Бустерный РДТТ разрабатывается фирмой Europropulsion, образованной совместно SNIA—BPD и SEP (Франция). Это будет первый западноевропейский бустерный РДТТ секционированной конструкции. Заряд твердого топлива с массой 231 т будет состоять из 3 секций с массами 20, 107 и 104 т. Передняя малая секция будет изготовляться на заводе фирмы SNIA-BPD в г. Коллеферро вблизи Рима. Кроме отливки 2 основных секций на предприятии будет проводиться радиографический контроль всех 3 секций. Первый секционированный заряд в 0,5 натурной величины должен быть получен на предприятии фирмы SNPE вблизи г. Бордо в 1989 г. Огневые испытания РДТТ с этим зарядом запланированы на конец этого года. Смесевое твердое топливо в качестве основных компонентов включает перхлорат аммония, полибутадиен с гидроксильными концевыми группами и алюминий. Бустерные РДТТ диаметром 3 м и длиной 30 м рассчитаны на тягу 7,5 МН и время раг- боты 120 cf После отделения от РН на высоте 50 км они будут возвращаться на Землю для оценки, однако повторное использование корпусов РДТТ пока не предусматривается. Полная стоимость нового предприятия, сооружение которого планируется завершить в течение 2 лет, оценивается в 850 - 900 фр. фр. Вклад SNIA—BPDb сооружение предприятия соо- тавляет 66%9 a SNPE - 34%. В период эксплуатации доли участия будут 60% и 40%, соотв. Расчетная производственная мощность 4000 - 5000 т в год достаточна для получения 32 основных секций зарядов РДТТ и осуществления 8 пусков РН в год. Перспективная цена твердого топлива ожидается 75 - 85 фр. фр. Предприятие будет частью зоны "Ариан-5^в которую входят еще стартовый комплекс ELA—3, сборочный корпус и испытательный стенд РДТТ. Сборочный корпус имеет 2 бокса для сборки РДТТ в вертикальном положении высотой 53 м. вертикальный испытательный стенд будет с пламеотводящим лотком длиной 200 м, шириной 35 м и глубиной 60 м. Испытания предполагается начать в 1991 г. Стартовый комплекс 116
ELA—3 сооружается фирмой MAN Gutehoffnungshutte. ДЗдача его в эксплуатацию планируется не ранее 1992 г. В. А. Карелин "Air and Cosmos Monthly", 1989, 3, Я 2, 43 "Aviation Magazine International", 1989, № 977, 48-49 "Aviation Week and Space Technology", 1989, ДЗО» № 24, 175 35.> Модернизация космических комплексов в США Возобновление в 1988 г. полетов МВКА "Спейс Шаттл* дало новый импульс осуществлению космических программ в США. Министерство обороны (МО) и НАСА начали разработку планов по расширению и активизации операций, чтобы обеспечить потребности будущего. В мае 1988 г. ВВС США заключили контракт в сумме 41,4 млн долл. с фирмой Harris Goverument Information System Division (GISD), расположенной в Мельнбурге шт. Флорида, на проектирование, разработку, сборку и установку оборудования и на ввод в эксплуатацию нового Центра для проверки и управления космическими операциями ТОСС (Test Operations Control Center )t который будет расположен на территории станции ВВС США на м. Канаверал (CCAFS )t входящей в состав Восточного космического и ракетного центра (ESMC )• Центр ТОСС должен будет заменить эксплуатирующиеся в течение 30-ти лет средства обеспечения запусков, которые несмотря на неоднократные модернизации не могут обеспечить расширяющийся объем запусков с космодрома Кеннеди. Центр ESMC обеспечивает предстартовый контроль , запуски и летные испытания космической техники ВВС, ВМС, Армии, НАСА и иностранных государств, включая МВКА 'Спейс Шаттл', РН 'Титан-340* 'Атлао-Центавр', 'Дельта' и 'Ариан', .МБР 'Трайдент' и 'Посейдон', ракеты 'Першинг' и SRAM, ступень IUS, К числу перспективных программ относятся летные испытания тяжелых РН, космических РН ELV и компонентов, разрабатываемых по программе СОИ. Новый центр ТОСС благодаря оснащению средствами связи, обработки информации, безопасности полетов и измерения дальности, метеорологического обеспечения, контроля за расчетными графиками полета и предполетных испытаний впервые представит организациям США возможности комплексного 117
