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
Выпуск 4
МОСКВА 1988


ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ информационных изданий по астрономии, геодезии, исследованиям космического пространства и Земли из космоса Главный редактор — акад. Р. 3. СЛГДЕЕВ Члены редакционной коллегии: проф. Т. А. Лгекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков, проф. В. Д. Большаков, чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже, к. т. н. В. Д. Власов, проф. В. Г. Горбацкий, к. ф.-м. н. Р. А. Гуляев, д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, д. т. н. Я. Л. Зиман, акад. К. Я. Кондратьев, к. ф.-м. н. Э. В. Кононович, д. ф.-м. н. А. П. Кропоткин, проф. М. Я. Маров, проф. А. Г. Масевич, д. ф.-м. н. Д. И. Нагирнер, проф. И. Д. Новиков, проф. Л. П. Пеллинен, проф. В. В. Подобед, к. х. н. Л. Д. Ревина (ученый секретарь редколлегии), к. ф.-м. н. Н. Н. Сажусь, проф. В. А. Сарычев, д. ф.-м. н. В. И. Слыш, акад. В. В. Соболев, д. ф.-м. н. В. В. Усов, к. ф.-м. н. В. Г. Шамаев, д. ф.-м. н. В. В. Шевченко, к. ф.-м. н. К. Б. Шингарева, к. ф.-м. н. И. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора), д. ф.-м. н. Э. В, Эргма Научный редактор: канд. техн. наук Б. И. Ермишкин © ВИНИТИ, 1988
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИИ 1. Долгосрочные перспективы развития научных космических исследований в США Состояние космических исследований научного значения в США характеризуется как глубокая депрессия. Отмечается, что катастрофа «Спейс Шаттл» задержала их осуществление на ряд лет. Однако развитие разовых ракет-носителей (РН) и усиление поддержки запусков на них сравнительно простых космических аппаратов (КА) класса «Эксплорер» позволяют рассчитывать на возобновление научных исследований в ближайшем будущем. Как достоинство отмечается, что развитие наук о космосе в США вновь не будет неразрывно связано с пилотируемыми космическими полетами. В статье специалиста в области наук о космосе фирмы Martin Marietta Герберта Фридмэна, который сотрудничает с Национальным музеем авиационной и космической техники США, предпринята попытка обрисовать перспективы развития научных космических исследований, главным образом в области астрономии, осуществление которых возможно при помощи следующего поколения более совершенных технических средств и методов. Прежде всего подчеркивается, что большой науке о космосе в долгосрочном плане необходимы не только разовые РН, но и обитаемая орбитальная космическая станция (ООКС), обеспечивающая стыковку, сборку космических объектов роботами, контроль их состояния и техническое обслуживание космонавтами. Перспективы развития астрономических наблюдений в оптическом и радиодиапазонах спектра излучения связываются главным образом с интерферометрическими методами, которые уже позволили достигнуть разрешающей способности лучше Ы0~3 угл. с (на два порядка выше разрешающей способности космического телескопа Хаббла). Однако разрешающая способность наземных радиоинтерферометров ограничена размерами Земли. Дальнейшее повышение разрешающей способности ра- диоинтерферометрических методов с очень большой базой дает использование космоса. НАСА. Рассматривается проект «Ква- сат», согласно которому радиоинтерферометрическая параболическая антенна диаметром 15 м размещается на ИСЗ с высотой 2—333 Д — 3 —
орбиты 16 тыс. км и разрешающая способность наблюдений повышается до ~60-Ю-6 угл. с. (Аналогичный проект «Радиоастрон» рассматривается в СССР.) Разрешающая способность ~Ы0~6 угл. с требуется для глубокого зондирований внутреннего устройства квазаров и других компактных источников энергии в ядрах галактик. Как новый вид астрономии конца текущего столетия может возникнуть астрономия гравитационных волн на основе теории Эйнштейна. По этой теории гравитационные волны, представляющие собой распространение искривления «пространства-времени», передают приливные силы, подобные силам воздействия Солнца и Луны на Землю и вызывают изменения размеров эластичного стержня или колебания зеркал интерферометра. Первая антенна для приема гравитационных волн, созданная Дж. Вебером из Мерилендского университета в 1967 г., представляла собой алюминиевый цилиндр массой 1,3 т, оснащенный пьезоэлектрическими датчиками для преобразования незначительных изменений его длины в электрические сигналы. Однако достижение теоретически необходимой чувствительности детекторов гравитационных волн представляет собой весьма трудную задачу. Так, например, взрыв сверхновой вблизи центра Млечного пути может вызвать относительную деформацию стержня 10~17, что при его длине ~1 м означает только 10~15 см (— 0,01 диаметра ядра атома). По мнению многих специалистов, для приема гравитационных волн более перспективно применение оптических лазерных интерферометров. Интерферометрическим антеннам присущ широкий диапазон работы и чувствительность ко всем теоретически известным классам источников гравитационных волн. Их чувствительность повышается путем настройки на источник излучения известной периодичности и фазы, например, на быстрый пульсар. Лучи света на двух плечах антенны могут изменяться синхронно с излучением источника, позволяя аккумулировать сигнал и в то же время изолировать усредненный шум. Планом, рассматриваемым группой сотрудников Исследовательской лаборатории ВМС США и Станфордского университета, предусматривается изготовление детектора пропорционального счетчика рентгеновского излучения с весьма большой апертурой (~100 м2), который может быть доставлен на стыковочную платформу вблизи ООКС Орбитальный детектор предназначается для поисков весьма быстрых пульсаров на небесной сфере, после чего их частоты определяются наземными детекторами. Этот же детектор может служить мощным инструментом для исследований быстрых переходных явлений в области рентгеновского излучения в целом типа изменений в разрастающемся диске вокруг черной дыры, имеющей массу звезды. Он может также служить устройством для обнаружения местоположения _ 4 —
и получения изображений источников рентгеновского излучения с очень высоким разрешением путем наблюдений лунных затмений этих источников. Грандиозные перспективные проекты в космосе задуманы также учеными других специальностей. Среди них, в частности, получение изображений магнитосферы Земли с большого расстояния. С ИСЗ «Дайнэмик Эксплорер-1» были получены в крайнем УФ-диапазоне замечательные картины районов полярных сияний, выявившие ритмическое «дыхание» светящегося овала и его чувствительность к изменению активности Солнца. Многообещающий новый метод дистанционного зондирования активности магнитосферы основан на наблюдении убегающих нейтральных атомов, образующихся при обменах зарядов в плазмосфере. Синоптический обзор «погоды» в магнитосфере обещают дать дистанционное зондирование УФ-излучения и нейтральных частиц. Среди многих задач, которые планетологи стремятся решать после запусков автоматических межпланетных станций «Галилей», «Улисс» и «Магеллан», начинают выделяться систематические исследования Марса. В намеченной последовательности исследований истории планеты сначала спускаемые аппараты разместят на ней сеть геофизических станций, выпустят самоходные аппараты для сбора образцов грунта с целого ряда геологических площадок, соберут и доставят на Землю образцы, полученные путем бурения грунта. Это позволит подготовиться к окончательным исследованиям Марса с участием человека. А. Е. Моисеенко «Aerospace America», 1987, 25, № 5, 34—38 2. Доклад комиссии Салли Райд о перспективной космической политике США Комиссия под председательством астронавта Салли Райд опубликовала в августе 1987 г. доклад о целях и задачах США в области исследования и использования космоса. Доклад содержит призыв к правительству США и руководству НАСА более активно и целеустремленно способствовать разработке новой космической техники и тем самым помочь США вернуть утраченное лидерство в исследованиях Земли и планет. США, по утверждению авторов доклада, явно уступают СССР в изучении Марса и в разработке ООКС. Высказывается опасение, что через несколько лет США окажутся позади и в других областях космической деятельности. В интервью журналу «Aviation Week and Space Technology» Райд заявила, что ее комиссия пришла к заключению о необходимости первоначально создать базу на Луне, а затем уже осуществлять пилотируемый полет на Марс. Доклад комиссии, по 2* - 5 -
словам С. Райд, не имеет целью обеспечить преимущество одной из четырех основных программ (лунная база, пилотируемый полет на Марс, исследование Земли, исследование планет) перед другими. Он должен служить точкой отсчета для скоординированного осуществления всех четырех. В дополнительных разделах доклада рассматривается ряд вопросов. Средства достижения лидерства. Необходимо разработать широкомасштабную программу научных исследований и технических разработок. МВКА «Спейс Шатлл» и ООКС станут средствами реализации задач, поставленных в этой программе. Кризис средств запуска. До середины 90-х годов проблема доставки грузов на космические орбиты останется для США весьма острой. Тяжелые носители на базе элементов МВКА «Спейс Шаттл» должны быть, как говорится в докладе, созданы немедленно. Для обеспечения функционирования ООКС должны быть созданы новые одноразовые РН и совместимые с ними пилотируемые КК. Технологический кризис. В докладе содержится настоятельная рекомендация увеличить масштаб работ по созданию новой космической техники. В этой связи упоминается предложенная НАСА программа Pathfinder («Следопыт»). В рамках этой программы предполагается создание замкнутой системы жизнеобеспечения и устройств аэродинамического торможения в атмосфере, необходимых для создания лунной базы или осуществления пилотируемого полета на Марс. Изучение Земли из космоса. Предложено создать четыре платформы на полярных орбитах и пять платформ на геостационарной орбите, включая платформы японского и западноевропейского производства (по одной каждого типа). Изучение Солнечной системы. В докладе содержится рекомендация правительству США принять в этой области стратегию, выработанную комиссией по исследованию Солнечной системы (SSEC). Эта стратегия предусматривает достижение американского лидерства путем участия в различных международных программах, задачи которых совпадают с задачами США в области изучения Солнечной системы. Пилотируемые полеты на Луну и Марс. По просьбе директора НАСА Д. Флетчера комиссия С. Райд провела оценку возможностей США в этой области. Как следует из этой оценки, США смогут возобновить изучение Луны с помощью астронавтов в 2000 г. и развернуть лунную базу в 2005—2010 гг. Полет на Марс более сложен, однако эта задача теоретически осуществима примерно в 2005 г., а создание базы на Марсе — в 2010—2020 гг. «Aviation Week and Space Technology», 1987, 127, № 8,26,27 — 6 -
3. Американские программы космических исследований Катастрофа МВКА «Шаттл» в январе 1986 г. привела к задержке вывода в космос на 2—5 лет научных ИСЗ и КА, к отмене нескольких запусков и к задержке работ по ряду новых проектов. В результате этого многие молодые ученые вынуждены «переквалифицироваться», а наиболее перспективные студенты вузов переключаться на учебу в других, более перспективных областях. Чрезмерный упор на пилотируемые космические полеты, отказ от использования одноразовых ракет-носителей, гигантская стоимость ООКС, недостаточное внимание чисто научным космическим проектам — все это по мнению многих американских ученых может привести к утрате США лидирующего положения в освоении космического пространства. В особенно тяжелом положении находятся проекты исследования планет Солнечной системы. Прошло уже почти десять лет с момента последней космической экспедиции к планете. Это была экспедиция КА «Пионер» к планете Венера в 1978 г. Следующая космическая экспедиция состоится лишь через два года: КА «Галилей» будет направлен для исследования Юпитера и его наибольших спутников. С учетом инфляции в настоящее время расходы на исследованиях планет составляют менее 25% от расходов на эти цели в начале 70-х годов. Предполагалось, что полеты МВКА возобновятся не ранее июня 1988 г. Третий полет МВКА, возможно, будет посвящен выводу на орбиту большого оптического телескопа (HST). НАСА объявило о намерении закупить обычные ракеты-носители с тем, чтобы не полагаться исключительно на МВКА. Несколько исследовательских групп подготавливают рекомендации по развертыванию работ по нескольким новым проектам, включая проекты создания постоянно действующей базы на Луне и исследования Марса беспилотными, а затем и пилотируемыми космическими кораблями. Однако в настоящее время бюджет НАСА является весьма ограниченным и средств хватит лишь на переделку МВКА и на начало развертывания ООКС в следующем десятилетии. Первоначально предполагалось, что ООКС будет стоить 8 млрд долл., а ее развертывание будет осуществлено в 1992 г. В настоящее время ее стоимость оценивается в 14—20 млрд долл., а на орбите она окажется не ранее 1995 г. По оценкам бюджетного управления конгресса США, общая стоимость работ по этой программе к 2000 г. может составить 30 млрд долл. Для развертывания этой станции потребовалось бы 10—11 полетов МВКА. Выдвигается предложение создать новую гигантскую ракету-носитель с тем, чтобы доставку частей этой станции на орбиту провести за три запуска. Проведенные НАСА исследования показывают, что до 1995 г. включительно понадобятся 130 полетов МВКА или за- 3—333 д — 7 —
пусков ракет-носителей. Если полеты МВКА возобновятся в 1988 г. и ежегодно будет выполняться 16 полетов, то всего до 1995 г. будет выполнен 101 полет, а остальные 29 полетов должны приходиться на ракеты-носители. Однако по последним оценкам, МВКА смогут выполнять лишь 12 полетов в год и поэтому на долю ракет-носителей придется по меньшей мере 47 запусков. Н. Я. Щербак «The New York Times», 1987, 23 июня, cl, c5 4. Планы создания лунной базы Проект создания лунной базы продолжает широко обсуждаться американскими специалистами в области космических исследований. Журнал «Design News» (апрель 1987 г.) рассматривает некоторые практические вопросы, связанные с реализацией этого проекта. Транспортная система. Согласно нынешней концепции, транспортная система, позволяющая обеспечивать функционирование лунной колонии и доставку на Землю готовой продукции, должна включать следующие элементы: флот многоразовых космических кораблей; ООКС на околоземной орбите; межорбитальные транспортные аппараты (OTV), совместимые с пилотируемыми модулями; космопорт на окололунной орбите; два многоразовых аппарата для взлета с Луны и посадки на нее, также совместимых с пилотируемыми модулями. Персонал лунной базы прибывает на ООКС на борту МВКА. Затем с помощью OTV совершает перелет к лунному космопор^ ту. Оттуда с помощью посадочного аппарата персонал достигает поверхности Луны. На обратном пути OTV совершает аэродинамическое торможение в верхних слоях атмосферы Земли и, погасив таким образом скорость, стыкуется с ООКС. Грузовые возможности МВКА предполагается дополнить с помощью одноразовых РН большой грузоподъемности. Жилые помещения. На первоначальной стадии колонизации Луны жилые помещения будут монтироваться из готовых модулей, доставляемых с Земли. Модули будут заглублены под поверхность Луны на 2 м с целью защиты людей от жестких излучений, резких перепадов температуры и метеоритов. В перспективе предусматривается строительство постоянного обитаемого комплекса из лунного материала (реголита). Сухой реголит, подвергнутый температурной обработке и смешанный с водой, образует цемент. Из него будут изготавливаться крупногабаритные строительные блоки. В шесть раз меньшая, чем на Земле, гравитация и отсутствие ветровых нагрузок значительно упрощает и облегчает конструкцию обитаемого комплекса. Предусматривается наращивание комплекса по периметру. Жилые — 8 —
помещения и лабораторные блоки будут соединены между собой защищенными переходами и подъемными тоннелями. Система жизнеобеспечения. Система жизнеобеспечения лунной базы будет представлять собой биорегенеративную систему, подобную экосистеме Земли. Разница заключается в отсутствии таких неисчерпаемых буферных источников, какими являются земные океаны и атмосфера. Однако точное управление всеми процессами и создание хранилищ достаточного объема позволят устранить различие между скоростью воспроизводства и потребления продуктов. Система жизнеобеспечения будет полностью автоматизирована. Все операции по выращиванию, сбору и переработке растительной продукции будут роботизированы. Это исключит возможность внесения человеком бактерий и вирусов и позволит создать оптимальные для растений условия (высокая температура, высокое содержание двуокиси углерода и низкое — кислорода). Продукты животного происхождения планируется доставлять на лунную базу при каждой смене персонала. Система энергоснабжения. Наиболее подходящим источником энергии для лунной базы может быть ядерная энергетическая установка (ЯЭУ). Прототипом ее могут служить ЯЭУ, используемые на КА «Пионер», «Викинг», «Вояджер». ЯЭУ подобного типа, состоящие из реактора на быстрых нейтронах и термоэлектрического преобразователя энергии, могут генерировать мощность порядка 100 кВт. Небольшие габариты ЯЭУ (диаметр 1 м, высота 1 м) позволят разместить ее в ближайшем кратере. Устройства управления, трансформации и стабилизации могут располагаться по другую сторону стенки кратера. Добыча полезных ископаемых. Основным результатом промышленного освоения Луны должно стать производство кислорода, необходимого для жизнедеятельности персонала базы и функционирования двигательных установок КК. Главным источником получения кислорода станет восстановление водородом лунной породы ильменита. Ильменит (РеТЮз) находится в большинстве лунных почв, скальных пород и базальтов. Концентрация материала такова, что позволяет производить магнитную экстракцию ферромагнитных агглютинатов с последующим электростатическим разделением. Водород, доставляемый с Земли в виде жидкого водорода, метана, аммиака, будет использоваться в качестве восстановителя. Переработка лунных материалов потребует большого объема горных и вскрышных работ. Здесь возникают серьезные проблемы. При существующем на Луне уровне гравитации обычная землеройная техника будет малоэффективна. Предстоит разработать принципиально новую технику. Значительные перепады температур (от —170°С до + 130°С), глубокий вакуум и УФ-излучение создают огромные термические нагрузки, разрушают резиновые и термопластические материалы, приводят к «вскипанию» углеводородных 3* — 9 —
смазок. Решение проблемы состоит в использовании твердых смазок, тефлоновых покрытий и титановых сплавов с низким коэффициентом теплового расширения. Научные исследования. Луна может стать не только источником полезных ископаемых, но и уникальной научной лабораторией для проведения экспериментов в вакууме и выполнения астрофизических наблюдений в отсутствии возмущающих воздействий. Создание на обратной стороне Луны сверхнизкочастотного радиотелескопа позволит сделать не возможные ранее открытия. Луна является уникальным местом для размещения обсерваторий для исследования Вселенной в ИК- и гамма-диапазонах. Для обсерватории первого типа весьма выгодно наличие криогенных температур на Луне. Обсерватория второго типа позволит в течение длительного времени накапливать данные о загадочных и малоизученных объектах (например, черных дырах и квазарах). Луна с ее естественным вакуумом может стать основой для строительства гигантского ускорителя элементарных частиц. Идею такого ускорителя, опоясывающего Луну по экватору, высказал в свое время Энрико Ферми. Для создания ускорителя (поскольку вакуум уже имеется) достаточно лишь отклоняющих магнитов и ускоряющих станций. В условиях лунного вакуума и низкой гравитации могут быть созданы лекарственные, химические и полупроводниковые материалы с уникальными свойствами. И, наконец, Луна является естественной лабораторией для изучения происхождения и эволюции Земли. Луна и Земля в Солнечной системе имеют практически одинаковое местоположение,^ а значит, подвергались почти равному метеоритному воздействию. Отсутствие эрозии и тектонических процессов сохранили в неприкосновенности следы прошлого на Луне. Это позволит ученым с большой достоверностью восстановить прошлое Земли. «Design News», 1987, 43, № 7, 61—64, 66 5. Проект полета КА к комете Темпеля-2 По мнению специалистов, увеличилась вероятность выделения в бюджете НАСА на 1989 фин. г. ассигнований по проекту CRAF (Comet Rendezvous/Asteroid Flyby), предусматривающему запуск КА к комете Темпеля-2 с пролетом вблизи одного из астероидов. Принятию такого решения способствует отказ от использования для запуска МВКА и перекомпоновка КА серии «Маринер Марк-2» для обеспечения возможности запуска с помощью ракеты-носителя «Титан-4/Центавр». Для этого пришлось уменьшить массу КА на 1091 кг (масса в момент запуска теперь будет равна 5597 кг), причем наибольшим изменениям — 10 —
подвергся двигательный модуль, который был разработан в ФРГ. Модифицированный КА имеет теперь высоту 1,4 м и содержит четыре сферических бака с 4004 кг горючего для одного двигателя с тягой 400 Н, КПД которого повышен на 6%. В такой конфигурации КА и может быть запущен с помощью ракеты- носителя. Стоимость КА снижена до 300—400 млн долл. Это удалось сделать, в частности, за счет использования агрегатов от КА «Галилей», «Вояджер» и «Викинг». Запуск КА с 131-кг полезной нагрузкой запланирован на февраль 1993 г. В августе 1993 г. КА пройдет возле Венеры, в июле 1994 г. при прохождении мимо Земли будет включен на 4,8 ч двигатель с тем, чтобы увеличить скорость на 1,5 км/с. В январе 1995 кг КА на скорости примерно 11 км/с пройдет возле астероида 46 Хестия, имеющего диаметр 136 км. Выход в район кометы Темпеля-2 произойдет в октябре 1996 г., за 30 мес до момента наибольшего сближения кометы с Солнцем. Это позволит КА приблизиться к ядру кометы на расстояние в несколько километров, пока увеличивающееся газоиспускание под воздействием Солнца не вынудит КА удалиться на расстояние 5—10 тыс. км. При выходе в район кометы с помощью бортовой аппаратуры будет с расстояния 5 тыс. км получено изображение, по которому удается установить местоположение ядра. Затем КА приблизится на расстояние 1 тыс. км и проведет наблюдения с помощью двух размещенных на выступающих штангах сканирующих платформ с аппаратурой. В состав полезной нагрузки может войти следующая аппаратура: — подсистема получения изображения; — спектрометр с преобразованием ИК-изображения в видимое изображение (для исследования состава поверхности ядра кометы); — ИК-радиометр (для получения температурной карты); — пылемер (для оценки количества частиц и сигнализации об опасности); — анализатор пылевых частиц (для определения состава частиц); — сканирующий электронный микроскоп (для получения увеличенных изображений захваченной пыли); — анализатор ледяных и пылевых частиц (для определения состава с помощью нагрева); — нейтральный масс-спектрометр (одределение газового состава); — ионный масс-спектрометр; — магнитометр; — анализатор плазмы; — анализатор плазменных волн. — 11 —
В 1997 г. КА приблизится к выбранному месту на поверхности ядра кометы на расстояние 4,5 км и будет запущен 26-кг зонд с приборами для проведения прямых измерений состава, температуры и определения структуры поверхности. Этому зонду с корпусом из титана длиной 1,18 м будет придано вращательное движение (60—120 об/мин) и он будет со скоростью 1 м/с в течение 3500 с лететь по направлению к поверхности ядра кометы. При нахождении от поверхности ядра на расстоянии 1 км будет осуществлено включение на 4 с четырех небольших ракетных двигателей на твердом топливе тягой 300 Н, которые сообщат зонду скорость 44 м/с. В результате этого зонд углубится в ядро на 40—148 см (максимальные перегрузки достигнут 350 g), пока его дальнейшее углубление не будет остановлено имеющей вид расширяющегося раструба хвостовой частью играющей роль тормоза. В течение 20—40 мс периода этого торможения от акселерометров зонда с точностью 8 g на КА будет передаваться через каждые 15 мкс информация о перегрузках, характеризующая структуру поверхности ядра кометы. Гамма-лучевой спектрометр массой 1,0 кг в носовой части зонда будет включен черз 2 ч после посадки и с помощью германиевого кристалла станет измерять отношение концентрации пыли к концентрации льда, а также относительную распространенность по меньшей мере 20 элементов.. С помощью термометров на платиновых резисторах будет измеряться температура (вначале с периодом 1 с, а затем с периодом 1 мин). На этапе углубления зонда с помощью специального коллектора будет осуществлен отбор 0,1-г пробы материала с вводом его внутрь корпуса зонда для проведения измерений в дифференциальном сканирующем калориметре. Калориметр будет нагревать материал до температуры 1033 К, что позволит связать изменение фазовых состояний с составом. Одновременно с этим выделяемые при нагреве газы будут направляться на хро- матографический газовый анализатор. Литиевая/медно-окисная батарея позволит получить в среднем 1,6 Вт для обеспечения работы в течение по меньшей мере семи суток передатчика, направляющего считываемую с памяти емкостью 512 Кбит информацию на КА, находящийся на расстоянии 55 км. Передачи будут производится в виде 4-мин посылок каждый час. Формально экспедиция по проекту CRAF закончится в конце столетия, через 115 суток после прохождения кометой перигелия. В заключение предполагается сближение КА с поверхностью кометы на расстояние несколько метров для получения изображения с высокой разрешающей способностью. Н. Я. Щербак «Flight International», 1987, 132, № 4074, 33—34 — 12 —
6. Направления формирования космической цивилизации В Калифорнийском институте космических исследований ведутся работы по системам образа жизни в космических поселениях с учетом не только медико-биологических, но и человеческих факторов. Выявлены 10 компонентов, которые будут определять действующие человеческие факторы в условиях длительного космического полета или длительного проживания на лунных и других базах. К этим компонентам отнесены физическое состояние по медицинским показаниям, психологические особенности характера, социальный статус, общеобразовательный уровень, финансовые интересы, политическое положение, государственно-правовой статус (национальность, гражданство), административно-управленческие функции и т. п. Для облегчения перехода от земной цивилизации к космической и обратно разрабатывается система подготовки астронавтов, которая включает отбор кандидатов для космических экспедиций; психологическую ориентацию на внеземное обитание и повышение общеобразовательного уровня; пребывание на ООКС под наблюдением за поведением с наземных станций и подготовку к возвращению на Землю с использованием средств восстановления способностей к жизни в земных условиях. Перед полетами на Луну и Марс предусматривается период адаптации на ООКС. При разработке этой системы считается необходимым использовать имеющийся опыт полетов астронавтов для прогнозирования возможных тенденций поведения; данные о психологическом климате в наземных ограниченных сообществах, живущих в экстремальных условиях, напр, на морских буровых платформах, полярных станциях, в атомных подводных лодка и т. п.; сведения о групповом поведении на внеземных объектах, в т. ч. и на советских космических станциях и т. д. Психология длительного космического полета в стрессовых условиях замкнутого ограниченного объема считается очень сложной. Даже во время относительно коротких полетов возникают раздражительность, изменения в поведении, дезориентация и т. п. С расширением присутствия людей в космосе в следующие 25 лет появятся более широкие возможности для изучения таких факторов космической цивилизации как самооценка в космосе, адаптация в общении и языке, одежде и внешнем виде, пище и обычаях питания, групповых и семейных взаимоотношениях, потребностях и традициях, моральных ценностях и нормах поведения и т. п. С целью лучшей подготовки большого числа различных людей для длительной жизни в космосе считается необходимым проведение экспериментов на ООКС, которая представляется прототипом будущего внеземного поселения. Международная ООКС даст возможности для изучения проблем обитания в ограниченном сообществе различных по полу, возрасту, — 13 —
профессиональной подготовке, социальному положению, национальности и т. п. людей. В. А. Карелин «Spaceflight», 1987, 29, № 9, 333—334 «AIAA Paper», 86, 2346 7. Финансирование перспективных космических проектов в Западной Европе Приводятся результаты прогноза масштабов деятельности различных западноевропейских организаций в области космоса в 1987—1996 гг. с финансовой точки зрения, которые показывают, что кроме управления ESA значительный вклад в осуществление перспективных космических проектов региона вносят также другие международные и национальные организации. Работы в рамках международного сотрудничества. Согласно действующим планам и осуществляемым проектам в течение следующего 10-летия в Западной Европе предполагается запустить 150—200 КА. Общие расходы западноевропейских стран в этот период в рамках международных проектов оцениваются не менее чем в 25 млрд р. е. (примерно 25 млрд долл. США). В рассматриваемый период сохраняется ведущая роль ESA в организации, руководстве и разработке новых и сложных космических систем. Выделяются следующие средства на международные проекты: — основные программы («Ариан-5», «Колумб» и «Гермес») — 12 млрд р. е. (48%); — проекты научного и технического значения: КА «Гиппарх» и «Кластер», связные ИСЗ «Олимп» и PSDE, ИСЗ для дистанционного зондирования (ДЗ) Земли «Метеосат» и ERS-2, орбитальная лаборатория «Спейслэб» и орбитальные платформы (ОП) «Еврека» и другие — 4,5 млрд р. е. (18%); — система ретрансляции данных с западноевропейских КА DRS — 0,5 млрд р. е. (2%). Западноевропейская организация спутниковой связи «Евтел- сат», владельцами акций которой являются 26 национальных учреждений почты и связи (РТТ), пользуется услугами ESA для обеспечения эксплуатации спутниковой системы связи (ССС) ECS или «Евтелсат-1», однако берет на себя полную ответственность за закупку, руководство эксплуатацией и обеспечение функционирования ССС «Евтелсат-2». Расходы организации на ССС «Евтелсат-2» (в составе 4—8 ИСЗ) —0,5 млрд р. е. (2%). Западноевропейская организация эксплуатации метеорологических ИСЗ «Евметсат», владельцами акций которых являются 16 государств, для обеспечения эксплуатации ИСЗ 1-го поколения будет пользоваться услугами ESA; в течение 90-х годов планирует продолжить эксплуатацию более совершенных ИСЗ 2-го поколения.
