/
Автор: Сагдеев Р.З.
Теги: астрономия космос космонавтика космология космические исследования космические полеты реферативный сборник
Год: 1990
Похожие
Текст
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК CCCF
ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ)
Для служебного пользования
Экз. №
ЗАРУБЕЖНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
РЕФЕРАТИВНЫЙ СБОРНИК
Издается 1 раз в месяц
МОСКВА 1990
ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
информационных изданий по астрономии, геодезии,
исследованиям космического пространства и Земли и» космоса
Главный редактор: акад. Р. 3. САГДЕЕВ
Члены редакционной коллегии:
проф. Т. Л. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков,
акад. Л. А. Боярчук, чл.-корр. АН €ССР Ю. Д. Буланже,
к. т. н. В. Д. Власов, проф. В. Г. Горбацкий,
д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, проф. Я. Л. Зиман,
акад. К. Я. Кондратьев, к. ф.-м. к. Э. В. Кононович,
д. ф.-м. н. Л. П. Кропоткин, проф. М. Я. Маров, проф. А. Г. Масевич,
к. т. н. Я. Я. Медведев, д. ф.-м. н. Д, И. Нагирнер, проф. Ю. М. Нейман,
проф. И. Д. Новиков, проф. Л. Я. Пеллинен, проф. В. В. Подобед,
к. х. к. Л. Д. Ревина, к. ф.-м. н» Я. Я. Самусь, проф. Я. Л. Сарыче в,
Л. Я. Седякина (ученый секретарь редколлегии)
д. ф.-м. н. В. И. Слыш, акад. В. В. Соболев,
д. ф.-м. н. Л. В. Тутуков, к. ф.-м. н. В. Г. Шамаев,
д. ф.-м. я. В. В. Шевченко, к. ф.-м. rt. /С. 5. Шингарева,
к. ф.-м. н. Я. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора)
Научный редактор — к. т. н. Б. И. Ермишкин
© ВИНИТИ, 1990
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Международное сотрудничество в космических
исследован иях
В статье Эрика Лернера (редактор отдела электроники
журнала ^Aerospace America") рассматриваются состояние
и перспективы сотрудничества между СССР и США в
областях ракетно-космической техники и космических
исследований.
Разработка советской ракеты-носителя (РН) "Энергия"
показала большое превосходство Советскогб Союза над США
в одноразовых РН-СССР располагает семейством РН
("рабочих лошадок"), подобных РН "Протон", которые позволяют
выполнять разнообразные задачи. Советская орбитальная
станция (ОС) "Мир" длительное время эксплуатируется
экипажами космонавтов, а американская ОС "Свобода", хотя
и более сложной конструкции остается пока только
возможным проектом следующего десятилетия.
Советская автоматическая межпланетная станция (АМС)
"Фобос" для исследований Марса и его спутника Фобоса
вышли из строя из-за отказа электронной аппаратуры. США
в 1989 г. намечали запустить (и запустили) две АМС
Таллилей" и "Магеллан", которые, как можно ожидать по
прошлому опыту, совершав успешные полеты. Из-за отсут*-
ствия в США РН необходимой грузоподъемности полет АМС
"Галилей" к Юпитеру продлится семь лет в связи с
необходимостью совершать сложные гравитационные маневры,
связанные с пролетом вблизи Земли. Однако АМС Таллилей*
обладает достаточно высокой надежностью, чтобы обеспечить
успех проекта после достижения Юпитера.
Советский Союз показал способность изготавливать
надежные РН разнообразного назначения, а США - возможность
3
создания надежных и очень сложных автоматических КА.
СССР не хватает технологий для осуществления
честолюбивых космических программ, а США испытывают финансовые
трудности. При таких условиях США могут много выиграть,
ecntf станут сотрудничать с Советским Союзом при
осуществлении космических программ. СССР стремится расширить
сотрудничество с западными странами, а американским
ученым сотрудничество с СССР может помочь ускорить
запуски американских КА и облегчить подготовку к
осуществлению сложных проектов в предстоящих десятилетиях.
Сотрудничество между США и СССР уже началось
(таблица): широко осуществляется обмен научными данными; США
дали согласие на разработку аппаратуры для:* передачи
информации с шаров-зондов, которые будут запущены Советским
Союзом в 1994 г. для исследований атмосферы Марса; СССР
принял предложение США о размещении на борту ИСЗ
'Метеор* американского прибора для картографирования
озонового слоя Земли. Однако на пути дальнейшего расширения
советское американского сотрудничества имеется ряд
затруднений: США проявляют беспокойство в связи с необходимостью
передачи СССР своих передовых технологий и возможностью
попасть в зависимость от СССР, а также в связи с
неопределенностью перспектив советско-американских политических
отношений.
В предстоящие два года администрации президента Буша
предстоит принятие критических решений о сотрудничестве с
СССР по космическим исследованиям. В случае расширения
сотрудничества облегчится переходный процесс к обновлению
флота американских РН, а при сокращении
советско-американских связей расширится сотрудничество СССР со
странами Западной Европы и Японии, что может привести к
изоляции США. Решением этого трудного вопроса, которое может
удовлетворить и сторонников и противников советско^амери-
канского сотрудничества в космосе, является расширение
многостороннего международного сотрудничества с участием
всех государств, заинтересованных в космических
исследованиях. Существующее советско-aMepHKaHCKoev сотрудничество
базируется на соглашениях, заключенных в апреле 1987 г.
и во время поездки президента Рейгана в СССР в мае
1988 г. На этой основе созданы совместные группы ученых
для исследований Солнечной системы, в астрономии и
астрофизике, в науках о Земле, физике солнечно-земных связей и в
4
Направление сотрудничества между США и СССР при выполнении
^текущих программ космических исследований
Наименование объектов
исследований и космических
проектов
Содержание
Проекты "Фобос*, 'Веста' и
'Марс Обсервер'
Проекты полета на Марс
Астрономия и физика
Солнца
ел
Координация проектов и обмен научной
информацией, полученной при проведении полетов
Использование сети наземных станций DSN для
слеженияеза полетом АМС 'Фобос' и спускаемого
аппарата 'Веста' с последующим обменом научной
информацией
Приглашение по взаимному согласию
специалистов другой стороны для обсуждения различных
вопросов
Совместные исследования по выбору наиболее
целесообразных районов посадки на поверхности
Марса
Обмен информацией и координация исследований
по вспышкам гамма-излучения
Координация наблюдений, проводимых при
осуществлении проектов по физике солнечно-земных
связей, и обмен полученной научной информацией
Наименование объектов
исследований и космических
проектов
Содержание
Охрана окружающей среды
Космическая биология и
медицина
Исследования планет и
космических излучений
Координация исследований по изучению глобаль**
ных изменений природной среды
Сотрудничество при запусках биологических ИСЗ
серии 'Космос*
Обмен медико-биологическими данными при
пилотируемых полетах, включая данные по
изменению метаболизма (в Том числе и данные наземных
исследований)
Изучение возможности совместных
фундаментальных и прикладных исследований, проводимых в
наземных лабораториях и на борту космических аппа-*
ратов (включая вопросы экзобиологии)
Подготовка к публикации и выпуск расширенного
совместного издания 'Фундаментальные основы
космической биологии и медицины*
Обмен научной информацией: по характеристикам
поверхности Венеры; по космической пыли, метеор-
Ритам; по космическим электромагнитным
излучениям радиодиапазона, гамма-излучениям и
рентгеновским излучением, в диапазоне субмиллиметровых волн
космической биологии. Этими группами ученых разработаны
конкретные планы для осуществления совместных проектов.
Первое совете ко-америка некое соглашение определило
16 направлений сотрудничества в таких вопросах, как обмен
данными по исследованиям Венеры, по гамма-астрономии и
космической биологии. Соглашение, подписанное во время
московской встречи на высшем уровне, дополнило первое
еще двумя направлениями сотрудничества: 1) правом
размещения научных приборов одной стороны на борту КА другой
стороны; 2) обменом деталькой информацией о результатах
исследований при осуществлении перспективных космических
проектов.
Расширение сотрудничества в соответствии с
достигнутыми соглашениями происходило быстро. Уже на ИСЗ "Коо-
мос-1987", предназначенного для проведения биологических
исследований, удалось выполнить 27 американских
экспериментов. Американские ученые примут также участие в
проведении исследований с помощью советских биологических
ИСЗ, запуски которых намечены на 1989 и 1991 гг. Уа
борту советского ИСЗ "Метеор-З*, запуск которого
состоится в 1990 г.* будет установлен американский спектрометр
TOMS ДО* картографирования озонового слоя Земли. С
помощью такого спектрометра, находящегося на борту
американского метеорологического ИСЗ *Нимбус-7*\ была
обнаружена озоновая дыра над Антарктикой. Однако срок
службы ИСЗ "Нимбус-?* истекает, а США иэ*-за финансовых
затруднений и нехватки РН не могут своевременно вывести пё
орбиту новый ИСЗ подобного типа.
Ученые США и Советского Союза обсуждают возможность
установки американских приборов на борту советских
перспективных астрономических ИСЗ, например, прибора доя
картографирования небесной сферы в субмиллиметровом
диапазоне, с помощью которого могут быть решены некоторые
космологические загадки. Сотрудничество Между СССР и
США уже осуществлялось при полете советских AM С
"Фобос": американская сеть наземных станций для слежения «за
глубоким космосом (DSN) оказывала помощь в
обеспечение полета АМС: более десятка американских ученых
принимали участие в анализе данных^ полученных от АМС, Ведется
совместная работа по выбору мест посадки на поверхности
Марса для перспективных космических кораблей.
Обсуждается возможность сотрудничества при осуществлений совет-
ского проекта запуска в 1994 г. в атмосферу Марса шаров-
зондов, которые должны дрейфовать над поверхностью Марса.
Американскую AM С "Марс Обсервер", которая будет
выведена на околомарсианскую орбиту в 1992 г., можно будет
использовать для ретрансляции на Землю данных от
шаров-зондов.
Среди американских ученых идут дебаты относительно
сотрудничества между США и СССР для осуществления
пилотируемых полетов на Марс. Например, Джеймс Ван-Аллен
считает, что исследования Марса целесообразно продолжать
с помощью значительно более дешевых автоматических КА,
а Карл Саган (президент Планетного общества США),
соглашаясь с Ван-Алленом в вопросе об экономической
неэффективности пилотируемых полетов, призывает к проведению
совместных пилотируемых полетов в качестве средства для
укрепления советско-американской дружбы и мира на Земле»
Создание в США МВКА "Спейс Шаттл * и разработка
проекта ООКС 'Свобода* являются фактически шагами по
подготовке к пилотируемым полетам на Марс. В случае
одобрения проектов пилотируемых полетов на Марс, ООКС станет
базой для сборки и испытаний КК, отправляющихся в полет
к Марсу. Получат поддержку общественности и проекты
разработки носителей большой грузоподъемности.
Длительное время в США изучаются четыре крупных
проекта с использованием автоматических КА: 1)
исследований Марса с помощью марсоходов и устройств для доставки
образцов марсианских пород на Землю; 2) вывода аппарата
на полярную окололунную орбиту; 3) запуска зонда для
исследований Солнца; 4) вывода аппарата на орбиту вокруг
Меркурия. Как заявил Дженнифер Клэпп (заведующий
отделом НАС А по вопросам международной космической политики),
ежемесячно десятки американских ученых отправляются в
Москву и возвращаются оттуда. Однако масштабы советско-
американских связей невелики по сравнению с масштабами
советско-западноевропейского сотрудничества.
Одной из проблем, затрудняющих сотрудничество между
США и СССР, являются ограничения, накладываемые
министерством обороны (МО) США на передачу передовых
технологий Советскому Союзу. Вносит неопределенность и
перспективы политических отношений между США и СССР.
Многие представители американской администрации неохотно
вдут на расширение сотрудничества с СССР. Например, в США
8
существует запрет на запуски полезных нагрузок (ПН)
коммерческого и научного назначения советскими РН. Некоторые
специалисты, ссылаясь на неудачное завершение полета со-
ветсткой АМС "Фобос", считают советскую технику
ненадежной.
Наиболее горячим сторонником советско-американского
сотрудничества при осуществлении проектов полета на Марс
является Планетное общество США. Один из противников
такого сотрудничества - Майкл Мичо (Michaud), который
возглавляет отдел передовых технологий в Госдепартаменте
США. Мичо предлагает в качестве альтернативы расширить
долгосрочное сотрудничество со странами Западной Европы и
Японией. Джон Логсдон (директор института космической
политики при университете Джорджа Вашингтона) утверждает,
что страны Западной Европы не согласятся на
сотрудничество с США, при котором исключалось бы. участие Советского
Союза.
На встрече специалистов США, Канады и Западной Европы,
которая состоялась в декабре 1988 г. под руководством
Института космической политики (SPI) и Планетного
общества, была поддержана идея многостороннего
сотрудничества при проведении космических исследований. Было достигнуто
общее согласие о необходимости создать рабочую группу по
исследованиям Солнечной системы, в состав которой входили
бы представители США, Советского Союза, европейских
государств и Японии. Как заявил Луис Фридман (член
Планетного общества), в случае исключения СССР из работ по
пилотируемым полетам на Марс осуществление проекта
задержится на пять лет.
Б.И.Ермишкин
"Aerospace America", 1989, 27, J* 6, 32-34, 36, 38-
39, 43
2. Программа ООКС в общем объеме работ НДЭД
в 199O Аин. г.
Обсуждение в апреле-мае 1989 г. в конгрессе США
бюджета НАСА на 1990 фин. г. и предлагаемого крупного
сокращения ассигнований до 1,3 млрд. долл. в значительной
мере за счет программы ООКС вызвало ряд публикаций с
оценкой возможны^ последствий принятия такого решения. Предло-
2-1 9
женный администрацией США бюджет НАСА в объеме
13.3 млрд долл. составит 1,14% общего федерального
бюджета. На 1988 фин. г. были выделены 9 млрд, долл., а на
1989 фин. г. - 10,9 млрд долл. Такой рост ассигнований
связывают с осознанием Белым домом и конгрессом после
катастрофы МВКА с орбитальной ступенью "Челленджер"
того факта, что национальная космическая программа
является важной для роли страны в мире и они не могут позволить
стране уйти с ведущего места в мире. Бюджетное управление
конгресса в мае 1989 г. при прогнозировании деятельности
НАСА в 1990 г. и в последующие годы указывало, что
национальная космическая программа, определяющая
значение страны в мире, зависит от бюджета, который должен
возрасти до 14,4 млрд долл. в 1993 фин. г. и до
16.4 млрд долл. курса 1988 г. в 20О0 фин. г.
Национальная космическая программа включает создание ООКС, однако
в ближайшей перспективе не предусматривает посылки
пилотируемой экспедиции на Марс или на Луну, поскольку
проведение таких программ потребовало бы роста бюджета в 3
раза в 2000 г., т.е. до 30 млрд долл.
В предложенном бюджете НАСА ассигнования
предусмотрены на следующие программы:
- 9 полетов МВКА с общей стоимостью 2,6 млрд долл.,
в т.ч. вывод КА 'Галилей*, вывод космического телескопа,
вывод обсерватории у -излучений и вывод 2 объектов МО
США;
- ООКС стоимостью 2,01 млрд долл;
- исследований Солнечной системы CRAF и "Кассини".
В беседе с астронавтами, находившимися на борту
орбитальной ступени "Дискавери", в марте 1989 г. президент
Дж.Буш подтвердил свою поддержку программы ООКС.
Программа CRAF предусматривает пролет К А около
астероида Бамберга через 3 года после старта с Земли и
встречу с кометой Копффа в 2000 г. Наблюдение за
кометой с КА будет осуществляться по меньшей мере в течение
3 лет. Через 1 год после встречи с КА к поверхности ядра
кометы будет направлен зонд для определения его состава и
температуры. По программе "Кассини* через ~ 1 год после
вывода в 1996 г. на пути к Сатурну КА пролетит мимо
астероида Майа. Достигнув через 6 лет орбиты Сатурна К А
в течение 4 лет будет вести наблюдения за планетой и ее
спутниками. Через несколько месяцев после выхода на орбиту
10
Сатурна к поверхности Титана будет направлен зонд
конструкции фирмы Marconi,
В январе 1989 г, национальный научно-исследовательский
совет рекомендовал администрации США определить
долгосрочные цели национальной космической программы, которые
могут включать пилотируемые исследования Луны и Марса.
Поскольку принципиальные вопросы разработки ООКС скоро
будут решены, то долгосрочные цели должны быть
поставлены как можно скорее с тем, чтобы их можно было учесть
при проектировании ООКС и избежать дорогостоящих
переделок и модификаций. Также в январе 1989 г. было
объявлено руководством НАСА, что полярная платформа, вывод
которой по программе ООКС планировался на 1995 г., не
будет выведена по меньшей мере до конца 1996 г. Это
связано с временем, необходимым для решения проблем
многочисленного и сложного приборного оборудования
платформы. Установка метеорологического оборудования от NOAA
не предусматривается. Финансирование разработки
приборного оборудования начнется в 1991 фин. г. Вывод
платформы будет осуществлен с помощью ракеты-«осигеля (РН)
Титан-4".
Один из ведущих разработчиков космического телескопа
в мае 1989 г, отмечал, что для всех 3 крупнейших программ
НАСА в его истории - "Аполлон*, МВКА и ООКС,
характерно их возникновение вне зависимости от научных
потребностей. Все они направлены на повышение национального
престижа и достижение политических целей, но не на
развитие отрасли техники. При высокой стоимости программы
^ 30 млрд долл. в случае возникновения осложнений с
решением технических проблем возможны финансовые
затруднения в условиях напряженного федерального бюджета. Это
будет вызывать задержки в разработке ООКС. Кроме того,
задержки могут быть вызваны несовершенством МВКА как
транспортной космической* системы для доставки элементов
ООКС на орбиту* Для астрономических исследований ООКС
считается малопригодной.
На последствия ограничений в .финансировании обратил
внимание также И.О.,руководителя НАСА Д.Майерс (D.Myers).
По его мнению, если ассигнования на ООКС будут
сокращены до 1,65 млрд долл. в 1990 фин. г. и до
2,38 млрд долл. в 1991 фин. г., то ввод ООКС в
эксплуатацию задержится на 1 год. Программа ООКС уже отстала
2-2 11
от первоначального плана на ~ 2 года иэ-оа органичений в
финансировании в предыдущие годы. Предлагаемые
сокращения ассигнований могут вынудить руководство задержать или
исключить разработку некоторых элементов, напр, исключить
из проекта открытую консоль с электронным оборудованием
для стабилизации ООКС при сборке, отказаться от
комплексных аттестационных испытаний элементов конструкции,
отложить на 1 год разработку летного телеуправлеяемого
роботизированного поста обслуживания, отложить разработку
устройств крепления внешних полезных нагрузок и перенести
сроки изготовления полярной платформы. Перенос работ на более
поздние сроки будет вести к повышению стоимости
эксплуатации и потенциально дорогим изменениям в конструкции.
Прекращение работ по солнечно-термодинамической
энергетической установке и по системе орбитального обслуживания
ИСЗ также повысит стоимость проектов и усложнит
встраивание этих элементов в конструкцию ООКС, спроектированную
без учета ее развития. Сокращение расходов на координацию
работ по компоновочным схемам повысит; риск появления
ошибочных решений и поставит под сомнение возможность
реализации программы.
В мае 1989 г. изучалась возможность упрощения конструк
ции ООКС, в т.ч. с использованием только одного
герметизированного лабораторного модуля. Второй жилой модуль
предполагается изготовить позже, когда появятся необходимые
для этого средства. Для доставки на орбиту таких модулей
планируется использование МВКА с повышенной
грузоподъемностью за счет пристыковки перспективных бустерных РДТТ
ASRM.. Ожидается повьгление грузоподъемности на 5,44-
6,35 т. Однако планирование сложной последовательности
вывода элементов ООКС в расчете на использование новых
непроверенных бустерных РДТТ создает риск выхода из плана-
графика сборки ООКС.
Тем не менее, еще в апреле 1989 г. НАСА выбрало
группу фирм Lockheed-Aerojet для разработки и производства
перспективного бустерного РДТТ для МВКА. Первый контракт
объемом ~ 1 млрд долл. предусматривает разработку,
проектирование, испытания, аттестацию и поставку 6 комплектов
РДТТ для использования на МВКА. Фирмы предложили РДТТ
длиной 37,8 м и диаметром 3,81 м, состоящий из 3 секций.
Масса заряда твердого топлива увеличена на 90,7 т по срав-
12
нению с эксплуатируемым доработанным РДТТ фирмы Мог-
ton~Thiokol.
Фирма Aerojet как изготовитель РДТТ намерена начать
производство в 1993 г. и поставлять по 32 РДТТ в год. В
производстве будет использоваться высокоавтоматизированный
непрерывный процесс смешения компонентов, который позволит
получать топливо и заливать его в стальные секции
корпуса за одну операцию. Этот процесс позволяет также
осуществлять непрерывный контроль качества подготовки топливной
массы в процессе производства. По заявлению руководства
фирмы Aerojet непрерывный процесс является более
безопасным и эффективным, чем при использовании периодических
смесителей на предприятии, фирмы Morton-Thiokol. Форма
внутреннего канала заряда твердого топлива выбрана таким
образом, чтобы получить заданную суммарную тягу МВКА
при^ прохождении участка траектории с максимальными
аэродинамическими нагрузками без дросселирования основных
ЖРД. Секции корпуса будут поставляться фирмой Babcock and
Wilcox, Первый комплект перспективных бустерных РДТТ
должен быть поставлен в космический центр им. Кеннеди в
1994 г.
Как считал в марте 1989 г. директор Административного
и бюджетного управления (ОМВ), сокращение ассигнований
на ООКС будет иметь большое международное значение и
приведет к тому, что другие страны будут развивать свои
собственные проекты без участия США.
СССР через Главкосмос предложил использовать для въ$-
вода элементов ООКС РН типа "Энергия*, аргументируя это
тем, что экономически более выгодно применить эти РН,
чем разрабатывать новые транспортные космические системы
типа грузового МВКА или ALS. По мнению представителя
Главкосмоса В.Вирина западный мир недооценивает
предлагаемые СССР возможности по выводу объектов и
игнорирует тот факт, что СССР может захватить рынок
развивающихся стран мира за счет экономически выгодного выхода
в космос и предоставления возможностей для работы,в
космических условиях.
Кроме предоставления услуг по выводу больших и малых
ИСЗ СССР может поставлять дещевую приемную аппаратуру
для получения данных с ИСЗ дистанционного зондирования
"Pecypc-Ol", Некоторые получаемые ИК-изображения земной
поверхности доступны только с этого ИСЗ. Предлагаются
13
также баллистический спускаемый аппарат 'Фотон* для
проведения технологических экспериментов, аппаратура для
приема сигналов с ИСЗ навигационных систем GPS (США) и
GLONA5S (СССР) и т.п.
В.А.Карелин
"Aerospace America1', 1989, Г7, # 4, 10-12
"Aerospace Daily", 1989, 150, № 16,126-127; J* 28, 225;
№33,275
"Aviation Week and Space Technology", 1989, 130,» 22f
38-40
"Defense Daily", 1989, 162,3* 16, 125; № 52, 425; 163,
3* 19, 154; J* 41, 328-329
••Flight International", 1989, 13% № 4170, 14
"Satellite News", 1989, U, № 10, 4
"Sky and Telescope1 f, 1989, 77, Ш 5, 460
3. Создание в США Национального космического совета
Распоряжением президента Буша от 20 апреля 1989 г,
в США учреждается Национальный космический совет (NSC).
На совет NSC возлагаются следующие задачи: совет
должен оказывать помощь президенту и давать ему
рекомендации по вопросам политики и стратегии космических
исследований; анализировать космическую политику правительства
США; осуществлять руководство и координацию деятельности
правительственных организаций по вопросам национальной
космической политики; содействовать координации и
кооперации действий гражданского, военного и коммерческого
космических секторов и способствовать решению разногласий в
вопросах космической политики и связанных с нею вопросов.
Совет NSC не доЬкен нарушать существующих
организационных связей в правительственных организациях.
На председателя совета NSC возложена обязанность
быть главным советчиком президента США по вопросам
политики и стратегии осуществления национальной космической
программы. Председатель совета должен: устанавливать по
согласованию с членами совета порадок работы и повестку
дш совета; докладывать президенту о деятельности совета и
принятых им рекомендациях и сообщать членам совета о
решениях президента с учетом проводимой советом работы и
14
общих положений национальной космической политики США;
утверждать образование рабочих комиссий и групп
специалистов, состоящих из членов совета NSC и представителей
других организаций, в соответствии с тем, что он считает
необходимым и соответствующим для эффективного исполнения
функций совета.
Совет NSC ведет подготовку указаний по вопросам
осуществления национальной космической программы и следит за
их осуществлением. В соответствии с этим каждая
организация, представленная в совете, должна сообщать совету всю
необходимую информацию. Руководители правительственных
организаций должны добиваться того, чтобы деятельность
каждой из организаций соответствовала утвержденной политике и
стратегии осуществления национальной космической программы.
Консультативный совет при вице-президенте США SPA в
(Space Policy Advisory Board) должен действовать в
соответствии с актом о федеральном консультативном комитете.
Совет SPAB должен состоять из специалистов,
назначенных вице-президентом. Председатель совета назначаете^
вице-президентом из членов совета. Обязанности секретаря
совета SPA В исполняет секретарь совета NSC. Члены
совета SPAB не получают никаких дополнительных
вознаграждений за свою работу в составе совета за исключением
расходов, связанных с поездками по делам совета. Эти
расходы оплачиваются за счет совета N5G.