обеспечения запусков космической техники» Головной разработчик фирма GISD намечает использовать при создании центра ТОСС современные технологии и методы модульного распределительного построения его архитектуры, что обеспечит необходимую надежность и выживаемость центра*. Центр ТОСС с общей площадью 11,4 тыс. м будет строиться инженерными войсками США в промышленной зоне станции CCAFS, севернее южного въезда на станцию. Строительство зданий и монтаж оборудования должны были начаться в конце 1989 г. Средства связи, безопасности полетов и измерений дальности, обработки данных, метеорологического обеспечения, контроля за расчетными графиками полета и электронной защиты на начальном этапе эксплуатации будут работать параллельно с аналогичными существующими средствами. После периода опытной эксплуатации продолжительностью шесть месяцев центр должен быть введен в эксплуатацию в 1991 г. НАСА также предусматривает провести модернизацию и расширение наземного комплекса космодрома Кеннеди, примыкающего к территории станции ВВС CCAFS. Одно из основных назначений космодрома Кеннеди - обеспечение запусков МВКА "Спейс Шаттл*\ Максимальный поток цифровой и аналоговой информации, обрабатываемой на космодроме Кеннеди в периоды запуска МВКА, превышает 1 Гбайт/с. В истекшие десять лет эксплуатации космодрома Кеннеди обработка информации производилась фрагментарно, без учета требований комплексной обработки при использовании метбда планирования по жизненному циклу. Во многих случаях применялись смешанные методы ручной и автоматической обработки информации, которые затрудняли точную передачу программ между функциональными организациями и руководством программным обеспечением. Частные улучшения методов обработки информации, производившиеся ранее, уже не удовлетворяют требованиям космических проектов ближайших пяти лет. В связи с этим НАСА признало необходимым создать новую систему, именуемую Программой оперативной электронной обработки информации в реальном времени ( CORE ). В этой системе предусмотрено использовать современные технологии, интегрированные оборудования и программное обеспечение и распределительную архитектуру. Система CORE должна удовлетворять требованиям космических проектов, разработка которых будет производиться в перспективе на 20 - 30 лет вперед, а также требованиям ближайших лет, например, требованиям системы LPS, обеспечивающей запуски МВКА "Спейс Шаттл*. 118
Гибкость системы CORE должна быть достигнута за счет использования оборудования общекоммерческого применения COTS (Common Commercial of the—shelf)» программного обеспечения и стандартов, сокращающих до минимума потребность в оборудовании и обеспечивающих максимум приспособляемости и возможности к расширению. Модульный принцип построения системы CORE обеспечит растущие потребности в обработке информации (ожидается рост объемов информации в 2-10 раз). Важным элементом космических операций США является Спутниковая система слежения и передачи данных (TftRSS 1 До развертывания системы TDRSS, которое началось в 1983 г., связь с ИСЗ осуществлялась с помощью сети наземных станций GSTDN в среднем в течение 15 минут за один оборот ИСЗ (период обращения составляет для боль-* шинства ИСЗ около 90 минут), В настоящее время в составе системы TDRSS находится два активных геостационарных ИСЗ, что обеспечивает связь с ИСЗ на низких орбитах в течение 85 - 100% их периода обращения* Третий ИСЗ системы TDRSS является резервным для дополнительной передачи информации в случаях, когда два основных ИСЗ не справляются с этой задачей. Система TDRSS имеет возможность передавать информацию, поступающую одновременно от 24 ИСЗ, через наземную станцию WSGT на ракетном полигоне Уайт^-Сацдс (шт# Ныо- Мексико) и сеть станций связи, в центр управления полетами ИСЗ NASCOM при НИЦ им, Годдарда (Гринбелт, шт. Мэриленд), Система TDRSS обеспечивает связь с экипажем МВКА гСпейс Шаттлг. почти на всем протяжении полета МВКА. НАСА планирует создать вторую НС для системы TDRSS, именуемую STGT (Second TDRSS Ground