Международная организация морской спутниковой связи «Инмарсат» в ближайшее время распространяет свои услуги на обслуживание самолетов и увеличивает число держателей акций до 48. В настоящее время она арендует у ESA два ИСЗ «Мареке», а для создания ИСЗ «Инмарсат-2» заключила контракт с фирмами British и Aerospace на поставку партии из трех ИСЗ и правом поставки шести дополнительных ИСЗ, приспособленных для связи с самолётами («Инмарсат-2А»). Закупки ИСЗ, вместе с их запусками, дают западноевропейской промышленности заказ в сумме до 0,25 млрд р. е. (1 %). Отдельные страны. Фирмы пяти западноевропейских стран способны играть роль главных подрядчиков, обеспечивают активные работы своих стран по космической науке и технике и эксплуатацию национальных космических систем главным образом в областях связи и ТВ-вещания. Национальный центр космических исследований Франции (CNES) кроме большого вклада в программы ESA (~25% его бюджета) уделяет значительное внимание спутниковым системам прикладного значения, международному сотрудничеству в СССР и США, а также космическим системам военного назначения, что находит отражение в следующих статьях расходов: — программы коммерческого и прикладного значения (связные ИСЗ «Телеком-1, 2», система ДЗ «Спот», ИСЗ прямого ТВ-вещания TDF-1, 2, системы сбора и распространения данных об окружающей среде CLS («Аргос», система поиска и спасения «Сарсат») —2 млрд р. е. (8%); — программы международного сотрудничества всемирного масштаба (пилотируемые космические полеты, межпланетные зонды, ИСЗ для ДЗ моря «Топекс» («Посейдон») — 0,25 млрд р. е. (1%); — программы военного назначения (СС «Сиракузы» и ИСЗ военной разведки «Гелиос») — 1 млрд р. е. (4%). Итого 3,25 млрд р. е. — 13% от общих расходов западноевропейских стран на международные космические проекты. ФРГ проводит свою политику в космосе через федеральное министерство науки и техники (BMFT) при помощи Западногерманского института авиации и космонавтики (DFVLR). Предусмотрены следующие статьи расходов: — программы в области науки и техники, основанные на использовании МВКА «Спейс Шаттл» (орбитальная лаборатория «Спейслэб-2», ОП «Астро-SPAS», DOM-SPAS, «Еврека») и на сотрудничестве с НАСА (ИСЗ «Росат», автоматическая межпланетная станция Галилей», орбитальная обсерватория у-излу- чений GRO) —0,6 млрд р. е. (2,5%); — КА регионального прикладного значения, главным образом связи и ТВ-вещания («KonepHHK»/DFS, «ТВ-Сат») — 1 млрд р. е. (4%). Итого 1,6 млрд р. е. (6,5%). — 15 —
Италия имеет регулярно обновляемый национальный космический план, осуществляемый под руководством Национального исследовательского совета (NRC), и недавно объявила о намерении создать Национальное управление космических исследований ASI (Agenzia Spatial Italiana). Статьи расходов: — космические системы научного и технического значения (ИСЗ IRAS, «Лагеос-2», TSS, SAX и UT-X), создаваемые совместно с США — 0,4 млрд р. е. (1,5%); — ИСЗ связи и ТВ-вещания («Италсат»), SARIT или SIC/RAL («Арго») —0,3 млрд р. е. (1,2%). Итого 0,7 млрд р. е. (2,7%). Космическая промышленность Великобритании обладает большим опытом в проведении исследований прикладного значения, особенно по спутниковой связи и ДЗ. Однако из-за бюджетных ограничений она утратила возможности разработки космической техники. Осуществление Национального космического плана, составленного Национальным космическим центром Великобритании (BNSC) и охватывающего как собственные программы, так и участие в программах ESA, серьезно заторможено решением правительства не повышать расходы на космос. Статьи расходов: — космические исследования прикладного значения (участие в создании ИСЗ Канады «Радарсат», осуществлении проекта TSS/CERS) —0,15 млрд р. е. (0,6%); — ИСЗ военного назначения (связные ИСЗ «Скайнет-4»/ /Нато-4») —0,5—1,0 млрд р. е. (2—4%). Итого 0,65—1,15 млрд р. е. (2,6—4,6%). Аэрокосмическая и электронная промышленность Швеции в космосе представляется государственной корпорацией SSC, которая осуществляет эксплуатацию полигона Эсрендж (запуски исследовательских ракет, слежение за ИСЗ и прием данных ДЗ с ИСЗ), руководит работами в рамках программ ESA и сотрудничества с Францией и США. SSC ведет разработку ССС и ТВ-вещания «Теле-Х» для управления почт и связи (РТТ) Швеции Televerket и подготовку проекта спутниковой системы электронной почты «Мейлстар» совместно с КНР. Ассигнования Швеции на указанные системы — 0,3 млрд р. е. (1,2%). Работы коммерческого, частного и военного характера. Перевод космических систем в Западной Европе на коммерческую основу осуществляется главным образом CNES при поддержке правительства Франции. По инициативе CNES созданы: — коммерческая организация Arianespace, ведущая эксплуатацию семейства ракет-носителей «Ариан», которые разработаны на ассигнования ESA и CNES, несет расходы в сумме 5 млрд. р. е. (20%); — коммерческая организация Spot Image, использующая — 16 —
ИСЗ «Спот», разработанный на государственные ассигнования Франции, Швеции и Бельгии; расходует 0,5 млрд р. е. (2%); — другие коммерческие организации, ведущие эксплуатацию систем- прикладного значения (CLS/«Aproc», «Телеспейс» и «Локстар», осуществляющие сбор и распространение данных об окружающей среде, прямое ТВ-вещание и определение местоположения потребителей по радиосигналам), вкладывают в них 0,5 млрд р. е. (2%). В области спутниковой связи и ТВ-вещания основными инвеститорами коммерческих систем являются управления РТТ. Коммерческая организация «Евтелсат» кроме эксплуатации ССС «Евтелсат-1,2», исследует проект создания системы прямого ТВ-вещания «Евросат». Затраты на осуществление проекта оцениваются в 0,5 млрд р. е. (2%). Главное управление связи Франции DGT, ведущее эксплуатацию ССС «Телеком-1», проектирует ССС «Телеком-2», затраты на которую оцениваются в 0,5 млрд р. е. (2%). Управление почт ФРГ «Бундепост» взяло на себя руководство эксплуатацией национальной системой прямого ТВ-вещания «ТВ-сат» и системой «KonepHHK»/DFS, затраты на которые ;со- ставят 0,9 млрд р. е. (2%). Управление связи Италии «Телеспазио», разрабатывающее ССС «Италсат», исследует проект системы прямого ТВ-вещания SARIT стоимостью 0,2 млрд р. е. (0,8%). Управление связи Швеции и Норвегии учредили в интересах скандинавских стран коммерческую организацию Notelsat, ведущую эксплуатацию ИСЗ «Теле-Х» при затратах 0,25 млрд р. е. Вследствие высоких требований к частным коммерческим предприятиям, выполнение которых необходимо для гарантирования им прибыли от создания космических систем прикладного значения (гибкость маркетинга, высокая надежность ИСЗ, пунктуальность в сроках их поставки и запуска), в Западной Европе пока учреждены лишь две полностью частные фирмы, использующие опыт США. Фирма SES (Люксембург) совместно с американскими фирмами RCA и General Electric разработала ИСЗ связи «Астра» средней мощности с 16 ТВ-каналами. Затраты на создание спутниковой системы оцениваются в 0,18 млрд р. е. (0,7%). Консорциум английских фирм BSB получил лицензию американской фирмы IBA на использование в течение 15 лет трех каналов прямого ТВ-вещания и заключил контракт с американскими фирмами Hughes и McDonnell Douglas на создание двух мощных ИСЗ прямого ТВ-вещания при общих затратах 0,4 млрд. р. е. (1,6%). В последующие пять лет ожидается острая конкуренция между спутниковыми системами прямого ТВ-вещания, принадлежащими национальным государственным учреждениям 4* — 17 —
(«ТВ-сат» в ФРГ и TDF-1 во Франции), частным фирмам («AcTpa»-SES в Люксембурге и BSB в Великобритании) и западноевропейской организации «Евтелсат» («Евтелсат-2»). Начинают появляться космические системы военного назначения, что стимулируется политическими соображениями и возможностями западноевропейской промышленности. — Министерство обороны Франции эксплуатирует ССС «Си- ракузы-1», разрабатывает более совершенную ССС «Сиракузы-2» и семейство разведывательных ИСЗ «Гелиос», предназначенных для применения в 90-х годах. Затраты на эти работы оцениваются в 1 млрд р. е. (4%). — Министерство обороны Великобритании готовит к эксплуатации ССС «Скайнет-4» и содействует созданию ССС «НАТО-4» при затратах в 0,5—1,0 млрд р. е. (2—4%). В целом в 1987—1996 гг. финансирование космических систем прикладного назначения в Западной Европе характеризуется суммой в 10,43 млрд. р. е., что составляет 41,7% от ассигнований на международные космические проекты, в том числе: — на системы коммерческих организаций, учрежденных CNES-, 6 млрд р. е. (24%); — на системы связи и ТВ-вещания, финансируемые РТТ — 2,35 млрд р. е. (9,4%); — на системы ТВ-вещания частных фирм — 0,58 млрд р. е. (2,3%); — на государственные спутниковые системы военного назначения— 1,5 млрд р. е. (6%). Отмечается, что в ближайшей перспективе в Западной Европе возможно появление новых космических проектов прикладного значения, обусловленных экономическими или военными соображениями. Вполне вероятно, что в следующем десятилетии доля капиталовложений в Западной Европе на космические системы коммерческого, частного и военного характера достигнет 50%. А. Е. Моисеенко «Spaceflight», 1987, 29, № 12, 418—419 8. Космические исследования в Швейцарии Швейцария в течение более 20 лет принимает активное участие в совместных работах с другими странами по развитию космических исследований. Так физический институт Бернского университета в рамках программы «Аполлон» США проводил исследования солнечного ветра и возможностей применения солнечного паруса. Швейцария поставила измерительные приборы для определения параметров солнечного излучения, которые функционировали на исследовательской ракете НАСА в 1984 г. Физико-метеорологическая обсерватория в Давосе оснащена 2 радиометрами и гелиофотометром, которые каждые 7 мин ре- — 18 —
гистрируют данные об излучении Солнца. Эти данные используются для калибровки аналогичных приборов, установленных на ИСЗ. Накопление данных о солнечном излучении в течение длительного времени позволит выявить его изменения, влияющие на климат Земли. Швейцария участвует в советских космических исследованиях: в 1988 г. в ходе программы «Фобос» должен быть проведен эксперимент IPHIR по измерению с помощью ИК-излучений сейсмической активности Солнца. Предполагается также в течение 200-суточного полета выявить изменения во времени солнечной постоянной. Предыдущие эксперименты на ИСЗ и стратостатах показали, что в 1980—1985 гг. солнечная постоянная убывала на 0,02% в год. Приборы, которые должны быть установлены на борту советского КА, разработаны в космическом центре в Давосе и в декабре 1987 г. были поставлены для сборки с другими элементами в CNES (Франция). Два советских КА программы, в которой принимают участие также ESA и Франция, должны быть выведены на траектории к Марсу и его спутнику Фобосу в июле 1988 г. Эксперимент IPHIR, который финансируется Швейцарским национальным фондом содействия научным исследованиям, может привести к существенной переработке существующих астрофизических моделей Вселенной. В предыдущих советских космических проектах принимали участие ученые Женевской обсерватории. Высшая техническая школа в Цюрихе участвует в планировании и разработке самого большого в мире солнечного телескопа LEST, который должен быть размещен на Гавайских или Канарских о-вах. Фирма Contraves (Цюрих) разработала, спроектировала и изготовила несущую конструкцию массой 100 кг КА «Джотто», к которой крепились научные приборы, источники питания, приемопередатчики и т. д. Фирма поставляет также обтекатели полезной нагрузки для ракет-носителей (РН) «Ариан». В конструкции обтекателя для РН «Ариан-4» было решено применить трехслойный композит с углеродными армирующими волокнами. За счет применения более легкого материала удалось при той же массе увеличить внутренний объем на 40%. Совместно с Contraves в изготовлении обтекателей участвуют авиастроительные фирмы Emmen и Pilatus. Фирма Martin Marietta (США) также решила заключить контракт с Contraves на поставку легких обтекателей для коммерческих РН «Титан-3». В. А. Карелин «Technische Rundschau», 1987, № 50, 66—69 9. 25-летие французского космического центра Во французской печати отмечается 25-летие Национального центра космических исследований (CNES), который был создан во Франции в 1962 г. и явился первым научным учреждением — 19 —
такого рода в Западной Европе. В настоящее время CNES координирует всю деятельность в области космических исследований и разработок во Франции, и является генеральным заказчиком всех проектов космических аппаратов и носителей, выполняемых во Франции самостоятельно или совместно с другими странами. В первый период деятельности ONES она ограничивалась организацией запуска ракет-зондов и небольших исследовательских спутников, а в последние годы центр возглавляет реализацию более крупных проектов, в т. ч. ракет-носителей «Ариан-4 и 5», ИСЗ «Спот», ряда метеоспутников и спутников связи, орбитальной лаборатории «Спейслэб», «Эврика» и др. Большое внимание уделяется разработке крупных международных проектов, как то «Гермес» (космический корабль многоразового использования), «Колумб» (орбитальная станция), «Фобос» (участие в советском проекте автоматического аппарата для полета в район Марса) и др. CNES активно участвует в деятельности управления ESA. Г. А. Лебедев «Science et Avenir», 1987, № 484, 86—90 10. Финансирование космической программы Японии Согласно сделанным японской Комиссией по космической деятельности предварительным оценкам, затраты на осуществление новой космической программы страны в период с 1989 по 2006 г. составят около 43 млрд долл. Наиболее крупной статьей расходов является создание космоплана (15,86 млрд долл. в период с 1989 по 2006 г.). Космоплан получил название Норе (Н-2 Orbiting plane). Он будет выводиться на орбиту РН Н-2. Другие статьи предусматривают: участие в создании американской ООКС — 2,23 млрд долл. в период с 1987 по 1995 гг.; создание платформ на полярных орбитах—1,24 млрд долл. с 1988 по 2006 гг.; платформы на орбите ООКС — 3,31 млрд долл. в период с 1989 по 2010 гг.; телеоператоры OMV — 820 млн долл. в период с 1991 по 1995 гг.; межорбитальные транспортные аппараты— 6,21 млрд долл. в период с 1992 по 2000 гг.; платформы на геостационарной орбите — 2,48 млрд долл. в период с 1995 по 2008 гг.; пилотируемые платформы — 3,31 млрд долл. в период с 1996 по 2001 гг.; собственная японская ООКС — 7,31 млрд долл. в период с 2000 по 2008 гг. Кроме того, предполагается затратить около 20,5 млрд долл. в течение 15 лет на различные спутниковые порграммы, разработку РН Н-2 и создание новых наземных стартовых и командно-измерительных комплексов. Японским Управлением по науке и технике в этой связи одобрена программа создания космической робототехники, включающая, среди прочего, разработку - 20 -
дистанционного манипулятора для японской ООКС. Проект бюджета еще не утвержден и встретил мощную оппозицию. «Aviation Week and Space Technology», 1987, 127, № 2, 2 11. Космические исследования в Латинской Америке В статье сотрудника Мексиканского университета отмечается, что для достижения определенной самостоятельности в космической деятельности развивающимся странам необходима твердая организационная, научная и техническая инфраструктура. Важную роль в создании такой инфраструктуры играет осуществление междисциплинарных космических программ. Дается обзор состояния и некоторых планов космических исследований в четырех различных латиноамериканских странах, обладающих совершенно различными инфраструктурами. Бразилия. В течение более 25 лет космической программой страны руководит Национальный институт космических исследований (INPE), подчиненный недавно учрежденному министерству науки и техники. ШРЕ имеет персонал численностью ~1,4 тыс. чел., среди которых 700 — высококвалифицированные специалисты. ШРЕ проводит курсы повышения квалификации специалистов с высшим образованием по всем дисциплинам космических исследований и космической техники, осуществляет сотрудничество с университетами и частными фирмами Бразилии, обмен научно-техническими достижениями и сотрудничество с США, СССР, Японией, КНР, Канадой, семью западноевропейскими и восемью латиноамериканскими странами. Фундаментальные космические исследования начались в стране в 60-х годах с исследований атмосферы и астрономических наблюдений при помощи запусков исследовательских ракет, в том числе собственного производства. Из центра запусков воздушных шаров ШРЕ в этих же целях поднимались стратостаты. В последнее время основное внимание уделяется астрофизике, физике Солнца, магнитного поля, ионосферы и магнитосферы Земли. Географическое положение Бразилии создает благоприятные возможности для изучения рентгеновских и у-излуче- ний компактных объектов, расположенных в центре Галактики, двойных звездных систем и пульсаров. Объектом интенсивных исследований является магнитная аномалия Южной Атлантики, вызывающая выпадение энергетических частиц из радиационных поясов Земли и экваториальные струи электронов, пересекающие ионосферу над территорией Бразилии. Вследствие потребности изучения и рационального использования своих природных ресурсов еще в 1973 г. Бразилия закупила наземную станцию (НС) для приема данных дистанционного — 21 -
зондирования (ДЗ) Земли с ИСЗ США «Лендсат». Одновременно INPE приобрел знания и опыт, необходимые для модификации НС, что позволяет принимать данные с ИСЗ для ДЗ Земли различных типов, а также обрабатывать данные ДЗ. Число потребителей данных ДЗ в Бразилии достигло 1,5 тыс., причем области применения этих данных имеют широкий диапазон. Для развития национальной системы связи закуплены два связных ИСЗ, выведенных на орбиту в 1987 г. при помощи ракет-носителей «Ариан». Планируются разработка и изготовление следующей серии ИСЗ внутри страны. После создания в 1967 г. собственной НС APT принимаются к используются данные метеорологических ИСЗ. В последнее время INPE создал и эксплуатирует сеть НС, позволяющую принимать и обрабатывать данные всех существующих метеорологических ИСЗ, наблюдаемых с территории страны. Разработана новая автоматизированная система обработки данных в реальном времени. В 1979 г. выдвинут и в настоящее время осуществляется первый национальный космический проект, которым предусматривается создание двух ИСЗ для сбора данных об окружающей среде и двух ИСЗ — для ДЗ Земли со всей необходимой инфраструктурой со сроками запусков в 1989 г. и 1993 г. соответственно. Планируется вывести ИСЗ на орбиту собственной ракетой-носителем с полигона космического центра Алькантара площадью 520 км2. Аргентина. Деятельность Аргентины в космосе организуется и координируется Национальной комиссией космических исследований (CNIE), которая пока относится к системе ВВС. К этой деятельности привлекаются как государственные учреждения, так и частные организации. CNIE развивает также двустороннее и многостороннее международное сотрудничество в области космоса. Фундаментальные космические исследования сконцентрированы на астрофизике, физике вспышек на Солнце и аэрономии. Исследования выполняются несколькими университетами и центрами CNIE, однако основной их объем приходится на Институт астрономии и физики космоса. Еще в 60-х годах для этих целей были разработаны собственные исследовательские ракету и стратостаты, а в последнее время в значительной степени используются ИСЗ других стран. Так, исследования звезд выполняются на основе данных ИСЗ UIE, анализ энергии вспышек на Солнце и процессов их нагрева — по данным ИСЗ SMJVL В настоящее время институт аэронавтики и космических исследований возглавляет разработку ракеты-носителя для запусков собственных ИСЗ. Ряд НИИ использует ИСЗ для изучения окружающей среды. Метеослужба ВВС дешефрирует изображения, получаемые с метеорологических ИСЗ. С 1983 г. введены в эксплуатацию НС ~ 22 —
приема изображений высокого разрешения и автоматическая платформа сбора данных с ИСЗ типов GOES и «Тирос». Осуществляется национальная программа исследований распространения радиоволн в ионосфере с учетом воздействия возмущений геомагнитного поля и исследования плотности ионов при помощи сигналов с ИСЗ, находящихся на стационарной орбите. С 1979 г. после закупки НС приема данных с ИСЗ «Лендсат», установленной в Мар-Чиквите, начались работы в области ДЗ Земли. Центр ДЗ, входящий в состав CNIE, организует прием, обработку и распространение данных с ИСЗ типа «Лендсат», а также проводит собственные научные и прикладные работы в этой области. Центр разработал машинную программу обработки данных PIDAKC, применимую не только ко всем ИСЗ типа «Лендсат», но и к ИСЗ типа GOES и многозональным самолетным сканерам. Осуществляются первые космические проекты, среди которых— создание собственного научного ИСЗ SAC-1 и национальной спутниковой системы связи «Домсат». ИСЗ, выводимый на солнечно-синхронную орбиту, предназначается для регистрации жесткого рентгеновского, у-излучения и потоков нейтронов при вспышках на Солнце. В целях подготовки кадров для осуществления собственных перспективных космических проектов с августа 1987 г. в Аргентине организованы курсы повышения квалификации специалистов с высшим образованием по фундаментальным и прикладным космическим исследованиям и космической технике. Мексика. Космические исследования в стране проводятся независимо друг от друга государственными учреждениями и научными организациями. Единственной организацией страны, в которой поставлены учебные курсы по фундаментальным и прикладным космическим исследованиям, космическому праву и спутниковой связи, а также проводятся НИР по этим направлениям, является Национальный университет Мексики (UNAM). В последнее время в космической деятельности участвуют девять НИИ и четыре факультета университета. Фундаментальные исследования выполняются институтами геофизики, астрономии и Центром исследований атмосферы. Отдел космических исследований Института геофизики изучает внешнюю геофизику, космическую магнитогидродинамику, физику межзвездной среды, физику Солнца, солнечно-земные связи, физику Луны, планет и комет, галактические и солнечные излучения. Отдел сотрудничает с несколькими НИИ других стран, в частности, с Имперским колледжем Великобритании в предстоящем анализе данных автоматической межпланетной станции «Улисс». Институт астрономии участвует в исследованиях, выполняемых при помощи ИСЗ ШЕ, «Эйнштейн» и «Экзосат», в частности, по массивным звездам, двойным звездам и квазарам. Инсти- — 23 —
тут разработал новый детектор излучения в видимой, УФ- и рентгеновской областях спектра с высокой разрешающей способностью «Мерсикран», который уже испытан в наземных условиях и используется при исследованиях кометы Джакобини-Цин- нера. Прибор планируется установить на перспективных астрономических ИСЗ. Центр исследований атмосферы на основе данных ИСЗ разрабатывает теорию климата и динамические модели прогнозирования погоды. Еще в 60-х годах разработана термодинамическая модель климата, представляющая собой новое слово в его современной теорий. Дальнейшее развитие этой работы позволяет моделировать как нормальные климатические условия, так и их аномалии. Отдел ДЗ Института геофизики работает над моделированием и классификацией изображений. Лаборатория ДЗ научного факультета на основе данных самолетной аппаратуры и датчиков ИСЗ «Лендсат» проводит исследования использования земель, гидрологических и биологических систем. Данные ДЗ и метеорологическая информация обеспечиваются государственными учреждениями. Руководство работами в области картографии и ДЗ осуществляется главным управлением географии. При помощи самолета, оборудованного многозональным сканером, выполняются топографические и геологические исследования. Закупаются в США изображения всей территории страны или ее отдельных районов с ИСЗ «Лендсат», которые обрабатываются цифровой системой. Планируется закупка НС для приема изображений с ИСЗ «Спот» (Франция). Метеослужба заведует НС приема данных с ИСЗ GOES и «Тирос», а также сетью из 77 станций сбора данных об окружающей среде. Ежесуточно потребителям поставляется 25 изображений земной поверхности с ИСЗ. Еще одна НС приема метеоданных с ИСЗ, принадлежащая университету шт. Байя-Калифорния, предназначена для обеспечения региональной программы развития сельского хозяйства. Специалисты университета обрабатывают, распространяют эти данные, а также определяют климатологические и метеорологические параметры региона. Министерство связи руководит эксплуатацией спутниковой системой связи (ССС) страны. Через НС, введенную в эксплуатацию еще в 1968 г., используются услуги международной ССС «Интелсат». В 1980 г. министерство приобрело НС, через которую для национальной системы связи доступны услуги ИСЗ «Морелос», закупленных в последнее время. На этой же НС обучаются специалисты. Планирование связи с сельскими районами страны через ИСЗ «Морелос» осуществляется исследовательским центром Энсенада, проектирующим антенны с оборудованием для приема и передачи данных. Центр имеет в своем — 24 —
составе лабораторию, оснащенную для подготовки специалистов по спутниковой связи самой высокой квалификации. Министерство иностранных дел активно участвует в разработке правовых аспектов исследования космоса и осуществляет связь между научными кругами страны и ООН. Как пример проекта, представляющего интерес для ряда развивающихся стран с точки зрения достижения большей национальной самостоятельности в космосе, рассматривается междисциплинарный проект космической деятельности (PIAE), утвержденный ректоратом UNAM в июле 1986 г. Проект нацелен на разработку космической технологии, соответствующей условиям и потребностям страны, подготовку высококвалифицированных кадров по всем космическим дисциплинам и развитие сотрудничества латиноамериканских стран. Выделяются следующие направления работ по проекту PIAE: — подготовка восьми научных экспериментов с автоматическим управлением и ряда технологических экспериментов в условиях микрогравитации (в том числе по изготовлению сплава цинка, алюминия и меди и солнечных элементов из кремния, находящегося в аморфном состоянии, имеющих важное значение для экономики страны), которые планировалась провести на борту МВКА «Спейс Шаттл»; — публикация отчета о деятельности Мексики в космосе за период 1962—1986 гг.; — организация симпозиума о состоянии и перспективах развития космических исследований в Мексике; — подготовка предложений о создании латиноамериканского ИСЗ для ДЗ Земли. Куба. Отмечается, что Республика Куба, являясь одной из самых небольших латиноамериканских стран, добилась заметных достижений в космической деятельности. Национальная комиссия Кубы по использованию космоса в мирных целях пользуется поддержкой Академии наук, проявляющей большую1 заинтересованность в использовании космоса в научных целях. Куба является членом Совета «Интеркосмос». Еще в 1967 г. для удовлетворения потребностей страны в дальней связи введена в строй НС ССС «Интерспутник», в 1974 г. — НС ССС «Интелсат». В 1975 г. учрежден департамент ДЗ, начавший подготовку специалистов в этой области. Путем использования самолетной аппаратуры ДЗ выявлены геологические зоны с повышенной сейсмической активностью и зоны рыболовства, определены источники загрязнения акватории порта Гаваны и составлены карты эрозии почв. В 1980 г. на борту советского космического корабля «Союз» первым кубинским (и латиноамериканским) космонавтом проведены эксперименты по наблюдениям Земли, медико-биологические эксперименты и технологические эксперименты по красталлизации сахарозы и 5* — 25 —