Б.И.Ермншки^
"Aerospace Daily"f 1989, 150; 1ft 16, 130-131
4. 25—летие сотрудничества стран Западной fcбронь*
в области космоса
Директор Европейского космического агентства (ЕКА)
проф. Реймар Люст в статье, опубликованной в журнале
MESA Bulletin" (1989 г., № 58), подводит итоги
25-летнего сотрудничества стран Западной Европы в области
космических исследований, за начало которого принято первое
заседание совета европейской космической организации
ESROt состоявшееся 23 марта 1964 г. Совместная работа
западноевропейских стран по освоению космоса
осуществлялась также с помощью организации по разработке
ракет-носителей (ELDO) и была продолжена агентством ЕКА,
созданным в 1975 г. + г
Как считает Реймар Люст, сотрудничество стран Западной
Европы в деле освоения космоса имело следующие
преимущества:
- Достигнуты небывалые достижения в области научных
исследований, примером которых может быть КА "Джотто"
для пролета вблизи кометы Галлея.
- Созданы спутниковые системы связи, образована
организация Eutelsat для сотрудничества в области
спутниковой связи и осуществляется надежная связь с морскими
судами с помощью системы связи организации Inmarsat,
которая арендует у ЕКА два ИСЗ серии "Мареке",
- Проводятся систематические наблюдения за Землей с
помощью западноевропейских метеорологических ИСЗ.
Агентством ЕКА разработаны и изготовлены четыре ИСЗ серии
"Метеосат", которые эксплуатируются Европейской
метеорологической организацией Eumetsat.
- Ведется подготовка к запуску ИСЗ для слежения за
процессами изменения окружающей среды на Земле, которые
помогут правительствам западноевропейских стран принимать
правильные решения по охране окружающей среды.
- Продемонстрированы успехи в области совместной
разработки передовых технологий. Примером этого
сотрудничества является разработка и изготовление 25 ИСЗ (14 научного и
11 прикладного назначения), большинство из которых
превысило расчетные сроки службы.
- Проводятся запуски РН серии "Ариан". В теяение
20 месяцев (конец 1987 г. - начало 1989 г.) проведены
успешные запуски 19 ИСЗ. Осуществляется продажа на
коммерческой основе РН серии "Ариан".
- Создан и в течение нескольких лет функционирует
общий западноевропейский рынок, по крайней мере в области
космической техники.
- Продемонстрирована не только возможность успешного
сотрудничества в области научного и прикладного
использования космоса и в разработке передовых технологий, но и
способность проведения общей политики, несмотря на
различия в национальных интересах. На заседании министров
западноевропейских стран, состоявшемся в Гааге, утвержден
долгосрочный план космических исследований (включая начало
21-го века). План обеспечивает использование космоса в
интересах всех народов Западной Европы и независимость
западноевропейских государств во всех областях космических
16
исследований, вплоть до возможности проведения
пилотируемых полетов, когда это станет необходимым или полезным.
Самостоятельность Западной Европы выражается в том,
что она становится равным партнером среди других
государств в расширяющемся международном сотрудничестве.
Примером такого сотрудничества является совместная
разработка обитаемой орбитальной космической станции (ООКС),
в которой наряду с США участвуют ЕКА, Канада и Япония.
ЕКА стремится расширить свое сотрудничество в особенности
с Советским Союзом и с другими космическими нациями.
ЕКА хочет оказать помощь развивающимся странам, особенно
в областях дистанционного зондирования Земли и
использования спутниковых систем связи для обучения населения.
ФРГ для укрепления своей самостоятельности в области
космоса создает частную Организацию космических
исследований PAR A (Deutsche Agentur fur Raumfahrtangelegenheiten),
финансирование которой будет осуществляться правительством.
Организация DARA, находящаяся в Бонне, должна оказывать
помощь министерству по науке и технике в руководстве
космической деятельностью и в работе Центра аэрокосмических
исследований GARE (German Aerospace Research Establishment)♦
Начальный бюджет организации DARA в размере около
1 млрд. долл. обеспечит возможность быстрого и более
эффективного финансирования крупных космических проектов.
Ведущая фирма ФРГ МВВ является крупнейшим разработчиком
космической техники по заказам агентства ЕКА, включая
лабораторию "Спейслэб*, платформу ЧЁврека* и лабораторный
модуль для ООКС,
Ученые ФРГ выражают беспокойство, что создание
организации DARA повлечет за собой расширение работ,
связанных с разработкой крупной космической техники, за счет
сокращения научных космических исследований. Канцлер ФРГ
Гельмут Коль на заседании по случаю 25-летия
сотрудничества стран Западной Европы в области космоса подчеркнул
важность фундаментальных космических исследований, а
также необходимость запуска западноевропейских
разведывательных ИСЗ для контроля за соблюдением соглашений об
Ограничении вооружений, независимо от США. Эта идея давно
вынашивается французским правительством, которое стремится
создать разведывательный ИСЗ на базе fJC3 для достанционного
зондирования Земли *Спот*. Создание организации DARA в
ФРГ и аналогичных организаций в Великобритании и Италик
. 3-1 17
может ослабить совместную деятельность западноевропейских
государств в рамках агентства ЕКА.
Б.И.Ермишкин
"ESA Bulletin", 1989, # 58, 17—22
"Science1*, 1989, 244, К 4905, 648
5. Роль Фирмы Arianespacc в коммерциализации космоса
По мнению английского обозревателя в июне 1989 г.
фирма Arianespace является признанным лидером
коммерциализации космоса. Описывая процесс становления фирмы и
прогресс ракетостроения по программе 'Ариан*, обозреватель
отмечает, что из 72 ИСЗ, на вывод которых уже подписаны
контракты, к июню 1989 г. выведены 36. При этом из 72
ИСЗ 44 являются собственностью 12 стран и Западной
Европы в целом, 8 - организаций Eutelsat и Arabsat, 12 -
международных организаций типа "Интелсат* и 8 - научно-
исследовательских организаций. 5 июня 1989 г. с помощью
ракеты-носителя (РН) "Ариан-44Ь'' были выведены ИСЗ
"Супербёрд-А" фирмы Space Communications (Япония) и DFS
"Коперник-1* федерального почтового ведомства ФРГ. Пуск
был запланирован на начало мая, а затем отложен до 25 мая
из-за нештатного функционирования третьей криогенной
ступени. ИСЗ "Супербёрд-А" был изготовлен фирмой Ford
Aerospace с использованием в качестве базовой конструкции ИСЗ
"Интелсат". Этот ИСЗ имеет массу ~ 2500 кг и размах
панелей солнечных батарей ~ 21 м. ИСЗ с 3-осной
стабилизацией оснащен 29 приемопередатчиками и рассчитан на
ресурс 10 лет.
При анализе мирового рынка коммерческих выводов ИСЗ
в ближайшей перспективе отмечается, что конкуренцию РН
"Ариан" могут доставить РН США и КНР. Значение РН
Японии считается несущественным. Так из 26 планирующихся к
выводу ИСЗ, которые' не вошли в число выводимых с помощью
РН "Ариан", 3 будут выведены с помощью РН "Великий noj-
ход" КНР, 10 - с помощью РН "Дельта" США, 6 - РН
"Титан" и 7 - РН "Атлас". Первый из этих коммерческих пусков
был осуществлен в конце мая 1989 г., когда РН "Дельта"
вывела ИСЗ Insat-lD (Индия). Летом 1989 г. на
коммерческом РН "Титан-3" были выведены РН "Скайнет-4А" (Ве-
18
ликобритания) и JCSat-2 (Япония). В соответствии с
опубликованным планом—графиком коммерческих пусков РН США
до 1992 г. фирма Martin Marietta будет осуществлять по
2-3 пуска в год РН 'Титан-3' коммерческого назначения,
фирма General Dynamics по ~ 5 пусков в год РН 'Атлас'
и фирма Me Donnell Douglas по несколько пусков в год РН
'Дельта'. В целом частота пусков РН США соизмерима с
планируемой фирмой Arianespace частотой пусков РН 'Ари-
ан' - 9 пусков в год. Тем не менее президент фирмы
Arianespace Ф.Д' Аллест озабочен появлением на рынке РН
КНР в связи с первоначально запрашиваемыми низкими
ценами - 20-25 млн. долл. за пуск. Правда, КНР уже
согласилась установить более реалистичные цены.
Независимый прогноз рынка» выполненный в 1937 г.,
показал, что в период 1988-2000 гг. потребуются
коммерческие пуски для вывода 212-275 ИСЗ, из которых 69%
будут связными, 13% - научно-исследовательскими и 18% -
метеорологическими или дистанционного зондирования Земли.
Из общего числа ИСЗ 32% будут западноевропейскими, 27% -
США, а остальные - международных организаций и других
собственников.
При планировании коммерческой деятельности на период
1992-1995 гг. учитывалось, что ~ 25% ИСЗ фирма
Arianespace не сможет принять для вывода по техническим или
политическим соображениям. Так ИСЗ типа платформы
свободного полета EURECA или К А типа 'Улисс' будут
выводиться на МВКА из-за операционной и конструктивной
совместимости с ним. Национальные ИСЗ КНР и Японии будут
выводиться с помощью национальных РН. По политическим
соображениям ряд ИСЗ, в т.ч. ИСЗ дистанционного зондирования
Земли 'Слот' и научно-исследовательские ИСЗ агентства ЕКА
в этот период вряд ли будут выводиться с помощью РН
'Ариан'. Остальные 75% ИСЗ считалось возможным рассмат**
ривать как потенциальные полезные нагрузки для РН 'Ариан'.
Наиболее конкурентоспособными РН США на мировом
рынке считаются РН 'Дельта-2' с ценой вывода 50 млн долл.,
РН 'Титан-3' с цейой вывода 90 ч млн долл. и РН 'Атлас'.
Их грузоподъемность наг переходную к геостационарной
орбите составляет 1,45-2,27 т, хотя разрабатываются модели
РН с грузоподъемностью 2,62-4,98 т. Коммерческие пуски
РН, разрабатываемых частными фирмами, не учитываются в
прогнозе рынка, поскольку по своим техническим возможнос-
19
тям РН "Конестога" фирмы Space Services и РН ILV
фирмы American Rocket могут быть использованы лишь для
вывода малых ИСЗ на низкую околоземную орбиту. Правда,
обе фирмы рассчитывают выводить большие ИСЗ на
геостационарную орбиту. Вызывают сомнения способности этих фирм
по разработке крупных РН для этих целей.
Конкурентоспособность РН "Ариан-4*\ которая будет
основной РН фирмы Arianespace в прогнозируемый период,
будет определяться в основном ценой пуска, универсальностью
и гибкостью применения в соответствии с изменяющимися
потребностями рынка коммерческих выводов ИСЗ. РН без
бустерных ступеней, с бустерными РДТТ, с бустерными
ступенями с ЖРД или с сочетанием бустерных РДТТ и
бустерных ступеней с ЖРД может удовлетворять требованиям по
грузоподъемности на переходную к геостационарной орбите
от 1,9 до 4,2 т. Для удержания своих позиций на рынке це-*
на пуска РН "Ариан-4" должна быть снижена на ^-^20%.
При этом снижение цены должно быть достигнуто без
ухудшения качества или надежности, поскольку два достаточно
близко следующих друг за другом Аварийных пуска могут
подорвать доверие клиентов. Расчеты показали возможность
достижения пониженной цены за счет изготрвления крупной
партии РН« В феврале 1989 г. фирма Arianespace
разместила по фирмам западноевропейской ракетно-космической
промышленности крупнейший заказ на изготовление и
поставку 50 РН "Ариан-4" на общую сумму ~3 млрд долл.
Головным подрядчиком по контракту является фирма Aerospatiale,
которая выполнит 20,4% общего объема работ. Фирма SEP
изготовит 346 ЖРД "Викинг" для первых и вторых ступеней
РН и 50 ЖРД НМ-7В для третьих ступеней. (21,1%
общего объема работ), фирма MATRA поставит 50
приборных отсеков (8,7%), фирма MBB-EFNO - 50 вторых
ступеней РН и 96 бустерных ступеней с ЖРД, фирма British
Aerospace - несущие конструкции для одновременного
вывода 2 ИСЗ (SPELDA) и т.д. В выполнении заказа также
участвуют фирмы SNIA-BPD (4,1%), Contraves (3,2%),
CASA (3%), Ferranti и т.д. Предполагается, что цена
пуска РН этой партии будет на уровне 60 млн долл. при
современной цене пуска '85 млн долл., когда в 8 партиях были
поставлены 21 РН.
Обозреватели напоминают, что финансирование
разработки РН гАриан-4" в основном осуществляли Франция (52,9%),
20
ФРГ (20,8%), Италия (7,75%), Великобритания (3,55) и
Бельгия (2,8%). Первая ступень РН, развивающая тягу
2,7 МН в течение 160-214 с, содержит топливные баки с
окислителем тетраксидом азота и горючим -
несимметричным диметилгидразином с добавкой гидразингидрата. В
двигательном отсеке, изготовляемом фирмой MAN (ФРГ)
монтируются 4 ЖРД "Викинг-5". Топливные баки
изготовляются фирмой С AS А (Испания). Бустерная ступень с ЖРД
"Викинг-4", разработанная фирмой MBB-ERNQ, в
заправленном состоянии имеет массу 43,5 т. бе ЖРД развивает тягу
0,665 МН в течение 135-143 с. Бустерный РДТТ фирмы
SNIA-BPD развивает тягу 0,625 МН в течение 34 с.
Вторая ступень с сухой массой 3,5 т и массой топлива 34 т
оснащена ЖРД ЛГВикинг~4", который имеет тягу 0,8 МН
и время работы 130 с* Третья ступень с сухой массой
1.6 т и массой топлива 10,7 т имеет ЖРД НМ-7В на
криогенном топливе с тягой 62,8 кН и временем работы
735 с. Отсек топливных баков с совмещенными днищами
изготовляется фирмой Air Liquide.
В долгосрочной перспективе фирма Arianespace
рассчитывает на использование РН "Ариан-5", маркетинг который
планируется начать в 1992 г, применительно к первому
коммерческому пуску в 1996 г., и РН "Ариан-6".
Грузоподъемность РН "Ариан-5" на переходную к геостационарной
орбите будет составлять 6,8 т. По контрактам CNES и ЕКА
фирма Aerospatiale ведет исследования принципиальных
схем РН "Ариан-6", которые должны обеспечить снижение
цены пуска при той же грузоподъемности, что и у РН *Ари-
ан-5". Один из предлагаемых вариантов содержит 2
бустерных ступени с ЖРД на криогенном топливе с запасом
топлива 2QO т в каждой. ЖРД каждой ступени развивает тягу
1.7 МН . Для достижения многоразовости использования бус-
терные ступени снабжены крыльями, что позволит
осуществлять их посадку. При старте будут работать только ЖРД
бустерных ступеней, образующих первую ступень РН* В
качестве второй ступени предлагается использовать первую
.ступень РН "Ариан-5". Проводимые исследования пока не
установили стоимость межполетного обслуживания бустерных
ступеней, от величины которой в значительной мере будет
зависеть вероятность реализации проекта.
Успех фирмы Arianespace в коммерциализации космоса
разделяет фирма Pyrospace, изделиями которой оснащаются
21
РН "Ариан*. Фирма, основанная в 1987 г. Aerospatiale,
SNPE и ОЕА (США), поставляет системы
самоликвидации ступеней РН, тормозные РДТТ ступеней, пиротехнические
устройства разделения ступеней, РДТТ ускорения второй и
третьей ступени после разделения, воспламенители бустерных
РДТТ и т.п.
Летом 1989 г. фирма Arianespace заключила свой самый
крупный контракт объемом 317 млн долл. на вывод 3 ИСЗ
"Интелсат-7", разрабатываемых и изготовляемых фирмой
For4 Aerospace (США). ИСЗ будут выведены с помощью РН
"Ариан-4" в 3 квартале 1992 г. (F-1), в 4 квартале
1993 г. (F-4) и во 2 квартале 1994 г. (F-5).
В.А.Карелин
"Aerospace Daily", 1989,149, # 34, 277
"Air et Cosmos", 1989,1* 1243, 57
"Aviation Week and Space Technologyfif 1989» 130,
tf 12, 131; № 24,67
"Defense Daily", 1989, 162,№ 15, 117; tf 32f 253-254;
163,№ 14, 113
"Flight International", 1989, 135, * «67, 44-46
"Flug Revue", 1989, № 7, 44
"Revue Aerospatiale", 1989, J* 57, 22-23; tt 60, 84-89
"Spaceflight", 1989, 3J,И 6,184
6. Первые шаги^в деятельности итальянскбго
космического агентства ASI
Вновь созданное Итальянское космическое агентство ASI
(Agenzia Spaziale Italiana) весной 1989 г. заключило
контракт стоимостью 100 млрд лир (73,5 млн долл.) на
разработку ИСЗ SAX для исследований в области рентгеновской
астрономии и на разработку РЛС SAR-X с
синтезированием апертуры. Запуск ИСЗ SAX намечен на 1993 г., а
полет РЛС SAR-X - на 1992 г. Агентство A5I будет
осуществлять руководство программами, созданными
Национальным исследовательским советом (CNB), а также работами
итальянских организаций, участвующих в программах
агентства ЕКА. Президент агентства ASI Лучиано Терриеро
разделяет озабоченность некоторых руководителей аэрокосмической
22
промышленности Италии тем,что выполнение итальянских
космических программ идет недостаточно энергично.
60 млрд лир (44,1 млн долл.) из вышеупомянутых средств
предназначается для разработки и изготовления (этапы С-С)
РЛС SAR-X, которая должна совершить полет на борту
американского МВКА "Спейс Шаттл" в начале 1992 г. РЛС
SAR-X предназначается для наблюдений и дистанционного
зондирования Земли в Х-диапаэоне радиоволн* Головным
разработчиком РЛС является фирма Selenia Spazio (Италия)
совместно с фирмой Dornier (ФРГ).
Оставшиеся 40 млрд лир (29,4 млн долл.)
предназначаются для первоначальной разработки в течение 6 месяцев ИСЗ
SAX, которая осуществляется под руководством фирмы Aeri-
talia (Италия). На окончательную разработку и
изготовление ИСЗ потребуется еще 340 млрд лир (250 млн долл.).
Запуск ИСЗ SAX, который ранее планировался с помощью
МВКА "Спейс Шаттл*, будет производится одноразовой РН.
Италия зарезервировала для этой цели американскую РН
"Атлас-Центавр*, однако до заключения соответствующего
контракта еще предстоят переговоры.
В группу итальянских астронавтов, которая была
отобрана в 70-х годах в качестве кандидатов для полетов
лаборатории "Спейслэб", включено еще 15 человек.
Окончательный отбор астронавтов намечалось ~ произвести в конце
1989 г.
Агентство A5I находится в процессе формирования
своего первоначального аппарата численностью 150 человек» иЪ
которых 80 человек должны быть постоянными сотрудниками,
а 70 - временными (на срок 5 лет). В течение нескольких
лет численность аппарата агентства возрастет до 300-500
человек.
Б.И.Ермишкин
41 Aviation Week and Space Technology9\ 1989, 130,
N 18f 97, 99
7. Бюджет ФРГ на 1990 г. на науку и космические
исследования
В июле 1989 г. правительство ФРГ опубликовало
бюджет на 1990 г. Ассигнования на науку увеличиваются на 5%
23
и составят 2,45 млрд ф. ст., но, как считает министр
исследований Хейнц Ризенхубер, эти средства недостаточны для
полного выполнения ФРГ своих обязательств по
международным космическим проектам. Ассигнования на космос
составят 460 млн^ф. ст. (18,7% от бюджета на науку), что на
14% больше, чем в 1989 г. Однако по запросу
министерства исследований на космос необходимо было выделить
600 млн^ф. ст.
Международные обязательства ФРГ определяются
решением агентства ЕКА, принятым в Гааге в 1987 г. Согласно
этому решению агентство ЕКА до 2000 г. должно
сосредоточить свои усилия на разработке орбитальной станции (ОС)
ЧКолумб", мини-МВКА * Гермес" и РН *Ариан-5\ Согласно
плану правитедьства ФРГ выделить агентству ЕКА
270 млн ф. ст. в 1990 г. и 290 млн^ф. ст. в 1991 г.
Как считает Ризенхубер, этих средств недостаточно для
выполнения финансовых обязательств ФРГ перед агентством
ЕКА.
Согласно бюджету ФРГ на 1990 г. предусмотрено
выделить 4,7 млн ф. ст. на подготовку к полету
западногерманского астронавта на борту советской орбитальной станции
"Салют". На исследования окружающей среды и ее
загрязнений направляется 330 млн ф. ст., включая средства на
новые программы по исследованию климата и полярных
районов с целью улучшения понимания процессов потепления
климата на Земле.
Недостаточный уровень финансирования космических
исследований в ФРГ может отрицательно сказаться на
программе разработки ИСЗ для передачи данных 5RS-2, запуск
которого намечался на 1996 г. ИСЗ ERS-2 должен будет
обеспечивать связь между наземными станциями и научными
платформами, которые предполагается вывести на
околоземные полярные орбиты! Из-за сокращения ассигнований могут
растянуться сроки разработки МВКА Термес* и ОС ^Колумб",
Как заявил на аэрокосмической конференции, состоявшейся,
в Бонне (ФРГ) в мае 1989 -г., 'директор космических
транспортных систем агентства ЕКА Фейстель-Бюхль, дальнейшие
сокращения ассигнований на программы "Колумб" и Тер-
мес* могут превратить их из программ разработки реальных
космических объектов в технологические программы.
В июле 1989 г. Ризенхубер (министр исследований ФРГ)
подписал соглашение с Ричардом Трули (.администратор НАСА,
24
США) о запуске в феврале 1992 г. орбитальной лаборатории
"Спейслэб D-2" на борту МВКА "Спейс Шаттл",
Б.И.Ермишкин
"Nature**, 1989, £40, № 6230, 179
"New Scientist", 1989, 122, J* 1673, 27
8, Загрязнение околоземного пространства ур
искусственного рроисхожде^ия
Бюллетень *fAerospace Daily** сообщил о выходе в свет
доклада Межведомственной группы по космосу, посвященного
проблеме загрязнения околоземного пространства объектами
искусственного происхождения. Наличие большого числа
обломков, основным источником которых являются части
разрушившихся последних ступеней ракет-носителей и
космических объектов, представляет большую опасность для
спутников, находящихся на низких околоземных орбитах. Как
утверждается в докладе, на околоземных орбитах до высоту
2000 км обращается примерно три миллиона килограммов
обломков искусственного происхождения.
В настоящее время радиолокаторами системы
Командования аэрокосмической обороны Северной Америки (NORAD)
осуществляется слежение более чем за 7000 объектов,
размер которых превышает 10 см. Общее ж© количество
частиц на орбитах, по мнению авторов доклада, составляет
3,5 млн. Перемещаясь со скоростью окало 10 км/с,
фрагмент величиной с человеческий ноготь имеет кинетическую
энергию, равную энергии шара для игры в кегли,
разогнанного до скорости НО км/ч. Если частица величиной не
более 0,01 см в диаметре вызывает лишь поверхностную
эрозию, утго частицы диаметром 0,1 см и более могут причк-*
нить серьезные повреждения КА.
Для решения проблемы ограничения числа обломков к
снижения вероятности их столкновения со спутниками, НАСА
одобрило комплекс мер, согласно которым при проектировании
космических аппаратов исключается возможность сброса ка~
ких-^либо элементов на высоте более 300 км. Агентство ЕКА
и Япония присоединились к этой политике.
Т.А.Антонова
"Aerosp. Daily**, 1989, 149, № 36, 294
4-1 25
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
9. НИОКР по программе СОИ
В конце мая 1989 г, .намечалось произвести запуск
исследовательской ракеты (ИР) "Ариес", чтобы в течение
8-ми минутного полета провести испытания ускорителя
нейтральных частиц (NPB). Этот эксперимент должен
определить работоспособность ускорителя NPB в космосе и
получить данные, необходимые для проведения значительно более
крупных экспериментов в космосе в середине 90-х годов.
Летный эксперимент с ускорителем NPB получил
наименование BEAR (Beam Abord Rocket),
Запуск ИР "Ариес" должен был состояться с ракетного
полигона "Уайт-Сандс (шт. Нью-Мексико). В процессе
полета ИР предусматривались следующие операции (время в
секундах с момента старта): 90 - нацеливание ускорителя
параллельно линиям магнитного поля Земли; 126 - включение
в работу ускорителя NPB (высота над поверхностью Земли
140 км): 170 -изменение направления потока частиц таким
образом, чтобы они двигались перпендикулярно силовым
линиям магнитного поля Земли; 185 - раскручивание корпуса ИР
для того, чтобы собрать данные о количестве заряженных
частиц в потоке нейтральных частиц (заряженные частицы
захватываются геомагнитным полем, а затем отражаются в
направлении корпуса ИР); 249 - достижение максимальной
высоты полета (204 км); 375 - выключение ускорителя (высота
135 км). Спуск ИР на поверхность Земли с помощью
парашютов, чтобы сохранить в целости ускоритель NPВ.
Предусматривалась импульсная работа ускорителя NPB с
частотой 5 импульсов/с. Ожидавшиеся дальности полета пучка
нейтральных частиц - от 200 м до 9,6 км. Основная задача
эксперимента BEAR - изучение процесса прохождения пучка
нейтральных частиц в околоземном космическом пространстве
и его взаимодействий с этим пространством.
Основными элементами конструкции ускорителя NPB
являются:
- Источник ионов, создающий поток положительно
заряженных ионов водорода, дейтерия или других атомов.
- Квадруполь радиочастотного диапазона (RFQ), который
формирует и начинает ускорять поток положительно заряженных
26
ионов. Квадруполь был изобретен советскими учеными в
60-х годах,
- Ускорительная секция для разгона частиц до заданного
уровня энергии.
- Магнитный телескоп для расширения и фокусировки
пучка положительно заряженных ионов.
- Нейтрализатор, который снимает положительные заряды
с частиц потока.
В ходе эксперимента BEAR намечалось
продемонстрировать работоспособность источника ионов и квадруполя RFQ..