Terminal), которая должна состоять из двух идентичных автономных терминалов и осуществлять связь в обоих направлениях (Земля - космос и космос — Земля)* Станция STGT должна быть совместима с существующей системой TDRSS. Благодаря модульному принципу построения возможности станции по передаче возросших потоков информации могут быть легко увеличены. Одним из главных разработчиков системы TDRSS была фирма Harris (GISD). Эта фирма поставляла также для" станции STGT аппаратуру *связи, телеметрии и управления полетом, а сейчас является головным разработчиком станции STGT., Б» И, Ермишкин "Signal", 1989, 43, № 9, 51-52, 54
АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА 36, Автоматизированная система для приема информации, поступающей с борта ИСЗ и межпланетных КА Лаборатория реактивного движения (JPL ) заключила контракт (стоимость 600 тыс. долл.) с фирмой Aura Systems Inc. на разработку наземной системы SMS (Spacecraft Monitoring System), предназначенной для автоматизации работы наземных станций (НС), с помощью которых принимается информация от ИСЗ и межпланетных КА. Отделение фирмы Advanced Computing должно поставить аппаратуру, с помощью которой должен обслуживаться полет КА "Галилей". Как заявил президент фирмы Aura Systems Inc. Курцман, система SMS обеспечит слежение за полетом КА "Галилей" в реальном времени и анализ информации о состоянии бортовых систем КА* Благодаря системе SMS освободятся сотни инженеров, которые до этого занимались анализом поступающей информации (с борта ИСЗ поступает около 3 тыс. данных в минуту, обработка которых является очень трудоемкой работой). Система SMS сократит объем аналитической работы, она будет принимать данные от ИСЗ, проверять их точность и выявлять неисправности на борту HC3L Запуск межпланетного КА "Галилей" намечался на 12 октября 1989 г. (на борту МВКА "Спейс Шаттл" с орбитальной ступенью "Атяантис "; вывод на Межпланетную траекторию с помощью дополнительной ступени IUS фирмы Boeing). Как считают специалисты, система SNfS окажется полезной при слежении за полетом межпланетного КА "Магеллан" и ИСЗ POP АХ (западноевропейский ИСЗ для мониторинга океанов). Б» И. Ермишкин "Defense Daily", 1989, 163, № 8, 67 . "Aviation Week and SpaceTtechnology", 1989, 130, № 22,40 ч — 37, Переключающая матрица на монолитных ИС для многолучевых связных спутников Для спутниковой связи с высокой пропускной способностью перспективна система многостационарного доступа с временным уплотнением каналов и коммутацией на спутнике (SS—TDMA) * 120
В такой системе используется переключающая матрица, которая осуществляет подключение бортовых приемников к передатчикам. Предполагается, что в будущем связные спутники с вы*- сокой пропускной способностью будут оснащаться антеннами, формирующими большое количество высоконаправленных лучей. Так, японский спутник для обслуживания территории Японии будет иметь антенну, формирующую больше десяти лучей. Поэтому на борту связного ИСЗ необходимо устанавливать переключающую матрицу с большим количеством переключающих элементов» Вследствие этого большое значение приобретает ми- нитюризация каждого такого элемента. В спутниковом ретрансляторе с системой 'мнагост|шионного доступа SS— TDMA сбвданение бортовых приемников и передатчиков осуществляется с помощью переключающей матрицы в каг- нале промежуточной частоты (ПЧ) при использовании программы соединений, хранящейся в контроллере переключений SSC. Эта программа, задающая последовательность соединений, может быть изменена по команде с наземного центра управления связью и предусматривает работу в следующих режимах: 1)подсоединение любого входа к любому выходу независимо от других соединений, которые могут иметься в данный момент времени; 2) подключение любого входа к одному или нескольким выходам (режим распределения); 3) подключение одного или нескольких входов к любому выходу (режим объединения). Если в ретрансляторе используются N приемников и N передатчиков, то требуется переключающая матрица NxN. Для