выращиванию кристаллов для микроэлектроники, имеющие важное значение для экономики страны. А. Е. Моисеенко «Advances in Space Research», 1987, 7, № 3, (3)123—(3)127 12. Космическая программа Бразилии Космическая программа Бразилии, несмотря на финансовые трудности страны, по своим масштабам превышает космические программы всех прочих стран Южной Америки. Национальный институт космических исследований Бразилии (INPE), находящийся в Сан-Жозе-дус-Кампусе, имеет штат 1550 человек, из них приблизительно 1000 научных работников и инженеров. Работы института ведутся по трем основным направлениям: — космические исследования и исследования атмосферы Земли; со дня основания (начало 60-х годов) институт занимается научно-исследовательской работой в области климатологии и метеорологии; — эксплуатация космических средств прикладного назначе- нкя (связь, метеорологические наблюдения, дистанционные исследования Земли); Бразилия особенно заинтересована в использовании спутниковой информации для нужд сельского и лесного хозяйства, геологии, океанографии и демографии, а также для изучения загрязнения окружающей среды; — разработка космической техники; в течение последних семи лет институт ведет работы по программе МЕСВ, предусматривающей, в частности, создание четырех малых спутников, рассчитанных на вывод в космос собственными ракетами-носителями VLS; ежегодные ассигнования на программу МЕСВ составляют более половины бюджета INPE; общие затраты на эту программу до ее завершения оценивают в 1 млрд долл. Первые два малых спутника по программе МЕСВ предназначены для сбора информации от примерно 500 наземных автоматических платформ, информация которых ретранслируется через спутник на станцию слежения в Куябе, а оттуда — в центр обработки в Кохаэйра Паулиста. Вывод первого спутника на орбиту планируется в 1989 г., второго — в 1991 г. Расчетный срок службы ИСЗ — 6 месяцев. Восемь последовательных витков обеспечивают покрытие всей территории Бразилии. Этот цикл повторяется через каждые 11 ч. Электропитание спутника обеспечивают солнечные элементы на боковых гранях корпуса, максимальная расчетная мощность — 35 Вт. Спутник стабилизируется вращением (180 об/мин). Он раскручивается вместе с четвертой ступенью ракеты-носителя VLS. Система терморегулирования пассивная. — 26 —
Бортовое электронное оборудование рассчитано на работу в температурном режиме от —10°С до +40°С. Два других спутника по программе МЕСВ предназначены для дистанционных исследований Земли. Их планируют вывести на орбиту в 1993 г. Четырехступенчатые твердотопливные ракеты-носители VLS способны вывести полезную нагрузку массой 115 кг на орбиту высотой 750 км или массой 160 кг на орбиту высотой.650 км. Первая и вторая ступени ракеты образуют пакет из пяти твердотопливных блоков длиной 6 м и диаметром 1 м (в центре пакета — блок второй ступени, по периферии — четыре блока первой ступени). На блоках первой ступени используются фиксированные сопла с вводом газа в закритическую часть для управления вектором тяги, на блоке второй ступени — качающееся сопло. Третья ступень аналогична первой ступени бразильской исследовательской ракеты «Сонда-4». Эта ступень имеет длину 4 м и диаметр 1 м. Она снабжена качающимся соплом. Четвертая ступень длиной и диаметром 1 м имеет фиксированное сопло. Министерство авиации Бразилии планирует до запуска спутника провести два огневых стендовых испытания блоков первой ступени и одни испытания блока второй ступени. Запуски спутников предполагают производить с космодрома Алкантара, расположенного на 2° 17' ю. ш. и 44°23/ з. д. Строительство космодрома ведется под управлением министерства авиации. Помимо стартовой позиции для ракет-носителей, на космодроме предусматривается сооружение стартовой позиции для исследовательских ракет «Сонда-3» и «Сонда-4». «Aviation Week and Space Technology», 1987, 127, № 8, 75, 77, 79 ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 13. Американские планы милитаризации космоса В связи с возможным 50%-ным сокращением стратегических наступательных вооружений на основе договоренности между СССР и США, американские военные круги начали активную пропаганду новых путей сохранения на высоком уровне наступательного потенциала стратегических вооруженных сил США, в первую очередь за счет милитаризации космоса. Программа, разработанная Стратегическим командованием (СК) ВВС США, изложенная на симпозиуме, состоявшемся в первой половине 1987 г. в штаб-квартире СК в г. Колорадо Спрингс, предусматривает: — максимальное освоение космического пространства для нужд всех видов вооруженных сил и вывод в космос различных — 27 —
видов вооружения, как оборонительного, так и наступательного; — скорейшую реализацию программы СОИ с некоторыми дополнениями; — перевооружение стратегических сил США новыми видами МБР; — значительное увеличение состава стратегической авиации США, включая тяжелые бомбардировщики и крылатые ракеты; — разработку новых видов ядерного оружия; — значительное повышение точности наведения стратегических средств, в том числе путем корректировки из космоса; — резкое сокращение массы и объема систем управления и наведения, за счет микроминиатюризации всех комплектующих изделий. Выступая на указанном симпозиуме, командующий стратегическими силами ВВС США генерал Чайн заявил, что освоение космического пространства очень важно для всех видов вооруженных сил США, и что надо срочно разрабатывать методику военных действий в космосе. Генерал Чейн считает, что состоящие на вооружении стратегических сил МБР «Минитмен» в свое время были неплохим оружием, но теперь они уже устарели, так как были рассчитаны на 10-летний срок службы, а фактически стоят на боевом дежурстве уже 25 лет. Поэтому сейчас надо добиваться от конгресса выделения крупных ассигнований на создание т. н. «малых» МБР (ММБР или «Миджетмен») с одной боевой головкой, которые проще хранить и запускать с подвижных пусковых установок. Таких ракет генерал хотел бы иметь, как минимум, 1500 шт. Но, поскольку, как прямо заявил Чейн, «у меня будет недостаточно боеголовок, чтобы выполнить работу, которая мне поручена» (т. е. уничтожить советские вооруженные силы и военные объекты), надо будет уделить особое внимание созданию эффективных ложных целей, которые вводили бы в заблуждение (ПРО) противника и давали возможность каждой настоящей боеголовке достичь намеченной цели. Кроме того генерал рассчитывает получить в свое распоряжение еще 100 больших МБР MX (их теперь называют «Миротворец»), из коих 50 будут размещены в шахтах, занятых сейчас МБР «Минитмен», а 50 будут смонтированы на железнодорожных платформах, и перемещаться по ж.-д. магистралям США, протяженность которых составляет более 300 тыс. км. Реализацию системы космической ПРО по программе СОИ генерал Чейн считает необходимой, но недостаточной, потому что прикрывая территорию США сверху, она не закрывает ее снизу, т. е. от проникновения бомбардировщиков и крылатых ракет противника. Правда даже в мирное время около 30% бомбардировщиков ВВС США находятся на боевом дежурстве, 90% МБР готовы к немедленному запуску и 50% подводных — 28 —
лодок-ракетоносцев находятся в море, но все же необходимы дополнительные мероприятия по усилению ПВО. Принимая во внимание, что значительная часть советских МБР выполнена в передвижном варианте, и полагая, что СССР также рано или поздно создаст систему космической ПРО типа СОИ, генерал Чейн считает необходимым срочно увеличить выпуск самолетов-бомбардировщиков, особенно «невидимых» («Стеле»), с тем чтобы стратегическое командование имело в своем распоряжении от 1000 до 2000 таких самолетов с соответствующим количеством крылатых ракет воздушного базирования (SRAM-2). Эти самолеты должны быть снабжены сенсорными устройствами высокой избирательности и наводиться на цели из космоса, с помощью специальных спутников, например, типа «Навстар». Такой воздушный флот сможет находить подвижные стратегические средства, а также установки ПРО и ПВО, и уничтожать их на территории противника. На том же симпозиуме Ричард Хан, директор отдела вооружений министерства энергетики США, сообщил, что этот отдел курирует разработку ядерного оружия «третьего поколения», обозначаемого NDEW. Если за первое поколение принять обычную атомную, а за второе — термоядерную бомбу, то NDEW предусматривает переброску энергии ядерного взрыва в виде сравнительно узкого пучка на значительное (несколько тысяч км) расстояние. Разработка этого вида оружия начата в 1985 г., а в 1987 г. на нее истрачено 350 млн долл. Оно войдет в комплекс СОИ и будет использоваться для уничтожения в космосе МБР, а при необходимости и для других целей. Создание этого вида ядерного оружия связано с необходимостью проведения ядерных испытаний мощностью до 150 кт, и поэтому прекращение или сокращение объема ядерных испытаний нежелательно. Министерство энергетики разрабатывает для новых видов космического оружия надежные источники питания, как то: — изотопные генераторы мощностью от 1 до 10 кВт, преимущественно для разведывательных и связных спутников, которые уже выпускаются; — термоэлектрические генераторы мощностью в несколько сот кВт, первые образцы которых будут готовы в 1992 г.; — космические ядерные энергоустановки мощностью в несколько сот МВт, необходимые для лазеров различного типа, используемых в системе ПРО. ТТТ на эти устройства будут подготовлены к 1992 г., а первые образцы появятся к середине 90-х годов. Управление DARPA министерства обороны США осуществляет программу создания ряда микроминиатюрных электронных компонентов, в т. ч. керамических с использованием эффекта сверхпроводимости. На базе этих компонентов предполагается — 29 —
создать миниатюрную ЭВМ, которая будет обладать памятью в 1 Тбит при объеме 30 дм3. Начата также разработка программы создания ряда сверхлегких спутников, а также проекта экспериментального самолета Х-30, для отработки технических требований к новым МВКА. С учетом необходимости широкого применения крылатых ракет в будущих военных операциях, ведется большая работа по повышению точности их попадания в цель. Работа по составлению цифровых карт для систем наведения крылатых ракет («Терком») достигла такой стадии, что установка на обычной крылатой ракете с боеголовкой в 450 кг, четырех матриц с закодированными картами маршрута, обеспечивает ее попадание в цель со средним вероятным отклонением в 7,6 м. Это обеспечивается и тем что небольшой радар, установленный на боеголовке, сверяет при подходе к цели карту местности с заложенной информацией и вносит необходимые коррективы. Г. А. Лебедев «Air Force Magazine», 1987, 70, № 8, 78—84 14. Работы по программе СОИ Разработка перспективной системы ПРО по программе СОИ постепенно выходит за рамки теоретических исследований. Комиссия МО США рекомендовала перейти от этапа исследований к демонстрационно-испытательному этапу в следующих шести областях разработки систем для ПРО: — обнаружения и слежения за МБР на активном участке полета (BSTS); — обнаружения и слежения космического базирования (SSTS); — обнаружения и слежения наземного базирования (GSTS); — космического базирования для перехвата МБР (SBI); — перехвата боеголовок при входе в атмосферу (ERIS); — боевого управления и связи (ВМ/С3). Основной частью системы обнаружения и слежения (BSTS) будут ИСЗ, оснащенные ИК-датчиками. С помощью этих ИСЗ предполагается решить задачу обнаружения МБР противника во время пуска и на активном участке траектории полета. На право создания опытного образца спутника обнаружения претендуют фирмы Grumman и Lockheed. Спутник будет выведен на орбиту с помощью РН «Титан-4». Испытания ИСЗ будут включать засечку пусков ракет и слежение за ними. Обнаружение пусков предлагается осуществлять в глобальном масштабе. С помощью системы обнаружения и слежения космического базирования (SSTS) планируется осуществлять обнаружение и слежение за МБР после окончания активного участка траектории полета. За право получения контракта на создание образца такого ИСЗ для наземных и летных испытаний ведут борьбу — 30 —
фирмы TRW и Lockheed. Система SSTS должна осуществлять идентификацию объектов в космосе, различать боевые и ложные цели, передавать информацию на боевые космические платформы (БКП), оснащенные различными средствами перехвата. ИСЗ SSTS предполагается вывести на орбиту для испытаний с помощью МВКА типа «Шаттл» или РН «Титан-4» с космодрома Кеннеди или Ванденберг. Система ERIS предназначается для уничтожения МБР. Для этой цели она будет использовать ракеты, запускаемые с земной поверхности. В проекте системы ERIS фирмы Lockheed заложена технология, успешно опробованная при проведении эксперимента по перехвату МБР в 1984 г. (НОЕ). Испытания системы ERIS будут включать 4—7 пробных пусков ракет-перехватчиков Aries с полигона на атолле Кваджалейн для уничтожения ракет-целей типа «Минитмен-I», запускаемых с авиабазы Ванденберг. Система обнаружения и слежения наземного базирования (GSTS), которая на начальной фазе разработки программы СОИ именовалась Probe, включает запускаемые с земли ЛА, оснащенные специальными датчиками и другой аппаратурой для обнаружения, идентификации и слежения за целями, обработки прлучаемой информации и передачи ее в систему ERIS для наведения средств перехвата. В период испытаний системы планируется запустить от трех до девяти ЛА GSTS, включая одновременный запуск двух аппаратов. Объектами засечки для датчиков GSTS на испытаниях будут ракеты, запускаемые с авиабазы Ванденберг в порядке плановых испытаний РН, а также специально предназначенные для проверки работоспособности датчиков системы. Система перехвата космического базирования (SBI) будет включать БКП, которые будут использовать против МБР (или их боеголовок) кинетическое оружие в виде ракет, миниатюрных снарядов, для поражения целей на активном, промежуточном конечном участках полета. Для двух суборбитальных испытаний системы SBI запланирован шестимесячный период. Испытания должны состояться не позднее 1992 г. Фирма Rockwell International в июне 1987 г. начала работы по программе SBI. По контракту 125 млн долл. выделяется на исследовательские работы по программе SBI и 209 млн долл. — на проведение летных испытаний. Система боевого управления и связи (BMI/C3) является ключевым и наиболее ответственным элементом программы. Наземные испытания системы ВМ/С3 для ПРО будут проведены с использованием оборудования и обслуживающего персонала объектов ВМ/С3 авиабаз Фалкон (шт. Колорадо) и Хэнсом (шт. Массачусетс) и ядерного полигона в шт. Невада. По заявлениям ответственных лиц Пентагона, для принятия решения на — 31 —
разработку боевого варианта системы ВМ/С3 для СОИ потребуется несколько лет испытаний. Ю. В. Денисов «Defense Electronics», 1987, 19, № 9, 25 15. Перспективы реализации программы СОИ Несмотря на активную пропаганду, проводимую правительством США в части создания космической системы ПРО по программе СОИ, в научных кругах США наблюдается серьезный скептицизм в отношении практических возможностей реализации этой программы. Еще в 1986 г. более 3700 преподавателей и 2800 аспирантов из 59 крупнейших физических факультетов и лабораторий США обратились с призывом не выделять средств на реализацию программы СОИ. Более 1000 выдающихся ученых США подписали обращение против системы СОИ; попытки некоторых реакционно-настроенных ученых выпустить контробращение в пользу СОИ потерпели полный провал. В общем более 800 американских ученых считают, что программа СОИ в намеченном виде не сможет обеспечить полный перехват атакующих ракет в космосе и следовательно не даст гарантии эффективной защиты территории США от ракетно- ядерного удара. В первом выступлении президента Рейгана в 1983 г. не было определено, какие виды оружия будут применяться в системе СОИ. Однако вскоре американская пресса развернула широкую кампанию за использование в этой системе оружия новых типов лазерного и пучкового. В связи с этим Американское физическое общество (APS) еще в 1983 г. создало экспертную группу из 15 крупных специалистов физиков во главе с лауреатом Нобелевской премии Н. Блумбергеном из Гарвардского университета, для оценки возможностей указанных видов оружия в системе ПРО (другие виды оружия, например, противоракеты не рассматривались). В начале 1987 г. APS опубликовало отчет этой группы, из которого следует, что создать систему ПРО, основанную на использовании лазерного и пучкового оружия в текущем столетии невозможно, и что если его и удастся сделать, то даже и не в начале 21-го века. Таким образом твердо установлено, что в короткий или средний срок, практических условий для создания абсолютно надежной системы, способной уничтожать практически все ракеты или боеголовки противника, не имеется. В связи с этим американский сенатор Нанн заметил, что отказавшись в Рейкьявике ради СОИ от соглашения с СССР по сокращению ракетного оружия, президент Рейган приобрел «журавля в небе, вместо синицы в руках». — 32 —
Впрочем, отмечается, что министерство обороны США уже в период проведения исследований группой APS решило не настаивать на применении в системе СОИ оружия, направленной энергии, а сосредоточить главное внимание на противоракетах различных типов. Хотя APS в сущности не принимало активного участия в дебатах, которые велись в военно-политических кругах США по поводу отражения ракетной атаки различными видами оружия, но, по-видимому, его мнение по данному вопросу имеет определенное значение. В печати сообщается также о настороженном отношении в ФРГ к участию в программе СОИ. Приверженцы этой системы находятся, главным образом в рядах реакционной партии ХСС, возглавляемой Ф. И. Штрауссом. Однако, правительство ФРГ в лице канцлера Коля высказало мнение, что следует придерживаться точного толкования существующего договора о ПРО, а опрос общественного мнения показал, что 58% населения ФРГ выступают против участия страны в программе СОИ. Некоторые промышленные фирмы ФРГ утверждают, что они согласились на участие в решении некоторых конкретных задач по программе СОИ с целью ознакомления с новейшей американской технологией и накопления опыта. Г. А. Лебедев «Bulletin of the Atomis Scientists», 1987, 43, № 6, 5—9, 50—51 16. Разработка ударно-кинетического оружия для системы ПРО За 3,5 года существования программы СОИ МО США были достигнуты существенные результаты в НИР по ударно-кинетическому оружию (УКО). Было показано, что УКО космического и наземного базирования в состоянии поражать МБР и ГЧ на всех участках траектории полета. Развертывание УКО в войсках намечается на середину 90-х годов, хотя не исключаются и более ранние сроки. Стоимость УКО для СОИ оценивается в 40— 60 млрд долл. Считается, что УКО образует первые системы вооружения для СОИ. В проведенных недавно испытаниях по УКО на испытательной станции фирмы General Motors в Санта-Барбара (шт. Калифорния) снаряд из пластика лексана с массой 7 г. вылетевший из легкогазовой пушки со скоростью 6,9 км/с, образовал в литом алюминиевом блоке кратер диаметром в ~5 раз больше своего диаметра с выбросом металла в виде рваных лепестков по краям кратера. По программе УКО проведен ряд успешных лётных испытаний. Так в эксперименте FLAGE было достигнуто поражение 3 целей в 3 испытаниях, причем одна из целей имела характеристики ГЧ, движущейся со скоростью 1,341 км/с. В этом эксперименте УКО было выполнено в виде небольших ракетных 6* — 33 —
снарядов с радиолокационными головками самонаведения (ГС) в мм-диапазоне длин волн и набором РД импульсной корректировки траектории. До конца 1987 г. должны быть проведены еще 2—3 испытания эксперимента FLAGE. Основной целью этих испытаний является отработка ГС и системы наведения и управления применительно к функционированию в условиях сильных помех при сближении. В намечавшемся на сентябрь 1987 г. эксперименте «Дельта-180» 2 верхних ступени ракет-носителей будут выведены на низкие околоземные орбиты. Расстояние между этими ступенями будет ~225 км. Каждая ступень будет осуществлять независимое маневрирование. На каждой ступени размещаются ИК- и УФ-сенсорные устройства, с помощью которых будут определяться положение корпуса и факелов продуктов сгорания РД друг у друга. Затем по команде с наземной станции одна из ступеней будет направлена на сближение с другой для разрушения обеих при соударении. По заявлению министра обороны США К. Уайнбергера этот эксперимент должен убедительно показать принципиальную возможность поражения движущейся цели с помощью УКО космического базирования (УКОКБ). Этот эксперимент вызвал активизацию работ ВВС США по УФ-сенсорным устройствам. Их преимуществами по сравнению с ИК-устройствами считаются отсутствие потребностей в крупногабаритных оптических системах и ликвидация контура криогенного охлаждения. На ноябрь 1987 г. планировалось проведение эксперимента «Дельта-181», целью которого будет сбор данных о сигнатурах объектов на близких расстояниях. Предполагается, что в этом эксперименте будет использован приемник «Янус» фирмы Hughes, разрабатываемый на основе ГС снаряда класса «воздух — земли» «Маверик». Создание УКО включает разработку малогабаритной боевой части (БЧ), которая могла бы быть использована как в УКО наземного базирования, так и в УКОКБ. Кроме того, такие БЧ могут быть применены в наземном тактическом УКО и в УКО для борьбы с тактическими управляемыми ракетами противника. Разработка БЧ по программе LEAP идет успешно. Целью этой программы, возникшей в результате объединения программ Saggitar и Gremlin, является изготовление и испытание легких БЧ к 1990 г. Головными подрядчиками являются фирмы United Technologies и General Electric. В программу включена разработка системы управления огнем УКО, БЧ которого разгоняются с помощью РД или электромагнитных ускорителей. В отделении вооружения командования систем ВВС США на авиабазе Эглин (шт. Флорида) сооружается гиперскоростная пушка «Марк-IV» для разгона БЧ до >10 км/с. В работах по УКОКБ принимают участие и союзники США. В Великобритании проводятся исследования по коммутационной, — 34 —
аппаратуре, ускорителям и БЧ для УКОКБ с электромагнитным разгоном. Предполагается получить данные о влиянии электромагнитных импульсов на БЧ и работоспособность ускорителей. Разрабатывается рельсотронный ускоритель из перспективных композитов и керамики. В работах для СОИ возможно использование разрабатываемого ВКС «Хотол». В Израиле ведутся работы по химическим средствам повышения скорости БЧ в электромагнитных ускорителях. Считается, что это позволит иметь более легкие ускорители с менее мощной энергетической установкой. В Италии разрабатывается выдвижная антенна радиолокатора мм-диапазона захвата и сопровождения ГЧ МБР для наведения УКО. По заявлению управления СОИ (SDIO) в разработке УКО наземного базирования с перехватом цели в верхней атмосфере ERIS осенью 1987 г. должна была быть завершена стадия эскизного проектирования боевого варианта, а разработка БЧ доведена до стадии моделирования функционирования в сложной боевой обстановке с наличием большого количества целей и ложных целей. Для наведения ERIS будут использоваться лазерные, ИК- и УФ-системы. Для связи будет использован канал в мм- диапазоне длин волн. Основные работы по системе наведения ERIS должны быть завершены в 1987 г. Первый пуск противоракеты ERIS запланирован на 1990 г. Работы по ERIS ведет фирма Lockheed. По УКО наземного базирования с перехватом цели на внеатмосферном участке ее траектории HEDI, которое разрабатывается фирмой McDonnell Douglas, в 1987 г. проводились эксперименты в аэродинамических трубах. SDIO удовлетворено результатами экспериментов по охлаждению окна ГС, снятию защитного экрана окна, определению аэродинамических характеристик и т. д. Летные испытания этого варианта УКО намечены на 1988 г. Руководители фирм Lockheed и McDonnell Douglas заверили конгресс США, что боевые варианты ERIS и HEDI будут готовы к развертыванию в середине 90-х годов или даже значительно раньше, если будет существенно повышено финансирование этих работ. Вместе с тем готовность этих систем вооружения к эксплуатации зависит от разработки длинноволнового ИК-сен- сорного устройства для ИСЗ «Проуб». Такие ИСЗ предполагается применять для определения параметров движения ГЧ, селекции ГЧ от ложных целей и наведения УКО. Фирмы McDonnell Douglas и Science Applications International рассчитывали закончить предварительные исследования по ИК-сенсорному устройству летом 1987 г. После этого SDIO направит технические задания промышленным фирмам с предложениями конкурсной разработки конструкции устройства. Считается, что одна система обнаружения, слежения и наведения не в состоянии выполнить все задачи, связанные с выведе- — 35 —
нием УКО на цели, в многоэшелонированной схеме ПРО. ИК- сенсорное устройство ИСЗ «Проуб» будет одним из элементов разрабатываемой сети обнаружения и наведения, включающей систему обнаружения и сопровождения на активном участке траектории (BSTS), систему обнаружения и сопровождения на внеатмосферном участке траектории (SSTS), авиационную оптическую систему обнаружения (AOS) и распознающий изображения радиолокатор для конечного участка траектории полета ГЧ (TIR). SSTS возможно также будет применяться для предупреждения о применении противником противоспутникового оружия. Технические средства обнаружения, захвата, сопровождения и оценки поражения для всех этих систем разрабатываются по программе SATKA. В отчете МО США конгрессу отмечается значительный прогресс в разработке этих технических средств, в частности широкоугольных ИК-систем, лидаров, средств обработки информации, радиационно-стойких высокоскоростных больших интегральных схем и т. д. SDIO рассчитывает создать систему ПРО, с помощью которой до 80% МБР и ГЧ будут поражаться на активном участке траектории и участке отделения от боевой ступени разделяющихся ГЧ. Оставшиеся ГЧ должны уничтожаться УКО наземного базирования ERIS и HEDI, а также некоторыми вид;ами УКХЖБ. Вместе с тем признается, что СССР уже в ближайшее время может создать средства противодействия для нейтрализации УКО. В этой связи SDIO решило не снижать интенсивности проводимых исследований по лучевому оружию, несмотря на скептицизм комиссии Американского физического общества относительно возможности достижения поражения МБР лучевым оружием в этом веке. Правда, в настоящее время лазерные и корпускулярные пучки рассматриваются как средства обнаружения и дискриминации реальных целей. Указывается на успехи Брукхейвенской национальной лаборатории в работах по дискриминации целей с помощью корпускулярных пучков. Фирмы Lockheed, Grumman и Science Applications International с одной стороны и группа McDonnell Douglas, включающая также фирмы Boeing и TRW участвуют в конкурсе на контракт на разработку пучкового оружия на нейтральных частицах. Готовность этого оружия к испытаниям намечается на начало 90-х годов. В области лазерного оружия SDIO концентрирует свои усилия на разработке вариантов лазера на свободных электронах и снижает темпы работ по химическим лазерам, эксимерным лазерам и лазерам рентгеновского излучения, хотя химические лазеры все еще считаются наиболее пригодными для размещения на ИСЗ. На химических лазерах достигнута наиболее высокая в мире мощность излучения. Показана возможность изготовления больших зеркал с высокой точностью, а также зеркал слож- — 36 —