Эксперимент BEAR проводился группой сотрудников. Лос-
Аламосской национальной лаборатории (численность 50
человек), возглавлявшейся Ричардом Бариком. Эксперимент
BEAR и два предстоящих наземных демонстрационных
испытания ускорителя NPB должны решитьщ в основном все
проблемы, связанные с созданием пучкового оружия. До
принятия на вооружение лучкового оружия необходимо
провести длительные испытание.в космосе ускорителей NPB по
программе "Пегас". Контракт на разработку
экспериментального ИСЗ-носителя пучкового оружия намечалось заключить
в 1989 г.
Министерство обороны (МО) США тратит сотни миллионов
долларов на НИОКР, связанные с наземными исследованиями
ускорителей NPR. Руководители НИОКР по пучковому
оружию в управлении SDIO, которое отвечает за программу
СОИ, считают, что это оружие может быть принято на
вооружение в конце этого века. Управление SDIO тратит около
110 млн долл. в год на проведение трех наземных программ
по разработке пучкового оружия: 1) установки CWDD (Conti-
nuos-Wave Deuterium Demonstration - демонстрационного
ускорителя ионов дейтерия с непрерывной волной); 2)
ускорителя GTA (Ground Test Accelerator - наземного
экспериментального ч ускорителя); 3) демонстрационной
системы энергопитания. Установка CWDD изготовлена в Аргонно-
кой национальной лаборатории (вблизи Чикаго).
Использование дейтерия вместо водорода позволяет увеличить энергию
пучка частиц и его убойную силу, В ускорителе GTA
используются ионы водорода.
Сборка ускорителя GTAf > производится в Лос-Аламосской
лаборатории. Ожидается, что в 1991 г. на этом ускорителе
будут достигнуты энергии порядка 24 МэВ, а в 1994 г, ~
максимальная «расчетная энергия 100 МэВ. Для питания ус-
4-2 27
корителей NPB необходимы энергоустановки мощностью в
десятки мегаватт. Как считают специалисты, для этой цели
могут быть использованы турбогенераторы с приводом от
двигателей на химическом топливе.
Эксперимент "Пегас" будет значительно отличаться от
ранее намечавшегося эксперимента по выводу в космос
ускорителя NPB, который требовал затрат в размере
600 млн* долл. Снижение затрат на эксперимент "Пегас"
будет достигнуто за счет сокращения числа ИСЗ, выводимых
в космос, и использования оборудования, созданного для
наземных испытаний. Управление SDIO утверждает, что
эксперимент "Пегас" будет соответствовать требованиям
договора об ограничении систем ПРО.
В августе 1989 г. фирма Me Donnell Douglas выиграла
контракт на проведение экспериментов LACE (Lower-power
Atmospheric Compensation Experiment) и RME (Relay Mirror
Experiment), предусмотренных программой СОИ. По
программе эксперимента LACE предусматривается вывод на орбиту
ИСЗ (с помощью РН "Дельта-2") с целью проведения
исследований по определению искажений, вносимых в лазерные лучи
при прохождении их через атмосферу Земли, и по
установлению максимальной степени искажений, которые могут быть
устранены коррекцией. В ходе эксперимента RME намечен
вывод на орбиту (с помощью РН "Дельта-2* ИСЗ
цилиндрической формы с отражающим зеркалом, направленным на
Землю. В течение 6-ти месячного пребывания ИСЗ на орбите
будет изучаться возможность захвата космическим зеркалом
излучений от наземного лазера и нацеливания этих излучений
на мишени.
В связи с очередным сокращением ассигнований на
программу СОИ по бюджету на 1990 фин. г., которое
предусматривается конгрессом США, производится пересмотр
плана НИОКР по перспективной системе ПРО. Предпочтение
отдается технологиям, которые могут дать результат в
ближайшем будущем. НИОКР по долгосрочным технологиям,
которые требуют больших затрат, будут, по-видимому,
приостановлены. К этим технологиям могут быть отнесены: лазе-
ры на свободных электронах (FEL<), эксперименты "Стар-
лэб" и NPB.t химические лазеры.
Б.И.Ермишкин
"Aviation Week and Space Technology", 1989, 130, № 19,
56-58
"Defense Daily", 1989, 162, № 18, 139; 163, № 27, 218;
№317.318
"Spacef light", 1989, 31, № 8, 254
10. Военные НИОКР и летные испытания
ВМС США намечали запросить у конгресса в 1990 фин.г.
17,5 млн долл. на строительство лабораторного полигона
MESA (Missile Engagement Simulation Arena),
предназначенного для испытаний ракет класса' воздух - воздух, с
помощью которых должны поражаться низколетящие
скоростные воздушные цели с малой радиолокационной заметностью.
Полигон MESA будет представлять собой закрытый &анеж
площадью 8300 м^, в котором Центр военно-морских
вооружений (Чайна-Лейк, шт. Калифорния) намечает определять
характеристики перспективных устройств самонаведения и
взрывателей ракет, предназначенных для поражения самолетов
и крылатых ракет. Проведение подобных испытаний в
закрытом помещении позволит избежать наблюдений со стороны
советских разведывательных ИСЗ и ускорить испытания
(благодаря независимости от метеорологических и климатических
условий).
Полигон MESA обеспечит возможность проведения
разнообразных испытаний: проверку работоспособности
компонентов ракет на ранних стадиях разработки; оценку
эффективности иностранных вооружений при поражении американских
самолетов и крылатых ракет; определение характеристик
устройств самонаведения и взрывателей при различных режимах
работы; проверку влияния искусственных помех на процессы
обнаружения целей с малой радиолокационной заметностыб;
полномасштабные испытания вооружений., Строительство
полигона должно быть завершено до января 1992 г.
В настоящее время ВМС располагают только одной
лабораторией ESL (Engagement Simulation Laboratory), которая
позволяет проводить испытания в закрытом помещении. Лабо-
29
ратория ESL введена в эксплуатацию в 1969 г. и
находится в г. Корона (шт. Калифорния). Эта лаборатория имеет
ограниченные возможности и уже перегружена, В перспективе
в Чайна-Лейк намечено построить Лабораторию перспективных
вооружений (AWL) с суммарной площадью помещений около
7600 м2.
ВВС США в конце марта 1989 г. заключили контракт
(стоимость около 55 млн. долл.) с фирмой Lockheed Missiles
and Space Co. (Саннивейл, шт. Калифорния) на
разработку. ШШ2йстваишш8ОАшК5^5а1е1Н1е On-board Attack Reporting
System), размещаемого на борту ИСЗ для определения
момента нападения на ИСЗ средств противника. ВВС надеются
с помощью устройств SOARS увеличить выживаемость ИСЗ
и наземных станций.
Летом 1989 г. намечалось завершить летные испытания
радиолокационного разведывательного комплекса J—STARS
(Joint Surveillance Target Attack Radar System), основным
компонентом которого является самолет Е-8 (создан на базе
самолета Боинг-707") с РЛ-разведывательной станцией на
борту. Антенна РЛС (изготовитель фирма Norden) длиной
7,3 м размещена на днище фюзеляжа. На борту самолета
Е-8 находятся также аппаратура связи и блок приборов
JTIDS (Joint Tactical Information Distribution System),
который изготовлен фирмой Singer Kearfott и предназначен
для распределения полученной информации наземным
пользователям через подвижные станции GSM (Ground Station
Modules), изготовленные фирмой Motorola.
Последний цикл летных испытаний комплекса J-STARS
проводился при базировании на военный аэродром в
Мельбурне, находящийся вблизи авиабазы Патрик. В испытаниях
участвовало два самолета. До июня 1989 г. быдо
проведено 46 испытательных полетов со смешанными
экипажами, в состав которых входили представители фирмы Grumman
(головной разработчик комплекса J-STARS), а также ВВС
и Армии США. Полеты проводились вдоль восточного
побережья шт. Флорида, что позволяло контролировать потоки
машин, двигавшихся по дорогам в районе испытаний. В процессе
испытаний осуществлялось также слежение за машинами
различных размеров на полигоне WFIR (Wedge Field Instrumented
Range), находящемся вблизи Орландо.
В завершающей стадии испытаний в апреле 1990 г.
намечалось провести демонстрационные полеты самолета Е-8 в
ЗО
Западной Европе. Решение об изготовлении партии самолетов
Е-8 (22 шт.) должно быть принято в октябре 1991 г.
На середину 1990 г. намечены два полета МВКА "Спейс
Шаттл" для проведения военных исследований. Эти полеты
будут .проводиться* с помощью военных экипажей. Полет
STS -38 с орбитальной ступенью (ОС) "Атлантис"
намечен на май 1990 г. Экипаж МВКА будет состоять из:
полковника Ричарда Ковея (командир корабля); командора
ВМС Фрэнка Калберстона (пилот); полковника ВМС Роберта
Спрингера, майора ВВС Карла Мида и капитана Армии
Чарльза Д'жемара ^инженеры-исследователи). В качестве инженеров-
исследователей при полете STS -39, намеченном на июль
1990 г., на борту МВКА будут находиться полковник ВВС
Гийон Блафорд, а также Ричард Хиб и Лейсн Вич, Остальные
семь членов экипажа намечалось назвать позже.
Б.И. Ермишкин
"Aerospace Daily", 1989, 149, № 35, 285; 150, № 12,97
«•Janes Defens Weekly", 1989, JU, № 24, 1242
"Spacefiight", 1989, 31, №7, 218
11. Запуски военных ИСЗ
14 июня 1989 г. РН " Тита 4-4" со станции ВВС США
на мысе Канаверал был запущен ИСЗ раннего оповещения о
запусках МБР серии DSP (Defense Support Program).
Спутниковая система DSP состоит из геостационарных ИСЗ»
оснащенных ИК-аппаратурой, которая обнаруживает МБР по
хвосту горячих выхлопных газов. Полагают, что система
DSP может следить также за полетом самолетов.
Грузоподъемность РН "Титан-4* при запусках с мыса
Канаверал составляет: а) на низкие орбиты - 17,69 т;
б) на геостационарную орбиту - 4,536 т. Эта РН может
также выводить ИСЗ на полярные орбиты при запусках с
авиабазы Ванденберг. Планируемая частота запусков РН
"Титан-4* составляет 6 запусков в год до 1993 г. и '9
запусков в год - после 1995 г. РН *Тктан-4\ с помощью
которой был произведен запуск ИСЗ DSPf начала собираться
на стартовом комплексе № 41 в мае 1988 г. Запуск
планировался на октябрь 1988 г., но из-за неисправностей
элементов конструкции РН и программного обеспечения
задержался на значительный срок. Наиболее серьезной проблемой были
31
сомнения специалистов в прочности обтекателя» под которым
был размещен ИСЗ.
14 февраля 1989 г. со стартового комплекса Mb 17А на
мысе Канаверал РН *Дельта-2у был запущен первый ИСЗ из
21 ИСЗ эксплуатационной серии спутниковой навигационной
системы "Навстар GPS*\
Катастрофа МВКА "Спейс* Шаттл" с орбитальной ступенью
"Челленджер" в 1986 г. вынудила министерство обороны
(МО) США срочно выделить 14 млрд долл^ *на закупку
2Q РН 'Дельта-г*, 11 усовершенствованных РН 'Атлас-
Центавр* и 13 дополнительных РН "Титан-4". РН "Дельта-2"
предназначаются для запусков ИСЗ серии "Навстар GPS*^ a
ранее для этой цели планировалось использовать МВКА
"Спейс ШаттлГ. РН |ГДельта-2/" является
усовершенствованным вариантом РН "Дельта-1*. которая была одной из
основных РН США (с 1960 по 1988 гг. включительно было
произведено 182 запуска РН "Дельта-!", из которых 170 были
успешными). РН' "Дельта-2'|Г (изготовитель фирма McDonnell
Douglas) стоит 43 млн йолл.
24 мая 1989 г, была произведена попытка запуска
второго ИСЗ "Навстар GPS" эксплуатационной серии. Через 1с
после воспламенения рулевых двигателей была подана
команда на прекращение пуска из-за неисправности основного
ЖРД РН "Дельта-г". Анализ показал, что запуск не
состоялся из-за того, что не произошло открытие клапана в системе
подачи жидкого кислорода. Как заявили специалисты фирмы
McDonell Douglas» за вбю историю РН 'Дельта" были три
случая прекращения запусков при нахождении РН на
стартовом столе.
Система *Навстар G PS*. Первый ИСЗ эксплуатационной
серии ('Блок-г") должен был подключиться к семи ИСЗ
экспериментальной серии, которые сохранили работоспособность
после истечения 45 буток, отведенных на проверку и
отладку бортовой аппаратуры. Запуски всех ИСЗ ЙГБлок-2лг
намечено провести в течение трех лет. Для создания
работоспособной системы "Навстар GPS" достаточно иметь на
орбите 18 ИСЗ "Блок-2" (стоимость одного ИСЗ 65 млн долл.).
Система в таком составе сможет обеспечить определение
трех координат пользователей с точностью 16 м. ИСЗ
"Блок-2" изготавливаются отделением Satellite Systems
фирмы Rockwell International. В соответствии с контрактом
(стоимость 1,2 млрд долл.) должно быть изготовлено 28
32
ИСЗ: а) эксплуатационных - 18; 6) резервных, хранящихся
на орбите, - 3; в) резервных, хранящихся на Земле, для
замены вышедших из строя ИСЗ - 7,
Морские суда могут определять две < необходимые
координаты (широту и долготу) по сигналам от трех ИСЗ
системы "Навстар вРБ^.Для получения данных о высоте
пользователя над поверхностью Земли необходим прием сигналов
от четвертого ИСЗ. Одноканальный терминал пользователя
позволяет уточнять координаты несколько раз в течение
минуты, многоканальный - несколько раз в секунду. Со
временем, когда в составе системы GPS будет находиться
24 ИСЗ, в зоне прямой видимости каждого пользователя,
находящегося в любой точке земного шара, будет находиться
не менее четырех ИСЗ. Запуски ИСЗ "Блок-2" должны
производиться РН "Дельта-г", за исключением двух ИСЗ,
которые будут выведены на орбиту с помощью МВКА "Спейс
Шаттл" (орбитальная ступень "Атлантис) в январе и августе
1991 г.
При эксплуатации системы *Навстар GPSf* с
экспериментальными ИСЗ ("Enon-lf) терминалы продавались
гражданским пользователям по цене 10 тыс. долл. В 1089 г. цены
упали до 3-5 тыс. долл. Терминалы общего назначения
Модели "Рейстар-920" (изготовитель фирма Raytheon) начали
продаваться в 1987 г. по цене 5995 долл. В настоящее
время продаются терминалы нескольких моделей: одноканаль-
ные 'Магеллан" и "Рейстар"; МХ-5400 (фирма Magnavox)
и "Тримбл" - двухканальные.
Б.Й.Ермйшкин
"Aviation Week and Space Technology, 1989, 130f
J* 23, 25
"Spaceflignt", 1989, 31, № 8, 256
"Space Today", 1989, 4^ 3, 8-9
12. Зщрускп в СССР новых ИСЗ военного назначения
и подрыв старых ИСЗ
По сообщению журнала "Air et Cosmos" 18 июля 1989 г.
в Советском Союзе с космодрома Байконур РН "Союз" бьтп
запущен ИСЗ "Космос-2О31"» который является ИСЗ
фотографической разведки шестого поколения. ИСЗ вышел на
орбиту высотой 250 х 350 км и наклонением 50,6 . ИСЗ
33
совершил четыре орбитальных маневра с целью уменьшения
высоты орбиты в перигее до 150 км, обеспечивающей
получение снимков с высокой разрешающей способностью. 24 июля
1989 г. с космодрома Плесецк был запущен ИСЗ "Космос-
2033*. предназначенный для ведения электронной разведки.
ИСЗ находится на орбите высотой 400 км и наклонением
65°.
28 июля 1989 г. была подана команда на подрыв ИСЗ
"Космоо-2030", который должен был проводить
стратегическую разведку. Этот ИСЗ был запущен РН "Союз" с
космодрома Плесецк 12 июля 1989 г. и вышел на орбиту
высотой 150 9i 350 км, которая не обеспечивала длительного
пребывания в космосе. ИСЗ относится к четвертому
поколению разведывательных ИСЗ с расчетной продолжительностью
пребывания на орбите 7-8 недель.
ИСЗ yKocM0o-i870* К масса 15 т), который был
выведен на орбиту 25 июля 1987 г., предназначался для ведения
радиолокационной разведки. В связи с окончанием расчетного
срока службы ИСЗ 29 июля 1989 г. была подана команда
на его подрыв. Следующий ИСЗ для. радиолокационной
разведки должен быть запущен во втором полугодии 1990 г.
Б.И.Ермишкин
"Air et Cosmos", 1989f 27» № 1247» 46
13. Спутниковая лазерная связь с подводными лодками
ВМС США ведут НИОКР по лазерной связи с подводными
лодками (SLC - Submarine Laser Communication)* В
соответствии с соглашением между ВМС и управлением DARPA,
которое руководит НИОКР в масштабах всего министерства
обороны (МО) США, ведется разработка газового лазера для
использования в связи SLC (срок окончания работ -
1992 г.). В качестве альтернативного варианта ВМС рас-
сматривакУг связь SLC на основе твердотельных лазеров.
Система SLC весьма привлекательна благодаря
способности лазерного излучения проникать вглубь океана (на
десятки, возможно, и сотни метров), а также в связи с
большой скоростью передачи информации. Существующие системы
или не могут пеоедавать больших объемов информации или
требуют всплытия лодок ближе к поверхности воды, нарушая
34
тем самым скрытность их плавания. На протяжении многих
лет НИСЖР велись в поисковом режиме (ВМС и DARPA
истратили на НИОКР не более 200 млн долл.). До
последнего времени ВМС направляли средства в основном на
разработку альтернативной системы связи "Такамо* (Takamo-Ta-
ke Charge and Move Out), в которой используются самолеты
Е-6А Термес*.
В последние несколько лет НИОКР по системам SLC
были приостановлены. В настоящее время интерес к системам
SLC вновь возрос а связи с проектом системы связи с
подводными лодками тактического назначения TALC
(Tactical Airborne Laser Communications), которые выдвигаются
вперед или обеспечивают непосредственную поддержку
действиям своих надводных военных кораблей*
В начале 80-х годов ВМС провели концептуальные
исследования системы SLC В настоящее время намечено
объявить конкурс на разработку эскизного проекта системы
по трем параллельным контрактам с выплатой по 2 млн долл.
в год каждрму из разработчиков. В результате этих работ
должны быть представлены: архитектура системы SLC;
технологическая оценка и выгода, которые могут б&пъ получены
от новых технологий; тактико-технические требования к
системе, охватывающие весь процесс создания системы (от
начала разработки до принятия на вооружение).
В начале 1989 г. между МВС и управлением DARPA
заключен меморандум взаимопонимания о проведении
предварительной разработки альтернативного варианта системы
SLCf базирующейся на технологии твердотельных лазеров.
В 1989-1991 фин. гг. на НИСЖР по газовым и
твердотельным лазерам выделено 56,3 млн. долл. НИСЖР должны
включать:
- проведение полевых демонстрационных испытаний
тактических и стратегических систем связи на основе газовых
лазеров;
- разработку и испытания экспериментальных образцов
передатчиков и приемников для обеспечения двусторонней
лазерной связи;
- оценку вероятности перехвата сообщений, передаваемых
с борта подлодки;
- исследования и оценки перспективных технологий
лазерных твердотельных передатчиков;
35
- исследования и демонстрационные испытания новых
узкополосных регулируемых оптических фильтров;
- демонстрационные испытания лазерной связи на борту
МВКА "Спейс Шаттл" (SLC STAR);
- независимую проверку эффективности существующих
экспериментальных систем связи SLC./TALG.
Ответственность за вышеперечисленные работы по
системам лазерной связи возложена на управление DARPA*
В соответствии с исследованиями ВМС в следующем \
столетии роль подводных лодок в качестве средства тактического
и стратегического назначения станет еще больше, чем в
настоящее время. Этот вывод подкрепляется двумя
соображениями:
1. Оснащение подводных лодок крылатными ракетами
большой дальности сделает расплывчатой границу между боевыми
операциями тактического и стратегического назначения.
Современные подлодки с ядерными энергоустановками (США и
Советского Союза) являются боевыми платформам и.
разнообразного назначения, способными участвовать как в
нанесении стратегических ядерных ударов, так и в качестве
средства противокорабельной борьбы.
2. Системы лазерной связи обеспечат цередачу команд
подводными лодками на нанесение ядерных ударов, не
нарушая скрытности их передвижения, что сделает подводные
лодки еще более выживаемым компонентом стратегических
ядерных сил.
Существующие береговые наземные станции (НС) для
передачи команд на борт подлодок легко могут быть выведены
из строя путем саботажа, нападения диверсионных групп или
в результате воздействия электромагнитных импульсов
(ЭМИ), возникающих при ядерных взрывах. Эти НС
рассматриваются как системы мирного времени, которые
перестанут функционировать в течение нескольких минут, в случае
нанесения внезапного ядерного удара. НС этого типа
работают в диапазоне очень низкой частоты (ELF), они
расположены в северной части шт. Мичиган и в шт. Висконсин.
Сигналы ELF-диапазона могут проникать на глубину до 100 м
и обеспечивают передачу только коротких несложных
команд. Самолеты системы "Такамо" используют VLF
-диапазон и позволяют передавать сигналы на глубину порядка
10 м. Система' "Такамо" надежно эксплуатируется
длительное время. Перспективная лазерная система, связи, работаю!-
36
щая в сине-зеленом диапазоне (длина волны 0,4-0,5 мкм),
сохранит оперативно-тактические преимущества системы
ELF -диапазона и обеспечит передачу на подлодки сложных
команд с высокой скоростью.
Исследование систем SLG, проводившиеся с середины
70-х годов, показали принципиальную возможность их
использования. Поглощение в воде лазерного излучения с длиной
волны 0,4-0,5 мкм на 60-80 дБ меньше, чем излучений с
другой длиной волны. Однако для практического внедрения
лазерных систем связи необходимы технологические прорывы
по некоторым направлениям радиоэлектронной аппаратуры.
Поисковые исследования по SLC финансировались
управлением DARPA через Центр военно-морских систем NOSC.
Их исполнителями были /научно-технический центр фирмы
Northrop и фирма Helionetix Laser Division. Почти
параллельно с этими исследованиями Ливерморская национальная
лаборатория им. Лоуренса (шт. Калифорния) вела НИОКР
по фильтрам высокой чувствительности под руководством
министерства энергетики и отдела военно-морских исследований
(ONR). В результате этих работ был создан фильтр QLORD
(Quantum-Limited Optical Resonance Detector) и
было определено, что наилучшим рабочим телом в оптическом
фильтре являются пары цезия.
НИОКР, проводившиеся фирмами Northrop и Heiionetics
предусматривали сопоставление трех лазеров и двух
фильтров, включая фильтр QLORD,. В результате было сделано
заключение, что наилучшим сочетанием является эксимер-
ный ХеС1 -лазер, излучение котопого сдвинуто в сине-зеленый
диапазон с помощью паров свинца, и фильтр QLORD (эк-
симерные лазеры .нормально работают в УФ-диапазоне).
Рабочая волна излучения при таком сочетании составляет
0,459 мкм. Ввод фильтра в систему связи SLC позволил
снизить требуемую мощность излучения лазера, что дало
возможность использовать существующие лазеры.
Предложение о вводе в состав системы SLC оптического
фильтра было сделано в процессе НИОКР, проводившихся *в
1976-1977 гг. группой специалистов под руководством
Лоуэлла Вуда. Эта группа определила, что идеальный
приемник системы SLC должен отвечать; следующим
требованиям:
- Иметь очень узкий рабочий диапазон, чтобы снизить
уровень помех от солнечного излучения.
37
- Обладать очень высокой чувствительностью, так как
поглощение сине-зеленого излучения в океанской воде
изменяется в зависимости от глубины почти по экспоненциальному
закону.
- Обеспечивать прием всех сигналов, идущих сверху, так
как лазерное излучение сильно рассеивается при прохождении
через атмосферу и толщину воды.
Специалисты Ливерморской лаборатории вели широкие
исследования переходов с атомным резонансом в парах калия,
рубидия и цезия, результатом которых было изобретение фильтра
QLORD. В настоящее время этот детектор именуется
Приемным модулем с оптическим фильтром на основе атомного
резонанса (ARFORM). Прибор ARFORM обеспечивает
отражение всех излучений с длиной волны отличающейся от
рабочей частоты приемника.
С 1981 г. было проведено несколько демонстрационных
испытаний системы SLC с помощью передатчиков,
установленных на борту самолетов, при практически любых
метеорологических условиях и состояниях поверхности океана. В
1986 г. была обеспечена передача команд на борт подлодки,
находившейся под ледяным полем.
Специалисты предлагают расширить НИСЖР по
использованию газовых лазеров другого типа, а также твердотельных
лазеров.
Б.И.Ермишкин
"Defense Electronicsfff 1989* 2jL J» 6, 82-lU, 86, 88,
90,92,94
14. Запуск двух ИСЗ серии DSCS—3
10 мая 1989 г. ЮТ стартового комплекса N° 40 на
мысе Канаверал РН "Титан-34 Dft были запущены два ИСЗ
серии DSCS -3 (Defense Satellite Coitfmunications System),
ВВС пыталось засекретить этот пуск, но безуспешно. Еще
год назад космическое управление ВВС объявило с
намерении произвести запуск ИСЗ DSCS-3, с конструкции которых
сообщается в открытой литературе. Перевод ИСЗ на
геостационарную орбиту производился ступенью "Транстейдж",
работающей на жидких компонентах топлива. После выхода на
геостационарную орбиту ИСЗ разделились, чтобы каждый мог
38
работать в качестве самостоятельного ИСЗ в составе военной
спутниковой системы (ВССС).