будущих многолучевых систем могут потребоваться матрицы соединений на ПЧ от (20x20) до (40x40). При использовании технологии гибридных ИС масса переключающей матрицы составляет несколько десятков килограммов. Поэтому ставится задача снижения массы такой матрицы на 3 5-70% j путем перехода к монолитной технологии. К переключающей матрице предъявляются следующие требования: 1) большой уровень развязки, превышающий 40 дБ, между входом и выходом для снижения взаимных помех ; 2) очень малое время переключения (< 50 не) для повышения КПД использования ретранслятора; 3) возможность работы с сигналом, имеющим очень широкий спектр; 4) достижение вероятности 7—летней безотказной работы, превышающей 0,9;
5) высокая прочность при использовании в космических условиях» Как известно, уровень развязки схем на кристалле с ИС снижается за счет емкостной связи, а отношение проводимости в состояшш 'Включено' к проводимости в состоянии 'Выключено' полевого транзистора снижается при возрастании частоты вследствие воздействия паразитной емкости. Поэтому промежуточная частота выбирается в районе 1 ГГц. Для повышения эксплуатационной надежности используется установка в каждом узле матрицы двух переключателей, которые обеспечивают резервирование друг друга и раздельно управляются контроллером SSC. На кристалле ИС не должно быть пересечений линий передачи сигналов, поскольку связь между такими линиями в мео- тах пересечений снижает уровень развязки. Поэтому выбран (2x2) матричный переключатель, позволяющий избежать такие пересечения. В качестве переключающего элемента использует- ся GaAs-полевой транзистор, имеющий высокое быстродействие большой' уровень развязки и низкую мощность возбуждения. На кристалле размещаются четыре однополюсных переключателей на одно направление SPSI. Применена схема с сосредоточенными параметрами, в результате чего СаАбгнкристалл имеет размеры (2,7х 3,9) мм. Для работы в режимах распределения и объединения каждый SPST - переключатель должен иметь развязку выхода относительно входа, независящую от состояний переключателя, а также минимальное изменение входного импеданса при переходе от состояния 'Включено' к состоянию 'Выключено'. Поэтому, в качестве SPST - переключателя использован усилитель с заземленным истоком. Каждый SPST — переключатель использует усилитель с заземленным истоком и состоит из основного переключателя и буферного усилителе. Для достижения высокого значения отношения проводамостей в состояниях 'Включено' и 'Выключено' и большого значения развязки полевые транзисторы для радиочастотных сигналов разделены от полевых транзисторов для сигналов управления. Для снижения потребления мощности электропитания трк, протекающий через основной переключатель и буферный усилитель, одновременно отсекается в состоянии 'выключено'SPST- переключателя. Для преобразования сигналов управления, формируемых в контроллере SSCf в,напряжения смещения для ИС переключателей требуются схемы возбуждения, которые размешаются на 122
отдельном GaAs- кристалле возбуждения размерами 1,3 х х 2,7 мм (ИС возбуждения). Одна ИС возбуждения управляет работой четырех SPST - переключателей в (2х 2)-матричном переключателе. Для снижения размеров и обеспечения резервирования два кристалла ИС переключателей и два кристалла ИС возбуждения размещают в одном герметизированном корпусе, составляк>- щем монолитный модуль. переключения. Размеры корпуса (21,5 х 30 х 5,8) мм. Если отказывают ИС переключения и/или ИС возбуждения в состоянии "Включено", входной сигнал передается на выходной порт несмотря на наличие сигнала управления в состоянии * Выключено", Для предотвращения этого напряжение смещения стока, подаваемое на ИС переключений, может быть снято по команде с земли. Измерения показали, что отношение проводимостей в состояниях "Включено" и "Выключено" модуля переключателя в частотном диапазоне от 900 до 1100 МГц превышает 60 дБ, вносимое усиление на частоте 1 ГГц составляет 2 дБ, время переключения < 10 не. При использовании (М х N ) модулей переключения можно -получить (2Mx2N ) - переключающую матрицу с резервироваг- нием. Был изготовлен (16х 16)-матричный переключатель в корпусе из позолоченного магниевого сплава размерами (270 х х 222 х 130) мм. Обеспечиваемый уровень развязки больше 40 дБ, время переключения меньше 50 не. Для проверки рабочих характеристик такого матричного переключателя запланированы эксперименты на борту японского ИСЗ ETS -6, который будет запущен в 1992 г. Н.Я. Щербак "Acta Astronaut/1, 1989, 19, № 1, 41-45 16-2