ных форм. Эти достижения и новые эксперименты по суммированию лазерных пучков в оптических фазированных решетках показывают возможности создания лазеров космического базирования с высокой интенсивностью и мощностью. Лазеры на свободных электронах слишком тяжелы для размещения на орбитальных объектах. Считается целесообразным направлять лазерный пучок с наземной установки на зеркало, выведенное на геостационарную орбиту. От него пучок будет направляться на боевые зеркала, находящиеся на более низких орбитах. Летом 1987 г. производилась сборка наиболее крупного в США секционированного лазерного зеркала диаметром 4 м. Его разработка осуществляется по программе больших перспективных зеркал LAMP. Исследования, результаты которых будут применены при создании лазерного и пучкового оружия, в т. ч. по снижению расходимости корпускулярных пучков, ведутся в Великобритании. В. А. Карелин «Air Force Magazine», 1987, 70, № 7, 40, 42, 45—47 «Defence», 1986, 17, M> 3, 108 17. ИСЗ раннего обнаружения пусков ракет В рамках программы DSP (Defence Support Programme) ВВС США применяют ИСЗ, оснащенные для раннего обнаружения пусков ракет вероятного противника датчиками регистрации ИК-излучения их выхлопных газов. На стационарной орбите, в точках стояния 70°, 134° з. д. и 69° в. д., одновременно функционируют три ИСЗ DSP, а также размещаются несколько резервных ИСЗ. В январе 1986 г. на орбите находилось семь ИСЗ DSP, но имелась настоятельная потребность в запуске еще одного ИСЗ. В 1987 г. ВВС США заключили с фирмой TRW контракт в сумме 750 млн долл. на изготовление в течение следующих 6 лет пяти дополнительных ИСЗ типа DSP. Следующий ИСЗ типа DSP предполагалось запустить на 1-й РН «Титан-34О» в ближайшее время. ИСЗ типа DSP, который предполагается вывести на орбиту после возобновления полетов МВКА «Спейс Шаттл» в 1988 г., вероятно, будет представлять собой 1-й из ИСЗ раннего обнаружения пусков ракет нового поколения, оснащаемых значительно более совершенными ИК- датчиками, — ИСЗ SED (Sensor Evolutionary Development). Фокальные плоскости этих датчиков модифицируются для работы на двух длинах волн излучения, что предотвращает помехи со стороны лазеров наземного базирования. Чувствительность датчиков повышается, что позволяет более надежно различать разные типы ракет. — 37 —
ИСЗ SED, полет которого первоначально планировался на борту МВКА в конце 1986 г., вероятно, будет запущен в 27-м полете МВКА — следующем после возобновления его эксплуатации. А. Е. Моисеенко «Flight International», 1987, 132, № 4048, 17 18. Использование ИСЗ для дистанционного зондирования Земли в целях разведки Сообщается, что изображения земной поверхности, получаемые с ИСЗ США «Лендсат», начали использоваться для наблюдений за военными объектами СССР и других стран еще с 1974 г. Многозональные изображения земной поверхности с разрешающей способностью 20 м, получаемые французским ИСЗ «Спот» с орбиты высотой 825 км, также используются в разведывательных целях. Фирма Spot Image Corp., распространяющая данные ИСЗ «Спот» в США, расширяет продажу изображений, на которых представлены местоположение и детали военных объектов других стран. К обработке этих изображений привлечены американские фирмы Earth Sotellite Corp. и General Electric. В частности, в последние месяцы фирма Spot Image Corp. продала органам массовой информации США ряд изображений военных объектов Ирана вблизи Персидского залива, а также объектов на территории СССР. Способность гражданских ИСЗ, предназначенных для дистанционного зондирования Земли в целях изучения природных ресурсов, давать все более точную разведывательную информацию вызывает растущую озабоченность в США. Министерство торговли США выпустило 10 июля 1987 г. официальные правила, регулирующие выдачу лицензий на использование гражданских ИСЗ для дистанционного зондирования Земли. Правительство США получило право прекращать действие этих лицензий или изымать материалы съемок с ИСЗ, если они содержат информацию, несовместимую с интересами национальной безопасности или с другими требованиями, установленными министерством обороны и Государственным департаментом США. А. Е. Моисеенко «Aviation Week and Space Technology», 1987, 127, № 3, 18—19 1{9. Проблемы организации связи с подводными лодками В настоящее время на вооружении 40 стран мира находится свыше 930 подводных лодок различных типов, от дизельных патрульных до ударных ракетоносцев (ПЛАРБ). В зависимости — 38 -
от целевого предназначения подводных лодок и решаемых конкретных задач, соответственно изменяются требования к организации и технической реализации процессов управления. К процессу управления ПЛАРБ предъявляются два основных требования: оперативность и скрытность. Основным средством обеспечения боевого управления ПЛАРБ находящимися на патрулировании является связь. В настоящее время проблема организации надежной, своевременной и скрытной связи с ПЛАРБ, находящимися в различных районах мирового океана и различных глубинах, до конца еще не решена. Учитывая, что ПЛАРБ являются важной составной частью стратегической триады США, решению этой проблемы уделяется повышенное внимание. Теоретически, для связи с ПЛАРБ могут быть использованы ее различные виды и способы. Возможность эффективного применения радиосвязи в различных диапазонах частот зависит от глубины погружения ПЛАРБ и совершаемых ею маневров. Это обусловлено тем, что радиоволны в зависимости от диапазона излучаемых частот обладают различной глубиной проникновения сквозь толщу воды. Широкое применение для связи с ПЛАРБ нашли системы радиосвязи, функционирующие в диапазонах длинных и сверхдлинных волн (ДВ и СДВ). Для приема сигналов ДВ/СДВ ПЛАРБ должна выпускать и буксировать достаточно длинную антенну (около 600 м). Очевидно, это ограничивает глубину погружения, скорость и маневренные способности лодки. Кроме того, системы связи ДВ/СДВ в настоящее время позволяют организовать только одностороннюю связь типа берег (самолет) — ПЛАРБ. При этом станции связи ведут излучение сигналов с помощью передатчиков большой мощности, потребляющих значительное количество энергии. Для передачи на ПЛАРБ информации даже небольшого объема, например, кодограммы- приказа боевого управления, сеанс связи занимает время порядка нескольких минут. Для передачи больших объемов информации (метеосводок, разведданных, океанографической информации и др.) береговые передатчики должны работать, практически, круглосуточно. Так как количество ДВ/СРВ станций ограничено, то информация общего назначения передается большую часть времени, а индивидуальная передается по сеансам в определенные часы. Это затрудняет передачу боевого приказа или срочного сообщения на ПЛАРБ во внесеансное время, так как лодка к его приему может быть просто не готова. При организации связи в диапазонах низких и очень низких частот (НЧ и ОНЧ) ПЛАРБ используют различные типы антенн. Наиболее широко используются в диапазоне ОНЧ два типа антенн. Первый тип представляет собой длинный кабель, который необходимо буксировать или по поверхности воды или всего на несколько метров ниже поверхности, так как волны диапазона ОНЧ проникают на глубину около 6 м. Другой тип — 39 —
антенн — буйковый. Если в первом случае глубина погружения ПЛАРБ при сеансе связи не должна превышать 15—20 м, то во втором случае, глубина погружения составляет 40—50 м. Организация связи с ПЛАРБ в диапазоне ОНЧ имеет три основных недостатка. Во-первых, требуемые для передатчиков гигантские мощности и большие размеры антенных полей делают подобные системы невыгодными по критерию «стоимость-эффективность». Во-вторых, используемый для передачи диапазон не позволяет производить обмен информацией с высокой скоростью, что приводит к уменьшению формата сообщений и осуществлению их передачи в телеграфном режиме. В-третьих, в ОНЧ диапазоне имеется лишь ограниченное число разрешенных для передачи частот, что сокращает количество одновременно работающих передатчиков. Кроме того, живучесть береговых передающих комплексов недопустимо низка. В настоящее время в диапазонах ОНЧ работают системы связи с ПЛАРБ ВМС США, Великобритании и СССР. В США имеется система связи воздушного базирования в ОНЧ диапазоне, «Такамо». Самолеты-ретрансляторы этой системы типа ЕС-130 «Геркулес» заменяются на новые типа Е6-А. Аналогичную систему связи, именуемую Astare, планирует закупить Франция. Радиоволны диапазонов НЧ (длинных волн) проникают на глубину всего около 0,5 м, что ограничивает их широкое использование для связи с ПЛАРБ. Для подводных лодок, выполняющих патрулирование во внутренних водах, наиболее эффективным средством управления остается коротковолновая радиосвязь. Современные системы КВ-радиосвязи лишены ряда существенных недостатков, которые имели аналогичные системы в прошлом. Например, современные системы имеют лучшую помехозащищенность, засекреченность связи, оснащены системами автоматического зондирования ионосферы, быстрого перескока частоты и др. Тем не менее, стратегические ПЛАРБ не могут широко использовать КВ-радиосвязь из-за возможности ее радиоперехвата, радиоэлектронного подавления и демаскирования лодки во время сеанса радиосвязи, Современные концепции ведения боевых действий, в том числе подводной войны, предъявляют повышенные требования к системам связи с ПЛАРБ. Сферой действия подводных кораблей стал и арктический бассейн. Это в свою очередь обусловило новые требования к связи. Волны ОНЧ диапазона теоретически могут преодолевать не очень толстый ледяной покров, однако перископные, буйковые и буксируемые вблизи поверхности антенны в Арктике в большинстве случаев не могут быть применены. В этих условиях практически единственным способом организации связи с ПЛАРБ является применение систем радиосвя- — 40 —
зи, работающих в диапазоне чрезвычайно низких частот ELF (ЧНЧ). Радиоволны этого диапазона проникают на глубины океана порядка 150 м и свободно пронизывают арктические льды. Исследование проблемы использования диапазона ЧНЧ для связи с глубоко погруженными ПЛАРБ началось в США и других заинтересованных странах еще в 60-х годах. В 1968 г. ВМС США начали опытную эксплуатацию экспериментальной системы «Сангвин» диапазона ЧНЧ. Протяженность кабельной антенны этой системы составляла около 10 тыс. км. Кабель, образующий антенну, был проложен в обширном районе шт. Висконсин. Передатчик системы «Сангвин» имел мощность около 800 МВт. В настоящее время исследования в этой области проводят-, ся в США по программе ELF. Первый объект этой системы в шт. Висконсин • находится в стадии опытной эксплуатации. С 1981 г. исследования в области связи с ПЛАРБ в диапазоне ЧНЧ начали Великобритания и Франция. Размещение КР «Томагавк» на кораблях и подводных лодках ВМС США обусловило новые требования к связи. Для эффективного применения этих КР необходимо иметь возможность их оперативного перенацеливания на любой стадии подготовки к пуску и на протяжении всего полета, в зависимости от условий боевой обстановки. Это требует наличия надежной связи с КР для передачи команд боевого управления, корректировки характеристик и местоположения цели, а также передачи пара- метрсш полета и состояния систем КР в пункты управления пуском. Как было установлено, применение для этой цели космической связи малоэффективно, так как организация связи потребует как минимум нескольких минут. Кроме того, возникает ряд чисто технических трудностей, связанных с компоновкой антенны на КР, нацеливание ее на спутник связи и сопровождение во время полета. Таким образом, проблема оперативного управления КР во время полета в настоящее время еще не решена. Несколько лет назад были в основном решены вопросы применения систем спутниковой связи в интересах ВМС США. Спутниковая связь стала эффективным средством управления боевыми кораблями ВМС. Очевидными достоинствами спутниковой связи являются: высокая пропускная способность линий связи, широкая полоса радиосигналов, позволяющая реализовать помехоустойчивые методы передачи и эффективные способы засекречивания информации. Однако антенна спутниковой станции ПЛАРБ при любых способах организации связи должна находиться на поверхности. Это является демаскирующим фактором. Сложную техническую проблему представляет также точная ориентация антенны на спутник-ретранслятор в условиях даже небольшого волнения на океанской поверхности. 7* — 41 —
Эксперты утверждают также, что и сами спутники связи в военное время будут более уязвимы, чем системы наземного и воздушного базирования. Этим обусловлен скептицизм военных в отношении применения для связи с ПЛАРБ спутников связи, работающих в радиочастотных диапазонах. Однако, проблема использования космоса в целях организации связи с ПЛАРБ является в настоящее время предметом пристального изучения. С 1970 г. управление DARPA проводит исследования в области организации односторонней лазерной связи с ПЛАРБ. Испытания передачи информации на ПЛАРБ с помощью лазеров, установленных на самолетах, были проведены в 1981, 1984 и 1986 гг. Испытания доказали практическую возможность передачи сообщений на ПЛАРБ с помощью лазеров. В случае наличия подходящих погодных условий и соответствующего состояния воды в различных океанских зонах, удавалось осуществить прием лазерного излучения на ПЛАРБ, находящейся на глубине до 77 м, Специалисты утверждают, что теоретически глубина погружения ПЛАРБ при сеансах лазерной связи может быть увеличена до сотни метров и более. На испытаниях был использован «зелено-голубой» лазер. Разработку компонентов системы лазерной связи с ПЛАРБ по программе SLC ведут корпорации Lockheed, McDonnell Douglas, GTE и Northrop. Лазерный передатчик может быть установлен как на спутнике так и на самолете-ретрансляторе. В этих случаях информация с береговых станций на борт КА может передаваться по обычным каналам спутниковой связи с использованием различных диапазонов радиочастот. Затем информация с помощью лазерной связи передается на погруженную ПЛАРБ. Учитывая высокую пропускную способность лазерной связи, объем передаваемой на ПЛАРБ информации может быть очень большим. В системе предполагается использование и средств связи УКВ, KB и других диапазонов для передачи на ПЛАРБ команд об организации сеанса связи и получения с лодки сигналов о готовности к приему, выходе в заданный район и подтверждения о принятии сообщения. Основными недостатками системы лазерной связи являются: высокая уязвимость спутника-ретранслятора; сильное затухание излучения лазера в облачных, дождевых и пылевых образованиях; высокая техническая сложность и большая стоимость системы. Высокая стоимость системы лазерной связи с ПЛАРБ по сравнению с другими системами аналогичного назначения является основным тормозом ее быстрой разработки и принятия на вооружение. По прогнозам специалистов, стоимость разработок по программе SLC оценивается в один миллиард долларов. С учетом мероприятий, проводимых по модернизации существующей системы связи с ПЛАРБ «Такамо» и завершения создания системы связи ELF на чрезвычайно низких частотах, реше- — 42 —
ние о полномасштабной разработке системы лазерной связи или замораживании программы будет принято в 1988 г. после детального анализа по критерию «эффективность-стоимость» и сравнения системы SLC с другими системами. В условиях существующих ограничений по бюджету МО США, эксперты полагают, что в ближайшем будущем для связи с ПЛАРБ будут использоваться усовершенствованные системы обычных видов связи, в том числе КВ-радиосвязи, независимо от прогресса в реализации программы лазерной связи. Ю. В. Денисов «Defence», 1987, 18, № 4, 409—412 20. Искусственный интеллект для управления боевыми операциями В Управлении разработки боевых операций Армии США имеется группа специалистов, изучающих проблемы создания искусственного интеллекта (ИИ) и робототехники. Под ИИ понимается сверхмощная и сверхскоростная ЭВМ, способная самостоятельно разрабатывать отдельные крупные технические направления и задачи, принимать оптимальные решения по реализации полученных результатов и осуществлять их на практике с помощью робототехнических устройств. В процессе работы ИИ должен самообучаться и самосовершенствоваться, с тем чтобы в кратчайший срок преодолевать возникающие препятствия, и находить наиболее эффективные способы выполнения поставленной программы. На возможность создания ЭВМ, выполняющей задачи равные тем, которые способен решать человек, или более сложные, указывал еще создатель кибернетики Норберт Винер. В настоящее время научно-исследовательские работы по этому направлению ведутся в ряде стран и достигнуты определенные успехи, но до практических результатов еще очень далеко. Что касается работ, которые ведутся по заданию Армии США, то они, по-видимому находятся в стадии разработки технических требований, в основном по трем направлениям: программирование и рабочие языки; технологические проблемы; боевое применение. Трудности здесь настолько велики, что даже нельзя с уве« ренностью сказать будет ли работать машина, построенная в соответствии с выработанными требованиями. В то же время нельзя исключить возможности получения определенных положительных результатов. Г. А. Лебедев «Military Technology», 1987, 11, № 7, 86—87 21. Технология повышения скрытности Л А Предельно-скрытный ЛА не должен обнаруживаться радарами, ИК-приборами, оптическими средствами и звукометрическими устройствами. Достигаемая при такой скрытности неуяз- — 43 —
вимость считается невозможной, хотя МО США ведет работы над новыми поколениями истребителей, бомбардировщиков и ракетных снарядов, подающих надежды на приближение к этому идеалу. В течение следующих 5 лет две группы фирм Northrop — McDonnell Douglas и Lockheed-Boeing-General Dynamics будут разрабатывать опытные образцы истребителей ATF. В летных испытаниях 1989 г. будет определен предпочтительный образец. По заявлению начальника штаба ВВС США создание перспективных истребителей ATF и бомбардировщиков АТВ позволит значительно повысить боевые возможности неядерных систем вооружения. ВВС намерены внедрить технологию повышения скрытности в ряд программ как обычных, так и ядерных вооружений, поскольку эта технология будет значительно снижать эффективность системы ПВО противника. Для снижения уровня отраженного от ЛА радиолокационного сигнала на входе в приемник радара можно применять либо радиопоглощающие покрытия, либо средства для отражения падающего сигнала в непредсказуемом направлении. В разрабатываемых самолетах вероятно будут применяться обе схемы ловышения скрытности. Первые образцы радиопоглощающих покрытий были выполнены из наполненного стальными шариками полимера. Они имели хорошие радиопоглощающие свойства, но значительно увеличивали массу конструкции ЛА. Радиопоглощающие покрытия могут содержать в своей основе углерод. В зависимости от длины волны поглощаемого излучения требуется различная толщина покрытия. Однако более целесообразным считается применение материалов для несущих конструкций и обшивки, обладающих радиопоглощающими свойствами, напр, композитов с углеродными или арамидными волокнами в эпоксидной матрице. Для снижения зеркального отражения из формы ЛА должны быть исключены элементы, которые могут действовать как уголковые отражатели. Снижение отражения от ТРД может быть достигнуто путем покрытия каналов воздухозаборников радиопоглощающими материалами и искривлением этих каналов для исключения прямой видимости лопаточного венца компрессора. Для противодействия системам с ИК-датчиками требуется снижение разностей температур между окружающей средой, ЛА и струей истекающих продуктов сгорания. Снижение светимости и температуры струи достигается за счет повышения полноты сгорания топлива и подмешивания в струю окружающего воздуха. Считается целесообразным размещение наиболее нагретых частей двигателя внутри фюзеляжа. В. А. Карелин «Design News», 1987, 43, № 7, 122, 123, 125 «Air Force Magazine», 1987, 70, № 7, 19—20 — 44 —
22. Возобновление в США запусков РН «Титан-34О» для вывода на орбиту военных ИСЗ После перерыва длительностью 18 месяцев, вызванных неудачными запусками в августе 1985 г. и апреле 1986 г., возобновились запуски РН «Титан-340». 26 октября 1987 г. с космодрома Ванденберг (шт. Калифорния) был выведен на орбиту секретный ИСЗ, а 28 ноября 1987 г. с космодрома Кеннеди (шт. Флорида)—геостационарный ИСЗ системы раннего опо- вещания о запусках МБР (DSP). Как считают специалисты, секретный ИСЗ, выведенный на орбиту 26 октября 1987 г., является фоторазведывательным ИСЗ типа КН-11. Срок службы ИСЗ КН-11, который находился на орбите до этого запуска, истекает в конце 1988 г. Передача информации с борта ИСЗ осуществляется по радиоканалам через ИСЗ TDRS-1. Благодаря наличию бортовой двигательной установки ИСЗ может опускаться до высоты 120 км. ИСЗ (масса 13,5 т) разработан фирмой TRW. Стоимость одного ИСЗ составляет от 500 до 700 млн долл. В декабре 1988 г. намечено вывести на орбиту с помощью МВКА «Спейс Шаттл» разведывательный ИСЗ типа КН-12. Последний вследствие его большой массы нельзя вывести на орбиту РН «Титан-340». По мнению Джона Пайка из Федерации американских ученых (FAS), геостационарный ИСЗ, выведенный на орбиту 28 ноября 1987 г., является вторым ИСЗ усовершенствованной конструкции (DSP-5R). Первый образец ИСЗ такого типа был выведен на орбиту РН «Титан-34Е)>> 24 декабря 1984 г., с космодрома Кеннеди. На борту ИСЗ DSP-5R устанавливается ИК-те- лескоп с фокусным расстоянием 3,6 м, работающий в двух диапазонах длин волн. В настоящее время в составе системы DSP числится 6 ИСЗ, один из которых находится на орбите уже 10 лет. В перспективе ВВС США намечает осуществлять ежегодно по 4—8 запусков РН «Титан», 8—9 запусков РН «Дельта-2» и по 8—10 полетов МКА «Спейс Шаттл». Б. И. Ермишкин «Air et Cosmos», 1987, № 1169, 33 «Flight International», 1987, 132, № 4091, 2 «Sciences et Avenir», 1987, № 490, 10 23. Выводы ВВС США из оценки достижений других стран в космической технике Главнокомандующий космического командования США генерал Дж. Пиотровски в отчете конгрессу летом 1987 г. отметил, что даже если бы не было длительных задержек стартов основных носителей США — МВКА и ракеты-носителя «Ти- тан-3», СССР все равно бы имел огромное преимущество в кос- — 45 —
мосе вследствие выбора ряда надежных носителей, которые в любом случае гарантируют ему выход в космос. В США интервал между пусками с одной стартовой площадки измеряется месяцами, а в СССР — часами и только в самых сложных условиях — неделями. СССР повышает техническую сложность своих военных ИСЗ и увеличивает число ИСЗ с большим ресурсом, действующих на высотах более 5500 км. Около 40% всех функционирующих в настоящее время ИСЗ СССР являются ИСЗ с большим ресурсом на высотах более 5500 км. В 1980 г. число таких ИСЗ составляло только 22%. СССР извлекает также выгоды из принятого решения на поддержание в боевой готовности единственной в мире противоспутниковой системы (ПСС) и разработку других средств поражения ИСЗ США, в т. ч. с помощью лазеров наземного базирования и противоспутниковых ракет. США же сняли с вооружения свою ПСС в начале 70-х годов. СССР имеет в своем распоряжении ИСЗ радиолокационной океанской разведки (RORSAT) и ИСЗ электронной океанской разведки (EORSAT). США не имеют аналогичных ИСЗ. С помощью этих ИСЗ СССР может в любой момент прослеживать и оценивать сосредоточение войск США в портах, направления движения караванов транспортных судов и групп боевых кораблей в океане и т. п. При наличии средств космической электронной разведки и фоторазведки у СССР и отсутствии у США ПСС может возникнуть серьезная опасность для США по возможностям планирования и обеспечения действий вооруженных сил, что может привести к быстрому снижению их боеспособности после вступления стран в вооруженный конфликт. В качестве двух основных задач США в космической деятельности генерал назвал обеспечение пусков носителей в любой момент при возникновении необходимости и улучшение космической разведки. Улучшение всей космической инфраструктуры может быть достигнуто за счет сравнительно частого вывода небольших, сравнительно несложных ИСЗ с малым ресурсом. Современная сеть космической разведки США, состоящая из 30 различных средств наблюдения, по выражению генерала, является «гадательной, а не постоянно действующей разведывательной системой». Она не в состоянии 'регистрировать данные о растущей советской космической деятельности, в частности регистрировать особенности у полетов МВКА СССР. Существующая совокупность наземных широко- и узкополосных радаров, радаров с фазированными решетками, электроннооптических систем и космических ИК-систем особенно недостаточна для слежения за объектами на высотах более 5500 км. Представляется целесообразным включение в сеть слежения за объектами на таких высотах УВЧ-радара национальной научной организации (NSF), разработанного лабораторией им. Линкольна Мас- сачусетского технологического института и электроннооптичес- — 46 —
кой испытательной станции в Сокорро (шт. Нью-Мексико). Долгосрочные задачи включают исследование возможностей использования оптических систем космического базирования, радиолокатора раннего обнаружения на высоте более 5500 км или космической системы наблюдения и сопровождения, разрабатываемой управлением СОИ. В. А. Карелин «Air Force Magazine», 1987, 70, № 7, 20, 21 ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 24. Дистанционное зондирование в метеорологических и гидрологических программах Всемирной метеорологической организации Спутниковое дистанционное зондирование (ДЗ) продолжает оказывать серьезную помощь метеорологическим службам во всем мире. Метеорологические ИСЗ обеспечивают получение данных, которые могут быть преобразованы в метеорологическую информацию, такую как наличие облачного покрова, векторы перемещения облаков, температура земной поверхности, вертикальные профили температуры и влажности атмосферы, особенности снежного и ледового покрова, концентрация озона, различные данные о наличии и интенсивности излучений. Эти ИСЗ являются частью глобальных операций Всемирной метеорологической организации (ВМО), играющей важную роль в международной координации развития глобальной сети метеорологических ИСЗ за последние 27 лет. ВМО является специализированной организацией ООН. Ее цели включают: — усиление международного сотрудничества в деле организации сетей для метеорологических, гидрологических и геофизических наблюдений, а также центров метеорологических служб; — организация и поддержание систем для быстрого обмена метеорологической и связанной с ней информацией; — внедрение стандартизации метеорологических наблюдений и обеспечение единообразных публикаций данцых наблюдений и статистики; — дальнейшее развитие применения метеорологии для авиации, судоходства, водных проблем, сельского хозяйства и других направлений человеческой деятельности; — развитие работ в области практической гидрологии и дальнейшее усиление сотрудничества между метеорологическими и гидрологическими службами; — развитие исследований и обучения персонала в области метеорологии и связанных областях. — 47 —