Основные характеристики ИСЗ: масса - 943 кг;
габариты корпуса прямоугольной формы - 2,7 х 1,93 х 1>9б м;
размах панелей солнечных батарей - 12,35м; мощность
солнечной системы электропитания в начальный момент
эксплуатации - 1240 Вт, а по истечении 10-летнего расчетного
срока службы - 980 Вт; емкость трех бортовых
никель-кадмиевых аккумуляторных батарей - 1O5 А-ч. ИСЗ имеет
3-осную систему ориентации и стабилизации. В системе
терморегулирования используются пассивные терм регулирующие
покрытия и электронагреватели. Основными элементами
конструкции ИСЗ являются:
G -канальный приемопередатчик, работающий в S
-диапазоне при ширине полосы 500 МГц. В каждом из каналов
используются самостоятельные усилители, обеспечивающие на
выходе мощности: в двух каналах - по 40 Вт; в четырех
каналах - по 10 Вт. Каналы имеют рабочую ширину полосы
в пределах от 50 до 85 МГц.
Три приемных и пять передающих антенн» которые
обеспечивают охват всего земного диска, отдельных крупных районов
и точечных пунктов. На борту ИСЗ установлено: четыре
рупора (два приемных и два передающих) для охвата всего
земного диска; приемная антенна с 61-управляемыми пучаш
диаграммы направленности; две передающие антенны с 19-уп-
равляемыми лучами диаграммы направленности каждая; по
одной приемной и передающей антенне UHF -диапазона.
Одноканальный приемопередатчик для обеспечения
засекреченной надежной связи со штабами высокого уровня. Он
работает SHF- и UHF -диапазонах с защитой от средств РЭБ
при связи в обоих направлениях. Цифровая обработка сигналов
и цифровой контроль частоты с помощью синтезаторов создают
необходимую гибкость процессов демодуляции и
совместимость с наземными станциями старой конструкции.
Пользователями приемопередатчика являются президент США,
национальное командование и командующие ядерных сил.
Система телеметрии, слежения и передачи команд, рабо-
тающая в двух диапазонах частот ($ и SHF),
обеспечивает быструю перестройку ВССС в различных условиях,
создаваемых средствами РЭБ противника. Связь в S
-диапазоне осуществляется через специальную антенну и
используется, главным образом, для контроля за состоянием борто-
39
вого оборудования ИСЗ, слежения и обеспечения дежурных
режимов работы через центр управления полетом ВВС (SCF),
находящийся в Саннивейле (шт. Калифорния).
Система ориентации и стабилизации f в состав которой
входят четыре инерциальных маховика, датчики направления на
Землю и Солнце и центральный цифровой процессор, на
начальном этапе эксплуатации работает автономно.
При разработке конструкции ИСЗ большое внимание
уделялось стойкости к средствам РЭБ противника.
Засекреченность связи обеспечивается благодаря использованию
фазированных антенных решеток (ФАР) и малой ширине
остронаправленных лучей диаграмма направленности. До вывода на орбиту
двух ИСЗ в мае 1989 г. в системе DSCS-3 находилось
еще три ИСЗ. В составе полностью развернутой ВССС должно
быть четыре эквидистантных геостационарных ИСЗ,
находящихся над Атлантическим, Индийским, Восточной и Западной
частями Тихого океанов, По состоянию на лето 1989 г.
система DSCS-3 имеет резервный ИСЗ, находящийся на
геостационарной орбите. На борту ИСЗ хранится 277 кг
топлива для маневров и удержания ИСЗ в расчетной точке орбиты
с помощью сопел (тяга одного сопла 0,47 кгс).
Б.И.Ермишкин
••Aviation Week and Space Technology", 1989, 130t
M 19,24
15. Спутниковые системы навигации "Навстар GPSM
(США) и Gtonass (СССР)
НИСЖР по спутниковым навигационным системам ВМС США
начали в 60-х годах. Первой (в 1964 г.) была введена в
эксплуатацию система "Транзит", которая обслуживала
военные корабли. Более сложной являлась система "Таймейшн"
(Timation). В это >ре время ВВС США начали НИСЖР по
программе 621 В, Целью которой была разработка системы,
обеспечивающей определение всех трех координат
пользователей. В 1973 г. министр обороны США дал указание
включить программу 621 В в НИОКР по системе "Навстар GPS"
руководство которыми осуществляет космическое управление
ВВС.
40
Согласно плану Комитета начальников штабов США,
опубликованному в 1973 г., обслуживание ряда военных
пользователей должно осуществляться одной спутниковой системой
навигации, обеспечивающей высокую точность определения
координат. В 1974 г. с отделением Satellite Sysmems
фирмы Rockwell International был .заключен первоначальный
контракт в сумме 24,8 млн долл. на проектирование,
изготовление, запуск и эксплуатацию трех экспериментальных ИСЗ
системы " Наветар GPS'\ Вскоре был заключен контракт на
изготовление еще двух ИСЗ для проведения летных испытаний.
В течение 11-ти месяцев 1978 г. были выведены на
орбиту четыре ИСЗ "Навстар GPS" создав "созвездие",
с помощью которого можно было проводить эксперименты по
навигации: военных пользователей. В 1979 г. с фирмой Rock
well был заключен контракт на изготовление двух
ИСЗ эксплуатационной серии, а НАСА дало фирме указание
внести в конструкцию МВКА "Спейс Шаттл*' изменения,
обеспечивающие использование МВКА системы "Навстар GPSM.
В 1980 г. были внесены изменения в проект системы с
целью сокращения затрат на ее развертывание. Число ИСЗ в
системе было сокращено с 21 до 18, срок ввода системы в
эксплуатации был перенесен на 1991 г., было предписано
увеличить радиационную стойкость конструкции ИСЗ
'"Навстар GPSff. Позднее в ^процессе летных испытаний было
выявлено, что сигналы от ИСЗ не проходят через плотный
лиственный покров, в особенности при высокой влажности воздуха,
а также не проходят на борт подлодок, находящихся в
погруженном положении.
В 1980 г. были выведены на орбиты ИСЗ "Навстар-5"
(заменил ИСЗ "Навстар-2) и "Навстар-6". Попытка запуска
ИСЗ "Навстар-7" (должен был заменить ИСЗ "Навстар-1"),
предпринятая в декабре 1981 г., закончилось неудачей из-за
аварии ракеты-носителя. Запуски последующих ИСЗ
проводились в следующие сроки: 1983 г. - "Навстар*-8"\' 1984 г. -
"Навстар-9 и 10"; 1985 г. - "Навстар-11 и 12'. ИСЗ
"Навстар-9 - II1" предназначались для замены вышедших
из строя ИСЗ» а "Навстарг-12" - для проверки изменений в
конструкции ИСЗ. Предполагалось, что все последующие ИСЗ,
начиная с "Навстар-IS1", должны были запускаться на борту
МВКА "Спейс Шаттл". Однако из-за катастрофы в 1986 г.
МВКА с орбитальной ступенью "Челленджер" запуски ИСЗ
одноразовыми 'РН продолжаются.
41
После завершения развертывания системы "Навстар GPSM,
которое намечено на 1991 г., в ее состав будут входить
18 ИСЗ (по 3 ИСЗ в каждой из шести орбитальных
плоскостей). Система предназначается для обслуживания всех
оборонительных систем трех видов вооруженных сил США; она будет
доступна и для военных пользователей стран-членов блока
НАТО. Предусматривается также использование системы
гражданскими пользователями: для управления воздушным
движением и движением наземного транспорта; для поиска и
спасения судов и самолетов, потерпевших аварию; при
картографировании и проведении космических операций.
Основными элементами системы "Навстар GPSM
являются: космический сегмент, включающий все ИСЗ; центр
управления полетом и наземные станции; терминалы пользователей.
ИСЗ находятся на орбитах высотой 20100 км (период
обращения 12 часов) с наклонением 55 . В трех орбитальных
плоскостях (в каждой второй плоскости) помимо трех
эксплуатационных ИСЗ имеется по одному резервному ИСЗ (для
замены вышедших из строя ИСЗ)# На начальном этапе
эксплуатации в системе "Наветар <3PSff использовались ИСЗ серии
"Блок-1" с расчетным сроком службы 5 лет. В 1989 г.
начались запуски ИСЗ серии *Блок-2г (стоимость 64 млн долл.),
расчетный срок службы которых увеличен до 7-10 лет
(табл. 1).. После полного завершения развертывания системы
(в 1991 г.) в ее составе останутся только ИСЗ серии
"Блок-2\
Центр управления полету Ц наземные станции (НС)
системы предназначаются для мониторинга ИСЗ, приема
телеметрической информации с борта ИСЗ и слежения за ними, для
передачи команд на борт ИСЗ и контроля за работой
бортовых систем. Функции центра управления полетом выполняет
Объединенный центр космических операций CSOC,
находящийся на станции ВВС Фалкон (шт* Колорадо). Пять НС для
мониторинга ИСЗ, находящиеся на территории центра CSOG,
о-ве Асунсьон, Гавайских о-вах, атолле Кваджалейн и о-ве
Диего-Гарсия, оснащены приемниками для слежения за ИСЗ,
атомными часами и ЭВМ (для преобразования поступающей
информации в форматы, удобные для передачи в центр
управления полетом). Наземные антенны (расположены на о-ве
Диего- Гарсия, о-ве Асуньсьон и атолле Кваджалейн)
предназначался для передачи команд и данных на борт ИСЗ и
приема телеметрической ^информации о состоянии бортовых
42
Таблица 1
Основные характеристики ИСЗ серий "Блок-! и 2"
Наименование
Величина
"Блок-1 ?
"Блок-2'
Масса в момент старта, кг
Масса на орбите» кг
871
525
Расчетный срок
лет
службы,
1670
845
7,5
РН, используемая для
запуска
Верхняя ступень РН
"Атлас E/Fff MBKA 'Спейс
Шаттл "/"Д ель-
та~2*
SGS-2
РАМ- D-2/
РАМ- D
систем (для последующей ретрансляции в центр
управления полетом).
Терминалы пользователей оснащаются приемником одного
из трех типов (малой, средней и большой мощности), в
зависимости от задач, решаемых пользователем» Терминал
производит прием и обработку сигналов от четырех ИСЗ,
получаемых или одновременно или последовательно.
Процессоры терминала выдают данные о времени, скорости
движения и координатах пользователя. Терминалы работают в
пассивном режиме, благодаря этому противник не может
определить их местоположение. Терминалы изготавливаются в
военной и гражданской модификациях. Военные пользователи
могут дешифрировать сигналы точного кода, излучаемые ИСЗ
"Навстар GPS", а гражданские - только сигналы грубого
кода (С/А). Точность определения координат военных
пользователей - 16 м, а гражданских - 25 м*
Как ожидают, наиболее массовыми станут терминалы
ранцевого типа, которые изготавливаются фирмами (табл. 2)
Rockwell-Collins (Гейзенбург, шт. Мэриленд) и Texas
Instruments (Даллас, шт. Техас). Ожидаемая стоимость
ранцевых терминалов от 25 до 40 тыс. долл. отделение
Collins фирмы Rockwell получило заказ на изготовление
6-2 4£
Таблица 2
Перечень разработчиков системы "Навстар GPS*
Наименование
М естонахождение
Хантингтон, шт. Калифор-
НИЯ
Основные подрядчики
IBM Federal Systems Div. Гейзерсбург, шт. Ma-
McDonnell Douglas Astronautics
Rockwell International-Collins
Government Avionics Div
Rockwell International-Satellite
and Space Electronics Div.
Субподрядчики
ARINC Research
Седар-Рапидс, шт. Айова
С ил-Бич, шт.
Калифорния
Canadian Commercial Corp.
Data Products of New England
Datum, Inc.
Frequency Electronics Div
Сан-Диего, шт.
Калифорния
Оттава
Уоллингфорд, шт.
Коннектикут
Беверли, шт.
Массачусетс
Нью Гайд-Парк, шт. Нью-
Йорк
General Dynamics Electronics Div ДоуШ1? ШТв Калифорния
Hughes Aircraft Co.
Interstate Electronics
ITT
Kern Co.
Logicon
Малибу-Бич, шт.
Калифорния
Анахейм, шт. Калифорния
Нутлей, шт. Нью-Йорк
Денвер, шт. Колорадо
Лон-Бич, шт.
Калифорния
Magnavox Advanced Products Div. Торранс, шт. Калифорния
44
Продолжение табл. 2
Наименование
Местонахождение
Marconi of Canada Монреаль
SCI Technology Хантсвилл, шт. Алабама
Stanford Telecommunications Санта-Клара, шт.
Калифорния
Synetics Corp, Рединг, шт.
Массачусетс
Texas Instruments Даллас, шт. Техас .
Unisys Corp. Грейт-Нек, шт. Нью-
Йорк
навигационных приемников для ракет SLAM (Standoff Land
Attack Missile), которые позволят определять горизоцталь-
ные координаты с точностью 10 м, высоту - 15 м,
скорость полета - 0,2 м/с.
Решение о возможности использования системы "Навстар
GPSft гражданскими пользователями было принято
министерством обороны (МО) США в 1983 г. МО решило, что
эти пользователи смогут определять свои координаты с
точностью от 500 до 100 м с вероятностью 95%. В 1978 г.
10 стран-членов блока НАТО подписали меморандум
взаимопонимания о своем участии в проекте "Навстар GPSM. В
их число вошли: США, Бельгия, Канада, Дания, Франция, ФРГ,
Италия, Нидерланды, Норвегия и Великобритания. Работы по
использованию системы "Навстар GPS11 в блоке НАТО
(испытания на самолетах, надводных кораблях и подводных
лодках) оплачивались за счет государств-членов НАТО (без
участия США). В марте 1989 г. состоялось совещание, на
котором был образован комитет по управлению системой
"В,австар GPSM под руководством Итальянского навигацион-
нога института (UN).
Пря разработке системы " Наветар GPS" использовались
ресурсы ряда организации МО США: ВВС, ВМС, Корпуса
морской пехоты, Армии, Картографического агентства (DMA),
Руковод:тво НИОКР осуществляло космическое управление
ВВС (Лос-Анджелес, шт. Калифорния). По уточненным данным
45
полный ввод системы в эксплуатацию будет обеспечен в
конце 1992 г* 14 февраля и 10 июня 1989 г, были запущены
при помощи РН "Дельта-2* первые два ИСЗ серии л'Блок-2йг,
а на орбитах в это время находилось семь ИСЗ серии *Блок-1*„
ИСЗ- "Блок-2* изготавливаются фирмой Rockwell
International в соответствии с контрактом на сумму
1,2 млрд долл., который был заключен с ней в 1983 г.
Изготовление и поставка терминалов были начаты в январе
1989 г. в соответствии с первоначальным контрактом,
который предусматривает изготовление 1774 терминалов. По
оценке МО, к 2000 г. должно быть изготовлено 42 тыс.
терминалов.
Космическое командование ВМС (Nav Space Com)
осуществляет слежение за работой всех трех сегментов системы
"Навстар GP5ff и выступает в качестве посредника всех
пользователей ВМС, чтобы все их требования были учтены.
Оно обеспечивает4обучение пользователей правилам
эксплуатации системы и оказывает содействие в приобретении
терминалов, которые в наилучшей степени соответствуют задачам,
решаемым пользователями.
Советская система Glonass начала развертываться
одновременно с системой "Навстар GPSf\ Орбиты ИСЗ Glonass
и сигналы, посылаемые ими, очень похожи на аналогичные
показатели ИСЗ 'Навстар GPS'\ Наклонение орбит у И(
Glbnass составляет 65°, а у ИСЗ системы GPS 55^
ИСЗ Glonass работают в диапазонах Ц « 1597-1617 (у
ИСЗ GPS 1565, 2 - 1585,7) и L2 =1240-1260 МГц
(GPS 1217,4-1237,8). Поскольку ширина полосы у ИСЗ
Glonass несколько меньше, чем у ИСЗ GPS, то, по мнению
специалистов, они обеспечивают более низкую точность нави -
гации. Полагают, что система Glonass будет
использоваться странами Варшавского Договора.
Б.И.) Ермишкин
"Defense Electronicsft, 1989, 21, № 6, 67—58, 60, 62-64
"Naval Aviation News", 1989/71, J* 4f 26-28
"Space Today", 1989, 4, № 6, g~
46
16. Заказ Фирме GE Astro gpace на разработку
новых навигационных ИСЗ и изготовление ИСЗ
метеорологической разведки
ВВС США заключили летом 1989 г, контракт в сумме
93 млн долл. с фирмой GE Astro Space на разработку
навигационного ИСЗ нового поколения "Навстар-2 R" со
сроком запуска первого ИСЗ в 1993 г. ИСЗ предыдущих серий
"Навстар-2А и 2В" разрабатывались фирмой Rockwell
International, Три первых ИСЗ серии "Навстар-2А" были заНу-
щены в феврале-августе 1989 г. с помощью РН *Дельта-2*.
Предполагается, что до 2006 г. должно быть запущено от
21 до 24 ИСЗ "Навстар-2 R", стоимость которых составит
около 1 млрд долл.
С фирмой GE Astro Space заключен также контракт в
сумме 228,3 млн долл. на изготовление пяти новых J1Q3L
метеорологической разведки DMSP /*Влок 5Р~-3 *, Запуски
ИСЗ этой серии должны производиться в 1995-1998 гг.
На борту ИСЗ должен устанавливаться новый микроволновый
прибор для съемки поверхности Земли SSMIS (Special Sensor
Microwave Imager Sounder), который разработан фирмой
Aerojet Electro-Systems no заказу ВВС США (стоимость
контракта 62,1 млн долл.). Прибор SSM1S будет
выполнять функции трех приборов: 1) многоканального радиометра,
работающего в диапазоне 19-183 ГГц; 2) температурного
зонда; 3) прибора для определения влажности. С помощью
прибора SSMIS будут проводиться наблюдения за облач*
ным покровом, выпадением осадков vt ледяными полями, а
также определяться характеристики ветра над океанами.
Фирма GE участвует совместно с фирмой Marconi в
разработке ИСЗ "Инмарсат-3" для связи с подвижными
пользователями, а также получила заказ на изготовление двух
ИСЗ для непосредственного ТВ-вещания на территории США
USSB (UnitecfStates Satellite Broadcasting),* запуски кото-
рых с помощью РН "Ариан" должны быть произведены в
1992 г.
Б.И.Ермишкин
MAir et cosmos", 1989, 27, № 1247, 47
47
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
17. Спутниковые системы связи
12 июля 1989 г. РН "Ариан-3" с Гвианского
космического центра (Куру, Французская Гвиана) был запущен
геостационарный связной ИСЗ нового типа "Олимп-!*. С
помощью ИСЗ будут проводиться эксперименты по прохождению
радиоволн диапазона 20-30 ГГц, передача данных и
непосредственное ТВ-вещание. Расчетная точка стояния ИСЗ -
19° з.д.
Основные характеристики ИСЗ "Олимп-1": масса в
момент старта - 2612 кг; мощность солнечной системы
электропитания - 3 кВт; размах панелей солнечных батарей -
56 м. На борту ИСЗ установлен даухкомпонеатный апогейный
ЖРД (LAE) и используется 16 сопел системы ориентации
и стабилизации. С помощью ЖРД LAE обеспечивается
развертывание панелей солнечных батарей еще на переходной
орбите. В этот же момент времени включается в работу
трехосная система ориентации и стабилизации . На перевод
ИСЗ в расчетную точку геостационарной орбиты отведено не
более 21 суток, орбитальные испытания бортовой аппаратуры
ИСЗ должны быть завершены не позднее, чем через 90 суток
после запуска. Большой размах панелей солнечных батарей
обеспечивает возможность увеличения мощности системы
электропитания в будущем до 7,7 кВт.
ИСЗ *Олимп~1* разработан консорциумом фирм,
возглавляемым фирмой British Aerospace (Великобритания), по
заказу агентства ЕКА. ИСЗ должен был быть введен в
эксплуатацию в конце сентября - начале октября 1989 г. В первые
несколько дней после вывода ИСЗ на геостационарную орбиту
система электропитания не обеспечивала получение расчетной
мощности (3 кВт) из-за неточной ориентации на Солнце
одной из двух панелей. ИСЗ должен использоваться рядом
западноевропейских государств, включая Францию.
Министерства иностранных дел и национального образования Франции
решили финансировать образовательные ТВ-программы,
которые будут транслироваться на французском языке на страны
Европы и Африки. Из 3 тыс. часов ТВ-вещания,
осуществляемого агентством ЕКАt на долю Франции приходится 462 часа.
На разработку, изготовление и запуск ИСЗ "Олимп-1"
потребовалось около 5 млрд. фр„ фр.
48
Организация спутниковой морской связи Inmarsat
намечает произвести в 1990-1991 гг. запуски ИОЗ серии "Ин-
марсат-2". Четыре ИСЗ "Инмарсат-2" (с правом на
изготовление еще пяти ИСЗ) заказаны фирме British Aerospace,
которая кооперируется с фирмами Hughes Aircraft и Matra.
Запуск первого ИСЗ "Инмарсат-2"\ намечавшийся на конец
1989 гм перенесен на июнь 1990 г# Затраты на
изготовление и запуск ИСЗ серии ^Инмарсат-г1" составят около
600 млн долл. Система связи 'Инмарсат" должна
обслуживать около 9 ты<Ь. судов различного типа (от прогулочных
яхт до супертанкеров), принадлежащих разным странам.
Европейский союз РТТ (почтово-телеграфно-телефонной
связи) в июле 1989 г. одобрил план развертывания в 1989-*
1992 гг. сети наземных станций (НС) для передачи данных
на территории Западной Европы. Экспериментально
обслуживание уже производится в бассейне Атлантического океана,
а в августе 1989 г. должно было начаться на Тихом океане,
Это обслуживание производится с помощью 80 подвижных НС
типа '"Стандарт С*. Более 30 государств-членов союза РТТ
одобрили план обеспечения самолетов спутниковой связью
(оно должно было начаться 13 октября 1989 г!). Для
развертывания средств спутниковой связи с самолетами
образовано несколько международных консорциумов фирм: a)
Comsat (США) совместно KDD (Япония); б) British Telecom
совместно Telecom Singapour и норвежской службой РТТ;
в) France Telecom совместно Teleglobe Canadaf OTC
(Австралия) и SITA (объединившейся в свою очередь с
американской фирмой АНпс).
Организация Inmarsat наметила объявить конкурс фирм
на разработку ИСЗ серии *Инмарсат~3* 2 октября 1989 г.
со сроком подачи предложений - 2 февраля 1990 г.
Заключение контракта на разработку ИСЗ должно быть произведено
в декабре 1990 г., а запуск первого ИСЗ *Инмарсат-3*
через 42 месяца - в середине 1994 г. По первоначальному
контракту предусматривается изготовление трех ИСЗ Ь
правом заказа еще шести ИСЗ. Затраты на разработку,
изготовление и запуск ИСЗ серии "Инмарсат-3* оцениваются в 500-
600 млн долл.
ИСЗ "Инмарсат-3* должен иметь систему ориентации и
стабилизации относительно трех осей и расчетный срок
службы - 16 лет- Он должен обеспечивать связь с подвижными
станциями, установленными на борту судов и самолетов.
7-1 49
Предполагается, что эти ИСЗ будут осуществлять и
навигационное обслуживание. Бортовые антенны ИСЗ с жесткими
отражателями должны иэлучать не меньше, чем по
четырем подвижным лучам диаграммы направленности при
плотности мощности излучения 48 дБВт, Емкость каналов связи,
обеспечиваемых с помощью ИСЗ "Инмарсат-3* будет в десять
раз превышать возможности ИСЗ "Инмарсат~2"\ Масса ИСЗ
*Инмарсат-3* составит от 1,8 до 2,5 т, что сделает
возможным его запуск РН 'Ариан-^, "Титан-3", "Атлас-2",
'Великий поход" (КНР)- и "Протон" (СССР).
На получение контракта для разработки ИСЗ "Инмарсат-3"
претендуют три группы фирм: 1) Aerospatiale и Alcatel
Espace; 2) British Aerospatiale и Matra; 3) GE Astro
Space и Marconi. Гоуппа Satcom International (British
Aerospace/ Matra) намачает использовать в качестве базовой
конструкции платформу "Евростар", на основе которой уже
созданы ИСЗ "Телеком-2", "Инмарсат-2", "Локстар" и "Ис-
паниясат". Группа GE Astro Space и Marconi предлагает
платформу "Сатком-400", являющейся базой для ИСЗ "Астра"
имСЕ Америком". Фирма Marconi э этом случае станет
разработчиком ретрансляторов и многофункциональной антенны
(подобная антенна разработана для проекта "Арамис"
агентства ЕКА).
Французский центр CNES поручил фирме Alcatel Espac
изготовление новой НС для слежения за ИСЗ. которая будет
установлена на о-ве Кергулен в. Индийском океане. Эта
станция с антенной диаметром 11 м (стоимость 75 млн фр.фр.)
должна быть введена в эксплуатацию в июне 1992 г. и
предназначается, в основном, для слежения за ИСЗ типа
"Спот" и Телиос". НС в Кергулене дополнит существующую
сеть НС, в которую входят станции в Тулузе (Франция), Куру
(Гвиана) и Хартебеестоке (ЮАР).
18 июля 1989 г. организация Inmarsat и "Морсвязь-
спутник" (СССР) заключили соглашение об оказании
технической помощи организации Inmarsat в разработке
'международной спутниковой навигационной системы (с использованием
геостационарных ИСЗ) для обслуживания гражданских
пользователей. Новая система будет дополнять системы Glonass
(СССР) и "Навстар" (США). Ее сигналы будут совместимы с
сигналами системы Glonass. Б.И.Ермишкин
"Airet Cosmos", 1989, 27, № 1249, 50, 53
50 "Spaceflighf\ 1989, 31 Г» 8, 254
18. Программа "Олимп*
В результате анализа рынка связных ИСЗ специалисты
агентства ЕКА пришли к выводу» что в настоящее время
представляются перспективными большие связные ИСЗ.