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3 1. Инфраструктуры для освоения космоса ........ 3 2. Развитие промышленности коммерческих ракета-носителей в США %..♦•• . 8 3. 30 лет НАСА " 15 4. Деятельность ЕКА (к 25-летию со дня основания организаций ELDO и ESRO ) ♦ . 17 5. Проблемы финансирования программы национального воздушно-космического самолета • •••••••••• 20 6. Программа НАСА по разработке ИСЗ многоразового использования ♦ . . ♦ . . 21 7. Ситуация с коммерциализацией космоса в КНР в 1989 г 23 8. Озабоченность зарубежных ученых сокращением ассигнований на исследования в области передовых технологий • •.••.••••••• 25 ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 9. Перспективы развития спутниковых систем военного назначения • ••••••••• ...«•••. 28 10. Перспективы программы СОИ . 31 11. НИОКР по программе СОИ . • . . . 35 12. Участие Стратегического оборонительного командования Армии в программе СОИ • •••.••••••• 41 13. Перспективы разработки в США сиоггемы противоспутниковой обороны • •••....•••• 46 14. Модернизация центра SPADOC командования NOPAD 48 15. Развертывание средств боевого управления и разведки (С31 ) в США ........ 50 16. Космическая разведка ...... 51 17. Запуски новых разведывательных ИСЗ в США . . ♦ • 54 18. Выживаемость систем связи ...... 58 19. Военные НИОКР в США и перспективные критические технологии • ••••»•••••,••..».••• 61 20. Военные и космические применения • сверхпроводимости 69 21. Мероприятия по расширению использования в военной технике комплектующих узлов коммерческого назначения 74 124
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 22. Дистанционное зондирование из космоса ...••.. 75 23. Деятельность новой французской фирмы Locstar по созданию системы радионавигации 7 8 24. Развертывание новых спутниковых систем связи • . 79 25. Повреждение на мысе Канаверал индийского ИСЗ "HHcaivlD * 80 26. Прогноз запусков коммерческих ИСЗ на период 1988 - 2002 гг. 81 КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, РАКЕТЫ-НОСИГГЕЛИ И НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ 27. Проблемы финансирования программы ООКС 82 28. Разработка воздушно-космического самолета в ФРГ 83 29. Разработка баллистических спускаемых аппаратов для экспериментов в условиях микрогравитации 88 30. Концептуальные исследования межорбитального транспортного КА с лазерно-лучевым источником энергии • •••••••••••••,•• 90 31. Стоимость и эффективность перспективных тяжелых многоразовых космических носителей баллистической схемы ••••••••••••••••••••••. 103 32. Перспективный бустерный РДТ для МВКА 112 33. Ситуация в США с компонентом смесевых твердых топлив • •••••.•••••••••• • 114 34. Производство зарядов твердого топлива бустерных РДТТ ракет-носителей гАриан-5* 115 35. Модернизация космических комплексов в США ... 117 АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА 36. Автоматизированная система для приема информации, поступающей с борта ИСЗ и межпланетных КА 120 37. Переключающая матрица на монолитных ИС для многолучевых спутников . • • . 120
Технический редактор Г.Е. Короткова Корректор Л.Н. Сузакова Сдано в набор 07.12.89 Подписано в печать 04.11.89 Формат 60х 90 1/16 Печать офсетная Усл. печ.л. 8,0 Усл.кр.-отт. ,8,1Й Уч.-изд.л.* 7,27 Тир. 430 экз. Зак. 1212Д Адрес редакции: 125219, Москва, А-219, ул. Усиевича, 20а Тел. 152-54-94 Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ 140010, Люберцы 10, Московской обл., Октябрьский пр.,403