Одной из наиболее важных программ ВМО является Мировая служба погоды (МСП). В основе этой программы лежит сотрудничество в области практической метеорологии между странами-членами ВМО. Наблюдение погоды с помощью ИСЗ и применение ЭВМ для обработки погодных данных оказали существенное воздействие на методы осуществления наблюдений, анализа и предсказания погоды. МСП представляет собой объединенную систему, функционирующую на глобальном, ре- гиональном и национальном уровнях. Наиболее существенными элементами этой системы являются: — Глобальная система наблюдения (ГСН), содержащая станции и оборудование для осуществления наблюдений в сложной системе, состоящей из наземной и спутниковой подсистем. Наземная подсистема состоит из региональных базовых синоптических сетей, других сетей наблюдения из станций на суше и в море, самолетных метеорологических станций, климатологических, сельскохозяйственных метеорологических и специальных станций; — Глобальная система обработки данных (ГСОД), состоящая из метеорологических центров с оборудованием для обработки необходимых данных наблюдений (использование в реальном времени) и запоминания поступающих данных (использование не в реальном времени); — Глобальная система дальней связи (ГСДС), состоящая из станций дальней связи и оборудования для быстрого и надежного сбора и распределения требуемых данных наблюдений и обработанной информации. В соответствии с Программой развития МСП метеорологические ИСЗ оснащаются подсистемой ГСН, предназначенной для пополнения и обогащения информации, собранной с помощью наземной подсистемы, с тем чтобы обеспечивать полное глобальное перекрытие. Существующие метеорологические ИСЗ делятся на две группы: ИСЗ на орбитах, близких к полярным (полярные ИСЗ), и геостационарные ИСЗ. В очень большой степени обе этих группы дополняют друг друга. Геостационарные ИСЗ обеспечивают проведение измерений и практически непрерывный обзор в тропических и умеренных широтах. Полярные ИСЗ выполняют аналогичные функции в более высоких широтах и над полярными районами, а также обеспечивают глобальное перекрытие и сбор информации, необходимой для численных моделей предсказания погоды. Полярные ИСЗ (орбита высотой 800—1000 км, близкая к полярной) состоят из ИСЗ серии NOAA на основе TIROS-N (США) и «Метеор-2» (СССР). Геостационарные метеорологические ИСЗ состоят из шести ИСЗ в следующих положениях над экватором: 140° в. д. (Япония), 74° в. д. (Индия), 70° в. д. (СССР, пока не запущен), 0° (ESA), 75 и 135° з. д. (США). — 48 —
С МСП тесно связана Программа изучения тропических циклонов. Требования по предсказанию и предупреждению о тропических циклонах существенно зависят от данных наблюдений, лоступающих с ГСН, и обработанной информации, поступающей с ГСОД и передаваемой посредством ГСДС. Основное назначение Программы изучения тропических циклонов состоит в предотвращении или смягчении катастрофических последствий циклонов путем; — повышения существующих возможностей их обнаружения, слежения и предсказания; — разработки более доступных методов количественного прогноза силы ураганов; — повышения возможностей предсказания наводнений, особенно применительно к наводнениям, связанным с тропическими циклонами; — улучшения систем предупреждения о тропических циклонах; — обеспечения мер по предотвращению катастроф и подготовленности общества; — обеспечения базовых данных относительно опасности потерь из-за ветра при циклонах и наводнений при ураганах для тех, кто в этом нуждается в целях планирования своей деятельности. Эта программа частично реализовывается на основе распространения технологии, в частности, на основе отчетов, подготавливаемых небольшими службами экспертов на специальные темы, такие как метеорологические ИСЗ, предсказание циклонов, оценка опасности наводнений, предсказание силы ураганов и подготовка общества. Она также реализовывается посредством регионально организуемых программ. В этом случае организовывается работа в четырех зонах циклона. Значительный прогресс достигнут в деле формирования и реализации программ в каждой из этих зон с повышенным вниманием к метеорологическим аспектам, включая сбор и использование данных с полярных и геостационарных метеорологических ИСЗ, гидрологическим аспектам, предотвращению катастроф и обеспечению готовности к ним, исследованиям и обучению. Особое внимание уделяется обучению групп и привлечению новых членов. Восьмой конгресс ВМО в 1979 г. организовал Программу изучения мирового климата из четырех составляющих: — Программы применения результатов изучения мирового климата (ППРИМК); —Программы сбора данных о мировом климате (ПСДМК); — Программы исследований мирового климата (ПИМК); — Программы изучения влияния мирового климата (ПИВМК). ППРИМК направлена на разработку и улучшение методик применения метеорологической (особенно климатологической) — 49 —
информации в таких областях, как производство и потребление энергии, землепользование и организация человеческих поселений, промышленность и строительство, туризм, транспорт (особенно наземный) и связь, экономическое и социальное планирование. ПСДМК предназначена для обеспечения своевременного доступа к надежным климатологическим данным, которыми можно обмениваться в приемлемом формяте, с тем чтобы применять эти данные и оказывать воздействие на исследования. Климатологические данные собираются применительно ко всей системе в целом, включая атмосферу, океаны, криосферу и земную поверхность. Основное назначение ПИМК состоит в установлении того, в какой степени климат может быть предсказан и в какой степени человек влияет на климат. Решение этих задач основано на использовании физико-математических моделей, с помощью которых можно моделировать и прогнозировать климатические изменения в широких пространственных и временных масштабах. Для создания подобных моделей необходимо углубление знаний о различных физических процессах, происходящих в системе атмосфера-океан-ледовый покров. Особенно интенсивные наблюдения необходимы'для океанов, поскольку описание широкомасштабных динамических процессов в океанской циркуляции не основывается на синоптических наблюдениях с соответствующим пространственным и временным разрешением. Развитие широкомасштабной или глобальной океанографии является естественным следствием осуществившейся доступности массивов глобальных данных, обеспечиваемых вторым поколением экспериментальных океанографических ИСЗ. Для осуществления этих весьма важных климатологических исследований необходимы, по меньшей мере, две спутниковые программы: программа высококачественных альтиметрических исследований для определения топографии океанской поверхности и программа определения силы приповерхностных ветров, температуры морской поверхности, протяженности морского ледового покрова, турбулентности и цвета морской воды. В соответствии с Программой исследований и разработок спутниковые средства должны совершенствоваться в направлении повышения качества данных и методов их использования при описании начального состояния атмосферы для краткосрочных прогнозов и прогнозов на умеренные сроки, разработки методов извлечения информации из спутниковых данных с высоким разрешением для прогнозов на очень короткие сроки. Предусматривается также установление взаимосвязи между обычными и полученными с ИСЗ данными. В рамках этой программы также предусматриваются меры по контролю :<а загрязнением окружающей среды, спутниковые измерения концентрации озона с целью аргументации наземных исследований — 50 —
в направлении защиты биологических систем от вредного воздействия УФ-излучения. Применения метеорологических и гидрологических знаний охватываются каждой из большинства программ ВМО. Однако три жизненно важных области должны рассматриваться специально: сельскохозяйственная метеорология, космическая метеорология и морская метеорология. Эти три важных самостоятельных области охватываются соответствующими специальными программами. Программа сельскохозяйственной метеорологии предполагает: — использование техники ДЗ для получения агрометеорологической информации; — практическое применение спутниковой техники в агрометеорологии. Предполагается не только комплексное использование спутниковой техники для целей агрометеорологии, но и организация курсов по обучению применению методов ДЗ в агро- меторологии. Такие курсы организованы ВМО еще в 1977 г. и предназначаются для периодической помощи персоналу в развивающихся странах. Одно из назначений Программы сельскохозяйственной метеорологии состоит в обеспечении практическим руководящим материалом по использованию спутниковой информации в сельском хозяйстве, лесоводстве и борьбе с наступлением пустынь. При этом предполагаются следующие меры: — мониторинг метеорологических и гидрологических параметров с целью оценки процессов опустынивания и влияния засухи; — выработки мер по борьбе с опустыниванием; — упрочение национальных метеорологических учреждений, усиление мер по обучению и подготовке персонала. Программа космической метеорологии сосредоточивается на следующих направлениях: — использование спутниковых данных для подготовки информации, требуемой для осуществления полетов; — прямое использование спутниковых изображений и других данных для прогнозов погоды на очень короткие и короткие сроки; — оказание поддержки с помощью ИСЗ Системы прогнозов в глобальном масштабе. Программа морской метеорологии предполагает деятельность в двух направлениях: — использование оборудования для спутникового ДЗ (как активного, так и пассивного) для измерения разнообразных метеорологических и океанографических параметров на границе воздух — морская поверхность (т. е. температуры морской поверхности, толщины и протяженности морского ледового покрова, силы приповерхностных ветров, океанских волн, цвета океана и др.); — 51 —
— применение ИСЗ для морской дальней связи, сбора метеорологических данных с судов и океанских буев, распределения информации метеорологической службы для судоходства. Эта деятельность направлена на увеличение безопасности и эффективности морского транспорта, рыболовства, разработки полезных ископаемых вдали от берега и связанной с этим деятельности, включая инженерные работы в прибрежной зоне, контроль загрязнений моря и др. В то же время обеспечиваются и данные, важные для работы морских служб, для программ МСП и ПИМК. Информация о температуре морской поверхности рассматривается как существенные входные данные для численных моделей, применяемых для прогнозов погоды на умеренные и большие сроки, а также в целях изучения климата. Кроме того, эти данные все более широко используются для обеспечения работы морских служб, в особенности — рыболовства. В то же время данные о температуре морской поверхности, полученные по измеренным с ИСЗ собственным излучениям (как для геостационарных, так и для полярных ИСЗ), становятся все более надежными и приближающимися по точности к измерениям, проведенным «на месте». Аналогично температуре морской поверхности, в настоящее время все полученные с помощью ИСЗ океанские параметры по своему качеству и пространственному перекрытию представляются идеальными для климатологических целей. В то же время большой объем этих данных обусловливает необходимость значительной обработки и организации архивов. Эти вопросы в настоящее время усиленно изучаются с точки зрения стандартизации обработки и архивных процедур. В соответствии с Программой по гидрологии и изучению водных ресурсов предполагается: — комплектация и публикование технических отчетов по тематике: а) техника ДЗ и анализ многодатчиковых данных по практической гидрологии; б) применение спутниковых данных для оценки интенсивности осадков; — пересмотр требований по наблюдениям применительно к данным ДЗ для гидрологических целей; — комплектация и публикование технического отчета по измерениям параметров снежного покрова и оценке по ареалу осадков и влажности почвы; — изучение на основе оценки и измерений ло ареалу временных изменений содержания влаги в почве и в атмосфере с помощью техники ДЗ; — изучение новых разработок в области передачи гидрологических данных и телеметрических систем; — изучение роли возможностей ИСЗ по ДЗ и передаче данных в процессе проектирования гидрологических сетей; - 52 -
— накопление и распространение передовой гидрологической технологии в виде составляющих Многоцелевой подпрограммы по практической гидрологии. Успешное развитие описанных программ ВМО в большой степени зависит от интенсификации национальных метеорологических, гидрометеорологических и гидрологических служб, особенно в развивающихся странах. По этой причине весьма важным представляется обучение и подготовка персонала. Распространение данных по применению спутниковой информации обеспечивается Программой обучения и подготовки путем организации и внедрения различных международных мероприятий по обучению во всех районах ВМО. Эта программа предполагает тесное сотрудничество с другими учреждениями ООН и международными организациями. Применение спутниковой техники в метеорологии и практической гидрологии осуществляется в рамках Программы технического сотрудничества, что формирует важный элемент деятельности ВМО. Сюда следует отнести строительство новых станций для приема спутниковой информации, установку нового оборудования, подготовку персонала по эксплуатации станций. Распределение и рассылка информации осуществляется ВМО в виде специализированных технических сообщений, руководств и отчетов. М. Е. Фикс «Advances in Space Research», 1987, 7, № 3, 49—£7 25. Состояние и перспективы развития работ по дистанционному зондированию земли в КНР Группой-специалистов Академии наук (АН) КНР в журнале «Advances in Space Research» опубликован обзор состояния и перспектив развития работ по дистанционному зондированию (ДЗ) Земли в стране. Ниже излагается содержание обзора, который дополнен сообщениями обозревателей американского журнала «Aviation Week and Space Technology» о разработке в КНР специализированных ИСЗ для ДЗ Земли в целях изучения природных ресурсов. Отмечается, что КНР активно и всесторонне развивает свое народное хозяйство. Так как Китай — страна с обширной территорией, различной топографией местности и слаборазвитыми транспортными средствами, то ряд ее районов, особенно Северо-Запад и Юго-Запад, труднодоступны и большая часть их природных ресурсов все еще ожидает своего изучения. Поэтому ДЗ начинает играть все более важную роль в разработке программы национального развития КНР и при подготовке соответствующих решений, при изучении и рациональном использо- - 53 —
вании природных ресурсов, контроле за состоянием окружающей среды. Аэрофотоснимки в Китае стали использоваться в геодезии, картографии при инженерных изысканиях под строительство железных дорог и в других областях еще 30 лет назад, однако основа методов и принципов применения данных ДЗ была разработана АН КНР главным образом за последнее десятилетие. За этот период пройден путь от элемента и датчика к полному комплекту оборудования ДЗ, от использования видимого диапазона спектра излучения к использованию ИК- и микроволнового диапазонов, от наземного метода исследований к аэрокосмическим методам, от теории к практическому применению. Основные достижения учреждений АН КНР в области ДЗ приводятся в таблице. Наименование учреждения АН КНР Основные направления и результаты работ ИК-элементы, датчик, камера на основе Физико-технический (г. Шанхай) институт Институт точной механики и оптики (г. Чанчунь) Институт физики (г. Чанчунь) Институт электроники (г. Пекин) Институт космической физики (г. Пекин) Центр космической науки и техники (г. Пекин) Институт точной механики и оптики (г. Хэфэй) Авиационный центр ДЗ (г. Пекин) Институт применения методов ДЗ (г. Пекин) ИК-элементы, датчик, камера на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), многозональное сканирующее устройство (МСУ) Камера для получения снимков с заданным форматом, камера с ПЗС, лаборатория для моделирования ДЗ Микроволновые радиометры и сканирующие устройства Самолетный РЛ бокового обзора (SLR) и РЛ с синтезированной апертурой (SAR) Микроволновые скаттерометры, система передачи изображений в реальном времени Наземная станция приема данных с ИСЗ «Лендсат», система цифровой обработки изображений, воздушный шар с аппаратурой ДЗ Процессы, происходящие при передаче электромагнитного излучения в атмосфере Обслуживание самолетных средств ДЗ Теория, методология и методы применения данных ДЗ В то же время во многих районах страны и почти в каждом министерстве КНР было создано большое число организаций, работающих в области ДЗ, и центров применения данных ДЗ. Университеты и другие ВУЗы КНР также внесли значительный вклад в теорию и методологию ДЗ, в особенности в разработку основных принципов обработки данных ДЗ и изображений. В 1981 г. в целях усиления руководства и координации работ специалистов в области ДЗ различных ведомств страны при Государственном комитете по науке и технике КНР был создан — 54 —
Национальный центр ДЗ. За несколько последних лет выполнен ряд экспериментальных и эксплуатационных полетов самолетов и ИСЗ в целях создания методологии практического применения данных ДЗ в различных направлениях. Так, начиная с 1975 г. КНР непрерывно и успешно запускает возвращаемые ИСЗ и в дополнение к отработке средств возвращения ИСЗ на Землю провела несколько испытаний в области ДЗ. В частности, ИСЯ, рассчитанный на 2-месячный срок службы и предназначенный для военной фоторазведки и изучения природных ресурсов Земли, выводился на орбиту в августе 1987 г. Головная часть ИСЗ высотой 3 м состояла из верхней возвращаемой секции и нижней секции с фотокамерой, осуществляющей съемку через люк шириной ~^0,5 м. Отснятая фотопленка при помощи автоматического устройства передавалась в верхнюю секцию для последующего возвращения. Для удовлетворения потребностей страны в изучении природных ресурсов при помощи ИСЗ получаются фотоснимки среднего масштаба. Благодаря использованию этих фотоснимков облегчается создание карт в масштабе 1 : 100 000. В течение 1983—1985 гг. был выполнен ряд съемок малоосвоенных больших степей в пров. Синьцзян. Для проведения исследований с использованием изображения многозональных сканирующих устройств (МСУ) выбиралась возвышенная зона на северном склоне Тяньшаня с типичной аридностью. Путем машинной обработки данных МСУ с использованием цифровой модели местности в сочетании с полевыми обследованиями и привлечением экспертов была достигнута точность классификации географических объектов по категориям 80—85%. Для анализа больших участков земной поверхности использовались космические снимки с визуальным дешифрированием синтезированных изображений масштаба 1 : 200 000 в условных цветах, а для анализа небольших участков земной поверхности — аэрофотоснимки. В результате экспериментов была создана карта географических объектов выбранной зоны в масштабе 1 : 200 000 с учетом экологических особенностей степи. На этой основе были обучены визуальному дешифрированию синтезированных изображений более 100 специалистов по степи в пров. Синьцзян, а затем создана карта географических объектов всей провинции площадью свыше 1 млн. км2 в масштабе 1 : 200 000. По предварительным оценкам, применение нового метода создания карты по сравнению с традиционным методом сократило трудозатраты на ~~50% и финансовые расходы на ~40%. В июне 1985 г. была выполнена программа контроля за состоянием воды в бассейне озера Дунтинху в пров. Хунань в реальном времени, представляющая важное значение для применения данных ДЗ в гидрологии. Назначением программы являлся контроль за разливом озера в сезон наводнений. Для получения в реальном времени изображений водных масс озера была — 55 -
разработана соответствующая система регистрации, передачи и отображения изображений. В качестве датчика изображений использовалась самолетная камера на ПЗС. Линия передачи данных с небольшого самолета на наземную станцию (НС), работавшая в L-диапазоне частот (390—1550 МГц), имела протяженность свыше 100 км. В ходе эксперимента на экране центра управления полетами одновременно с самолетом четко отображались снимаемые участки земной поверхности, на которых распознавались небольшие суда на озере, границы между водой и сушей, тропы, растительный покров, сельские строения и другие объекты. При дешифрировании этих изображений легко получалась картина изменения площади воды в озере. Показано, что контроль за состоянием воды в озере в реальном времени методом ДЗ весьма полезен и эффективен для наблюдения и контроля за наводнениями. В 1984 г. в Институте точной механики и оптики АН КНР (г. Чанчунь) была создана большая лаборатория для моделирования процессов ДЗ в закрытом помещении. Лаборатория состоит из имитатора Солнца, фотометра двустороннего действия и системы получения и обработки данных ДЗ при помощи ЭВМ. Путем использования ксеноновой лампы мощностью 25 кВт и вспомогательной оптической системы создается равномерное освещение, эквивалентное 0,3—0,7 солнечной постоянной, которое используется для исследований выбранных образцов имитируемых наземных объектов. Максимальная площадь освещения образца -^1 м2. В 1986 г. в лаборатории получены первые успешные результаты моделирования процессов ДЗ, достигнуть которых на открытом воздухе было бы значительно труднее. В начале 1987 г. вблизи Пекина стала работать в экспериментальном режиме НС приема данных с ИСЗ «Лендсат», импортированная из США. НС получены первые изображения земной поверхности с МСУ MSS и ТМ ИСЗ «Лендсат». Планируется расширить ее возможности для приема данных с французского ИСЗ «Слот». В следующем десятилетии КНР планирует перевести применение методов ДЗ на эксплуатационную основу и получить от более широкого использования данных ДЗ гораздо более высокий экономический и социальный эффект. С 1985 г. на основе использования изображений МСУ ТМ ИСЗ «Лендсат» проводятся экспериментальные работы по государственной классификации использования земель и контролю за землепользованием. В 1987 г. начата подобная работа с использованием изображений, получаемых с ИСЗ «Спот». Образована исследовательская группа по применению изображений с ИСЗ из числа специалистов Космического центра и девяти других НИИ КНР. Эти мероприятия способствуют расширению использования изображений земной поверхности, которые будут поступать в КНР в предстоящие годы через НС приема данных с ИСЗ. — 56 —
Для полного удовлетворения потребностей в изучении природных ресурсов страны планируется разработка ИСЗ, выводимых на низкую, среднюю и высокую орбиты, в том числе метеорологического ИСЗ. В дополнение к ИСЗ фотонаблюдения с возвращением фотопленки на Землю, находящемуся в эксплуатации в последнее время, в 1988—1990 гг. намечено осуществить запуск ИСЗ для ДЗ Земли, передающего изображения земной поверхности по радиоканалам. Ведутся переговоры с Францией о современной разработке нового ИСЗ для изучения природных ресурсов Земли. Вследствие быстрого увеличения объема информации, получаемой методами ДЗ, КНР стремится в самые короткие сроки создать информационную систему по природным ресурсам суши и окружающей среде. Признано необходимым использовать получаемые данные ДЗ для создания трехмерной информационной системы по природным ресурсам и окружающей среде, с тем чтобы обладать базовыми данными для проведения пространственно-временного анализа в интересах развития экономики страны. Признается, что КНР получила большой объем полезной информации в области ДЗ в результате связей со специализированными учреждениями ООН и дружественных стран (посредством участия в международных конференциях, семинара^, учебных курсах и обмена специалистами). Рекомендуется всячески содействовать развитию таких видов международного сотрудничества. А. Е. Моисеенко «Advances in Space Research», 1987, 7, № 3, 129—131 «Aviation Week and Space Technology», 1987, 126, № 10, 134; 127, № 4, 52—53 26. Контракт на разработку связных ИСЗ В середине октября 1987 г. американская фирма Geostar заключила контракт стоимостью более 100 млн долл. с отделением Astro Space фирмы General Electric на разработку двух ИСЗ, с помощью которых будет осуществляться двусторонняя связь между различными средствами транспорта (самолетами, поездами, автомобилями, судами) и даже между пешеходами. Эти ИСЗ обеспечат также возможность определения координат своих абонентов. Пропускная способность ИСЗ — 25 млн переговоров в течение часа. ИСЗ должна быть выведена на орбиту с помощью РН «Ариан» и МВКА «Сжейс Шаттл» в 1991 и 1992 гг. Б. И. Ермишкин «Sciences et Avenir», 1987, № 490, 16 — 57 —
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ 27. Особенности проектирования одноступенчатого воздушно-космического самолета Ведущими сотрудниками Лэнглийского научно-исследовательского центра НАСА и фирмы Titan рассматриваются особенности проектирования воздушно-космического самолета (ВКС). Показано, что основными параметрами, определяющими возможность осуществления проекта, являются отношение тяги к лобовому сопротивлению, КПД двигательной установки (ДУ) и относительная масса топлива летательного аппарата (ЛА). Отмечается, что как среди экспертов по аэрокосмической технике, так и среди любителей получило распространение мнение, что разработка, одноступенчатого ВКС, способного достигать околоземной орбиты при помощи воздушно-реактивных двигателей (ВРД) зависит от успешного поиска передовой техники, способной вырабатывать орбитальную кинетическую энергию в пределах атмосферы. Орбитальный ЛА обладает как кинетической, так и потенциальной энергией, но кинетическая энергия намного больше потенциальной. Если пренебречь влиянием вращения Земли на орбитальной высоте, например 150 км, то удельная энергия, приходящаяся на 1 кг массы Л А, составит 6,6«107 м2/с2, из которой на долю кинетической энергии приходится 95%. Это означает, что находящийся на орбите ЛА массой 45 т имеет энергию, эквивалентную энергии 600 авианосцев водоизмещением по 50 тыс. т, совершающих плавание с крейсерской скоростью 20 узлов. И так как кинетическая энергия пропорциональна квадрату числа М, то практически вся работа по разгону ЛА выполняется при весьма высоких скоростях полета. 75% энергии сообщается Л А при числах М свыше 8, в том числе более 50% — при числах М свыше 15. Кроме приобретения энергии для достижения орбиты ЛА оставляет за собой энергию в атмосфере в виде тепла, выделяемого вследствие лобового аэродинамического сопротивления и неэффективности работы ДУ. Как энергия, разгоняющая ЛА, так и энергия, оставляемая в атмосфере, поступают от сжигания топлива. Кинетическая и потенциальная энергия самолета в маршевом полете не изменяются, поэтому в атмосфере в качестве тепла оставляется вся энергия топлива. В этом случае задачей проектировщика является минимизация лобового сопротивления в течение полета ЛА. Но ракете-носителю (РН) космических объектов требуется огромное изменение в кинетической энергии. При использовании ракетных двигателей тяга РН почти не зависит от плотности атмосферы, а лобовое сопротивление зависит и от плотности атмосферы, и от скорости полета. Чтобы оста- — 58 -
вить в атмосфере как можно меньше энергии, ЛА с ракетными двигателями должен выбраться из нее перед разгоном до высокой скорости. Аэродинамика ВКС более сложна, чем у самолета или ракеты-носителя. Выход на орбиту требует огромного изменения кинетической энергии, а тяга ВРД зависит от плотности атмосфе-^ ры. Так как разница между тягой и лобовым сопротивлением непосредственно связана со скоростным напором свободного потока, ВКС должен разгоняться до околоорбитальной скорости глубоко в пределах атмосферы. В то же время компоновка ЛА с низким лобовым сопротивлением должна обеспечивать минимальное количество энергии, оставляемой в атмосфере в качестве тепла. Если предположить, что подъемная сила ЛА уравновешивает составляющую его веса, нормальную к траектории полета, так что угол ее наклона изменяется медленно, то при анализе ускорения и энергии ЛА можно рассматривать только силы, действующие вдоль траектории. Тогда в соответствии со вторым законом движения Ньютона повышение кинетической энергии ЛА во время его подъема в атмосфере пропорционально разнице между тягой и лобовым сопротивлением. Энергия топлива, располагаемая для создания тяги и, следовательно, для совершения работы ЛА, представляет собой общий КПД ДУ, умноженный на теплоту сгорания топлива и его массу. Кроме того, так как чистая тяга ВРД пропорциональна скоростному напору свободного потока, то ЛА наиболее эффективно разгоняется, когда он непрерывно совершает полет по траектории с максимально допускаемым скоростным напором. При этом условии количество топлива, сжигаемого в любой момент времени у непрерывно разгоняющегося ЛА, пропорционально его удельной энергии. Если равнение движения выражено через удельную энергию и предполагается, что в диапазоне изменения удельной энергии от взлета ЛА до достижения им орбиты КПД ДУ и отношение тяги к лобовому сопротивлению являются средними величинами, то возможно решение этого уравнения. Этот упрощенный анализ показывает, что способность ЛА достигнуть орбиты определяется тремя параметрами: средним отношением тяги к лобовому сопротивлению, средним КПД ДУ и отношением массы топлива при взлете ЛА к его общей взлетной массе. Изучение каждого из этих определяющих параметров показывает, какие технические решения должны быть разработаны для одноступенчатого орбитального ЛА с ВРД. Так например, отношение тяги к лобовому сопротивлению при гиперзвуковых скоростях полета, должно быть высоким, так как оно определяется во всем диапазоне изменения удельной энергии, а величина этого отношения при малых скоростях полета вносит небольшой вклад в среднее значение. Достиже- - 59 —