Причин для этого заключения несколько. Прежде всего,
применение нового класса крупных ИСЗ позволит использовать
новое мощное оборудование, обеспечивающее прием
сигналов на небольшие терминалы. Нельзя при этом не отметить
экономический выигрыш, поскольку на крупных ИСЗ можно
разместить разнообразные комплекты оборудования, создав
тем самым новые специализированные службы. К тому же на
таких ИСЗ можно разместить оборудование с существенно
увеличенной пропускной способностью. Учитывая это, восемь
стран-членов ЕКА (Австрия, Бельгия, Дания, Канада,
Испания, Италия, Нидерланды и Англия) одобрили в 1982 Г.
программу создания класса крупных ИСЗ L-Satf первый из
которых получил название "Олимп-1".
Главным подрядчиком в работах по созданию системы
"Олимп" является компания British Aerospace (Англия).
Selenia Spazio (Италия) ответственна за кофдинапию
работ по созданию четырех комплектов связного
оборудования для системы непосредственного телевизионного вещания
(НСТВ) и связи в диапазонах 20/30 ГГц, компания Marconi
Space Systems (Англия) - за создание комплектов
оборудования для специализированных служб диапазонов 12/14 ГГц
и комплекта оборудования для изучения распространения
радиоволн, канадская фирма SPAR Aerospace - за разработку
и создание солнечных батарей. По» субконтрактам в рамках
программы "Олимп" принимают участие ряд других фирм.
Окончательные испытания ИСЗ "Олимп-1* проводились в
Канаде.
Корпус ИСЗ "Олимп-1" имеет высоту 5,5 м и ширину
2,9 м. Он проектировался нидерландской фирмой Fokker с
учетом возможности запуска с помощью как ракеты "Ариан*
так и МЬКА "Спейс Шаттл*. ИСЗ состоит из трех основных
модулей: двигательного^ содержащего топливные баки с
топливом и соответствующие трубопроводы; связного,
содержащего северную и южную излучающие панели (разработка фир^
мы Aeritalia); сервисного, содержащего большую часть
оборудования платформы. На стороне ИСЗ» обращенной к
Земле, смонтирована большая часть полезной нагрузки. Восточ-
7-2 51
ная и западная панели ИСЗ несут вещательные антенны и
антенны для специализированных служб. На северной и южной
панелях установлены пассивные теплоотводы с зеркальными
излучателями. Кроме того, предусмотрены теплоотводящие
трубки для охлаждения интенсивно греющейся аппаратуры
(например, усилителей на/лампах бегущей волны).
Размах панелей солнечных элементов в развернутом
состоянии в космосе равен 25,6 м. Перед запуском панели
складываются гармошкой, а в космосе развертываются. Они
обеспечивают 3,5 кВт электроэнергии. Будущие ИСЗ серии
"Олимп" предполагается оснащать батареями солнечных
элементов с размахом 56 м и вырабатываемой мощностью
7,7 кВт, что обеспечит работу 40 каналов НСТВ или до
250 тыс. одновременно работающих телефонных каналов.
Электропитание всего оборудования системы "Олимп"
осуществляется посредством одной шины с напряжением 50 В.
Предусмотрены различные автоматические регулировки,
повышающие надежность работы системы. Предусмотрено также
подключение до четырех резервных батарей на
никель-кадмиевых или никель-водородных элементах (или их
комбинации) о типовыми емкостями 60-70 Д ч на каждую батарею.
На ИСЗ "Олимп-1" установлены две батареи: одна никель-
кадмиевая и одна никель-водородная. Циклы
заряда-разряда батарей контролируются Блоком управления батареями»
который также выполняет функции защиты системы
электропитания.
Подсистема сопровождения, телеметрии и команд ИСЗ
"Олимп-1" (разработка фирмы British Aerospace) работает
в S -диапазоне. Она в высокой степени зарезервирована и
использует сдвоенные приемопередатчики, работающие через
цилиндрическую антенну с продольными щелями.
Основное назначение комплекта для изучения
распространения радиоволн состоит в обеспечении сбора достоверной
информации о затухании и деполяризации сигналов в
результате распространения через атмосферу Земли. Для этой цели
будут производиться прямые измерения сигналов от
стабильных радиомаяков на частотах 20 и 30 ГГц; маяк с частотой
12,5 ГГц будет служить в качестве опорного при этих
измерениях.
Комплект оборудования для специализированных служб
содержит антенну с пятью лучами, работающую как на
передачу, так и ра прием, и приемопередатчик :? четырьмя прием-
52
ными и четырьмя передающими трактами с программируемой
коммутацией между ними, с тем чтобы можно было провести
эксперимент по многостанционному доступу с временным
уплотнением со спутниковой коммутацией. В этой системе
предусмотрено также повторное использование частоты
с разделением сигналов по поляризации. Многолучевая
антенна этого комплекта представляет собой зеркальную
параболическую антенну со смещенным облучением, сложенную на
восточной панели ИСЗ и развертываемую в космосе. В ней
применены пять идентичных приемопередающих рупорных
облучателей - по одному на каждый луч. Механизм ориентации,
на котором установлена антенна, позволяет ориентировать
весь пучок лучей в любую точку Европы, видимую из
положения ИСЗ в точке 19° з.д.
Комплект оборудования для НСТВ содержит два
передающих канала, один из которых будет использоваться для
экспериментальных передач итальянской телевизионной
компании RAI, другой - для составителей европейских программ,
во главе которых поставлена английская вещательная
компания ВВС. Для итальянского канала создана специальна^
эллиптическая зеркальная антенна с управляемым положением.
Форма эллиптического рефлектора специально подобрана для
оптимального перекрытия территории Италии. Положение
антенны, созданной для перекрытия территории Европы также
управляется. Прием осуществляется на одну общую
приемную антенну, перекрывающую всю Европу.
Комплект связного оборудования диапазонов 20/30 ГГц*
предназначен для проведения ряда экспериментов, включая
проведение телеконференций,, телевизионное обучение,
передачу данных и видеоинформации. Предусмотрены также
экспериментальные широкополосные передачи с использованием
всей полосы частот приемопередатчика (примерно 700 МГц).
Для этой цели возможна соответствующая коммутация
оборудования. Комплект содержит две независимо отклоняемые
приемопередающие антенны с точечными лучами шириной
0,6 , два широкополосных приемных тракта, три
передающих тракта и соответствующую коммутационную аппаратуру
с набором фильтров.
В соответствии с программой "Олимп" заботу о наземных
станциях должны взять на себя пользователи, однако
некоторое число транспортабельных станций создано. Они позволят
провести ряд экспериментальных исследований по программе.
53
Для изучения особенностей распространения радиоволн
разработаны специальные приемники сигналов радиомаяков* Многие
исследовательские организации создали также собственные
приемные станции.
Для специализированных служб диапазонов 12/14 ГГц
разработаны две транспортабельные станции, с помощью
которых возможен доступ к комплекту оборудования из любой
точки в пределах перекрываемой зоны. Эти станции,
изготовленные компанией British Aerospace, имеют антенны
диаметром 3,5 м.
Для комплекта НСТВ разработана станция (фирма Sele-
nia Spazio) с антенной диаметром 4 м. Эта станция может
использоваться для посылки ТВ-программ на любой из
приемопередатчиков ИСЗ гОлимп-1*. Эта станция будет также
доступна на арендной основе всем пользователям, которые
пожелают провести собственные эксперименты с НСТВ.
Первым применением станции будет передача ТВ-программ на
ИСЗ из Лондона вещательной компанией ВВС и Британской
организацией дистанционного обучения. Аналогичная станция
создается для итальянского канала.
Для экспериментов с комплектом связного оборудования
диапазонов 20/30 ГГц строятся наземные станции в
Канаде, Англии, Италии, Австрии и Нидерландах. В настоящее
время имеются 12 приемопередающих станций с антеннами
диаметром 2-3 м и ряд маленьких приемопередающих и
только приемных станций.
В экспериментах по изучению распространения радиоволн
будут участвовать более 30 научных организаций. Все работы
будут координироваться группой ОРЕХ, созданной в рамках
программы "Олимп"* Уже установлены четыре станции для
приема сигналов радиомаяков. Ряд других станций строится
и примерно 12 стацций практически готовы к работе.
В экспериментах по организации специализированных служб
участвуют 27 различных организаций. 13 из них будут
пользоваться оборудованием ИСЗ "Олимп-1" первые 9 месяцев
его работы. Эксперименты международного характера или в
масштабах Европы будут координироваться организацией
"Евтелсат".
Как уже отмечалось европейский канал НСТВ будет
эксплуатироваться рядом организаций во главе с ВВС.
Передачи будут вестись с 17 ° до 01 по Гринвичу. Большая
часть применений европейского канала НСТВ будет рас-
54
пределяться между 300 организациями» главным образом»
для целей обучения.
Примерно 40 организаций планируют свое участие в
экспериментах с комплектами связного оборудования
диапазонов 20/30 ГГц» Сюда входят испытательные передачи,
телеобучение, сбор новостей, видеоконференции и др. Координация
работ в международных и европейских масштабах будет
осуществляться организацией "Евтелсат".
Большое число ^пользователей системы * Олимп' будет
проводить свои исследования при координации со стороны
специально организованной группы, руководимой
представителями ЕКА.
М.Е.Фикс
MESA Bull.", 1989, J» 58. 63-71, 106
"Spaceflighf, 1989t 31, № 6,189
••Flight Int.", 1989, Ш,№ 4170, 26
19. Метеорология из космоса
Использование возможностей ИСЗ по непрерывному
наблюдению Мировой погоды и обеспечению более точных ее
прогнозов явилось первой практической реализацией космической
эры, В настоящее время широко применяются различные
геостационарные и полярные rto годно-климатические ИСЗ.
Из существующих метеорологических систем следует прежде
всего отметить систему "Метеосат*. Работы по программ^
"Метеооат* первоначально финансировались восьмью
государствами - членами ЕКА (Бельгия, Дания, Франция, ФРГ,
Италия, Швеция, Швейцария и Англия). С 1986 г.
эксплуатация ИСЗ, а также все работы, связанные с приобретением
и запуском ИСЗ новой рабочей серии (МОР), финансируются*
пополам с ЕКА, организацией "Евметсат", представляющей
16 европейсхих стран, заинтересованных ё получении метво-»
рологнческой информации.
Система 'Метеосат* образует часть глобальной сети,
♦базирующейся на четырех ИСЗ: двух американских, одном
японском и одном европейском ИСЗ. В результате земной шар
перекрывается с различных точек над экватором. Информация,
поступающая с этих ИСЗ, дополняется с других полярных
ИСЗ.
55
Первоначально в точку О по долготе был выведен ИСЗ
"Метеосат-З*. Из этой точки осуществляется перекрытие
зон над Европой, Африкой и северной частью Южной Америки.
6 марта 1989 г. с помощью ракеты "Ариан-4" успешно
запущен ИСЗ новой рабочей серии МОР-1 (Метеосат-4").
Поскольку этот ИСЗ выведем в точку О по долготе, где
размещается "Метеосат-3", последний будет смещен на 50
западнее в новое положение, в котором он еще сможет
контролироваться станцией ЕКА в Дармштадте. Еще два ИСЗ
серии МОР планируются к запуску в 1990 и 1993 гг.
Работы по программе "Метеосат" начались с запуска в
ноябре 1977 г. ИСЗ гМетеосат>-1". Эта Программа
позволила существенно улучшить краткосрочные прогнозы погоды, а
специалисты-метеорологи уже широка пользуются
изображениями, получаемыми из космоса. В настоящее время три
ИСЗ 'Метеоеат* из предвартельной серии передают более
350 тыс. изображений Земли более чем тьюяче пользователей.
ИСЗ МОР-1 (*Метеосат-4г) является первым ИСЗ
новой рабочей серии. По сравнению с первыми тремя ЙСЗ
(запущенными соответственно в 1977, 1981 и 198S гг.)
новая модель воплощает в себе большое число
усовершенствований, включая возможность рассылки для последующей
быстрой передачи посредством вещания погодных данных,
собранных с океанских буев, автоматических станций,
дрейфующих шаров-зондов и др. Четыре канала формирования
изображений в настоящее время взаимонезависимУ и
дополняют друг друга, в результате чего вся система более
эффективна и надежна. ИСЗ выведен на геостационарную орбиту
над Гвинейским заливом.
Основными компонентами наземного сегмента системы
"Метеосат" являются:.Станция сбора данных, подачи команд
и сопровождения (DATTS); Наземная вычислительная
система (MGCS); Центр управления системы 'Метеооат*
(МОСС), Центр извлечения метеорологической информации
(MIEC). Все перечисленные компоненты размещаются в
Центре управления космических работ ЕКА (ESOC) в
Дармштадте (ФРГ).
Каждый ИСЗ "Метеосат" имеет форму цилиндра
диаметром 2,1 м и высотой 3,2 м. Масса в начале срока службы
на орбите составляет 320 кг, включая 39 кг топлива
(гидразина) для осуществления маневров на орбите. На орбите ИСЗ
вращается с частотой 100 об/мин вокруг продольной оси
56
параллельно оси Земли в направлении север-юг. Основная
часть цилиндрического корпуса ИСЗ покрыта солнечными
элементами. В верхней части расположена решетка из дипольных
элементов. Отдельные элементы этой решетки включаются
электронным следящим устройством по мере поворота ИСЗ.
Предусмотрены еще две антенны: диапазонов S и нижней
части УКВ.
Мультиспектральный радиометр системы ! "Метеосат" обео-
печивает непрерывное картирование земного диска в трех
спектральных диапазонах: 0,5-0,9 мкм (видимый свет);
5,7-7,1 мкм (ИК-диапазон поглощения водяного пара); 10,5-
12,5 мкм (тепловой ИК-диапазой).
При каждом обороте ИСЗ телескоп радиометра
осуществляет одну строку сканирования примерно на 5 км севернее
предыдущей строки. Предусмотрена возможность сканирования в
пределах угла в 18 с юга на север; что позволяет
осуществлять сканирование всей земной поверхности с помощью
2500 строк за 25 мин. Сканирование с востока на запад
обеспечивается за счет вращения ИСЗ. Новое изображение
земного диска может получаться в трех спектральных диапазонах
каждые 1Г5 часа (5 мин требуются для возврата телескопа
в начальное положение й стабилизации оптики). По
командам с Земли можно осуществлять сканирование в
уменьшенных пределах, что позволяет получать изображения более
часто н между выбранными широтами*
ИСЗ 'Метеосат* оснащен мощными усилителями,
обеспечивающими ретрансляцию изображений и щ>угш
метеорологических данных на небольшие приемные станции пользователей.
Передаваемые данные могут включать также обычные
метеорологические карты, получаемые центром ЕКА ESOC
от службы погоды ФРГ, а также изображения с мете
обстановкой над западной Атлантикой и обеими Америками,
сформированными е помощью американских ИСЗ GOES.
Система "Метеосат* имеет 60 каналов дальней связи для
сбора данных с автоматических и полуавтоматических плат -
форм, которые могут располагаться на судах, буях, шарах-
зоадах вдв самолетах - везде в пределах перекрытий системы.
ИСЗ 'Метеоевт* при этом работает %ш регртюптщь а все
данные попадают в Цетр ЕКА CSQC? РДО яки керераспре-
дедякигса ш р&ееыйактз* гюльэоватяям*
роль свсгемы •Метеосйиг* сяего» в шзвпечтт
параметров тв яояуадемой информации*
57
Центр М1ЕС получает и распределяет следующие
метеорологические параметры:
- ветры, связанные с перемещением облаков;
- температура морской поверхности;
- карты верхней части облачного покрова;
- данные об облачном4 покрове;
- влажность в верхней тропосфере;
- основные климатические данные;
- индексы осадков.
Разрешение на картах верхней части облачного покрова
обычно равно 20 км, остальные данные получаются с
разрешением 200 км.
Среди других метеорологических систем с применением
космических средств следует отметить серию погодных
американских ИСЗ NOAA и "Тирос" и японских - GMS.
Информация с этих полярных и геостационарных ИСЗ принимается
во многих странах мира. Многие их этих стран не только
широко используют получаемую метеорологическую информацию,
но и участвуют в создании аппаратуры для метеорологических
наблюдений из космоса. Так, английская фирма British
Aerospace заключила контракт с Управлением по
метеорологии Англии на создание устройства для глобального
зондирования атмосферы из космоса. Контракт на 16 млн долл.
предусматривает создание Усовершенствованного устройства
Для микроволнового зондирования атмосферы (AMSU-B),
которым будет оснащен полярный ИСЗ "Тирос" серии NEXT,
запуск которого NOAA планирует осуществить в 1993 г.
Информация с нового устройства будет ретранслироваться в
Управление по метеорологии и к другим пользователям, с
тем чтобы заметно улучшить прогнозы погоды.
В Австралии прогнозирование погоды с использованием
метеорологических ИСЗ осуществляется уже в течение
25 лет - со времени получения первых изображений
облачного покрова, автоматически передаваемых с ИСЗ "Тирос-в'.
В настоящее время наибольший интерес для Австралии
представляет японский геостационарный метеорологический ИСЗ
GMS-3, запущенный в августе 1984 г. Он оснащен
сканирующим ИК-радиометром (VISSR), обеспечивающим
измерение электромагнитного излучения и получение
изображений земного диска в диапазонах ИК и видимого света. В
соответствии с соглашением между Австралией и Японией
изображения получаются ежедневно в течение 24 часов. Эти
58
изображения обрабатываются в реальном времени, а затем в
цифровой форме рассылаются в центры прогнозов погоды,
архивируются и др. ИСЗ серии GMS .обеспечивают также
ретрансляцию метеорологических данных с удаленных точек или
с самолетов-обсерваторий. С помощью, получаемых с ИСЗ
GM5 изображений осуществляется наблюдение за зарожде-.
нием и перемещением тропических циклонов, холодных
фронтов, облаков вулканического пепла и т.д.
Кроме геостационарных широкое применение находят и
полярные ИСЗ. Так, нынешняя серия метеорологических ИСЗ
NOAA обеспечивает глобальное картирование и зондирование
(получение вертикальных профилей атмосферной температуры
и влажности) каждые шесть часов. Усовершенствованный
радиометр с очень высоким разрешением (AVHRR),
установленный на борту ИСЗ NOAA-10 (запущен в сентябре
1986 г.), обеспечивает получение ценной информации об
облачном покрове, зонах низкого давления, штормах и др.
Не всегда работы в области космической метеорологии
проходят удачно. Специалисты NOAA объявили о выходе из
строя устройства формирования изображений на погодном ИСЗ
GOES-6 (он известен как GOES West). В Связи с этим
GOES-7 (известен как GOES EastJ будет перемещен из
своего постоянного положения (79,5 з.д.) в точку 108 з.д*
с тем чтобы обеспечить более хорошее перекрытие средней
и западной частей территории США. На весенний период
GOES -7 будет временно перемещен в точку 98 з.д. с
целью слежения за ураганами в Атлантике, а затем будет
перемещен обратно- - для слежения за зимними штормами.
ИСЗ G0ES-6, расположенный в точке 135 з.д., будет
продолжать сбор данных об окружающей среде, а также
будет использоваться для ретрансляции данных с G0ES-7 и
погодных ИСЗ "Метеосат" и GMS,. В настоящее время
специалисты ЕКА и "Евметсат* изыскивают возможности
компенсации потерь информации, вызванных неполадками в
американском ИСЗ. Изыскания ведутся совместно с NOAA.
М.Е.Фикс
'•Rev. Aerospat.", 1989, № 59, 44, 46
"Aerospace Daily", 1989, 149, № 16, 111, 112; 150,
№ 10, 83 ~ ***~
"ESA Bull.", 1989, № 58, 56-57, 45-55
"SEARCH", 1989, 70, № 1,7-13
8-2 59
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
И НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
20. Новый план-график полетов МВКА США
В июле 1989 г. стал известен новый план-график 75
полетов МВКА США на период 1989-1995 гг. До конца 1992 г.
должны быть выполнены 33 полета (таблица). Как отмечают
обозреватели, особенностью нового плана-графика является
отсутствие конкретизации назначения некоторых полетов,
начиная с 1992 г. Считается, что это упростит коррекцию плана-
графика при задержках или сменах полезных нагрузок (ПН).
Новый план-график предусматривает включение в качестве
дополнительных ПН в б полетах комплекта приборов для
измерений рассеяния отраженного УФ-излучения с целью
определения содержания озона в земной атмосфере. Первый вывод
такого комплекта SSBUV-1 на борту орбитальной ступени
(ОС) 'Атлантис* запланирован на полет STS-34» Другие
дополнительные ПН будут предназначаться для наблюдений за
состоянием земных ресурсов, проведения астрономических
наблюдений, исследований в условиях микрогравитации и т.п.
Орбитальное обслуживание космического телескопа
намечается выполнить в полете STS-68 с ОС "Диска'вери" в
мае 1993 г. В план-график включены б полетов с
конкретными объектами МО США.
По мнению английского обозревателя исследования* в
условиях микрогравитации на ОС постоянно откладываются на
более поздние сроки. НАСА, ЕКА, национальные управления
по космическим исследованиям стран Западной Европы и
Японии планируют такие исследования с использованием
орбитальной лаборатории 'Спейслэб", выводимой на ОС. В
план-график включены 8 полетов с орбитальной лабораторией,
причем 4 только для исследований от США, А остальные -
для международных исследовательских групп. С отставанием
от предыдущего плана-графика предполагается осуществить
3 национальных и 3 международных полета. Исключены из
плана-графика 7 полетов с исследованиями по
материаловедению. Урезана программа биологичесадх исследований.
ЕКА имеет основания спасаться задержек с проведением
исследований в условиях микрогравитации йа ОС, поскольку
оно отказалось от использования ракет-носителей (РН)
СССР и КНР для вывода на орбиту своего оборудования,
60
План-график полетов МВКА на 1989-1992 гг.
Номер
полета
1
Новый план-график
Дата
2
Орбитальная
ступень
3
Полезная
нагрузка
4
План-график 1988 г.
Дата
5
Орбитальная
ступень
6
Полезная
нагрузка
7
1989 г.
28
34
33
32
1990 г.
36
31
35
Ф 37
31.07
12.10
19.11
18,12
01.02
26.03
26.04
04.06
Колумбия*
'Атлантис'
"Дискавери*
'Колумбия*
'Атлантис*
'Дискавери*
'Колумбия*
'Атлантис*
МО США
'Гаппчпей*
МО США
*Лисат-5*
возврат
LDEF
МО США
Космический
телескоп
Hubble
Astro-1
у-телескоп
19.01
08.10
24.08
13.07
14.12.
01.06.
Дискавери
'Дискавери*
'Атлантис*
'Колумбия*
,89 'Атлантис*
.89* Дискавери*
16.11.89*Колумбия*
01.02
'Дискавери*
ИСЗ TDRS-D
Таллилей*
МО США
ИСЗ 'Синком'
возврат
LDEF
МО США
Космический
телескоп
Hubble
Astro-1
МО США
Продолжение таблицы
38
40
41
39
42
1991г.
ш шиши мадам—и
43
44
45
46
47
48
49
09.07
16.08
05.10
01.11
06.12
31.01
04.03
28.03
16.05
17.06
22.08
30.09
"Дискавери*
'Колумбия*
'Атлантис*
"Дискавери"
'Колумбия"
"Атлантис*
'Дискавери*
"Колумбия'
"Атлантис"
"Дискавери"
"Атлантис*
'Дискавери'
МО США
'Спейслэб
SLS-1"
"Улисс"
ВВС США
IML-1
ИСЗ
МО США
Atlas-1
Б-ИСЗ,
EURECA-1
"Спейслэб-
'Старлэб*
Lageos-2,
Geostar
05.03
10.05
07.06
29.03
19.07
10.09.90
05.10.90
O8.ll.9O
17.01
J" 07.02
14.03
18.04
"Колумбия*
'Дискавери*
'Колумбия*
'Атлантис*
"Атлантис*
'Колумбия*
"Дискавери"
"Атлантис"
'Дискавери*
'Колумбия*
'Атлантис*
"Дискавери*
Спейслэб
SLS-1"
МО США
'Старлэб*
GRO
ИСЗ TDRS-E
"Спейслэб
Atlas-Г'
'Улисс*
МО США
ИСЗ TSS-1,
GPS-1
IML-1
МО США
ИСЗ GPS-2,
WAMD
50
1992 г.
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
в 2
27.11
16.01
06.02
05.03
06.04
18.05
15.06
09.07
06.08
27.08
30.09
12.11
10.12
Примечание. Б-ИСЗ
'Атлантис
'Дискавери'
'Индева'
'Колумбия*
'Атлантис'
'Индева*
'Колумбия*
'Атлантис'
'Дискавери"
'Индева*
'Колумбия*
'Дискавери*
'Индева'
- буксируемый
ИСЗ-ИВА
'Спейслэб-1'
'Спейслэб D-
USML-1
Astro-2
БН
КРЛ
Atlas-2
БН
'Спейслэб-2'
'Спейслэб
SLS-2"
'Инмарсат*
ИСЗ TDBS-F
ИСЗ; ИСЗ-ИВА
09.05
10.06.91
2*'О8.О8.91
12.09.91
31.10.91
19.12.91
23.01
13.02
26.03
16.04
21.05
11.06
23.07
'Колумбия*
'Атлантис'
'Колумбия*
'Атлантис'
'Дискавери*
'Колумбия*
''Индева'
'Дискавери*
'Колумбия*
'Атлантис*
'Дискавери*
'Индева'
'Атлантис*
- ИСЗ исследований верхней
'Спейслэб-
J"
'Спейслэб-1*
КРЛ
Astro-2
ИСЗ-ИВА
'Спейслэб D-2"
АОВЭ
МО США
USML-1
МО США
Atlas-2
I3F-1
атмосферы;
БН- без назначения; КРЛ - космическая радиолокационная лаборатория; АОВЭ -
астрофизическая обсерватория высоких энергий
Как и ожидалось, ВВС США не проявляют собой
заинтересованности в использовании МВКА, Примерно 13 ПН,
запланированных ранее для вывода в 1992-1998 гг., исключены
из плана-графика, Ёольшая часть, этих ПН будет выведена
с помощью РН <гТитан-4*'»
В этой связи отмечается, что на 1989 г. надежность
МВКА оценивается в 98,71%, РН Титан-4* - в 80%.
Фирма Rockwell International летом 1989 г.
приступила к постройке пятой ОС 0V -105 взамен ОС "Челленд-
жер". Объем контракта составляет 1,3 млрд, долл. По
результатам национального конкурса школьников и студентов
новая ОС получила название 'Ивдева* (Endeavour).
Президент США утвердил это название» Новая ОС будет поставлена
заказчику в апреле 1991 г. Она будет идентичной
конструкции с ОС "Дискавери* и ягАтлантисг. Первый полет новой ОС
STS-52 с орбитальной лабораторией ФРГ "Спейслэб-.0-2"
запланирован на ферварль 1992 г*
Большая чаеГь полетов ОС будет продолжаться 5-7 дней.
До 16 дней будут продолжаться 2 полета, в т.ч. STS-79
ОС "Колумбия* с лабораторией микрогравитационных
исследований США USML-2. Планируется модифицировать СЮ
"Индева* для обеспечения пребывания на орбите в течение
28 дней. Вместе с тем в НА С А сохраняются опасения
относительно способности экипажа выполнить безопасную посадку
ОС после месячного полета. Хотя процесс посадки полностью
автоматизирован, астронавты должны контролировать выпуск
шасси и последовательность прохождения этапов посадки»
Считается* что необходимо постепенно увеличивать
продолжительность полета с тем, чтобы оценить дарвно-'кшйиечкьш
изменения, которые могут влиять на реакции пилота. При
удлинении времена пребывания до 16 дней ОС будет оснащена
платформой с тошшвйымй баками в грузовом отсеке,, Эта
платформа может бь&ь перенесена ш ОС *Кояумб*ш"»
Удлинение времени полета до 28 суток потребует
дополнительной платформы для баллонов с азотом, комплектующего
оборудования для удаления угаеквешг© газа ш системы
переработки отходов»
Первая международная мйкрограватанионнав лаборатория
IML—L будет выведена в декабре 1990 г* Она будет
размещена je щжт&ш модуле? Ч^юйелэб*» Эжшершешты будут
выполнять 2 астронавта-исследователя НАСА> ФРГ
разрабатывает 2 ПН на безе платформы свободного полета. SPAS.*
64
которая была опробована в 1983 г. в полете STS-7.
Платформу SPAS-Orpheus планируется вывести в полете STS-59
на ОС "Индева" одновременно с "Спейслэб-2". Платформа
будет оснащена спектрометром для дальнего УФ-излучения
для исследований распределения и свойств поглощающих
веществ в околосолнечной среде и наблюдений межзвездных
образований. Аналогично SPAS в STS-7 новая
платформа будет отведена от ОС и вновь помещена в грузовой отсек
для возвращения на Землю в одном полете. Вторая ПН SPAS-
Crista, запланированная для , вывода в полете STS-7Q ОС
"Индева", будет нести совместное ФРГ-США аэрономическое
приборное оборудование, предназначенное для исследований
изменений атмосферы и проведения измерений параметров
верхней атмосферы, которые будут дополнять результаты,
полученные с помощью ИСЗ исследований верхней атмосферы.
Вывод этого ИСЗ намечен на ОС "Атлантис" в STS-50 в
1991 г.
Фирмы ФРГ совместно с General Electric (США) »
Aeritalia (Италия) и Matra (Франция) намерены
разработать и эксплуатировать коммерческий вариант платформы
свободного полета EURECA, который будет называться
AMICA, для проведения исследований в условиях
микрогравитации. Коммерческая платформа рассчитывается на ПН
в 1ООО кг. Платформы AMICA-1 и АМ1СА-2 должны
заменить EURECA-2 и EURECA-3 в полетах,
намеченных на 1993 г. и 1995 г.
В план-график включены также 3 первых полета с
элементами ООКС "Свобода". Первый из них состоится в
марте 1995 г. В двух полетах будут проводиться испытания
летного телеуправляемого роботизированного поста
обслуживания.
Буксируемый ИСЗ TSS-1 будет выведен в полете STS-46
в мае 1991 г. вместе с западноевропейской платформой
свободного полета EUREGA-1 и ИСЗ GPS,. ИСЗ TSS-1
в положении над ОС "Атлантис" будет соединен с ней
электропроводным фалом длиной 20 км. В течение 36 ч будут
исследоваться возможность генерации электроэнергии с
помощью такого фала» электродинамика ионосферной плазмы,
геомагнитные поля, электростатическое заряжание ОС,
взаимодействие ИСЗ и ОС с плазмой и т.п. Затем ИСЗ будет
подтянут к ОС и помещен в грузовой отсек. ИСЗ TSS-2,
который планируется вывести в 1993 г., будет помещен ниже
65
ОС на 100 км для проведения исследований верхней
атмосферы. Сферические ИСЗ TSS, разработанные Aeritalia и
Martin-Marietta, имеют диаметр 1,6 м и массу 500 кг.
В.А.Карелин
"Air et Cosmos", 1989f № 1244, 18
"Defense Daily", 1989, 162, № 29, 231
"Flight International", 1988, BJ, № 4122, 35-37;1989,
135, J* 4166, 15; Ш, J* 4173, 11; № 4174, 24
"New Scientist",T989,mf № 1670,33
"Space Age Times", 1989, 15, № 11-12, 27-31
"Spaceflight", 1989, M, *Xl87
21. Воздушно-космические самолеты - МВКА второго
поколения
Как считает обозреватель из ФРГ, идея создания
воздушно-космического самолета (ВКС) существует со времен
Ф.А.Цандера. Ее разрабатывал Зенгер, который в 1943 г.
предложил принципиальную схему "антиподного
бомбардировщика" для атаки на Нью-Йорк, В 1975 г. в СССР был
предложен проект ВКС "Альбатрос*. Ряд схем ВКС был
проработан в США. Прогресс в авиационно-ракешой технике
позволяет считать, что в течение 2-3 последующих десятилетий
будут созданы и введены в эксплуатацию пилотируемые
транспортные космические системы по типу ВКС. Они могут
быть признаны МВКА второго поколения. Их характерными
особенностями будут следующие признаки:
- горизонтальные старт и посадка;
- применение двигательных установок новых схем;
- многоразовое использование всей системы;
- высокая степень участия экипажа в управлении ВКС при
посадке.
В Западной Европе ведутся работы над ВКС "Хотол"
(Великобритания) и "Зенгер" (ФРГ), а с 1987 г. - над
французским ВКС (таблица). Исследование принципиальной
схемы ВКС "XbTon*, завершившееся в конце 1987 г. и
стоившее 5,4 млн долл., дало многообещающие результаты.
Правда, в связи с отказом правительства в июле 1988 г.
финансировать эти работы, дальнейшая разработка ведется
в основном на средства фирмы British Aerospace. Рассмат-
66
Западноевропейские проекты МВКА
Характеристика
МВКА
Термес"У"Ари-
ан-5"
"Зенгер*7
Horus
'Хотол'
- при
старте
- на
орбите
- грузового
отсека
Стартовая
масса
Масса на
орбите
Полезная
нагрузка
Межполетное
время
Высота
орбиты
Этапы
разработки
- начало
- этап А
- первые
испытания
— начало
эксплуатации
длина 42 м
длина 15 м,
ширина 10 м
3
объем 18 м
600 т
21 т
3 т
4 мес.
400 км
1983 г.
1987 г.
1993-1994 vv.
1995-1996 гг.
длина 90 м,
ширина 50 м
длина 31 м,
ширина 14 м
5 х 4,5 м
330/93 т
26 т (?)
4 т
2 недели(?)
300-400 км
1986 г.
1989 г.(?)
2001 г.
2005 г.
длина 60 м,
ширина 20 м
длина 60 м,
ширина 20 м
15 х 5 м
230 т
60 т (?)
8 т
2 недели
300 км
1984 г.
1989 г, (?)
1998 г.
после 2000 г
9-2
67
риваются возможности иностранного участия в программе
"Хотол". Целью программы является достижение цены
вывода полезной нагрузки в 20% от современной цены вывода
на МВКА США.
В первоначальном варианте ВКС "Хотол" рассчитывался на
использование в качестве беспилотного транспортного КА. В
нем предполагается установить комбинированную
двигательную установку, которая до высоты 30 км будет работать с
использованием атомосферного воздуха, а затем"
переключится на работу в режиме ЖРД. Для старта необходима
скорость 540 км/ч. При угле набора высоты 24
вертикальная перегрузка составит 1,15 g .Орбитальная скорость может
быть достигнута на высоте 90 км. Максимальная
продолжительность полета определена 50 ч. Изменения высоты и
ориентации будут осуществляться с помощью системы
орбитального маневрирования. Перед завершением полета эта
система замедлит ВКС и снизит перигей его орбиты до
км. Вход в атмосферу будет происходить под углом
~80 . Угол будет уменьшаться по мере падения скорости.
Высокое аэродинамическое качества ВКС позволит движение
по нормали к плоскости экваториальной орбиты для
выполнения посадки в Западной Европе. Посадочная скорость будет
320 км/ч. Считается возможной доработка ВКС в
пилотируемый вариант. Установлена возможность использования ВКС
для возвращения ИСЗ с орбиты на Землю и стыковки с
модулем 'Колумб* и ООКС "Свобода*.
ВКС "Зенгер" предполагается выполнить по
двухступенчатой схеме. Первая ступень, напоминающая сверхзвуковой
реактивный самолет "Джамбо", несет вторую орбитальную
ступень, напоминающую "Гермес" или RASP,. Отделение
второй ступени происходит на высоте 30 км. Вторая ступень
выходит на орбиту с помощью собственного ЖРД. Первая
ступень будет полностью многоразового использования.
Вторая ступень в пилотируемом варианте Horus будет
многоразового использования, а в грузовом варианте Cargus -
одноразового использования*
Считается, что МВКА первого поколения будут строиться
до 2000 г. В них будут применяться обычные двигательные
установки. Конструкции не будут содержать принципиально
новых решений. Как МВКА первого поколения, так и МВКА
68
второго поколения не исключат применения обычных ракет-
носителей как транспортных космических систем,
В.А.Карелин
"Ad Astra*\ 1989f J^ № 5, 27-29
"Astronomie und Raumfahrt'\ 1989, 27, № 2, 45-47
22. Программа национального воздушно-космического
самолета США в условиях сокращенных ассигнований*
Отказ военных ведомств - ВВС США, DABPA и
управления СОИ (SDIO) от совместной с НАСА разработки
национального воздушно-космического самолета (НВКС)
поставил НАСА перед необходимостью вести эту
престижную для страны программу целиком за счет собственного
бюджета. По заявлению И.О. руководителя НАСА Д.Майерса,
намечено постепенное замедление программы с сокращением
ассигнований с 300 млн долл. в 1990 фин. г. до
100 млн долл. Полная стоимость программы определен* в
"4 млрд долл. НАСА намерено поддерживать работы по
программе в течение 4 лет, пока военные ведомства не
найдут достаточно средств для ПКР по НВКС, хотя возможны и
другие решения. Основные работы по планеру НВКС
финансировали военные ведомства (80% общих расходов). НАСА
вело работы по силовой установке, которые были
сосредоточены в центре космических полетов им. Маршалла. Успешнр
были проведены огневые испытания ПВРД со сверхзвуковым
горением. ПВРД в 1/7 натурной величины был разработан
фирмой Воске td yne.
В июне 1989 г. национальный научно-исследовательский
совет опубликовал отчет с анализом состояния наиболее
сложных технических проблем программы. Наиболее сложным
в разработке ПВРД со сверхзвуковым горением считается
выбор параметров форсунок ввода водорода в камеру
сгорания с целью достижения высокой полноты сгорания. По
мнению совета имеются значительные трудности в исследовайии
процесса ввода водорода как при экспериментах, так и при
машинном моделировании.
Межведомственный орган управления программой (JPO) в
июле 1989 г. корректировал план—график работ до выхода
на летные испытания опытного образца Х-30. В новом плане-
69
графике будет учтена рекомендованная национальным советом
по космическим -исследованиям задержка на 2,5 года. В
случае одобрения президентом первый полет Х-ЗО .сдвинется
по меньшей мере на 1997 г. Руководство программы пока
убеждено в возможности достижения основной цели -
одноступенчатого выхода Х-30 на орбиту. Исследования 1988 г.
показали, что нет явных препятствий для достижения этой
цели. Вместе с тем считается, что в дополнение к ПВРД со
сверхзвуковым горением на НВКС должны быть ЖРД,
которые могут быть использованы для разгона НВКС от М=15
доМ=25 и для орбитального маневрирования. Кроме того,
наличие второго типа РД повысит безопасность полета в
случае отказа ПВРД на предельных режимах. Пока не решена
проблема компоновки ЖРД в силовой установке. Имеются
достижения в разработке высокотемпературных легких
материалов и в методах расчета трехмерного гиперзвукового
обтекания.
В.А.Карелин
11 Aerospace Engineering", 1989, J9, № 4, 21
"Defense DailyM, 1989, 163, № if, 155
••Flight International", 1989, 136, № 4174,22-23
"New Scientist", 1989, 122, *ГГб72, 44
23. Запуск американского К А "Магеллан* по направлению
к Венере
4 мая 1989 г. с помощью (МВКА "Спейс Шаттл* с
орбитальной ступенью (ОС) "Атлантис* был осуществлен запуск
К А "Магеллан*'. Через шесть чаерв после старта ВКА двух^-
ступенчатая ракета 1US направила КА к планете Венера.
К Венере он должен выйти» совершив 1,5 оборота вокруг
Солнца, в августе 1990 г. На 21 мая была запланирована
корректировка курса с целью увеличения скорости на 2,91м/с,
При выполнении этой корректировки должны были быть
включены на 6 с четыре ракетных двигателя на гидразине тягой
по 45 кгс.
Основная задача, которая поставлена перед КА 'Магеллан*,
состоит в детальном картировании поверхности этой планеты.
Для этого он будет выведен на эллиптическую полярную
орбиту с периодом ЗД4 ч. Наиболее низкая часть орбиты
70
высотой 250 км при каждом обороте вокруг планеты будет
использоваться для облучения поверхности с помощью радио*
локационной антенны диаметром 3,7 м. РЛС бокового обзора
с синтезированием апертуры (РСА) позволит получать
изображение полоски поверхности планеты шириной 17-28 км и
длиной примерно 16 тыс. км. Всего за 243 суток,
соответствующих венерианскому году, будут получены 1843
полоски изображений с разрешающей способностью 100-300 км.
После прохождения маловысотной части орбиты эта 3,7-м
антенна будет поворачиваться по направлению к Земле и
использоваться для передачи необработанных данных на Землю.
Путем ^анализа таких характеристик эхо-сигнала, как
уровень, поляризация, момент поступления и доплеровское
частотное смещение наземные компьютеры будут
восстанавливать изображения поверхности планеты.
В течение 243 суток будут получены детальные
изображения 80-90% поверхности планеты. Однако по завершении
выполнения этой "основной" задачи на КА останется
достаточно горючего для многократного повторения всей
последовательности картирования поверхности. Это даст
возможность ученым НАСА получить изображения тех участков
поверхности, которые по каким-либо причинам не были
получены раньше, или же более детально исследовать
определенные районы.
Программа радиолокационных исследований поверхности
Венеры была предложена еще в начале 80-х гг. и носила
наименование VOIR (Venus Orbiting Imaging Radar).
Поскольку было мало шансов на ее утверждение вследствие того,
что предусматривались расходы в размере 600 млн долл.,
был предложен альтернативный план посылки более простого
КА VRM, который в дальнейшем стал называться К А
"Магеллан". За счет отказа от проведения пяти экспериментов в
атмосфере планеты удалось сэкономить 69 млн долл. Кроме
того, в составе этого КА использованы уже имевшиеся
блоки. Так, его 3,7-м антенна позаимствована у резервного
КА "Вояджер" (запуски К А этой серии осуществлялись в
1977 г.). Сам КА, на котором установлены компьютеры,
накопитель на магнитной ленте и другая радиоэлектронная
аппаратура, также является резервным аппаратом серии
"Вояджер". Гироскоп позаимствован у КА серии "Викинг"
(направлялись к Марсу в 1976 г,), другие блоки
разработаны для КА "Галлилей", а небольшая антенна, используемая
71
для связи с НС во время полета к Венере, осталась от КА
"Маринер-Э" (полет к Марсу выполнялся в 1977 г.). На КА
установлен также радиовысотомер с точное пью измерений
30 м. Чтобы застраховать себя от возможной неудачи, на
борту КА установили резервную РСА, предусмотрены
различные проверки.
Общая стоимость К А составила 460 млн долл, в
90 млн долл. обойдется работа наземных средств по
сопровождению, анализу и обработке данных.
По современным данным, температура поверхности
планеты 450 С, поверхность образуют, вероятно, породы типа
гранита и базальта, в атмосфере есть серная кислота, на
97% атмосфера состоит из двуокиси углерода.
Н.Я.Щербак
"Aerosp, Eng.", 1989, 9,J* 4, 21
"Aviat. Week and Space Techno!.", 1989, J30,№ 1,25
"Science", 1989, 244, № 4904, 525, 526
"Sky ad Telesc", 1989, 77, ti> 4, 367
"Space Today", 1989, 4, № 5, 5
"Aerosp. Daily", 1989, 150, № 25, 202; № 7, 54, 55
•«Space Age Times", 1989, Г5, № 11-12, 23, 24
24, Запуски КА летом 1989 г.
30-й запуск МВКА- *Спейс Шаттл* с орбитальной
ступенью (ОС) '"Колумбия* состоялся 8 августа 1989 г. с
мыса Канаверал. На борту МВКА находился экипаж из пяти
человек, из которых двое (Брустер Шо и Дэвид Лиима)
являются опытными астронавтами, а трое (Дик Ричарде,
Джеймс Адам с он, Марк Браун) совершили свой первый
космический полет. Во «время полета на орбиту был выведен
новый разведывательный ИСЗ типа КН-12, который
обеспечивает передачу информации в реальном времени на полигон
Уайт-Сандс с помощью системы слежения и передачи данных
TDRSS» Экипаж МВКА осуществил несколько
экспериментов, включая эксперимент по программе СОИ, МВКА
совершил 81 оборот вокруг Земли и 13 августа 1989 г.
совершил посадку на авиабазе Эдварде.
8 августа 1989 г. с полигона в Куру (французская
Гвиана) был произведен 33-й запуск РН серии "Ариан*. С по-
12
мощью РН "Ариан~4"~на орбиту были выведены
западногерманский1 ИСЗ для непосредственного ТВ-вешания TV-Sat—2
и западноевропейский астрономический ИСЗ Hipparcos. В
результате двух включений своего апогейного двигателя 11 и
14 августа 1989 г. HC3TV-Sat-2 вышел на
геостационарную орбиту и было произведено раскрытие панелей солнечных
батарей. Демонстрационная ТВ-передача намечалась на
25 августа 1989 г. ИСЗ должен обслуживать около 200 млн
телезрителей.
Для перевода ИСЗ Hipparcos с переходной орбиты на
геостационарную необходимо было осуществить однократное
включение бортового апогейного двигателя Mage—2 для
приращения скорости на 1,5 км/с. Это включение намечалось
на 10 августа 1989 г. в момент прохождения 'апогея
переходной орбиты на 4-м обороте вокруг Земли (по сигналу из
центра управления в Дармштадте). Однако команда на воспла-*
менение апогейного двигателя не прошла. Для обеспечения
достаточно длительного пребывания ИСЗ Hipparcos на
орбите можно оставить его на переходной орбите, увеличив
высоту в перигее до 700 км (высота орбиты 700 х
х 36 000 км). Согласно программе полета ИСЗ должен
вести наблюдения за 114 тыс. звезд (каждая из них должна
попасть в поле зрения бортовых приборов по 80 раз). По
состоянию на 25 августа 1989 г. ИСЗ Hipparcos не удалось
ввести в эксплуатацию.
Б.И.Ермишкин
••Air et Cosmos", 1989, 27, № 1247, 9, 48-49
25. Г^ооект "Хиппаркос"
На июль 1989 г. с помощью ракеты-носителя "Ариан-4"
намечался вывод на орбиту ИСЗ "Хиппаркос",
предназначающегося для измерения точного положения примерно 120 тыс.
звезд. Точность измерения положения звезд с земной
поверхности ограничивается различными причинами, наиболее
важными из которых являются воздействия неоднородной и
флуктуирующей атмосферы Земли, гравитационные и тепловые
изменения формы телескопа, невозможность одновременного
наблюдения всех частей небесной сферы с одного пункта.
10-1 73
Оптическая астрономия в настоящее время решает две
основные научные задачи:
1) обеспечение невращающейся звездной системы
координат, относительно которой можно измерять перемещение
объектов в Солнечной системе и звезд в Галактике и которая
может быть использована в качестве опорной системы
координат для того, чтобы связывать оптические наблюдения с
наблюдениями в других областях электромагнитного спектра;
2) предоставление данных наблюдений для исследований
яркости звезд, .пространственного распределения звезд в
пределах Галактики и их движения.
Положение объекта в пространстве может быть описано
направлением на него относительно некоторой координатной
системы (направленным косинусом), его гелиоцентрическим
расстоянием, а также скоростью изменения этих величин во
времени. Относительные угловые измерения, выполненные с
астрономических обсерваторий в две в достаточной степени
отстоящих друг от друга эпохи, дают направленный косинус
и его зависимость от времени. При использовании известного
расстояния от звезды это угловое*-перемещение, или
"истинное движение может быть преобразовано в скорость,
проектируемую на небесную сферу. Последовательность наблюдений
за данным объектом относительно удаленных фоновых звезд
по мере движения Земли по ее годовой орбите относительно
Солнца дает расстояние до объекта посредством определения
его параллакса.
Пространственное перемещение объекта в радиальном
направлении, или радиальную скорость наиболее удобно
определять путем измерения доплеровского смещения и его
значения обычно не указываются среди пяти других
"астрономических параметров*': двух координат положения, скорости
изменения этих координат со временем (истинное движение) и
параллакса (обратно пропорционален расстоянию до небесного
тела).
Поскольку углы (параллаксы и годовое истинное движение)
измеряются в тысячных долях дуговой секунды, такие
измерения должны быть очень точными. Вследствие отмеченных
выше недостатков каталоги положений звезд, измеренных с
поверхности Земли, не охватывают все регистрируемые с
Земли звезды и не имеют очень высокой точности. Поэтому еще
в марте 1966 г. было выдвинуто предложение использовать
космические средства, а в 1977 г. Европейское космическое
74
агентство (ЕКА) решило использовать ракету-носитель
"Аркан" для вывода астрономического ИСЗ на геостационарную
орбиту. ИСЗ "Хиппаркос" снабжается телескопом Шмидта
отражательного типа. Особенностью этого телескопа
является использование объединительного зеркала, которое
обеспечивает подачу световых лучей от двух полей зрения размером
по 0,9 х 0,9 , разделенных друг относительно друга
примерно на 58 , на общую фокальную поверхность, что позволяет
одновременно осуществлять измерения с большим и малым
углами зрения. Диаметр основного зеркала составляет
290 мм, точность выполнения поверхности зеркала Л/60
(среднеквадратичное отклонение). ИСЗ будет просматривать
большие круги небесной сферы, причем изображения звезд
от двух полей зрения станут модулироваться 2688
параллельными прозрачными и непрозрачными щелями,
размещаемыми в фокальной плоскости и перекрывающими площадь
2,5 х 2,5 см^. Изготовление асферического асимметричного
зеркала сведения лучей и этой высокоточной модулирующей
решетки (по методу электронна-лучевой литографии)
представляло собой, 'Основную техническую проблему.
Спутник должен медленно вращаться вокруг своей оси,
совершая один оборот за 2 ч, причем направление оси
вращения медленно изменяется. Это позволяет телескопу
просматривать полную небесную сферу несколько раз в течение
2,5-летнего срока его активного существования. По мере
сканирования телескопом неба свет от звезд будет
модулироваться системой щелей. Промодулированный свет от звезд
будет поступать на детектор, выполненный на диссекторе,
с частотой 1200 Гц. В каждый данный момент в
объединенном поле зрения будут иметься четыре или пять выбранных
(или запрограммированных) звезд. Детектор имеет небольшую
чувствительную область, которая в диаметре
перекрывает примерно 38 arcsec небесной сферы. Этот детектор
может обеспечивать одновременное отслеживание лишь одной
траекторий движения звезды, однако может переключаться
под машинным управлением на сопровождение всех
запрограммированных звезд в течение кратковременных интервалов
времени при?просмотре Ъоля зрения, занимающего примерно
20 с. Спектральный диапазон телескопа 375-750 нм.
Телескоп будет непрерывно сопоставлять относительные
положения включенных в программу звезд, которые будут
находиться в Следующих один за другим полях зрения вслед-
10-2 75
ствие вращения ИСЗ. При этом может быть осуществлено
несколько сопоставлений с различными звездами.
Полезная нагрузка включает в свой состав также два
устройства картирования звезд (одно - резервное),
назначение которых заключается в предоставлении данных,
позволяющих определять в реальном времени угловое положение
ИСЗ (такие определения производятся на борту спутника) и
последующую реконструкцию углового пространственного
положения (выполняется на Земле). Эти устройства
картирования звезд должны быть также использованы во время
выполнения эксперимента "Тихо" для проведения астрономических
и двухцветных фотометрических измерений по примерно
400 тыс. звездам* до 10-11 звездной величины.