ние высокого отношения тяги к лобовому сопротивлению у ЛА с ВРД при высоких скоростях полета является трудной задачей. Так, тяга может быть повышена без увеличения лобового сопротивления путем работы двигателя с избытком топлива, а также путем впрыска в него кислорода или даже какой-то инертной массы, однако оба этих способа снизят КПД ДУ. Наилучшим способом повышения отношения тяги к лобовому сопротивлению без снижения КПД эффективного по конструкции двигателя является его хорошая интеграция с планером. При высоких скоростях полета это требует большой площади захвата набегающего потока у воздухозаборника, чтобы гарантировать, что через двигатель пройдет большая часть потока, повернутого или сжатого ЛА. Часть площади поперечного сечения ЛА, отводимой под воздухосборник, должна быть по-возможности близка к 100%. Должны быть также сведены к минимуму смещение толщины пограничного слоя, входящего в воздухозаборник, и скос потока. Наконец, выходное сечение сопла должно быть достаточно большим для обеспечения максимальной степени расширения потока и должно быть расположено таким образом, чтобы во избежание потерь, связанных с наличием угла атаки, вектор тяги проходил вблизи центра масс ЛА. Наиболее высокая практически достижимая величина среднего отношения тяги к лобовому сопротивлению примерно 3,5. К счастью, как показывает настоящий анализ, повышение указанного отношения за этот предел дает лишь небольшое преимущество. Другим примером определяющего параметра, указывающего, какие необходимы новые технические решения, является КПД ДУ. Второй закон термодинамики предопределяет, что значение КПД ДУ не может быть близким к 1,0, и наиболее высокой реально достижимой величиной среднего КПД ДУ в диапазоне изменения удельной энергии может быть ~0,4. Подогрев водородного топлива при регенеративном охлаждении им двигателя и отдельных частей планера действенно повышает КПД ДУ и, вероятно, потребуется на практике. Физика течения в прямоточных ВРД со* сверхзвуковым горением (СПВРД) при числах М гораздо более 12 изучена недостаточно хорошо. Необходимы интенсивные исследования для более глубокого понимания явлений турбулентности, смешения топлива и воздуха, трения обшивки в смешанном реагирующем потоке, химии конечных скоростей, а также исследования в целях разработки методов моделирования процесса-смешения топлива и химических реакций в потоке. Характеристики СПВРД на высоких скоростях полета чувствительны также к небольшим изменениям в эффективности работы его элементов, поэтому в проект любого предполагаемого исследовательского самолета должны закладываться запасы, позволяющие компенсировать возможное ухудшение этих характеристик. Так как значения отношения тяги к лобовому со- — 60 —
противлению выше 3,5 дают лишь небольшое повышение возможности достижения орбитальной скорости, то единственным фактором, позволяющим повысит запасы проекта, является относительная масса топлива. Результаты анализа с использованием указанных выше значений определяющих параметров хорошо согласуются с данными полетов ракетоплана Х-15 и показывают, что для достижения околоземной орбиты не менее 56% общей взлетной массы Л А должно быть водородным горючим, а необходимость проектных запасов требует даже более высоких значений относительной массы топлива. Полезно сравнить два вида ракетного топлива «аммиак + + жидкий кислород», и «жидкие водород + кислород», с углеводородным горючим для ВРД JP-4. Эти ракетные топлива и горючее JP-4 имеют гораздо более высокую плотность, чем жидкий водород, и поэтому на ракете или на самолете с горючим JP-4 легче получить высокую относительную массу топлива. Однако ракетные топлива, требующие окислителя на борту, обладают меньшей удельной энергией сгорания, чем горючие для ВРД. И жидкий водород, наиболее энергетический из известных горючих, по сравнению с другими обычными горючими для ВРД, включая JP-4, обладает почти в 3 раза более высокой удельной энергией. Однако из-за низкой удельной плотности жидкого водорода для хранения того же общего количества энергии, которое заключено в горючем JP-4, требуется большой объем, а это приводит к утяжелению конструкции и более высокому лобовому сопротивлению ЛА. Очевидно, что достижение околоземной орбиты одноступенчатым ЛА с любым из ракетных топлив невозможно даже в том случае, если бы относительная масса топлива достигала 100%. Одноступенчатый ЛА с ВРД, работающим на горючем JP-4, может достичь орбитальной скорости, если он обладает средним отношением тяги к лобовому сопротивлению 3,5, средним КПД всей ДУ 0,4 и относительной массой топлива 80%. Вероятно, наиболее высокое значение последнего параметра для самолетов было достигнуто во время кругосветного полета самолета «Вояджер», совершенного Бэртом Рутеном в декабре 1986 г.,— при взлете оно составляло 79%. При полном заполнении баков самолета «Вояджер» жидким водородом относительная масса топлива составила бы только 28%. Даже самолет гораздо больших габаритов типа «Боинг 747-200», который при взлете имеет относительную массу авиационного топлива 32%, не может обеспечить относительную массу жидкого водорода, близкую к 56%. При полном заполнении жидким водородом всего объема полезной нагрузки (и груза и пассажиров) относительная масса топлива у самолета «Боинг 747-200» составила бы всего 33%, причем без теплоизоляции водорода в криогенном состоянии и без теплозащиты от аэродинамического нагрева. — 61 —
Так как для успешного проектирования одноступенчатого ЛА требуется достижение определенного отношения тяги к лобовому сопротивлению, необходима разработка методов точного расчета этих сил. Необходимы также исследования процессов в СПВРД для более глубокого изучения физики высокоскоростных течений с ДУ, особенно при числах М свыше 12. Тем не менее достижение околоземной орбиты одноступенчатым ЛА с ВРД, несомненно, возможно при условии создания надлежащей базы передовой техники. А. Е. Моисеенко «Aerospace America», 1987, 25, № 8, 32—34 28. Новый ТТУ для МВКА «Спейс Шаттл» Только через полтора года после катастрофы МВКА «Чел- ленджер» фирма Morton-Thiokol провела первое полномасштабное испытание нового ТТУ. Предполагается, что авария 28 января 1986 г. произошла потому, что уплотнительное кольцо, использованное в стыке между двуям секциями корпуса ТТУ, затвердев от холода в атмосфере, потеряло герметичность и вырвавшиеся через образовавшиеся щели горячие газы взорвали находившийся поблизости бак с жидким водородом и весь МВКА. В новой конструкции уплотнитель будет не двойным, а тройным и сверху будет замыкаться подогреваемым металлическим поясом. ТТУ длиной 48 м и массой 540 т, работал 2 мин. 512 датчиков, размещенных в различных точках ТТУ, регистрировали все его параметры. Испытание в общем прошло успешно. До запуска очередного МВКА с орбитальной ступенью Дискавери будут проведены еще два или три испытания. Г. А. Лебедев «Air et Cosmos», 1987, № 1154, 40 29. Спасательный корабль для экстренной эвакуации космонавтов с орбитальной станции НАСА изучает три типа спасательных кораблей CERV для экстренной эвакуации космонавтов с орбитальной станции в том случае, если по каким-либо причинам не удастся использовать для этой цели МВКА. 1. Крылатый аппарат. Преимуществом такого аппарата является небольшие перегрузки (1—2 g), что важно при эвакуации заболевших или получивших травму космонавтов (например, в случае тромба), а также большая манёвренность на участке спуска, что расширит выбор мест посадки. Недостатками крылатого аппарата по сравнению с капсулой, совершающей парашютный спуск на воду, являются большая сложность и стоимость. Лэнглийский научно-исследовательский центр изучал — 62 —
крылатый аппарат, рассчитанный на восемь космонавтов. Указывается, что по конфигурации он напоминает советский крылатый аппарат, проходивший летные испытания. 2. Капсула, имеющая аэродинамическое качество и рассчитанная на спуск в атмосфере с использованием подъемной силы. Перегрузки при этом составят 2,5—3,0 g. Предусмотрена парашютная посадка на воду. Проблемы спасения приводнившейся капсулы изучаются центром им. Кеннеди, проблемы перехвата в воздухе опускающейся на парашюте капсулы — фирмой Rockwell International. Капсулы такого типа, аналогичные по конфигурации отсеку экипажа космического корабля «Аполлон», рассматривались центром им. Джонсона, а фирма Rokwell International, головная по отсеку экипажа и двигательному отсеку корабля «Аполлон», провела обследование возвращенных на Землю отсеков экипажа корабля «Аполлон» (находятся в музеях страны) с точки зрения возможности восстановить какой-либо из них для использования в качестве спасательного корабля. Потребуется модифицировать отсек, рассчитанный на трех космонавтов, так чтобы в нем могли разместиться шесть человек, и снабдить его укороченным вариантом двигательного отсека со служебными системами, обеспечивающими торможение, электропитание и жизнедеятельность космонавтов. НАСА скептически относится к возможности модификации отсека экипажа, поскольку он рассчитан на внутреннее давление 0,35 кгс/см2, а в помещении орбитальной станции будет давление 1 кгс/см2. 3. Капсула, рассчитанная на баллистический спуск, имеющая такую же форму, как возвращаемый контейнер спутника «Дис- кавери». Такая капсула потребует /наименьших затрат, но перегрузки достигнут 7—8 g. Специалисты в области космической медицины анализируют допустимые перегрузки и другие проблемы, связанные с созданием корабля CERV. Первоначально НАСА предполагало создать корабль, рассчитанный на восемь космонавтов, т. е. на максимальное их число, которое может находиться на борту станции, однако впоследствии решило создать корабль, рассчитанный на шесть космонавтов, с тем чтобы уменьшить затраты, а также не подвергать одновременно риску такое большое число людей. Затраты на разработку и изготовление корабля оценивают в 0,8—1,5 млрд долл. . НАСА предполагало объявить конкурс фирм на НИР по кораблю CERV в конце августа 1987 г., а к январю 1988 г. заключить три параллельных контракта (по 10 млн долл.) этапа «В», предусматривающего предварительное проектирование и обоснование проекта. Контракты рассчитаны на 15 месяцев. Ассигнования на развертывание работ по программе CERV НАСА планировало запросить по бюджету на 1990 фин. г. На середину 1995 г. намечались летные испытания корабля с людьми на бор- — 63 —
ту или без них в зависимости от выбранного типа корабля. Для испытаний корабль должен быть доставлен на орбиту. После отделения от орбитальной ступени МВКА он тормозится с помощью бортовой двигательной установки и совершает вход в атмосферу. Отработка корабля должна быть завершена к 1996 г., когда планируют начать эксплуатацию орбитальной станции в режиме постоянно действующей. К станции должны быть пристыкованы два корабля CERV. Если в связи с заболеванием или травмой потребуется экстренно эвакуировать часть космонавтов, второй корабль обеспечит безопасность оставшихся. В сентябре 1987 г. подкомитет палаты представителей, ведающий ассигнованиями для НАСА, проголосовал за отсрочку объявления конкурса на НИР по кораблю CERV в связи с ростом потребных затрат. По первоначальным оценкам, на 1988 фин. г. на эти цели требовалось 15 млн долл., а по последней оценке — уже 30—45 млн долл. «Defense Daily», 1987, 151, № 9, 44, p. 348 «Space World», 1987, X-6—282, 6 «Aviation Week and Space Technology», 1987, 127, №9, 30; № 10, 30 30. Недорогой космический аппарат для исследований Луны Исследовательская группа лаборатории реактивного движения (IPL, Пасадена) разработала концепцию недорогого КА для систематических исследований Луны, которая была представлена в докладе на конференции Американского института авиации и космонавтики (AIAA) по электроракетным двигателям (ЭРД) в мае 1987 г. Согласно концепции КА LGAS (Lunar Get-Away-Special) массой 150 кг, оснащенный солнечным ионным ЭРД, доставляется на околоземную орбиту в контейнере на борту МВКА «Спейс Шаттл» в рамках программы попутного выведения небольших полезных нагрузок (ПН) GAS (Get-Away-Special), осуществляемой НАСА. После достижения орбиты КА выталкивается из раскрывающегося контейнера пружиной со скоростью 1 м/с. Затем развертываются панели солнечных батарей (СБ) и балка с научными приборами; при помощи двух небольших реактивных сопел, работающих на сжатом холодном ксеноне, КА ориентируется по Солнцу и закручивается для стабилизации вокруг продольной оси. После удаления от орбитальной ступени МВКА включаются два ЭРД, работающих на ионах ксенона. Мощность электропитания ЭРД—1,4 кВт, что составляет ~70% располагаемой мощности СБ. Запас рабочего тела ЭРД —36 кг. Вследствие того, что тяга ЭРД всего в 3 раза превышает аэродинамическое сопротивление верхних слоев атмосферы, - в — 64 —
начале полета КА медленно разгоняется по спирали вокруг Земли, повышая свою высоту на ~~20 км в сутки. Через 75 сут он достигает радиационных поясов вокруг Земли, представляющих опасность для электронных систем и снижающих эффективность работы СБ из-за эрозии их элементов. Вследствие длительного пребывания КА в указанных поясах его оборудование должно быть устойчивым к радиационному излучению. Этап разгона КА с участками активного и пассивного полета занимает 650—700 сут. Затем, также по спирали, путем использования тяги ЭРД для гашения скорости, КА переходит на орбиту вокруг Луны. Полярная селеноцентрическая орбита высотой —100 км, наиболее благоприятная для наблюдений поверхности Луны, достигается через 150 сут. Научная ПН КА для 1-го полета — спектрометр у-излучения массой 10 кг. Прибор позволит обнаружить замороженную воду в затененных полярных районах Луны, если ее концентрация в верхнем слое грунта толщиной 1 м составляет не менее 1—3%. Вода имеет важное значение для использования Луны. С полярной орбиты он сможет также определить химический состав всей лунной поверхности (с космического корабля «Аполлон» было обследовано всего 23% поверхности Луны). Кроме того, совместно с другими КА (включая, возможно, «Марс-Обсер- вер», «Улисс» и советские КА для исследований Марса) КА LGAS может использоваться для обнаружения и определения точного местоположения астрономических источников вспышек Y-излучения. Путем доплеровского слежения за параметрами орбиты КА LGAS (диапазон S) может быть получена информация о гравитационном поле всей планеты, что позволит оценить ее внутреннее строение и уточнить навигацию будущих КА при их полетах к Луне. Передача данных с КА планируется через передатчик мощностью 1 Вт со скоростью 1024 бит/с. Половина потока данных используется для передачи научной и технической информации в реальном времени, вторая половина — для считывания информации с запоминающего устройства емкостью 1,5 Мбит о невидимой стороне Луны. КА LGAS может запускаться в качестве попутной или специальной ПН не только с МВКА «Спейс Шаттл», но и на ~25 других ракетах-носителях (РН), включая небольшую РН «Скаут». Он может найти применение для решения ряда других задач, в частности, при запуске на РН «Дельта» — для исследований ближних астероидов. Отработка ЭРД в условиях космической среды позволит снизить затраты на разработку двигательных установок для осуществления более сложных перспективных межпланетных полетов. — 65 -
При условии, что концепция создания КА LGAS будет принята НАСА в качестве проекта в ближайшее время, первый его запуск возможен в июле 1991 г. i «Spaceilight», 1987, 29, № 8, 301—302 31. Грузовой транспортный аппарат «Земля — Луна» с электроракетными двигателями Руководителем группы разработки перспективных электроракетных двигателей (ЭРД) Лаборатории реактивного движения (IPL, Пасадена) приводятся результаты исследований транспортного аппарата для доставки грузов на Луну, выполненных по контракту НАСА. Отмечается, что разработка ЭРД с высокой удельной тягой является одной из рекомендаций Национальной комиссии по космосу США, направленных на расширение исследований и освоение Солнечной системы. ЭРД позволяют осуществлять транспортировку крупных грузов в космосе на большие расстояния с длительным временем доставки при сравнительно небольших затратах. В частности, применение ЭРД с использованием солнечной энергии для парка лунных грузовых транспортных аппаратов позволило бы создать к концу текущего столетия постоянную лунную базу (ЛБ) более экономично, чем при помощи КА с химическими источниками энергии. Согласно предложению IPL, лунный грузовой транспортный аппарат (ГТА) массой 35 т доставляется на околоземную круговую орбиту высотой 300 км МВКА «Спейс Шаттл». На орбите развертываются две панели солнечных батарей (СБ) длиной 61 и шириной 12 м каждая, обеспечивающие мощность электропитания 300 кВт, после чего включаются 10 ЭРД, работающих на ионах ксенона, мощностью по 30 кВт и ГТА направляется по спиральной траектории полета к Луне. По достижении селеноцентрической орбиты ожидания высотой -—100 км от ГТА отделяется полезная нагрузка (ПН) с автоматической системой управления, которая спускается на поверхность Луны при помощи небольшого тормозного ракетного двигателя на химическом топливе. ГТА возвращается на низкую околоземную орбиту, где получает новую ПН, оснащается новыми ЭРД и топливными баками. Оснащение ГТА обеспечивается МВКА, его обслуживание — обитаемой орбитальной космической станцией (ООКС). Лунная ПН с тормозным двигателем и топливом для него имеют массу ^20 т, что составляет ~60% от общей массы ГТА. Такая относительная масса ПН намного выше, чем при использовании самых перспективных ракетных двигателей на химическом топливе. Примерно 50% сухой массы ГТА составляют СБ, оборудование распределения электропитания и ЭРД; 50%—элементы его конструкции и подсистемы. — 66 —
Каждый двусторонний рейс ГТА между орбитами вокруг Луны и Земли занимает ~1 год. Таким образом, парк из четырех ГТА, одновременно находящихся в эксплуатации, обеспечивает доставку на ЛБ груза массой 20 т примерно через каждые 100 сут. Рабочие экипажи космонавтов оперативно доставляются на ЛБ при помощи космического корабля типа «Аполлон». Некоторые ПН ГТА представляют собой жилые отсеки для космонавтов, другие — оборудование и материалы для сборки ЛБ. Исходя из размещения в грузовом отсеке МВКА диаметр жилых модулей составляет 4, длина—15 м. Основным источником электропитания ЛБ в течение длительного лунного дня являются СБ. Сменяемые экипажи космонавтов первоначально доставляют на ООКС, а с нее на Землю при помощи МВКА. Парк ГТА с ЭРД обеспечивает непрерывное снабжение ЛБ, постепенно доставляя дополнительные строительные материалы, расходуемые экипажем компоненты и эксплуатационное оборудование. Основные характеристики буксира и требуемые параметры его рейсов представлены ниже. В течение более 25 лет НАСА успешно разрабатывает технологию перспективных ЭРД и одновременно достигло большого прогресса в создании развертываемых крупногабаритных и легких панелей СБ. В результате продолжающейся программы разработки технологии перспективных ЭРД НАСА в JPL изготовлен и проходит испытания экспериментальный модуль сдвоенных ЭРД, который может качаться в кардановом подвесе относительно двух осей. Каждый ЭРД имеет максимальную мощность на выходе 5 кВт, что соответствует тяге 0,2 Н при удельном импульсе 3500 кгс-с/кг. Первоначально в качестве рабочего тела для ионного ЭРД в JPL использовались ртуть и цезий, имеющие высокую массу атомов и требующие небольшой энергии для ионизации. Однако в последнее время получили применение ксенон и криптон, так как они нетоксичны и, следовательно, безопаснее в эксплуатации, обеспечивают запуск ЭРД за сравнительно короткое время и позволяют обходиться простой системой распределения электропитания. Новые ЭРД отличаются сравнительно простой конструкцией и меньшим числом элементов, что повышает их надежность и облегчает их эксплуатацию. Модуль сдвоенных ЭРД, работающих на ионах ксенона, считается наиболее совершенной из существующих двигательных установок (ДУ). Наиболее важные характеристики модуля приводятся ниже. Начальная масса ГТА с жилым модулем и топливом, т 35 Сухая масса ГТА (без жилого модуля), т 7,7 Масса жилого модуля с тормозным двигателем и топливом, т 20 Высота орбиты ожидания вокруг Земли, км 300 Высота орбиты ожидания вокруг Луны, км 100 Длительность двустороннего рейса, сут 370 - 67 -
Количество ЭРД (включая два резервных), шт. 12 Масса рабочего тела ЭРД (ксенона), т , 7,3 Общий КПД системы ЭРД, % 75 Удельный импульс системы ЭРД, кгс-с/кг 4500 Удельная масса системы ЭРД, кг/кВт 6 Мощность СБ для питания ЭРД, кВт 300 Удельная мощность СБ, Вт/м3 200 Удельная масса СБ (в конце срока службы), кг/кВт 6 Масса двух ионных ЭРД, включая проводку электропитания, кг 18 Масса подсистемы нейтрализации центрального пучка ионов, включая проводку электропитания, кг 1,3 Масса карданового подвеса и вспомогательной конструкции модуля, кг 14 Масса системы подачи рабочего тела, включая бак, кг 36,9 Максимальная мощность на выходе, кВт 10 Максимальный удельный импульс, кгс-с/кг 3500 Максимальная тяга, Н 0,4 Максимальный КПД, % 67 Удельная масса модуля, кг/кВт 7,02 Общая масса модуля, кг 70,2 Рассматривается возможность применения модуля ЭРД для нескольких перспективных КА. Так, модуль из четырех ЭРД может заменить ДУ на химическом топливе для автоматической межпланетной станции «Маринер Марк-2», что позволило бы сократить общую длительность ее рейса с облетом пяти намеченных объектов на 15 лет. На лунном ГТА могут применяться также значительно более крупные ЭРД с гораздо более высокой мощностью, однако проект общего модуля ЭРД и его эксплуатационные характеристики сохранятся примерно такими же, как у экспериментального модуля. Более мощные ЭРД разрабатываются в Льюисском научно-исследовательском центре НАСА. Так, для исследований особенности применения на КА, подобных лунному ГТА, мощных ЭРД центр спроектировал ЭРД, работающий на ионах ксенона, диаметром 50 см. Повышение мощности ЭРД и их удельного импульса значительно снижает удельную массу всей ДУ, а внедрение новых технических достижений позволяет рассчитывать на дальнейшее повышение характеристик ЭРД в следующем десятилетии. Рассматривается несколько проектов ЭРД, в частности, модуль ЭРД с мощностью 30 кВт, удельным импульсом 4500 кгс-с/кг и удельной массой 6 кг/кВт. Однако выбор параметров ЭРД сильно зависит от особенностей полета конкретного КА и требует их тщательной оптимизации. ДУ с ЭРД типа рассмотренного модуля присуща более высокая безопасность, чем ДУ на химическом топливе с тем же общим импульсом тяги, так как масса их рабочего тела сравнительно невелика и оно отличается инертностью. Поэтому обслу- — 68 —
живание топливных баков и ЭРД лунного ГТА при его восстановлении между полетами практически не связано с риском для космонавтов и ООКС. Отказ даже нескольких ЭРД ГТА увеличил бы продолжительность рейса, но не привел бы к его прекращению. Для парка из четырех лунных ГТА ежегодно потребуется ~30 т (4 тыс. м3) ксенона, что превышает производственные мощности всех развитых капиталистических стран. Во избежание капиталовложений в расширение производства предлагается вместо чистого ксенона использовать в ЭРД его смесь с криптоном, который производится одновременно в гораздо большем объеме. При этом КПД ЭРД слегка снижается, потребный запас рабочего тела повышается, а масса ПН ГТА несколько уменьшается, однако работа ЭРД практически не изменяется. По удельной массе ДУ ЭРД с использованием солнечной энергии при мощности 300 кВт имеют неоспоримое преимущество по сравнению с использованием энергии от ядерного реактора. Однако при мощности более 1 МВт это преимущество исчезает и в связи с исключительно большой площадью панелей СБ и проблемами управления их конструкцией для лунного ГТА целесообразнее было бы применить ядерный источник электропитания ЭРД. Последние работы по перспективным фотогальваническим СБ, финансируемые НАСА, показали, что их удельная мощность может быть значительно повышена путем применения монокристаллических кремниевых элементов ц усовершенствования технологии их производства. СБ мощностью 30 кВт для лунного ГТА предполагается создать экстраполяцией разрабатываемых СБ мощностью 10—25 кВт. В начале срока службы удельная масса СБ составляет менее 5 кг/кВт. Однако после двукратного прохождения ГТА через радиационные пояса Земли вследствие деградации солнечных элементов мощность СБ снизится более чем в 2 раза. Для поддержания мощности СБ предлагается применить весьма тонкие (10—25 мкм), высокоэффективные (КПД >— 0,15) элементы, мало чувствительные к воздействию радиации. Тонкие монокристаллические кремниевые элементы, находящиеся в производстве, в настоящее время обладают КПД лишь несколько выше 0,13. Однако разработаны новые материалы для солнечных элементов, уже продемонстрировавшие гораздо более высокую радиационную стойкость, чем кремний. Кроме того, нагрев некоторых из этих материалов до температуры 150°С может устранить их радиационное поражение после полета. Ожидается, что внедрение новых материалов и создание СБ, обеспечивающих полеты лунного ГТА, могут быть обеспечены в течение следующего десятилетия. А. Е. Моисеенко «Aerospace America», 1987, 25, № 6, 30—32 — 69 —
32. Состояние работ по проекту «Колумб» ESA на середину 1987 г. Летом 1987 г. на о. Капри состоялся симпозиум ESA по проекту «Колумб», на котором обсуждалось состояние работ по отдельным элементам проекта. По сообщению головного подрядчика по пристыкованному к ООКС герметичному модулю (ПГМ)—фирмы Aeritalia (Италия), этот модуль будет выполнен из 4 кольцевых элементов диаметром 4,06 м и длиной 3 м каждый. Вместе с коническими днищами длина ПГМ составит 12,7 м, а масса—15,5 т. Полезная нагрузка ПГМ будет достигать ~ 10 т. Двойные стенки корпуса снизят до минимума опасность пробоя микрометеоритами и орбитальными осколками. Внутри ПГМ 27 м3 будут занимать съемные стойки с экспериментальным оборудованием. В ПГМ предполагается проводить исследования по материаловедению и медико-биологическим проблемам, в т. ч. по физиологии человека, цитобиологии, физиологии растений, радиобиологии и биотехнологии. В ПГМ со свободным объемом 56 м3 смогут работать 2—3 астронавта в одну 12-часовую смену. Считается, что условия для работы будут много лучше, чем они были в орбитальной лаборатории «Спейслэб». Как и все другие модули ООКС (лабораторные НАСА и NASDA (Япония), жилой модуль НАСА для членов экипажа всех наций), ПГМ ESA должен быть выведен с помощью МВКА. По современному плану-графику это должно произойти в 1996 г. Обслуживание и пополнение запасов для всех участников ООКС предполагается проводить с интервалом 90 суток. Для этих целей планируется использование контейнера снабжения НАСА, доставляемого в грузовом отсеке орбитальной ступени МВКА. Однако Япония намеревается применять свой модуль снабжения. В долгосрочной перспективе ESA также рассчитывает на свой ЛА снабжения LOVE, однако он вероятнее всего будет предназначаться для обеспечения функционирования посещаемой платформы свободного полета (ППСП). Ресурс ПГМ предполагается 30 лет. Рассматривалась возможность пристыковки к ПГМ со стороны внешнего торца еще дополнительного модуля длиной 3 м для размещения оборудования для медико-биологических исследований, вт. ч. центрифуги. С тем, чтобы работа центрифуги не влияла на условия микрогравитации на остальной части ООКС, дополнительный модуль должен быть изолирован с помощью демпфирующих связей. Однако пока еще не определен источник финансирования для этого модуля. На ферменной конструкции ООКС могут быть закреплены квазиавтономные экспериментальные установки, которые через определенные интервалы времени будут обслуживаться астронавтами или с помощью канадского подвижного центра обслу- — 70 -
живания. Потребность в таких установках обусловлена тем, что намечавшаяся к выводу крупная соорбитальная платформа была исключена из проекта «Колумб» и заменена много меньшей платформой «Эврика-В», на которой невозможно разместить все планируемое к выводу оборудование. На ООКС начальной конструкции будет 5 мест крепления таких установок. ESA может рассчитывать на 1 такое место. Фирма Sener (Испания) изучает возможности таких внешних квазиавтономных установок, в т. ч. для сбора и анализа частиц микронных размеров, радиобиологических исследований, у- и ИК-астрономии и т. д. Эксплуатация внешних установок станет возможной после 1997 г. ППСП, входящая в орбитальный комплекс «Колумб», предназначается для проведения экспериментов, требующих микрогравитации на уровне 10~8 g. Одновременно ППСП будет представлять определенный шаг на пути к достижению Западной Европой полной самостоятельности в космических исследованиях. ППСП будет состоять из двух элементов, выводимых одной РН «Ариан-5». Этими элементами являются двухсекционный герметичный модуль и технический модуль, который предназначен для обеспечения электрической энергией, терморегулированием, каналами связи и т. д. экспериментального оборудования в герметичном модуле. Головным подрядчиком по герметичному модулю является фирма Aeritalia, а по техническому модулю — фирма Dornier System. Герметичный модуль длиной 6,6 и диаметром 4,06 м будет иметь 22—24 стойки для экспериментального оборудования, которое займет объем 12—14 м3. На вспомогательные системы отводится 35 м3. Оставшийся объем 31 м3 предназначен для работы астронавтов, которые будут посещать ППСП с интервалом 1—6 мес. Масса герметичного модуля составит 9,3 т. При старте в нем будет 2 т оборудования. Доосна- щение ППСП оборудованием будет осуществляться с помощью мини-МВКА «Гермес», который будет доставлять за полет 3— 5 т груза. При регулярном обслуживании масса грузов будет ограничена 1,5 т. Технический модуль квадратного поперечного сечения 4X4 м и длиной 3,9 м будет иметь начальную рабочую массу 7,85 т, в т. ч. 900 кг топлива для ЖРД. К нему пристыковываются панели солнечных батарей с выходной мощностью 20 кВт. Масса ППСП при старте на РН «Ариан-5» будет достигать 16—17 т. Вывод ППСП на грубо-компланарную с ООКС орбиту с высотой 460—490 км и наклонением 28° ожидается в 1998 г. Полярная платформа (ПП) предназначается для работы на орбите с высотой 850 км и наклонением 98°. Считается, что ПП в 1995 г. может стать первым принятым в эксплуатацию элементом ООКС и первым элементом, дающим коммерческую продукцию в виде информации о состоянии земных ресурсов. Головной подрядчик фирма British Aerospace планирует разработать — 71 —
ПП с общей массой 10,6 т, включая 4 т жидкого двухкомпонент- ного топлива. С помощью РН «Ариан-5» ПП будет выводиться на орбиту с высотой 330 км. Дальнейший переход на рабочую орбиту будет произведен с помощью собственной двигательной установки. На ПП может быть размещено оборудование с ресурсом 4—6 лет в т. ч. для наблюдений за состоянием земных ресурсов в оптической, ИК- и микроволновой областях спектра, радар С-диапазона с синтезированной апертурой и т.д. Отмечаются трудности по достижению совместимости этого оборудования, а также необходимость согласования его рабочих характеристик с НАСА и национальным управлением океанографических и аэрономических исследований (NOAA). Предварительные оценки, выполненные совместно ESA и DFVLR, показывают, что работы по проекту «Колумб» на период сборки и начальной эксплуатации 1992—2000 гг. потребуют ассигнований 1,011 млрд. долл. При этом ~50% расходов будут связаны с транспортировкой на орбиту элементов комплекса и обслуживанием экспериментального оборудования. В ноябре 1987 г. намечалось принять решение министрами стран — участниц ESA о финансировании ПКР, изготовления и эксплуатации орбитального комплекса «Колумб». В. А. Карелин «Interavia», 1987, 42, № 9, 975—978 «Aerospace America», 1987, 25, № 5, 10 33. Значение возобновления полетов ракет-носителей «Ариан» По мнению редакции журнала «Aviation Week and Space Technology» успешный пуск ракеты-носителя (РН) «Ариан-3» 15 сентября 1987 г. после 16 мес. перерыва из-за аварии РН 30 мая 1986 г. имеет очень большое значение для Западной Европы и всего западного мира в целом, поскольку он означает крупный шаг на пути восстановления западного космического потенциала. Однако этот один успешный пуск еще не характеризует полного восстановления программы и не дает гарантии дальнейших безаварийных пусков. Но безупречность, с которой прошел пуск этой РН, показывает, что западноевропейская промышленность при доработке конструкции РН достигла значительного прогресса в повышении надежности. Успешный пуск РН создал в западноевропейских странах благоприятную обстановку для открытия новых космических программ. В ноябре 1987 г. министры стран, входящих в ESA, должны принять решение об ассигнованиях на следующее поколение космических программ. Однако политически западноевропейские космические программы имеют такую же шаткую опору, как и программа НАСА в США. Сокращение ассигнований и ослабление под- — 72 —
держки в руководящих государственных кругах смелых космических программ, как показало недавнее снижение финансирования в Великобритании, могут привести к большим потерям, чем технические трудности с РН «Ариан». Тем не менее, преодоление этих трудностей дало ESA новые силы для участия в политической борьбе. РН «Ариан-3» в пуске V-19 вывела на переходную геостационарную орбиту с перигеем 199,8 км, апогеем 36 056 км и наклонением 7° ИСЗ ECS-4 (ESA) и Aussat К-3 (Австралия). ИСЗ Aussat К-3, представляющий собой связной ИСЗ HS-376 фирмы Hughes, снабжен 4 приемопередатчиками мощностью по 30 Вт каждый и 11 приемопередатчиками мощностью по 12 Вт. Масса этого ИСЗ была 1195 кг, a ECS-4— 1175 кг. Для размещения и отделения ИСЗ применялся носовой отсек Sylda. После отделения от РН на ИСЗ Aussat К-3 был произведен запуск РДТТ апогея, за счет импульса которого ИСЗ был переведен на конечную геостационарную орбиту на 164° в. д. Предполагается, что ИСЗ будет функционировать в течение 10 лет. ИСЗ ECS-4 был переведен на геостационарную орбиту на 10° в. д. с помощью РДТТ апогея Mage-2. Эксплуатацию связного ИСЗ ECS-4 будет осуществлять организация Eutelsat. После аварии РН фирма — изготовитель ЖРД НМ-7В третьей ступени провела 68 испытаний системы воспламенения на 8 различных ЖРД. Из них 54 испытания были проведены на высотном стенде. Наработка ЖРД во время стендовых испытаний после аварии достигла ~5000 с. До конца 1987 г. фирма Arianespace рассчитывала провести еще 2 пуска РН: V-20 с ИСЗ ТВ-вещания TV-Sat (ФРГ) в середине ноября и V-21 с связным ИСЗ Telecom/C (Франция) и Geostar фирмы GTE Spacenet (США). Для первого в 1988 г. пуска запланирована РН «Ариан-4/44ЬР» с 3 ИСЗ на борту. Стартовая масса РН высотой 58,4 м будет 470 т. Для сравнения, стартовые массы РН «Ариан-1», «Ариан-2» и «Ариан-3» составляют 210, 217 и 240 т соотв> РН «Ариан-4» будет выводить на переходную геостационарную орбиту полезную нагрузку с массой до 4200 кг. Успех фирмы Arianespace, имеющей контракты на вывод 38 национальных ИСЗ ФРГ, Австралии, Бразилии, Канады, США, Франции, Индии, Италии, Японии, Люксембурга, Великобритании и Швеции, ряда ИСЗ международных организаций Intelsat и Inmarsat, а также ИСЗ региональных организаций Eutelsat и Arabsat, особенно контрастно выглядит на фоне затишья на стартовых площадках США. Вследствие задержек с осуществлением программ РН США более 100 связных ИСЗ находятся в хранилищах в ожидании вывода. Цена вывода вследствие этого растет. В ноябре 1987 г. цена вывода составляла 75 млн долл. — 73 —
Правда, США предпринимают энергичные усилия по созданию новых РН «Дельта-2», «Титан-5» и «Атлас-Центавр-2». Прогноз показывает, что в последующие 10 лет должны быть выведены —200 коммерческих ИСЗ. Объем рынка коммерческих выводов ИСЗ ожидается на уровне —1 млрд долл. в год. В этой связи мало удивляет, что фирма General Dynamics приняла рискованное решение об израсходовании 1 млрд долл. на постройку 18 РН «Атлас-Центавр», а фирма Martin Marietta вела поиски клиентов в Австралии, Японии и 8 западноевропейских странах. Фирма Martin Marietta недавно подписала 3 контракта на 220 млн долл. с Intelsat на вывод ИСЗ в 1989—1990 гг. Ряд других фирм — владельцев ИСЗ зарезервировал пуски РН этой фирмы по 100 млн долл. каждый. Фирма McDonnell Douglas, выпустившая новую РН «Дельта-2», объявила о заключении 7 контрактов и о 13 предварительных соглашениях. Эта фирма предполагает проводить по 4—5 коммерческих пусков РН в год. 8 США признают, что активная коммерческая деятельность фирмы Arianespace представляет реальную угрозу для фирм США. Еще до катастрофы МВКА с орбитальной ступенью «Челленджер» фирма Arianespace уже захватила половину мирового рынка коммерческих выводов ИСЗ. Оценивая сложившуюся ситуацию на мировом рынке, сама фирма Arianespace считает опасным для себя конкурентом Японию с ее современной РН Н-1 и РН Н-2, которая должна быть введена в эксплуатацию в 1993 г. Новые РН США могут стать доступными для коммерческих пусков в 1991—1992 гг. Одним из факторов в конкурентной борьбе на мировом рынке может стать надежность РН. Отмечается, что за прошедшие 10 лет надежность РН «Дельта» была 0,978, РН «Титан» за прошедшие 25 лет —96% и РН «Атлас-Центавр» —95%. В то же время, за проведенные 19 пусков надежность РН «Арйан» составила 78%. Фирма Arianespace предполагает в будущем иметь надежность РН на уровне 0,93. Это означает, что вероятность осуществления 30 последовательных пусков без аварий будет только 0,11. В целях повышения своей конкурентоспособности фирмы США стремятся склонить администрацию к взятию на себя гарантий по компенсации убытков фирм-собственников ИСЗ в случае аварии РН или каких-либо повреждений ИСЗ при выводе. В настоящее время обязательства по возмещению убытков берут на себя фирмы — изготовители РН. Так организация Intelsat отказалась заключать контракт с фирмой Martin Marietta, если та не брала на себя ответственность за все возможные повреждения, которые могли возникнуть в процессе вывода ИСЗ «Интелсат-6». Введение такой системы государственного страхования позволит уравнять условия конкуренции фирм США и Arianespace, поскольку Франция обеспечивает возмеще-
ние убытков в размере 64 млн долл. Ожидается, что решение о введении такой системы конгресс и администрация США примут в конце 1987 г. В. А. Карелин «Aviation Week and Space Technology», 1987, 127, № 12, 11, 18—20 «Science et Avenir», 1987, № 489, 30—34 «Business Week», 1987, № 3025, 99 34. Пуски ракет-носителей «Ариан» Очередной пуск (V-20) ракеты-носителя (РН) «Ариан» был проведен 21 ноября 1987 г. в 2 ч 19 мин всемирного времени. РН «Ариан-2» вывела ИСЗ TV-Sat 1 на переходную геостационарную орбиту с незначительными отклонениями параметров от расчетных значений. Пуск был проведен со стартового комплекса ELA-2 Гвианского космического центра (ГКЦ). По мнению директора программ РН фирмы ERNO Raumfahrttechnik (ФРГ), ГКЦ является лучшей стартовой площадкой мира вследствие его близости к экватору. Это обеспечивает лучшие условия для ИСЗ по занятию своего положения на геостационарной орбите и приводит к экономии топлива ИСЗ. Увеличенный запас топлива в ИСЗ на орбите позволяет повысить на ~10% ресурс работы ИСЗ по сравнению с выводом такого же ИСЗ с помощью МВКА США. Вместе с тем отмечается, что ЖРД НМ-7В третьей ступени может стать причиной отсрочки следующего пуска РН. По результатам стендовых испытаний ЖРД, предназначающихся для пусков V-21 и V-22, была превышена допустимая температура подшипников насоса жидкого водорода 60 К. В испытаниях были зарегистрированы температуры 62—80 К. Принято решение провести огневые стендовые испытания одного из ЖРД длительностью 900 с с тем, чтобы оценить функционирование двигателя и в случае успеха изменить завышенные требования по температуре подшипников. Пуск V-21 перенесен с декабря 1987 г. на вторую половину февраля 1988 г. Головным подрядчиком по второй ступени РН «Ариан-3», надежность которой до настоящего времени не вызывает сомнений, является концерн MBB-ERNO. Концерн поставляет также камеру сгорания ЖРД третьей ступени и антенны. Отработан порядок поставки и сборки второй ступени на ГВЦ. После заводских проверок в течение 6 мес. ступень помещается в контейнер и морским путем доставляется в Куру, где 20 специалистов концерна, работая круглосуточно 2 сменами, производят монтаж и осуществляют окончательные проверки. Концерн готовится к поставкам 50 вторых ступеней и 60 бу- стерных ступеней с ЖРД для РН «Ариан-4», первый пуск ко- — 75 —
торой ожидается в марте 1988 г. Изготовление блоков РН большой серией позволяет снизить стоимость изготовления на 25% и тем самым повысить конкурентоспособность РН на мировом рынке коммерческого вывода ИСЗ. Бустерные РДТТ для РН «Ариан-4» будет поставлять фирма SNIA BPD (Италия.) С 4 декабря 1987 г. в ГКЦ начались работы, связанные с подготовкой к пуску РН «Ариан-4». Первая ступень была доставлена на стартовый комплекс 9 декабря. Одновременно с подготовкой РН будут проводиться работы с ИСЗ «Метеосат Р-2», «Амсат» и «Панамсат». В. А. Карелин «Air et Cosmos», 1987, 25, № 1169, 32 «Aviation Magazine», 1987, № 951, 9 «Luft- und Raumfahrt», 1987, № 5, 21—23 35. Трехступенчатая японская ракета Н-1 27 августа 1987 г. с полигона Танегасима была впервые запущена трехступенчатая ракета-носитель Н-1 японского производства. Длина ракеты 40 м, масса 140 т. Первая ступень ракеты взята с ракеты N-2, производимой в Японии по лицензии американской фирмы McDonnell Douglas. Вторая ступень — японский криогенный двигатель LE-5 с тягой в 10 тс, а третья — твердотопливный ускоритель фирмы Nissan. Ракета во время первого запуска вышла на орбиту высотой 199X35 901 км и наклонением 27,9° (период обращения 633 мин). Через 48 ч от ракеты был отделен и вышел на геостационарную орбиту (точка стояния 150° в. д.) экспериментальный связной спутник ETS-5 (или «Кику-5») массой 550 кг, предназначенный для передачи служебной информации самолетам японских авиалиний. Это 39-й японский спутник, запущенный с 1970 г. До 1991 г. с помощью ракеты Н-1 будет осуществлено 8 запусков различных спутников. Г. А. Лебедев «Air et Cosmos», 1987, № 1154, 40 36. Разработка МВКА По утверждению министерства обороны США, МВКА типа МВКА «Спейс Шаттл», наряду с разовыми ракетами-носителями (РН), пилотируемыми космическими аппаратами и космическим самолетом дает Советскому Союзу большую гибкость и резервирование для проведения и расширения военных операций в космосе. Со ссылкой на информацию из СССР сообщается, что МВКА прошел четыре испытания захода на посадку и приземления, а его испытательный орбитальный полет планируется в конце 1988 г. на 3-й тяжелой РН «Энергия». Отмечается, что подобные испыта- — 76 —
ния в атмосфере МВКА США «Спейс Шаттл» прошел в 1977 г., однако его полет на орбиту не смог быть осуществлен до 1981 г. Полагают, что для проведения испытаний МВКА устанавливался сверху фюзеляжа модифицированного бомбардировщика «Бизон», отделялся на определенной высоте и приземлялся на взлетно-посадочной полосе вблизи стартовой площадки космодрома Тюратам. На конечных стадиях захода на посадку для повышения управляемости использовались небольшие реактивные двигатели. В некоторых сообщениях предполагается, однако, что собственные реактивные двигатели использовались и при взлете МВКА. Оговаривается, что дальнейшая разработка советского МВКА может встретить проблемы. В частности, обращается внимание на то, что двигатели полезной нагрузки, отказавшие при первом летном испытании РН «Энергия», представляли собой двигатели орбитального маневрирования МВКА, проходящие испытания. Выступая на конгрессе Международной астронавтической федерации (Брайтон, Великобритания, октябрь 1987 г.), советские представители заявили, что космическая программа СССР продолжает основываться на использовании разовых РН, и утверждали, что МВКА будет служить главным образом для возвращения космических кораблей и ИСЗ с орбиты на Землю. Считается, что Советский Союз не намерен повторять ошибку США, которые стали фактически зависимы от МВКА в осуществлении запусков ИСЗ военного и коммерческого назначения. В результате технического анализа имеющихся в США данных и заявлений советских специалистов известный обозреватель журнала «Aerospace America» Джеймс Оберг пытается доказать, что разработка в СССР многоразового воздушно-космического аппарата (МВКА) типа американского МВКА «Спейс Шаттл» является легендой. Сначала отмечается, что западные эксперты по аэрокосмической технике и средства массовой информации США по-видимому приняли на веру периодически повторяющиеся слухи о том, что в Советском Союзе работы по созданию МВКА класса орбитальной ступени (ОС) МВКА США «Колумбия» приближаются к этапу эксплуатации. Предположительно в Советском Союзе имеются малый воздушно-космический самолет (ВКС) и большой МВКА класса ОС «Колумбия», готовые совершить полет в ближайшем будущем. Свидетельства наводят на мысль, что ВКС в Советском Союзе никогда не существовал и что орбитальный полет большого советского МВКА невероятен в текущем десятилетии, а возможно, даже и в текущем столетии. И эта точка зрения начинает находить понимание. — 77 —
Готовя публикацию для журнала «Spaceflighb в начале 1985 г., западногерманский эксперт по космосу Ганс Руппе выдвинул негативную точку зрения на популярные слухи. Его взгляды основаны на интенсивных контактах с учеными и инженерами европейских социалистических стран. Руппе написал, что программа полетов Советского маломасштабного ВКС «является чисто исследовательской и не связана ни с каким особым последующим проектом». Согласно Руппе, в СССР «тяжелого (орбитального) МВКА не существует» и «не принято никакого решения об использовании криогенных компонентов топлива водород + кислород». В интервью, опубликованном в конце 1985 г., Джеймс Беггз, ставший затем директором НАСА, выразил мнение, аналогичное мнению Руппе. Определенную перспективу дает также обзор исторических фактов. Крэг Ково (Covanlt), специалист по космическим полетам из редакции журнала «Aviation Week and Space Technology», писал для журнала «Omni» в середине 1980 г.: «Недавно мы открыли, что СССР разрабатывает пилотируемый, крылатый, многоразовый космический корабль. Советский аппарат впервые был обнаружен в 1978 г., когда разведывательные спутники открыли аппарат с дельтавидным крылом на секретном советском объекте для летных испытаний. Он подвешивался под бомбардировщиком Ту-95 «Медведь» для испытаний в атмосфере». Ково предсказывал, что Советский Союз начнет пилотируемые полеты на своем МВКА до 1985 г. Этот аппарат представлялся также аппаратом, описанном позже как ВКС, запускаемый разовыми РН, но возвращаемый на взлетно-посадочную полосу. Никто не подтвердил ни летного испытания, ни предсказанного пуска, но эти темы повторяются непрерывно. Например, в ежегодной публикации министерства обороны (МО) США «Советская военная мощь» 1986 г. прогнозировалось, что первый полет советского МВКА должен состояться в конце 1986 г. или в 1987 г. На иллюстрации был показан советский ВКС, копирующий конфигурацию космического аппарата (КА), который был испытан в полете над Индийским океаном 4 года назад, выпустив по цели ракеты «Космос-Космос», установленные в нижней части фюзеляжа. До сих пор такие предсказания вскоре предстоящих полетов Советского МВКА были напрасными, но неудачные прогнозы могли объясняться сообщениями о технических проблемах, вызывающих новые задержки. В самом последнем прогнозе МО США этот аргумент использовался, чтобы перенести первый полет советского VMB К А на 1988 г. В одной из распространенных тем для разговоров предполагается, что советский МВКА — копия ОС МВКА НАСА с такими изменениями, как перенос основных двигателей на основной топливный бак. В марте 1985 г. в журнале «Aviation Week...» — 78 —
утверждалось, что советский МВКА «выглядит почти точно таким же, как МВКА «Спейс Шаттл», а его размеры соответствуют размерам аппарата США с точностью до фута». В отчете, выпущенном разведывательным управлением МО США в 1986 г., были представлены рядом рисунки МВКА НАСА и его предполагаемой советской копии. На этих рисунках крылатые ОС были идентичны вплоть до отделки краской. Можно ожидать, что советские специалисты использовали данные по гиперзвуковой аэродинамике, полученные при полетах МВКА НАСА, подобно тому, как это сделали французские специалисты при разработке своего проекта «Гермес», но утверждение, что Советский Союз мог бы или намеревался бы выполнить ОС в виде копии через копирку, не имеет инженерного смысла. Системы КА тесно интегрированы. Любая модификация одной системы «пульсирует» через многие другие системы. Например, перенос основных двигателей МВКА с ОС на внешний топливный бак привел бы к перевертыванию профиля напряжений, действующих на конструкцию ОС, что аннулировало бы проект конструкции, предположительно скопированный советскими специалистами. Более того, перенос двигателей еще больше сместил бы центр масс МВКА к носу. Еще одно аналогичное соображение связало с электропитанием МВКА. В Советском Союзе никогда не испытывались в полете топливные элементы (ТЭ) и поэтому на МВКА должны устанавливаться другие системы электропитания, такие как химические аккумуляторные батареи. Эти батареи отличаются своей массой, термическими характеристиками, особенностями технического обслуживания и загрязнения окружающей среды, что требует значительного изменения проекта МВКА. Кроме того, отсутствие воды, получаемой в качестве побочного продукта реакции в ТЭ, требует установки новых емкостей для ее хранения, что смещает положение центра масс МВКА. Еще один комплект баков и трубопроводов потребуется для хранения запасов кислорода, которым система регулирования окружающей среды в МВКА США снабжается из емкостей ТЭ. Так как в Советском Союзе стартовая площадка расположена в удалении от водных путей, то необходима транспортировка ОС МВКА по воздуху. Однако упорные сообщения о советской ОС, проходящей бросковые испытания с верхней части фюзеляжа модифицированного бомбардировщика «Бизон», не могут быть подтверждены результатами аэродинамического анализа. Сомнительно, чтобы этот самолет смог бы доставить полнораз- глерную, полновесную ОС МВКА на высоту, достаточную для обеспечения безопасного свободного полета. Бомбардировщик «Бизон», обозначаемый также как «Мя-4» или 201-М, установил серию выдающихся рекордов в 1959 г. Один из них — доставка полезной нагрузки массой 55 т на высоту 13 км. Однако во время программы испытаний ОС МВКА — 79 —
ПАСА по заходу на посадку и приземлению в 1977 г. при отделении от самолета-носителя (СН) «Боинг-747» на аналогичной высоте ОС «Энтерпрайз» имела массу ~70 т. Сравнение двигательных установок самолетов показывает, что бомбардировщик «Бизон» оснащен четырьмя двигателями Соловьева Д-15 с тягой по 128 кН, а самолет «Боинг-747» — четырьмя двигателями фирмы Pratt and Whitney с тягой по 200—240 кН. Если принять в расчет аэродинамическое сопротивление установленной на фюзеляже ОС, то возможность бомбардировщика «Бизон» безопасно дублировать характеристики СН «Боинг-747» следует считать сомнительной. Если сообщения о спутниковых фотографиях ОС МВКА на верхней части модифицированных бомбардировщиков «Бизон» являются достоверными, то следует рассмотреть другие объяснения этому факту, кроме бросковых испытаний аппарата в состоянии, близком к эксплуатационному. Наиболее вероятная версия объяснения — исследования возможностей воздушной транспортировки ОС МВКА в ходе подготовки перехода к использованию самолета Ан-124 «Кондор», возможности которого аналогичны возможностям самолета фирмы Lockheed C-5A. Принимая во внимание ограниченные возможности машинного моделирования в Советском Союзе, правдоподобно также проведение исследований внешней аэродинамики ОС МВКА. При обеих версиях может использоваться оболочка планера, масса которой значительно меньше массы целого аппарата, приводимого в действие. В отчетах о полетах самолета «Бизон» с аппаратом, установленным сверху фюзеляжа, отмечается, что советскому МВКА недостает вертикального стабилизатора. Это обстоятельство говорит в пользу интерпретации этих полетов как исследовательских по сравнению с проведением бросковых испытаний. Наличие такого элемента конструкции во время взлета и посадки СН могло бы привести к его опасным перемещениям по рысканию и крену при внезапных поперечных порывах ветра. По этой причине при простых транспортировочных полетах вертикальный стабилизатор на ОС МВКА был бы нежелателен. Но если бы даже разработка ОС Советского МВКА вступила в этап лётных испытаний в атмосфере, то осуществление ее орбитального полета потребовало бы еще пяти, 10 или даже 15 лет. Для того, чтобы первый МВКА США вышел на орбиту после завершения программы испытаний захода на посадку и приземления НАСА, потребовалось 4 года, причем эта программа была вставлена в план-график в конце цикла разработки МВКА примерно как мысль, пришедшая в голову слишком поздно. Есчли же советские инженеры все еще сталкиваются с основными техническими проблемами, то для первого полета советской ОС потребуется гораздо больше 4 лет. — 80 —