Стартовая масса ИСЗ составляет 1140 кг, мощность
панелей солнечных элементов 295 Вт, скорость передачи
данных по линии "НС-ИСЗ" 2 кбит/с, по линии "СИСЗ-НС"
24 кбит/с, наклонение плоскости орбиты относительно
Солнца 43 ', скорость вращения относительно собственной оси
168 arcsec/c.
Во время выполнения основного эксперимента ИСЗ должен
измерить положение 120 тыс. звезд (до В=12,4 звездной
величины), точность определения местоположения 0,002 arcsec
(В=9 звездная величина),точность измерения параллакса
0,002 arcsec (В-9 звездная величина), точность определения
истинного движения 0,002 arcsec (В=9 звездная величина),
систематическая ошибка < 0,001 arcsec •
При выполнении эксперимента "Тихо" число звезд,
положение которых должно быть измерено, превышает 400 тыс.,
В-10-11 звездные величины, точность определения
местоположения 0,03 arcsec (В-10 звездная величина),
фотометрическая точность 0,05 звездной величины, на одну звезду
будет приходиться ~ 100 наблюдений.
Н.Я.Щербак
"ESA Bull.", 1989, № 58, 77-87
26. Исследовательский зонд для К А "Кассини"
Комитет по научным программам Европейского
космического агентства (ЕКА) выбрал исследовательский зонд
"Гюйгенс" английской фирмы Marconi Space Systems для ис-
76
пользования в международном (с участием НАСА) проекте
"Кассини\ предусматривающем посылку КА для проведения
исследований планеты Сатурн и атмосферы его спутника
Титан.
Проект "Кассини" является вторым, в котором участвует
агентство ЕКА и который предусматривает исследования в
глубоком космосе (первый предусматривал исследования
кометы Галлея с помощью КА "Джотто" в марте 1986 г.).
Общее руководство работами по проекту "Кассини"
осуществляет НАСА. КА под этим названием должен быть запущен
в апреле 1996 г., выход к Сатурну намечен на декабрь
2002 г.
После отделения исследовательского зонда "Пойгенс",
который должен быть направлен в сторону Титана, КА
"Кассини" будет продолжать облет Сатурна. Зонд "Гюйгенс"
осуществит спуск в атмосфере на поверхность спутника. Во
время этого двухчасового спуска будут проведены измерения
состава атмосферы. Удар зонда о поверхность Титана
произойдет всего лишь со скоростью 5 м/с, поэтому аппаратура
продолжит работу. Аналитические данные, полученные во
время спуска и посадки, будут передаваться на Землю
посредством орбитальной ступени КА "Кассини".
Известно, что амтосфера Титана состоит из метана,
азота и углеводородов, однако в ней отсутствует молекулярный
кислород. Эти элементы - те оке, которые могли иметься на
Землю вскоре после ее образования. Поэтому исследование
атмосферы Титана должны предоставить сведения о проио-*
хождении нашей планеты.
Н.Я.Щербак
"ESA Bull.", 1989, № 58, 104
27. Развитее программу перспективной транспортной
космической системы ALS Г
Управление СОИ (SDIO) в своем отчете за 1989фкн.г.
конгрессу США в марте 1989 г. отметило, что оптимальная
схема перспективной транспортной космической системы
(ПТКС) ALS станет известна в марте 1990 г., когда
бюро закупок МО США по результатам анализа одобрит одну
из предлагаемых конструктивных схем ПТКС. Пока предпо-
77
лагается, что первый пуск ПТКС состоится в 1998 г.. Ввод
в эксплуатацию намечен на 2000 г. В 1990 фин. г. основ -
ное внимание в программе будет уделено разработке дешевых
ЖРД на -криогенном топливе, поиску экологически чистых
дешевых твердых ракетных топлив, вопросам применения
экспертных систем при предстартовой подготовке, разработке
топливных баков для криогенных топлив, оптимизации
наземных операций и совершенствованию технологии производства.
Управление СОИ решило не использовать ПТКС на первом
этапе развертывания СОИ, но планирует ее применение в
дальнейшем.
В феврале 1989 г. НАСА вьщало технические задания
(RFP) на предварительную проработку основного SJME и
бустерного STBE ЖРД для ПТКС с грузоподъемностью 36-
90,7 т на низкую околоземную орбиту. Новые ЖРД должны
иметь более высокую надежность и пониженную стоимость по
сравнению с применяемыми на существующих
ракетах-носителях. При этом STBE должен быть разработан на
основе STME.
На июнь 1989 г. центр космических полетов им.
Маршалла НАСА выбрал 3 фирмы для переговоров о , заключении
5 контрактов на ЖРД: Aerojet General» Rocketdyne и Pratt
and Whitney Div,* United Technology Corp. Отдельные контракты
будут заключены на разработку водородного турбонасосного
агрегата (ТНА) с Aerojet General, ТНА для жидкого
метана с Rocketdyne и ТНА для жидкого кислорода с Pratt and
Whitney. Кроме того, с Aerojet General заключаются
2 контракта на создание систем повышения статического
давления топлива на входе в ЖРД.
В.А.Карелин
"Aerospace Daily11, 1989, ЬЮ, № 19, 157
"Aerospace Engineering", 1989, 9j № 6t 50
"Defense Daily", 1989, J62, J* 16, 128;. j№ 55, 454*
28. Перспективы разработки РН' r Дельта—3*
H полетов лабораторий *Спейслэб-Р2 и Р~3М
Фирма McDonnell Douglas (США) изучает возможность
разработки РН "Дельта-З", которая будет способна выводить
на переходную к геостационарной орбиту ПН массой около
78
3 т в случае запуска с мыса Канаверал (шт. Флорида). РН
может быть готова к запускам, начиная с 1993 г. РН
"Дельта-3" предполагается создать на базе РН "Дельта-
2/7925", грузоподъемность которой при выводе на
переходную к геостационарной орбиту .составляет 1820 кг.
В РН "Дельта~3" намечается использовать первую
ступень от РН "Дельта-2" и новую криогенную вторую ступень,
на которой будет установлен ЖРД RL-10 от ракеты
"Центавр" или LE -5 от японской РН Н-1. Однако Япония ранее
уже отказывалась от продажи лицензии на изготовление ЖРД
LE-5. Принятие решения о разработке РН "Дельта-3"
намечалось на конец 1989 г. Однако фирма McDonnell Douglas
может отказаться от планов разработки РН "Дельта-3",
ограничившись уменьшением цены на~РН "Дельта-2/69 25".
Грузоподъемность РН "Дельта-2/6925ЙГ при выводе на
переходную к геостационарной орбиту составляет 1450 кг.
Ю июля 1989 г. НАСА заключило соглашение с
министерством исследований ФРГ о запусках в феврале 1992 г.
и ноябре 1993 г. на борту МВКА "Спейс Шаттл" двух
орбитальных лабораторий "Спейслэб-02 и D3M.B каждом из
полетов должно принять участие по два западногерманских
астронавта,
Б. И. Ермишкнн
"Air et Cosmos", 1989f 27, № 1247, 47
29, Перспективы запусков КА ,и использование РН
Правительство Франции дало "зеленый свет" программе
разработки ИСЗ для изучения природных ресурсов "Спот-4*.
Запуски ИСЗ с помощью РН "Ариан-4" должны начаться в
1994 г. Конструкция ИСЗ разрабатывается центром CNESt
а изготавливать его должна фирма Matra. Программа "Спот"
осуществляется совместно с Бельгией, Швецией, Италией и
Испанией. Некоторые технологии, созданные в процессе
разработки ИСЗ "Слот", будут применены при разработке
военного разведывательного ИСЗ Телиос".
Центр CNES сообщил, что расходы на программу РН
уАриан-5* в 1988-1995 гг. не должны быть больше
6 млрд фр. фр.
79
ИСЗ Тэлэкси-б* и SBS -6 фирмы Hughes Communications
решено вывести на орбиту в июне 1990 г. с помощью РН
После завершения полета МВКА "Спейс Шаттл" с
орбитальной ступенью "Колумбия" министерство обороны решило,
что в ближайшие годы будет проведено только пять полетов
МВКД с военными ПН на борту. В остальных случаях будут
использоваться одноразовые РН.
В результате политического и дипломатического давления
правительства США на правительство Бразилии последнее
приняло решение об изготовлении двух, ИСЗ *Бразилсат-2* аме-
риканской фирмой Hughes, а не французскими фирмами
Matra и Spar.
Испания отдала предпочтение организации Arianespac^ для
осуществления запусков двух связных ИСЗ "Испаниясат"
в 1992 г. (на этот заказ претендовала также американская
фирма General Dynamics), 17 июля 1989 г. в ФРГ
вступило в действие Федеральное агентство по координации
космических исследований (PARА)» Агентство DARA по своему
юридическому статусу является фирмой с ограниченной
ответственностью (GmbH). Президентом агентства назначен
Вольфганг Вилд, который до этого был министром экономики
Баварии. Агентство DARA размещено в Бонн-Бад-Годесберге.
Б.И.Ермишкин
"Air et Cosmos", 1989, 27, № 1247, 9-10
30. Закрытие ряда американских наземных станций
слежения за полетом ИСЗ
В связи с вводом в эксплуатацию в июле 1989 г.
спутниковой системы TDRSS., которая обеспечивает слежение
за полетом и передачу телеметрической информации с борта
МВКА "Спейс Шаттл" и других многочисленных ИСЗ, НАСА
намеревается закрыть рад своих наземных станций: на
Гавайских о-вах, о-ве Гуам, в Чили, Австралии и Дакаре. НС
на о-ве Асунсьон предполагается передать в ведение ВВС
США. Это решение вызвало беспокойство фирм, которые
производят запуски коммерческих ИСЗ. Например, с помощью
НС на о-ве Асуньон осуществляется слежение на начальном
участке траектории полета за РН фирм McDonnell Douglas
80
и Arianespace. Закрытие рада НС лишило бы возможности
получать телеметрическую информацию с борта ряда РН. В
письме, подписанном начальником Восточного
ракетно-космического центра (авиабаза Патрик, шт. Флорида), содержится
обещание обеспечивать за плату прием телеметрической
информации, поступающей с борта коммерческих РН.
Б.И.Ермишкин
"Aerospace Daily", 1989, 150, № 17, 136
АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
31, Исследования в области солнечных элементов
космического назначения
Панели солнечных элементов впервые были использованы
на американском ИСЗ "Вэнгард-!", состояли из 108
кремниевых элементов размерами по 2 х 0,5 см, каждый из
которых вырабатывал примерно 1 Вт при среднем значении
КПД элемента 10%. С этого времени кремниевые солнечные
элементы остаются основным средством выработки
электроэнергии^ на ИСЗ. Лишь в течение последних нескольких лет
появились другие солнечные элементы, которые могут
заменить кремниевые при выполнении некоторых космических
полетов.
В солнечных элементах космического назначения первого
поколения использовались р— п -структуры (т.е. это были
элементы с эмиттером Р -типа на базе с проводимостью п
-типа), поскольку jb то время уже имелся высококачественный
материал с проводимостью этого типа). Однако было
отмечено, что при нахождении ИСЗ на геостационарной орбите
выходная мощность таких солнечных элементов под
воздействием заряженных частиц снижалась. Поэтому были
разработаны элементы n—p типа с более тонким эмиттером, у
которых гораздо выше радиационная^ стойкость.
Было установлено, что элементы с тонкими эмиттерами
(с проводимостью п— или р-типа) обеспечивают более
эффективное преобразование коротковолнового участка
электромагнитного спектра, причем элемент с n-р -структурой
имеет более высокий КПД. Поэтому усилия исследователей
были направлены на разработку методов дешевого
производства именно таких солнечных элементов. Qi
За исключением ОС "Скайлеб*, запущенной в 1973 г.,
для большей части спутников, выведенных на орбиту по
заданию НАСА, требовался уровень мощности электропитания,
меньший 2 или 3 кВт. Однако в дальнейшем потребуются
гораздо более мощные источники электропитания. Например,
для орбитальной космической станции "Свобода"
первоначальная мощность электропитания бортового оборудования
составит 75 кВт. С учетом необходимости заряда батарей
аккумуляторных элементов и потерь в системе распределения и
подвода электроэнергии выходная мощность панелей
солнечных элементов этой станции в начале срока активного
существования должна составлять 224 кВт. А с учетом
предполагаемого в будущем наращивания состава аппаратуры
такая мощность должна превышать 300 кВт. Очевидно, что
в этом случае размеры панелей солнечных элементов
оказались бы доминирующим фактором при разработке конструкции
орбитальной космической станции. Поэтому важное значение
имеет снижение площади, массы и стоимости больших
панелей солнечных элементов.
В течение ближайшего десятилетия возрастет также
мощность электропитания геостационарных ИСЗ,
предназначающихся, в основном, для работы в составе связных сетей
коммерческого и военного назначений. Для таких ИСЗ большое
значение имеет повышение КПД, снижение массы и повышение
долговечности, поскольку стоимость вывода на
геостационарную орбиту, примерно в пять раз превышает стоимость
вывода на низкую околоземную орбиту. Долговечность
современных геостационарных ИСЗ коммерческого назначения
составляет минимум семь лет. Основным фактором, определяющим
долговечность панелей солнечных элементов таких ИСЗ,
являются повреждения вследствие радиации. Поэтому в типовом
случае размеры панелей солнечных элементов могут на
40% превышать размеры, нужные для получения требуемой
мощности электропитания в начале срока активного
существования. Долговременной задачей, поставленной НАСА,
является разработка технологии, позволяющей в конце
10-летнего срока иметь лишь 1-% понижение выходной мощности.
Ниже рассматриваются некоторые исследования, направленные
на повышение КПД преобразования и радиационной стойкости
солнечных элементов.
При этом важно помнить, что • КПД солнечного элемента
на поверхности Земли и КПД в открытом космосе (на том же
82
расстоянии от Солнца) не равны вследствие того, что в
космосе большое количество энергии содержится на более
коротковолновом участке, где труднее осуществить
преобразование с высоким КПД в электричество. Основная проблема
состоит в том, что коротковолновый свет поглощается
вблизи верхней поверхности материала солнечных элементов.
Однако эта верхняя поверхность имеет незаполненные состояния
и ненасыщенные связи, которые захватывают генерируемые
падающим светом неосновные носители заряда и препятствуют
тем самым их участию в создании электроэнергии на выходе
элемента. Это трудная проблема, которая полностью не
решена до настоящего времени. В результате несмотря на то,
что плотность мощности спектра солнечного излучения в
космическом пространстве на 37% превышает плотность
мощности спектра на поверхности Земли (1,37 и 1,0 кВт/см^,
соответственно) и абсолютный уровень выходной мощности
солнечного элемента в космосе превышает уровень выходной
мощности на поверхности Земли, это превышение однако не
составляет 37%. Вследствие этого КПД солнечного элемента
в космосе будет меньше КПД такого же элемента на
поверхности Земли. Так, солнечный элемент, имеющий КПД на
поверхности Земли, равный 17%, в типовом случае в космосе
будет иметь КПД = 14%. Поэтому многие исследования
направлены на повышение 'чувствительности к синему1" солнечных
элементов.
Примерно до 1970 г. кремниевые солнечные элементы
для космического применения изготавливались из материала
с удельным сопротивлением 10 Ом/см и имели КПД на
поверхности Земли, равный примерно 10%. Проведенные в
начале 70-х гг. работы позволили увеличить КПД до 14%,
причем довольно быстро было установлено, что дальнейший
рост невозможен без снижения удельного сопротивления
исходного материала (т.е. без использования кремния с
большим уровнем легирования). Поскольку ток короткого
замыкания элементов в это время был очень близок к
оптимальному ожидаемому значению, стало ясно, что ключевой
задачей для повышения КПД является увеличение напряжения
холостого хода с 600 до примерно 700 мВ.
Несмотря на энергичные исследования, до настоящего
времени не удалось разработать кремниевые солнечные элементы
с теоретически достижимыми рабочими характеристиками,
хотя и имеются сообщения о создании таких элементов с
11-2 83
КПД = 16,6% (университет Нового Южного Уэлса,
Австралия) и даже 18% (исследовательский центр им. Люиса, США).
Основным недостатком остается низкая радиационная
стойкость кремния с малым удельным сопротивлением.
Поэтому в течение последних нескольких лет программа
разработки солнечных элементов, руководимая НАСА,
направлена на использование для этих целей полупроводниковых
соединений из элементов рядов III и V периодической
таблицы. Наибольшее внимание привлекает к себе арсенидгал-
лиевые (GaAs) солнечные элементы, которые по сравнению
с кремниевыми потенциально могут иметь гораздо более
высокий КПД. Кроме того, GaAs имеет' более высокую
радиационную стойкость (по меньшей мере, по результатам
наземных испытаний).
GaAs -элементы могут использоваться в виде панелей с
планарнымй элементами или панелей с гелиоконцентраторами
(коэффициенты концентрации 20-125). Поставлена задача
продемонстрировать КПД, больший 20%, при коэффициенте
концентрации 100 и рабочей температуре 80 С, что
примерно соответствует ожидаемым условиям в космосе. В
настоящее время усилия направлены на создание
индивидуальных оптических элементов для фокусировки солнечного света
на солнечном элементе с диаметром всего 4 мм. При этом
решаются две задачи. Во-первых, малые размеры элемента
позволяют поддерживать заданную температуру. Во-вторых,
существенно снижается стоимость по сравнению с
планарнымй GaAs -солнечными элементами. В результате стоимость
панелей GaAs-элементов с гелиоконцентраторами должна
быть ниже стоимости панели с планарнымй GaAs
-солнечными элементами. На выходе отдельного элемента мощность в
рабочих условиях должна составлять примерно 0,4 Вт, КПД
по результатам испытаний в лабораторных условиях 21,5%.
Дополнительным преимуществом использования гелио-
концентраторов является обеспечиваемое ими экранирование
от радиации, что позволяет использовать панели с
гелиоконцентраторами на ИСЗ, выводимых на некоторые средневы-
сотные орбиты, характеризующиеся высокой плотностью
захваченной радиации. Если удастся изготовить легкие и
дешевые гелиоконцентраторы, то такие панели можно будет
использовать и на геостационарных ИСЗ, а также на
межпланетных КА.
84
Считается, что теоретическим верхним пределом КПД для
пленарного GaAs -солнечного элемента (без гелиоконцентрато-
ра) является 22-23%. Такие значения могут быть
достигнуты при должной пассивации поверхности и использовании
точечных переходов в GaAs -материале с высоким удельным
сопротивлением. При использовании гелиоконцентраторов КПД
может достигнуть 28% (коэффициент концентрации 100,
температура 80 С).
Привлекают к себе внимание и InP -солнечные элементу, в
которых еще более высокая радиационная стойкость, хотя
средний КПД в настоящее время и составляет всего
примерно 12%. Уже достигнут КПД = 18,8%, а теоретическое
максимальное значение составляет 22%. Использование таких
солнечных элементов позволит существенно увеличить
долговечность панелей солнечных элементов ИСЗ на
геостационарной орбите и на средневысотных орбитах с высоким
уровнем радиации. Важной особенностью InP -солнечных
элементов является восстановление в значительной степени
поврежденного в результате радиации элемента при выдержке р
течение 10 мин при,температуре 100 С.
Еще одной областью исследований являются солнечные
элементы из нового класса структур, называемых
сверхрешетками и содержащими очень тонкие (50-350 * 10~"*0)
слои различных полупроводниковых материалов, имеющих
аналогичные кристаллографические, но отличающиеся
электронные свойства. Типовым примером является слоистая
структура из GaAs и AlCaAst GaAs n-i-p-i -структура
(это по существу непрерывно выращенный
GaAs-монокристалл с чередующимися тонкими участками п- и р
-легирующих примесей, разделенными узкими участками с
собственной проводимостью). В результате ширина запрещенной
зоны модифицируется в эффективную ширину запрещенной зоны,
которая может изменяться в зависимости от концентраций
легирующих примесей. В таких структурах почти полностью
устраняются потери за счет рекомбинаций в объеме материала
и теоретически можно получить очень высокий КПД. Кроме
того, у них высокая радиационная стойкость.
Н.Я.Щербак
MChem. Eng. Progr/\ 1989, 85, 1* 4, 62-67
85
32. Создание бортовой радиоэлектронной аппаратуры
для самолета начала следующего века
В Соединенных Штатах по программе "Пейв Пейс*' (Pave
Расе) исследуются вопросы построения бортовой
радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) перспективных самолетов. Эта
программа, являющаяся продолжением известной программы
"Пейв Пиллар", ставит своими задачами разработку
относительно дешевых бортовых вариантов процессоров
параллельного действия с модульным построением для ряда новых
бортовых применений и новой БРЭА, а также разработку
принципиально новог^ подхода к решению проблемы снижения
стоимости разработки и сопровождения программных средств.
Предпосылками для таких работ считаются наличие
кристаллов процессоров с тактовой частотой 100 МГц,
процессоров с параллельной архитектурой и ИС на кристаллах,
потенциально позволяющих уменьшить размеры большого про>-
цессора параллельного действия до величины портативного
блока. Уже проводятся разработки алгоритмов для задач
искусственного интеллекта, которые помогут экипажам
принимать решения, отмечается быстрый прогресс в области
теории нейронных сетей и уже появились реальные надежды
создания не этой основе соответствующих приборов. и
адаптивных обучающихся систем для самолета. Разрабатываются
перспективные способы компоновки и охлаждения аппаратуры,
которые позволяют существенно уменьшить число
.межсоединений схем и улучшить надежность^ Разрабатываются новые
средства машинного проектирования и автоматизированного
производства CAD/САМ, которые смогут оказать
'революционное*' воздействие на создание и изготовление
радиочастотных и цифровых аппаратных средств, а также на
проектирование, разработку и сопровождение программных средств
для БРЭА. При должном использовании всех этих успехов
в XXI веке БРЭА претерпит серьезные изменения, содействп
вать достижению которых и призвана программа "Пейв Пейс'.
При разработке концепций построения БРЭА для
самолета XXI века исходят их того, что экипажу самолета
придется действовать в гораздо более сложной обстановке, в
результате чего качество принимаемых экипажем решений при
дефиците времени будет снижаться, а число требуемых от
экипажа операций будет возрастать» бели не будут приняты
меры по автоматизации сбора, обработки информации й приня-
вв
тия решений. Очевидно, что потребуется больше информации
от различных бортовых датчиков и информация о состоянии
бортового оружия. На борт станет также поступать гораздо
больше информации командования» управления, связи и
разведки. Если задачи сбора и обработки информации будут
решены в рамках предшествующей программы "Пейв Пиллар",
то следующий шаг должен заключаться в разработке
методов перевода ''искусственного мира датчиков* в мир яегко
воспринимаемых символов и доступной для понимания
информации. Необходима разработка средств полного сферического
перекрытия пространства вокруг самолета для предоставления
своевременных данных об угрозах, целях и земной
поверхности. Требуется автоматизация отдельных операций, чтобы
намерения экипажа выражались прямыми и простыми
действиями. Необходимо создайие "простой в использовании* БРЭА
в чрезвычайно сложной обстановке, что позволит наиболее
целесообразно использовать ресурсы атакующих и
оборонительных средств.
Для представления необходимой информации и
совершенствования процедур управления необходимо оснащение
самолетов большими цветными дисплеями с высокой яркостью
воспроизведения, использование сверхбыстродействующих
графических процессоров для воспроизведения в реальном времени
панорамной графической информации дисплеями на приборной
доске и в шлеме летчика. Алгоритмы искусственного
интеллекта для работы в реальном времени (и - в конечном
счете - нейтронные сети) должны быть использованы для*
решения вопросов о том, как необходимо представлять
информацию для выработки рекомендаций по тактике ведения боя,
для воспроизведения данных о работоспособности БРЭА,
содействия планированию боевых заданий, управления
датчиками, определения намерений летчика и пр., причем
быстродействие соответствующих средств должно быть от
нескольких миллионов операций в 1 с для "простой* и до нескольких
миллионов операций в 1 с для комплексной взаимодействующей
экспертной системы. Потребуется разработка
усовершенствованных методов обработки сигналов для обеспечения
возможности работы во всем радиочастотном спектре при
наличии создаваемых противником помех (необходимое
быстродействие процессоров должно составлять несколько
миллиардов операций в 1 с) и "интеллектуальных" датчиков для
обнаружения и опознавания целей и угроз (быстродействие в
87
несколько миллиардов операций в 1 с). Во многих
ситуациях нужна будет автоматизация сложных функций управления
самолетом и средствами вооружения, чтобы позволить
летчику сконцентрироваться на принятии управленческих решений
высокого уровня и на связи. Например, потребуется
избирательная интеграция (комплексирование и автоматизация функций
управления полетом, управления огнем, работой двигательной
установки, вектором тяги, выполнения маневров по уклонению от
поражения ракетами и при полете на малой высоте). Для
работы такой комплексной автоматизированной системы, которая
скорее всего будет использовать алгоритмы искусственного
интеллекта, нужны будут быстродействующие
отказоустойчивые процессоры (быстродействие десятки-сотни миллионов
операций в 1 с).
Из этого очевидно, что создание БРЭА для самолета
начала следующего века потребует очень высокого
быстродействия бортовых вычислительных средств при обработке сигналов
и данных, что в абшем случае не может быть обеспечено с
помощью даже нескольких имеющихся в настоящее время
процессоров. Поэтому потребуется сети параллельно включенных
процессоров, до создания которых необходимо решить
несколько проблем. Так, необходимо найти подход к разработке
и сопровождению имеющих большие объемы программных
средств для решения числовых и символьных задач обработки
данных, создать небольшие вычислительные средства в виде
параллельных процессоров, характеризующихся высркой
надежностью и отказоустойчивостью.
Если в настоящее время стоимость БРЭА составляет
примерно одну третью часть от стоимости истребителя и
обычно бблыиая часть расходов на техническое обслуживание
приходится именно на эту аппаратуру, то, очевидно, что в
течение 90-х гг. важная задача будет состоять в снижении
стоимости БРЭА, усложнение которой может привести к еще
большему возрастанию ее стоимости.