Примеры технических достижений, необходимых для успешного полета крылатого орбитального аппарата, включают: цифровые системы управления полетом для регулирования изменения законов управления в течение этапа возвращения в атмосферу, системы теплозащиты на участках выведения на орбиту и возвращения, системы электропитания, терморегулирования на орбите и аварийного спасения экипажа. По оценкам возможностей эксплуатируемой советской ракетно-космической техники, выполненным западными экспертами, все эти достижения в Советском Союзе отсутствуют. Полеты МВКА в атмосфере могут происходить при наличии перечисленных систем лишь в форме концепций, но ни одно из отсутствующих технических достижений не может появиться в завершенном виде на пустом месте. И хотя вероятно, что Советский Союз может «запрячь упряжку чудесных прорывов», здравое инженерное суждение предполагает, что для этого потребуется длительный период разработок, в течение которого общественность получит нить к тому, что происходит. Никаких выводов о создании МВКА не следует также из анализа советских космических полетов. В течение 30-месячного периода в 1982—1984 гг. были выполнены четыре орбитальных полета небольшого КА с несущим корпусом: ИСЗ «Кос- мос-1374» —3 июня 1982 г., «Космос-1445»— 15 марта 1983 г., «Космос-1517» —в декабре 1983 г. и «Космос-1614»— 19 декабря 1984 г. Все КА совершили один оборот вокруг Земли. У первых двух КА включение тормозной двигательной установки для схода с орбиты произошло над станцией слежения в Крыму, и они приводнились в Индийском океане юго-восточнее Австралии, а два последних КА сошли с орбиты несколько раньше и приводнились в Черном море. Наиболее правдоподобное объяснение этих испытаний — чисто техническая разработка, аналогичная американским баллистическим полетам по программам PRIME и ASSET в 60-х годах. Заявления в Советском Союзе точно подтверждают это объяснение, а в советской практике никогда прежде для испытаний малоразмерных моделей орбитальные полеты не использовались. Веский аргумент в пользу задержек осуществления любой программы разработки советского МВКА — экономические соображения. Расходы на запуски МВКА никогда не опускались до ожидаемых, даже когда транспортная космическая система НАСА монополизировала все орбитальные полеты в США. С другой стороны, Советский Союз обладает сильным парком разовых РН и полигонными возможностями для возвращения конструкции их первых ступеней. Так как советские специалисты ежегодно регулярно подбирают в степи несколько десятков КК при помощи вертолетов, дополняемых вездеходами и джипами, они могут считать приземление крылатого аппарата на взлетно-посадочную полосу ограниченно полезным. — 81 —
Тем не менее Советский Союз в самом деле имеет долгосрочную заинтересованность в КК с большой подъемной силой, вероятно, несколько меньшего класса, чем МВКА «Гермес». В то время как существующие КК, такие как «Мир», «Союз», «Квант» и «Прогресс», могут продолжать служить главной опорой советских операций в космосе весь остаток текущего столетия, летные испытания компоновок типа МВКА «Спейс Шаттл», вероятно, будут продолжаться. Их целью, наряду с оценкой проектов США, может быть разработка техники общего характера. Но появление на орбите в следующем десятилетии на борту крылатых КК или КА с несущим корпусом, выполненных по перспективным проектам, нескольких советских космонавтов не будет означать, что такие аппараты быстро снизят значение испытанного и верного существующего парка пилотируемых космических объектов, по крайней мере до периода, охватывающего значительную часть следующего столетия. Заявления советских специалистов, традиционная практика Советского Союза и трезвые инженерные соображения подтверждают эту точку зрения на легендарный советский МВКА типа «Спейс Шаттл». Свидетельства показывают, что МВКА Советского Союза класса ОС МВКА «Колумбия» представляет собой скорее миф, чем воплощение в металле. А. Е. Моисеенко «Aerospace America», 1987, 25, № 6, 24—28 «Jane's Defence Weekly», 1987, 8, № 16, 928 37. Оценка запуска сверхмощной ракеты-носителя «Энергия» В комментариях по случаю успешного летного испытания в СССР новой сверхмощной ракеты-носителя (РН) «Энергия» высказывается крайнее удивление тем, что Советское правительство дало полную открытую информацию по этому событию. В то же время выдвигаются предположения, что РН имеет гораздо более широкий круг задач, в том числе военного характера, чем было объявлено в советской печати. Официальные представители советских космических кругов высказали намерение использовать новую РН для решения весьма разнообразных задач, включая выведение крупного аппарата класса многоразового воздушно-космического аппарата (МВКА) «Спейс Шаттл», график разработки которого остается неясным, РН «Энергия» (по терминологии Пентагона SL-X-17) с массой ПН более 100 т классифицируется как самая мощная РН в мире. Стартовая мощность 180 млн. л. с. сравнима с мощностью РН США «Сатурн-5» и МВКА «Спейс Шаттл», однако несколько меньше, чем у неудачной и все непризнанной РН Советского Союза периода 1969—1972 гг. класса G. При старте РН были включены центральная двигательная установка и ЖРД ускорителей на керосиновом горючем, кото- — 82 —
рые отделились через 2,5 мин. Ускорители, очевидно, созданы на базе 1-й ступени РН SL-16, введенной в эксплуатацию в 1985 г. РН направилась в северо-восточном направлении прямо через станцию слежения в Колпачево, а позже пересекла аналогичную станцию на п-ве Камчатка, что позволило следить за ее полетом на максимально возможном участке. Траектория полета означает, что расчетное наклонение орбиты составляло 65°. Через ~ 9 мин полета, на высоте 80—96 км, была выключена основная ступень РН. Отделился контейнер с ПН, которому была сообщена дополнительная скорость 60 м/с — половина скорости, необходимой для достижения круговой околоземной орбиты. После отказа двигателя контейнер вошел в плотные слои атмосферы над южным участком центральной части Тихого океана и сгорел недалеко от того места в атмосфере, куда вошла основная ступень РН. Ступень длиной 60 и диаметром 8 м, вероятно, может выводиться на орбиту и служить конструкцией ПН. Запуск РН «Энергия» свидетельствует о том, что Советский Союз имеет противоположную США стратегию развития, которые сначала построили МВКА «Спейс Шаттл», а затем начали изучение путей изготовления РН большой грузоподъемности на основе его конструкции. РН «Энергия» спроектирована совместимой со всеми видами ПН, предназначенных для низкой околоземной орбиты: тяжелых модулей, больших грузов, ракетных ступеней и, в конечном счете, крылатого МВКА класса «Колумбия». Какая из этих ПН совершит полет первой — остается гадать. Но теперь, когда продемонстрированы новые возможности запусков космических объектов, Советский Союз начал ясно высказываться о своих целях создания на низкой околоземной орбите большой космической станции в течение середины 90-х годов и ее обслуживания путем использования МВКА. РН «Энергия» может легко запустить лазерную боевую станцию с впечатляющими антиспутниковыми возможностями. Комплект вооружения и ближняя оборона станции при такой массе ПН могут свести на нет эффективность противоспутниковой ракеты ВВС США, запускаемой в воздухе, давая Советскому Союзу неоспоримый контроль за «точкой удушения» (choke-point) транспортировки в космос на низкой околоземной орбите. Хотя в официальных заявлениях признается, что РН была построена с «помощью специалистов по боевым ракетам», сам факт открытости технической дискуссии по ней представляется несовместимым с тем, чтобы РН имела главным образом военное назначение. Основываясь на 'аналогии с ранее осуществлявшимися программами СССР, ожидалось, что следующее летное испытание РН будет проведено до конца текущего года, вслед за чем в 1988 г. состоится первый эксплуатационный орбитальный полет. 100 т на низкой околоземной орбите преобразуются в 10—15 т на стационарной орбите и более чем в 20 т — на межпланетных траекториях полета. С дополнительной ступенью, обладающей — 83 —
высокой удельной тягой двигательной установки (такой, как ЖРД на компонентах топлива «жидкий водород+жидкий кислород» или даже ядерный ракетный двигатель класса «Нерва»), два пуска РН «Энергия» могут обеспечить пилотируемый пролет Марса, а три, вероятно, окажутся достаточными для доставки небольшого экипажа на орбиту вокруг Марса. Эти перспективы могут быть более оптимистичными, если при помощи двух советских зондов, которые должны быть запущены в 1988 г., подтвердится возможность местного производства топлива на Фобосе. Новая РН достаточно велика для осуществления всех мыслимых проектов в космосе в течение многих предстоящих десятилетий и при помощи технической эволюции может оставаться в эксплуатации в течение всего следующего столетия и даже за его пределами. Советский Союз традиционно планирует и проектирует на продолжительные сроки, а его настойчивость и приверженность взятым обязательствам является предметом зависти многих американских экспертов по космосу, особенно тогда, когда эти качества отплачиваются таким впечатляющим образом. • А. Е. Моисеенко «Aerospace America», 1987, 25, № 7, 8, 9, 46 38. Перспективы иностранного фрахтования ракеты-носителя «Протон» В советском разделе международной выставки «Космос-87» были представлены модели орбитального научно-исследовательского комплекса «Мир», ракет-носителей (РН) «Энергия» и «Протон» и межпланетного КА «Фобос». Потенциальным пользователям РН «Протон» в специальном буклете давалась подробная информация о стартовом комплексе, условиях подготовки ИСЗ и установки его на РН, а также о требованиях техники безопасности при работе на советских стартовых комплексах. ИСЗ пользователя и комплектующее оборудование могут транспортироваться только самолетами Аэрофлота, а подготовка ИСЗ на РН на стартовой площадке должна продолжаться не более одних суток. В буклете приведены данные об РН, характеристиках орбиты, электрических схемах и системе отделения ИСЗ. Терморегулирование ИСЗ на РН осуществляется воздушным кондиционером, подающим воздух под обтекатель полезной нагрузки. Примерно за 2 ч до старта система кондиционирования воздуха выключается. В это же время снимаются защитные приспособления отдельных узлов. Подзарядка аккумуляторных батарей ИСЗ прекращается за 90 мин до старта. РН «Протон», принятая в эксплуатацию в 1968 г., рассчитана на вывод 20 т на низкую круговую орбиту с высотой 200 км и наклонением 51,6° и 2 т — на геостационарную орбиту. По со- — 84 —
стоянию на май 1987 г. надежность РН по 105 пускам оценивается в 91,4%. В информационных материалах подчеркивается, что СССР гарантирует неприкосновенность технических или иных секретов на иностранных ИСЗ, выводимых на коммерческой основе на советских РН. Интерес к возможностям вывода ИСЗ на советских РН проявили фирмы General Electric и General Motors, которые затребовали соответствующего разрешения от администрации США. По мнению вице-президента фирмы General Electric США должны серьезно изучить возможность фрахтования РН «Протон» и «Большой поход» КНР владельцами коммерческих ИСЗ в связи с возрастающим разнообразием конструкций ИСЗ необходимостью снижения стоимости вывода. Вместе с тем, фирма разделяет законные опасения администрации США относительно возможной утечки информации при таком фрахте, однако считает возможным предотвращение таких утечек. На космодроме Байконур побывали представители посреднических фирм US Space Commerce (США) и Jardine Glanvill (Великобритания) , которые ведут маркетинг РН «Протон» в западных странах. Представители отмечают, что ИСЗ заказчиков будут готовиться к полету в специальном корпусе под непрерывным наблюдением представителей заказчика. Затем ИСЗ будет доставлен на заправочную станцию для заполнения топливных баков ЖРД апогея и системы ориентации и стабилизации. В корпусе для подготовки 4 ступени ИСЗ будут устанавливаться на ступень. Представителям был показан монтажно-испыта- тельный корпус, в котором одновременно можно вести подготовку до 3 РН «Протон». Подготовка РН занимает 5 суток. Применительно к ИСЗ заказчиков разработан новый носовой обтекатель полезной нагрузки диаметром 3,8 м и высотой 3,8 м. Гарантируется, что 4 ступень для вывода ИСЗ заказчиков не будет «экспериментальной» ступенью, которая была причиной аварий 2 РН в 1987 г. Экспериментальная ступень имеет новое программное обеспечение бортовой ЭВМ, позволяющее более эффективно использовать энергию запаса топлива. Подтверждено, если заказчик поставит основной и резервный ИСЗ, то в случае аварийного пуска вывод резервного ИСЗ может быть осуществлен в течение 50 суток. Для иностранного фрахтования будут предлагаться 2—3 РН «Протон» в год. Коммерческие космические операции СССР, осуществляемые через В/О «Лицензйнторг», включают следующие: — Вывод коммерческих ИСЗ на любую орбиту. — Доставку экспериментального оборудования на научно- исследовательский комплекс «Мир». Запланированные эксперименты могут быть выполнены экипажем комплекса, а оборудование возвращено на Землю с минимальными перегрузками. — Продажу космической техники СССР, в т. ч. отдельных блоков. — 85 —
Президент фирмы Martin Marietta на заседании подкомитета по космической науке и технике конгресса США 15 сентября 1987 г. выразил обеспокоенность советской конкуренцией на рынке вывода коммерческих ИСЗ. Он указал на неравенство условий конкуренции вследствие необходимости фирмам США нести всю полноту ответственности за вывод ИСЗ, в то время как в других странах правительство берет на себя всю или часть ответственности. Он призвал администрацию США пересмотреть свое отношение к коммерциализации космоса и путем протекционистских мер повысить конкурентоспособность национальных фирм на международном рынке. С аналогичными обращениями к администрации США обратились представители фирм McDonnell Douglas и American Rocket. В. А. Карелин «Flight International», 1987, 132, № 4090, 19, № 4092, 16 «Air et Cosmos», 1987, 25, № 1160, 40 «Spaceflight», 1987, 29, № 12, 405—406 «Aviation Week and Space Technology», 1987, 127, № 13, 138—139 НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 39. Экспериментальные исследования на борту орбитальной ступени МВКА в первом возобновленном полете Основным объектом, который намечается вывести в первом возобновленном полете МВКА в 1988 г., будет ретрансляционный ИСЗ TDRS. В дополнение к нему предполагается разместить оборудование для проведения следующих экспериментальных исследований в условиях микрогравитации: — Автоматически регулируемой направленной кристаллизации магнитных материалов, смесей взаимнонерастворимых жидкостей и материалов для ИК-детекторов. — Осаждения органических твердых веществ из паровой фазы в виде кристаллических пленок на подложках из некоторых органических веществ. Это исследование проводится фирмой ЗМ. — Возможностей использования диффузного ИК-излучения как носителя информации в системе бортовой связи орбитальной ступени. — Выращивания кристаллов протеина. В условиях микрогравитации предполагается получить кристаллы, которые по своему качеству и размерам будут пригодны для определения структуры молекулы протеина. Отмечается, что эта информация необходима для понимания функций протеина, условий его синтеза и разработки лекарственных препаратов. — Процессов электроосмоса в условиях микрогравитации. — 86 —
— Физических процессов при разделении двухфазных полимерных растворов. — Агломерации красных кровяных телец и вязкости крови в условиях микрогравитации. — Взаимосвязи между атмосферными электрическими разрядами и сильными атмосферными явлениями с использованием ТВ-информации и фотографических данных. — Свечения лимба Земли при различных положениях Солнца. — Рекристаллизации в волокне из титана. Исследование предложено студентом и финансируется фирмой McDonnell Douglas. — Управления ростом кристаллов с использованием полу-' проницаемых мембран. Такие кристаллы могут найти применение в экранах усилителей оптических изображений для у- и рентгенотехники. Исследование предложено студентом и финансируется учебным заведением. В. А. Карелин «Spaceflight», 1987, 29, № 12, 403 «Aerospace Daily», 1987, 144, № 1, 6—7 40. Планета Плутон имеет полярные шапки из льда и разреженную атмосферу Анализ данных, полученных в 1983 г. с помощью ИК-астро- номического ИСЗ IRAS, подтвердил высказавшееся ранее предположение о том, что планета Плутон имеет полярные шапки из замерзшего метана и разреженную атмосферу. Хотя ИСЗ IRAS и не смог предоставить подробную картину поверхности планеты, получено первое изображение в дальнем участке ИК-диапа- зона. Ранее астрономы считали, что отмечавшееся постепенное уменьшение яркости планеты Плутон вызывается отступлением полярных шапок при приближении этой планеты к Солнцу при своем движении по вытянутой 248-летней орбите. Однако могли быть и другие причины. Теперь же данные, полученные с помощью ИСЗ IRAS, свидетельствуют о том, что планета Плутон имеет яркие полярные шапки из замерзшего метана и темный экваториальный пояс, свободный, в основном, от льда. Изменениям яркости способствует то обстоятельство, что экваториальная плоскость планеты наклонена к орбитальной плоскости под углом 90°. Измерения с помощью ИСЗ IRAS позволили получить сведения о плотности атмосферы, которая эквивалентна 10-м столбу воздуха при стандартной температуре и давлении. Группа исследователей из Аризонского университета использовала данные, полученные от ИСЗ IRAS, для регистрации первого в истории изображения планеты Плутон в собственных ИК-лучах. Установлено, что в центральных районах температура — 87 —
планеты составляет 59 К, в районе полярных шапок — 54 К, поэтому в диапазонах 12 и 25 мкм она является почти невидимой. Однако на длинах волн 10 и 100 мкм она гораздо заметнее. Н. Я. Щербак «New Scientist», 1987, 116, № 1580, 30 41. Алмазы в составе метеоритов В Чикагском университете были проведены исследования различных метеоритов, богатых соединениями углерода. В ходе этих исследований были обнаружены маленькие алмазы диаметром около 2 нм, наличие которых в метеоритах было объяснено взрывами сверхновых. В дальнейшем при более тщательном изучении двух содержащих углерод метеоритов были обнаружены алмазы, диаметр которых до 200 нм. Имеются указания на то, что алмазы образованы во внешних частях красных гигантов. Это открытие свидетельствует о том, что алмазы являются обычным веществом во Вселенной и что в природе алмазы образуются без чрезмерно высоких температур и давлений. Выпадающие на земную поверхность метеориты обычно состоят из смеси небольших фрагментов. Некоторые из них образованы при возникновении планет, а образование других «зерен» относится к зарождению Солнечной системы (это частицы первоначальной «звездной пыли» в туманности, которая порождает звезды иг планеты). При проведении исследований метеориты измельчались до составляющих их зерен и проводился их анализ для идентификации материала, возраст которого превышает возраст Солнечной системы. Такой материал определялся по относительному количеству изотопов различных элементов. После установления, что некоторые из очень маленьких зерен были алмазами, остальной материал механическим путем размельчали и удаляли. Еще одним открытием было установление факта захвата некоторыми алмазами газа ксенона, причем выяснилось, что звезды различных типов образуют различные изотопы ксенона. f 'При взрыве сверхновой нейтроны или протоны захватываются более-легкими ядрами с образованием радиоактивных изотопов. В-случае ксенона это изотопы ксенон-124, 126, 134 и 136. Эти изотопы и были обнаружены в небольших алмазах. Алмазы больших размеров содержали гораздо меньше ксенона, причем это были изотопы ксенона-128, 129, 130, 131 и 132. Астрофизики пришли к заключению, что эти изотопы соответствуют довольно медленно протекающим ядерным процессам в старой звезде типа гигантской красной звезды. Уже в течение многих лет астрономы знали, что красные гиганты выбрасывают в космос углерод. Предполагалось, что этот углерод имеет форму графита (или, возможно, аморфного угле- — 88 —
рода). Теперь же установлено, что большая часть углерода в межзвездной пыли находится в форме алмазов Н. Я. Щербак «New Scientist», 1987, 116, № 1580, 30 42., Изучение сверхновой звезды 23—24 февраля 1987 г. в американской обсерватории Лас Кам- панас была обнаружена и сфотографирована вспышка сверхновой звезды в Большом Магеллановом облаке, на расстоянии 160—170 тыс. св. лет от Солнечной системы. Это первое появление сверхновой звезды на расстоянии, доступном для прямого наблюдения с Земли за последние 300 лет (КепЛер наблюдал появление сверхновой в 1604 г.). Звездная величина вновь появившейся сверхновой, обозначенной SN-1987A, в феврале составляла 4,5, в середине мая увеличилась до 2,9 (примерно в 300 млн. раз ярче Солнца), а к июлю упала до 4,5. Астрономы обнаружили, в звездных каталогах, что на том месте, где появилась SN-1987A, ранее находились две больших голубых и одна желтая звезда. Детальное изучение SN-1987A проводится в разных странах всеми доступными методами, как то с помощью больших телескопов, радиотелескопов, а также спутников, оборудованных специальной аппаратурой. Первые наблюдения показали, что SN-1987A отличается рядом особенностей. Например, анализ УФ-излучения показал, что начальная скорость расширения газовой1 оболочки звезды чрезвычайно высока — до 30 000 км/с. Предполагается, что колоссальная энергия, высвобождающаяся при гравитационном коллапсе звезды (Зх Ю59 эрг), на 99% уходит во.внешнее межзвездное пространство в виде потока нейтрино. Во всяком случае в момент взрыва японские и американские обсерватории зарегистрировали в своих нейтринных ловушках появление некоторого количества этих частиц с энергией от 10 до 30 МэВ. Продолжается изучение процессов распада в фо- тосферной оболочке сверхновой, а также исходящих от нее рентгеновских и у-излучений. Первые результаты изучения SN-1987A обсуждались на конференции в Мюнхене (ФРГ) в июле 1987 г. В августе для этой же цели в Австралии была запущена на высоту 250 км исследовательская ракета «Скайларк», снабженная телескопом и другими приборами, которая затем приземлилась в 150 км от места старта. В изучении сверхновой примут участие СССР и Индия. Изучение SN-1987 А и ее окрестностей, которое продлится несколько лет, даст возможность пополнить наши знания о протекающих во Вселенной процессах образования и развития звезд и межзвездной материи. Г. А, Лебедев «La Recherche», 1987, № 194, 1494—1502 «Air & Cosmos», 1987, № 1154, 42 — 89 —
43. Радиотелескопы в Австралии Австралийские астрономы первыми еще в 40-х годах обнаружили космические источники радиоизлучений. В течение 50— 60-х годов астрономы организации Британского содружества по научным и промышленным исследованиям CSIRO, Сиднейского и Австралийского национальных университетов разработали и построили радиотелескопы нового вида, крупнейшим из которых до настоящего времени является радиотелескоп в Парксе. Этот радиотелескоп был построен в 1961 г. и почти сразу же с его помощью был открыт первый квазар. В дальнейшем радиотелескоп использовался для исследования многих квазаров и пульсаров, для составления карты межвездных газов, для приема сигналов от различных находящихся на больших расстояниях от Земли КА. В 60-е годы для повышения разрешающей способности стали объединять выходные сигналы нескольких радиотелескопов, находящихся друг от друга на расстоянии около одного километра. На этом принципе были созданы системы радиотелескопов в Великобритании, Нидерландах и в США. В настоящее время наиболее мощными системами радиотелескопов являются система VLA в составе 27 телескопов в шт. Нью-Мексико (США) и система Мерлин в Великобритании. В 1983 г. правительство Австралии одобрило проект создания в стране системы радиотелескопов AT, которая будет состоять из «компактной системы» из шести антенн вблизи Калгура (Новый Южный Уэльс), соединенных с помощью волоконно- оптических кабелей с центром управления, и еще двух радиотелескопов (Сайдинг-Спринг и в Парксе); астрономы будут записывать сигналы от этих радиотелескопов на магнитную ленту и доставлять их в Калгура, где они будут объединяться с сигналами от «компактной системы». Принято решение все антенны системы AT изготавливать в Австралии. Поскольку эта система предназначена для работы на очень коротких длинах волн (до 2,6 мм), поверхность зеркала антенн диаметром 22 м должна быть изготовлена с точностью 0,15 мм. Каждое зеркало состоит из шести концентрических колец, составляемых из одинаковых панелей. Всего для семи новых антенн понадобится 1200 панелей, причем каждой панели должна быть придана нужная форма. Для этого алюминиевая панель толщиной около 1 мм размещается на прямоугольной решетке из вертикально расположенных болтов с шагом 100 мм. Оператор устанавливает высоту болтов такой, чтобы обеспечить получение нужной формы панели с точностью 0,02 мм. Размещаемая сверху на эту решетку алюминиевая панель под действием своей массы плотно «ложится» на эти регулировочные борта и закрепляется с помощью эпоксидной смолы. Н. Я. Щербак «New Scientist», 1987, 115, № 1579, 45—47
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Долгосрочные перспективы развития научных космических исследований в США .-3 2. Доклад комиссии Салли Райд о перспективной космической политике США 5 3. Американские программы космических исследований .... 7 4. Планы создания лунной базы 8 5. Проект полета КА к комете Темпеля-2 10 6. Направления формирования космической цивилизации ... 13 7. Финансирование перспективных космических проектов в Западной Европе 14 8. Космические исследования в Швейцарии 18 9. 25-летие французского космического центра 19 10. Финансирование космической программы Японии 20 11. Космические исследования в Латинской Америке 21 12. Космическая программа Бразилии 26 ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 13. Американские планы милитаризации космоса 27 14. Работы по программе СОИ 30 15. Перспективы реализации программы СОИ 32 16. Разработка ударно-кинетического оружия для системы ПРО 33 17. ИСЗ раннего обнаружения пусков ракет 37 18. Использование ИСЗ для дистанционного зондирования Земли в целях разведки 38 19. Проблемы организации связи с подводными лодками ... 38 20. Искусственный интеллект для управления боевыми операциями 43 21. Технология повышения скрытности Л А 43 22. Возобновление в США запусков РН «Титан-34Д» для вывода на орбиту военных ИСЗ 45 23. Выводы ВВС США из оценки достижений других стран в космической технике 45 ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА 24. Дистанционное зондирование в метеорологических и гидрологических программах Всемирной метеорологической организации 47 25. Состояние и перспектива развития работ по дистанционному зондированию земли в КНР 53 26. Контракт на разработку связных ИСЗ 57 — 91 —
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ 27. Особенности проектирования одноступенчатого воздушно-космического самолета 58 28. Новый ТТУ для МВКА «Спейс Шаттл» 62 29. Спасательный корабль для экстренной эвакуации космонавтов с орбитальной станции 62 30. Недорогой космический аппарат для исследований Луны . . 64 31. Грузовой транспортный аппарат «Земля — Луна» с электроракетными двигателями 66 32. Состояние работ по проекту «Колумб» на середину 1987 г. . .70 33. Значение возобновления полетов ракет-носителей «Ариан» . . 72 34. Пуски ракет-носителей «Ариан» 75 35. Трехступенчатая японская ракета Н-1 76 36. Разработка МВКА у 76 37. Оценка запуска сверхмощной ракеты-носителя «Энергия» . . 82 38. Перспективы иностранного фрахтования ракеты-носителя «Протон» /. . 84 НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 39. Экспериментальные исследования на борту орбитальной ступени МВКА в первом возобновленном полете 86 40. Планета Плутон имеет полярные шапки из льда и разреженную атмосферу 87 41. Алмазы в составе метеоритов 88 42. Изучение сверхновой звезды 89 43. Радиотелескопы в Австралии 90 Технический редактор Л. В. Кутакова Сдано в набор 11.03.88 г. Подписано в печать 04.04.88 г. Формат бумаги 60X907i6. Бумага типографская № 2 Литературная гарнитура. Высокая печать Усл. печ. л. 5,75. Усл. кр.-отт. 5,875. Уч.-изд. л. 6,256. Тир. 425 экз. Зак. ЗЗЗД Адрес редакции: 125219, Москва, А-219, ул. Усиевича, 20а. Тел. 155-42-67 Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ, 140010, Люберцы, 10, Московской обл., Октябрьский просп., 403 © ВИНИТИ, 1988