Возрастание стоимости БРЭА может быть оправдано лишь
соответствующим повышением живучести и наращиванием
боевых возможностей. За последние два десятилетия такое
явление наблюдалось вследствие использования, в основном,
программируемых компьютеров. При этом наблюдались рост
быстродействия аппаратных средств к существенное
снижение стоимости процессоров и памяти (33^). В то же время в
центральную проблему превратился рост стоимости проек-
88
тирования^ разработки и сопровождения программных
средств. Такой рост продолжается, несмотря на
стандартизацию языков программирования и наборов машинных
инструкций, причем производительность при разработке программных
средств не соответствует возможностям, предоставляемым
успехам в создании аппаратных средств, В дальнейшем
следует ожидать еще большего роста стоимости программных
средств обработки данных, что объясняется устойчивой
тенденцией автоматизации функций управления самолетом с
целью разгрузки экипажа, ростом объема программируемой
обработки сигналов вследствие возрастания сложности
боевой обстановки, тенденцией к функциональной интеграции на
самолете с существенным повышением загрузки процессоров
обработки данных и сигналов.
Поскольку к 2000 г. могут быть созданы серийные
образцы процессоров» выполняющие миллиарды операций в 1 с»
то для таких процессоров могли бы понадобиться весьма
дорогостоящие программы. Поэтому необходимы
усовершенствованные средства разработки программ, поскольку алгоритмы
искусственного интеллекта, обработки изображений и
сигналов окажутся большими и сложными.
Для снижения стоимости аппаратных и программных
средств необходимо содействовать развитию технологии,
поощрять конкуренцию и создание Аппаратуры с
возможностью повторного использования» средств разработки и
сопровождения аппаратуры и программ (например, наборов
машинных программ, высокоуровневых языков, трансляторов и
пр.). Необходимо повторное использование общих аппаратных
модулей в пределах военного ведомства и - в конечном
счете - в пределах министерства обороны. Далее^ требуются
фундаментальные изменения в процессах проектирования,
разработки и сопровождения программного обеспечения.
Другим фактором, который окажет воздействие на БРЭА
начала XXI века, яви£ся нехватка квалифицированного
персонала технического обслуживания (ТО). По мнению
авторитетных экспертов, будует отмечаться возрастающая потребность
в компетентных специалистах в области радиоэлектроники
вследствие все более сложной аппаратуры и конкуренции со
стороны частных фирм, для которых также требуются
квалифицированные специалисты. Выходом может явиться отказ
от узкой специализации персонала обслуживания БРЭА на
стоянках самолетов. Далее, нехватка квалифицированного пер-
89
сонала ТО будет «способствовать все более широкому
использованию заменяемых на'стоянке самолета стандартных
радиоэлектронных модулей, создание которых предусматривается
программой *Пейв Пиллар". Кроме модулей для аппаратуры
обработки данных и сигналов, интерфейсов шин передачи
данных и ввода/вывода, блоков электропитания, в дальнейшем
следует ожидать дополнительного создания модулей для
использования в радиочастотных трактах, дисплеях,
гироскопическом оборудовании и пр.
Предполагаемая нехватка персонала ТО и трудности с
материально-техническим обеспечением окажут воздействие на
конструкцию, упаковку и проведение испытаний БРЭА, В
подготовленном для ВВС США отчете Air Force 2000 R&M c
учетом этого отмечается необходимость существенного
повышения надежности БРЭА и упрощения процедур технического
обслуживания с тем, чтобы меньше зависеть от каналов
материально-технического обеспечения. По мнению авторов этого
доклада, необходимо расширять использование модулей в
БРЭА различного назначения и свести число различных
модулей к минимуму с тем, чтобы полный комплект запасных
модулей можно было перевозить на небольшом автомобиле.
Следует также переходить к проведению проверки без снятия
аппаратуры при использовании средств встроенного контроля/
/комплексных испытаний с помощью программ
искусственного интеллекта и широкого применения техники
отказоустойчивых вычислительных систем, переходить к
планово-предупредительному ТО, при котором практически в каждом модуле
оеализуется концепция постепенного ухудшения рабочих
характеристик (а не катастрофического отказа). Главным при этом
все же остается существенное повышение надежности БРЭА.
Для повышения надежности БРЭА требуются:
1) тщательный контроль за процессами изготовления и
широкого использования процедур проверок;
2) отказ от применения высоковольтных и механических
компонентов (примером может служить переход на
использование лазерных гироскопов и ФАР, твердотельных
радиочастотных схем);
3) улучшение охлаждения (следует не только избегать
перегрева, но и сводить к минимуму возможность
возникновения периодического изменения температуры);
4) существенное снижение числа электрических соединений
между кристаллом и печатной платой, между печатной платой
90
и объединительной панелью, между обединительной панелью и
кабельными разъемами/шинами передачи данных;
5) использование концепции отказоустойчивости при
реализации функций, имеющих решающее воздействие на
успешное выполнение боевого задания.
Что касается улучшения охлаждения, то большое
значение имеет снижение теплового сопротивления и
стабилизация отклонений температуры от номинального значения за
счет непосредственного погружения в жидкость, охлаждения
за счет изменения фазового состояния и использования
тепловых трубок.
Пункты 4) и 5) могут быть реализованы путем
использования новых методов корпусирования микроэлектронных
схем, а также фотоники. Потребуется создание электронных
схем на уровне полупроводниковой пластины (при
использовании методов гибридного поверхностного монтажа), причем
надежное соединение ячеек при использовании методов поверх^
ностного монтажа окажется наибольшей проблемой на пути к
достижению интеграции на уровне всей полупроводниковой
пластины.
Современный модуль на сверхбыстродействующих ИС с
воздушным охлаждением выполняется на печатной плате с
двухсторонним монтажом, имеет 2500 соединений, среднюю
наработку на отказ 10000 ч (при температуре ребристого
теплообменника 55°С), размеры 16 х 13,7 х 1,45 см,
потребляет 27 Вт и имеет массу 0,68 кг (тактовая частота
20 МГц, быстродействие 3 млн операций в 1 с, емкость ЗУ
с произвольной выборкой 256 тыс. слов). В начале XXI
века сборка модулей на сверхбыстродействующих ИС будет
охлаждаться погружением в хладагент, размеры модуля
останутся теми же, потребляемая мощность составит 10-400 Вт;
масса будет равняться 0,45 кг; число полупроводниковых
пластин составит 2-15, число соединений понизится до
десятков-сотен шт., число кристаллов составит 400 -
десятки тысяч, средняя наработка на отказ 100000 ч, тактовая
частота 8-100 МГц, быстродействие 200 млн операций в
1 с; в составе будет иметься несколько ЗУ с произвольной
выборкой емкостью по 1000 тыс. слов.
Использование сверхбыстродействующих ИС с интеграцией
на уровне полупроводниковой пластины и гибридной
интеграции на пластине в конечном счете ведет к трехмерным
(объемным) компьютерам из размещенных друг на друге полупровод!-
12-2 91
никовых пластин (этажерочная конструкция), что позволяет
значительно снизить массу, объем и размеры.
Разрабатываются как методы поверхностного подсоединения
обрабатывающих микроячеек, так и методы соединений размещенных
друг на друге ("этажерочных") полупроводниковых пластин
для получения трехмерной структуры.
Получающийся в результате "трехмерный" компьютер
будет характеризоваться тем, что 90% площади кремниевого
полупроводникового кристалла будет приходиться на
активные приборы ( в настоящее время это 1-15% для
компьютеров военного назначения). Надежность существенно
повышается за счет отказа от использования печатных плат с тыся- •
чами паяных соединений, между кристаллами и этими
платами. Общее быстродействие повышается вследствие отсутствия
имеющих большие емкости гфоводов, которые препятствовали
быстродействующей передаче данных между кристаллами.
Уже к 1995 г. может быть разработан портативный
(10 х 5 см) параллельный процессор, способный выполнять
миллиард операций в 1 с. Для этого должен быть достигнут
высокий процент выхода годных ячрек в пределах
полупроводниковой пластины, задана минимальная толщина линий ИС
(определяет максимальное быстродействие) отдельных ячеек,
а также технология (монолитная или гибридная). Далее,
очень большое значение имеет также проблема согласования
алогритмов и архитектуры компьютера. В этом отношении
могут быть две альтернативы: 1) использование заказных
процессоров на этажерочных полупроводниковых пластинах,
имеющих специализированные пластины для каждого
требующего высокого быстродействия применения на самолете с
использованием параллельных вычислений; 2) использование
семейства модулей из полупроводниковых пластин, которые
предназначаются для широкого диапазона применений.
К числу основных особенностей БРЭА начала следующего
зека, появление которых будет носить "революционный"
характер, относят:
1) широкое использование машинных средств для
выполнения практически: всех "электронных" функций, от функций
интеллектуальных датчиков до взаимодействующих
экспертных систем;
2) применение сетей параллельных процессоров, которые
смогут выполнять численные и эвристические алгоритмы с
92
быстродействием, в 10-100 раз превышающим
быстродействие имеющихся однопроцессорных архитектур;
3) использование средств разработки программ, которые
позволят повысить производительность по меньшей мере в
десять раз по сравнению с производительностью в настоящее
время;
4) использование перспективных материалов, методов кор-
пусирования и охлаждения совместно с методами обеспечения
отказоустойчивости, которые позволят работать
радиоэлектронной аппаратуре, скажем, в течение 30-дневного периода
с минимальным техническим обслуживанием.
Имеются также две 'эволюционные' тенденции,
отражающие современные концепции:
1) все более широкое использование стандартного
семейства заменяемых на стоянке самолета модулей;
2) ускорение функциональной интеграции и использование
концепций объединения информации от различных датчиков.
Что касается архитектур сетей параллельных процессоров,
то уже существует несколько десятков таких архитектур.
Они отличаются методами обращения к памяти, схемамЬ
связи, схемами управления работой в сети, размерами узла
(узел - это пара процессор/ЗУ). Созданы как схемы с
множеством потоков данных и множеством потоков команд MIMD,
так и схемы с одним потоком команд и многими потоками
данных SIMO. Третим общи^ классом сетей является
систолическая матрица, представляющая собой SIMO -машину
с выполнением конвейерных расчетов между несколькими
узлами в последовательном формате^
Для проектирования, разработки, испытаний и
сопровождения будущих радиоэлектронных систем будут
использоваться средства CAD/САМ, которые позволят проводить
моделирование, проектирование, разработку, испытания и
подготовку документации для различных уровней - от компонентов до
системного. Эти в высокой степени автоматизированные
процессы можно представить себе следующим образом. После
выработки требований будет осуществляться моделирование
на верхнем (системно-сетевом) уровне для обеспечения
общего функционального разбиения и описания операций
управления системой. Затем будут использоваться средства
разработки программ для обеспечения должного согласования
программ и аппаратуры для всех ресурсов обработки,
включая параллельные сети. Эти средства включают в себя моде-
93
лирующие программы, компиляторы, редакторы связей,
компонующие программы и кодогенераторы.
Разработка прикладных программ также будет
осуществляться с помощью CAD и осуществляться в виде модулей
с возможностью многократного использования, причем
библиотеки таких модулей будут предназначаться для
удовлетворения специфических потребностей. Для еще большего
повышения производительности труда программистов будут
использованы методы программирования "четвертого поколения".
Поскольку доминирующее значение в стоимости подготовки
программ имеет число инструкций на исходном" языке, то
может быть достигнуто существенное снижение стоимости,
если программные модули смогут быть многократно
использованы или модифицированы с помощью простой процедуры и
если могут быть разработаны заказные программные
средства с минимальным числом инструкций на исходном языке*
Если удастся создать летные образцы "суперкомпьютеров"
и быстродействующие вычислительные сети, то это может
оказать существенное воздействие на архитектуру БРЭА и
на методы интеграции (комплексирования) ее функциональных
элементов, В этом отношении полезно вспомнить, что
немногим более десяти лет назад начались работы по интеграции
БРЭА по программе DAIS, предусматривающей
использование мультиплексной шины и комплексирование относительно
слабо связанных друг с другом бортовых датчиков
наступательного и оборонительного назначений и органов
управления/дисплеев. Эта шина использовалась также для
комплексирования средств управления полетом и боеприпасов на узлах
подвески. При этом ставилась задача уменьшить число
кабелей и понизить стоимость технического обслуживания.
Работы по программе "Пейв Пиллар* позволили углубить
уровень комплексирования в пределах отдельных
функциональных элементов и между такими элементами. Архитектурное
построение, предусматриваемое этой программой, позволяет
повысить отказоустойчивость и содействует использованию
общих сменных модулей, а также дает возможность выделить
следующие три функциональные области для
комплексирования: 1) датчики-процессоры предварительной обработки -
процессоры сигналов; 2) средства обработки данных для
управления/реконфигурации системы и проведения расчетов на
системном уровне; 3) средства управления самолетов. Эта
архитектура предусматривает резервирование элементов об-
94
работки и шин и позволяет разработчику выбирать уровень,
на котором должны осуществляться обработка и обмен
информацией (на , локальном, являющемся частью функционально
близких элементов группы, или' на уровне специализированной
БРЭА). Существует мнение, что в дальнейшем возможно
комплексирование группы родственных функций, или "мета-
функций % Например, "радиочастотная мета-функция" в комп-
лексированной системе предполагала бы использование
необходимой части радиочастотного спектра для передачи,
приема или совместного использования информации (благодаря
этому улучшится информационная обеспеченность экипажа о
ситуации в воздухе, скрытность, отказоустойчивость и
надежность). Аналогичные мета-функции могут быть в
областях оптико-электронных средств, управления самолетом,
приборного оборудования. При этом общее архитектурное
построение, предусматриваемое программой "Пейв Пиллар",
сохраняется; а связь между отдельными мета-функциями может
осуществляться при использовании быстродействующих шин
передачи данных, предусматриваемых этой архитектурой и
представляющих собой иерархическую смесь шин, соединяющих
тесно связанные '.между собой параллельные сети.
Программа "Пей Пейс" и призвана проверить описанные
выше концепции, выбрать соответствующие технологии,
довести их, в случае необходимости, до состояния "зрелости" и
провести серии демонстрационных проверок интегрированных
испытательных стендов IT B!f которые должны показать,
как можно существенно улучшить рабочие характеристики н
понизить стоимость БРЭА. На основе этого можно будет
прогнозировать применимость получающихся в результате
программных и аппаратных средств для модернизации ВВС и
создания новых самолетов. Будут созданы модули БРЭА и
осуществлена их проверка с точки зрения повышения
надежности, продемонстрирован подход с созданием семейства
модулей аппаратных и программных средств для бортовых сетей
параллельной обработки информации, созданы перспективные
средства CAD/САМ и использованы для демонстрации
усовершенствований в проектировании, разработке и
сопровождении аппаратных и программных средств. Будут разработаны
усовершенствованные алгоритмы, которые станут
использоваться в конфигурациях IT В, предназначающихся для работы
в реальном времени, для демонстрации улучшения степени
информированности экипажа, повышения отказоустойчивости и
95
разработки стратегий ТО. В рамках исследований
интегрированных сетей будут проверены такие перспективные
технологии, как нейронные сети*
Н.Я.Щербак
"IEEE Aerospace and Electron. Syst* Mag,", 1989#
4, J* 1, 12-22
33. Научное и военное использование многоанодного
микроканального прибора МАМА
Фирма Bale Aerospace Systems разработала для
установки на телескопе "Хаббла" (Н5Т) прибор МАМА (Multi-
Anode MicroChannel Array - многоанодная микроканальная
решетка), который может регистрировать электромагнитные
излучения в широком диапазоне: в мягком рентгеновском»
УФ- и видимом. В связи с этим, как считают специалисты,
прибор МАМА может использоваться в качестве УФ-детекто-
ра в разведывательных комплексах тактического и
стратегического назначения, включая системы ПРО, разрабатываемые
по Программе СОИ,
Уже созданы приборы типа МАМА научного назначения.
Например, детектор с решеткой из 2000 х 2000 пикселей
намечено использовать в спектрографе ST1S (Space Telescope
Imaging Spectrograph)* который должен заменить два
прибора первого поколения на борту телескопа Н5Т (срок
запуска телескопа * 1989 г»). К числу приборов, которые
должен заменить спектрограф 5TISf относятся спектрографы
с меньшей чувствительностью HKS (High Resolution Spectro-
raph) и FOS (Faint Object Spectjograph). Прибор МАМА
будеть иметь в 8 тыс. раз больше пикселей, чем его
предшественники, и, в отличие от них, является стационарным
(staring - направленным в одну точку), а не сканирующим
устройством* Спектрограф STIS обеспечит получение
максимально возможного объема научной информации в
ограниченные по продолжительности периоды наблюдений.
Использование*^ ^эупной решетки чувствительных элементов,
расположенных в фокальной плоскости, позволит вести наблюдения за
очень слабыми источниками электромагнитных излучений,
которые находятся на "краю" Вселенной (за звездами 22-й
и 24-й величины),
96
В приборах типа МАМА используется та же самая
технология микроканальных плат, что и в военных приборах
ночного видения. Исследования по технологии плат ведутся более
15-ти лет, они финансируются главным образом НАСА,
Станфордским университетом и фирмой Ball. Двумя
базовыми элементами конструкции приборов типа МАМА являются
усилитель, который преобразует фотон в регистрируемый
сигнал, и решетка совпадений, позволяющая определить точное
место удара фотона.
Сначала фотой проходит через тонкое окошко, на
внутренней поверхности которого имеется фотоэмиссионный слой.
В этом слое под воздействием энергии фотона выбивается
электрон, который поступает в микроканальную ллату.
Последняя представляет собой заряженный стеклянный диск,
внутри которого имеются миллионы криволинейных каналов.
На поверхности канала (диаметр около 12 мкм) находится
слой полупроводникового материала. Криволинейная форма
каналов препятствует перемещению положительных ионов вверх
по каналу, чтобы они не регистрировались как поступившие
в прибор случайные фотоны, а также способствует
увеличению срока службы катода и микроканалов.
Электрон, образовавшийся в результате удара фотона, при
движении вдоль микроканала взаимодействует с
полупроводниковым слоем, что приводит, к возникновению каскада
вторичных электронов. На выходе из канала образуется поток
состоящий примерно из миллиона электронов, который
ударяется в металлическую сетку устройства совпадений (является
анодом прибора). Устройство совпадений состоит из верхнего
и нижнего взаимоперпендикулярных слоев электродов, которые
выполняют функции-матрицы системы координат X - У.
Электроды работают аналогично магнитным элементам памяти
ЭВМ ранней конструкции, но в обратном порядке. При
поступлении электронов в устройство совпадений в верхнем и
нижнем слоях электродов, возникают небольшие токи, которые
поступают во внешние усилители. Точка пересечения токов
определяет координаты точки удара фотона, под воздействием
которого образовался поток электронов.
В приборах МАМА с 1ООО х 1000 пикселей при
традиционной конструкции необходимо иметь тысячи усилителей (по
одному усилителю на каждый ряд пикселей). Фирмой Ball
разработан метод кодирования, при котором поток электронов
поступает на два соседних ряда устройства совпадения. Бла-
97
годаря этому отпадает необходимость иметь усилитель для
каждого ряда пикселей. В приборах МАМА новой конструкции
удалось сократить число усилителей с 1000 до 64,
Прибор МАМА позволяет определять не только направление,
откуда прибыл фотон, но и момент времени, когда он
зарегистрирован прибором. Благодаря этому прибор может
использоваться в качестве оптического локатора. Метод
двоичного считывания, используемый в приборе МАМА, позволяет
определять момент прибытия фотона с точностью 50 нм.
Партия приборов МАМА с 1000 х 1000 пикселей, которая
была изготовлена фирмой Ball в 1988 г., может найти
научное и военное применение благодаря:
- Возможности проведения съемок с высокой разрешающей
способностью. Фирмой уже достигнута разрешающая
способность 25 мкм, а ожидаемая в ближайшем будущем составит
14 мкм, С помощью "центроидного" метода обработки
продемонстрирована возможность достижения разрешающей
способности величиной 2 мкм.
- Стабильности статистического шума фотонов, т.е.
прибор МАМА не вносит дополнительных шумов в
обнаруженный сигнал. Это преимущество доказано тем, что при
экранировании прибора он дает нулевое показание. Приборы
с зарядовой связью (CCD), которые широкое используются
для проведения съемок, вносят, например, дополнительный
шум, который снижает качество снимков.
- Наличию широкого динамического диапазона благодаря
способности каждого пикселя решетки регистрировать
дискретные сигналы .. как отдельные события. Нижняя граница
диапазона определяется уровнем естественного фона (шума),
верхняя - уровнем переполнения пикселя, когда отдельные
сигналы сливаются в непрерывный поток. Испытания показали
что диапазон прибора составляет для одного пикселя от 10""^
до 500 фотонов/с, а для всей решетки пикселей от 1 до
5 млн фотонов/с. Динамический диапазон приборов типа
МАМА лежит ниже порога чувствительности приборов с
зарядовой связью, т.е. самый сильный сигнал, регистрируемый
прибором МАМА, приборы CCD регистрировать еще не
могут.
- Стойкости к радиоактивным излучениям. Они сохраняют
работоспособность при суммарной дозе облучения более
1 Мрад. Приборы CCD в потоке ионизирующих излучений,
98
наоборот быстро достигают состояния насыщения и уже не
могут работать.
- Способности работать при комнатной температуре в
случае регистрации УФ-излучений, Для регистрации ИК-иэ-
лучений достаточно охлаждения до -20 С.
- Возможности использования при съемках в реальном
времени внешних устройств для компенсации искажений,
вызванных относительным перемещением прибора и объекта
съемки. Благодаря этому можно применять высокочастотную
радиоэлектронную аппаратуру, которая резко увеличивает
резкость полученных снимков.
Лабораторные демонстрационные испытания прибора типа
МАМА для журнала "Aviation. Week and Space Technology"
показали потенциальную возможность использования таких
приборов для ведения тактической разведки. Испытания
проводились на макете поля боя, на котором были представлены
модели танков, строений, деревьев и травяного покрова с
освещением, эквивалентным Луне в фазе одной четверти при
возвышении 17 . При отношении сигнал/шум=10 (ясная ночь
при дальности наблюдений 10 км) и приборы типа МАМА и
с зарядовой связью показали хорошие результаты.
Снижения показателя сигнал/шум до 4 привело к резкому
ухудшению качества изображений, даваемых приборами CCD, а
приборы типа МАМА и при этих условиях обеспечили
достаточно высокое качество снимков.
Б.И.Ермишкин
"Aviation Week and Space Technology1*, 1989, 130,
№ 24, 296-297
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
34. Норая гипртеэа о карлико^тх галактиках
пути
На конференции Американской астрономической
ассоциации (ААА), состоявшейся в июне 1989 г. в Анн-Арборе
(юту Мичиган), Джеффри Кюн (университет штата Мичиган)
и Ричард Миллер (Чикагский университет) выступили с
сообщением о новой астрономической гипотезе. Они считают,
что карликовые сферические Галактики Млечного пути имеют
13-<2 99
меньшую массу, чем предполагали астрономы. Согласно
прежним предположениям ученых высокие скорости движения
некоторых звезд в карликовых галактиках являются
следствием существования в них "темной" (невидимой) материи.
Новая гипотеза объясняет увеличение скоростей движения
звезд воздействием приливных сил, источником которых
является наша Галактика (Млечный путь), а не действием
сил гравитации "темной" материи.
Карликовые сферические галактики (в Млечном пути
насчитывается семь таких галактик) имеют поперечник
диаметром около 3 тыс. световых лет и содержат от 100 тыс.
до 1 млн звезд. Они напоминают глобулярные созвездия,
которые также находятся в составе Млечного пути, но имеют
более разреженную структуру и удалены друг от друга на
большие расстояния.
До сих пор карликовые сферические галактики были
самыми малыми астрономическими объектами, которые
показывали признаки существования "темной" материи или
"недостающей массы".
На основе математической модели Кюн и Миллер
подсчитали, что периоды вращения звезд внутри каждой
карликовой сферической галактики близки к периоду вращения
всей галактики как единого целого внутри Млечного пути*
Это обстоятельство является сильным доводом в пользу
того, что Млечный путь оказывает сильное влияние на
движение звезд внутри карликовых сферических галактик. Кюн
сказал, что ^резонансное воздействие" может привести к
значительному увеличению скорости движения звезд внутри
малых галактик.
Наибольшее воздействие испытывает галактика Ursa
Minor, которая находится на расстоянии всего лишь 205 тыс.
световых лет от центра Млечного пути; и орбитальный
период вращения этой галактики и ее «резонансный период
составляет 500 млн световых лет. Ранние исследования
показали, что в этой галактике имеется наибольшее
превышение вычисленной массы над; массой ее видимой материи.
Чем более удалена от центра Млечного пути карликовая
галактика, тем меньше соответствие между резонансным и
орбитальным ее периодами и тем меньше масса "темной"
материи, которая была вычислена астрономами.
Другие исследования показывают, что относительная доля
"темной" материи увеличивается пропорционально размерам
1ОО
изучаемых объектов. Например, она больше у групп
галактик, чем у отдельных галактик* Если эта гипотеза будет
подтверждена и будет установлено, что карликовые
галактики не содержит "темной* материи, все же сохранится
потребность в понятии "темная" материя, которая заполняет
Вселенную (возможно в виде нейтрино),
Кюн строит догадки, что резонансное воздействие еще
много времени назад привело к разрушению других
карликовых галактик, котирые приобрели форму галактического
гало вокруг центрального вздутия. Это предположение
невозможно доказать, но заслуживает быть отмеченным то
обстоятельство, что в Млечном пути насчитывается 200
глобулярных созвездий и только семь карликовых сферических
галактик.
Б.И.Ермишкин
"New Scientinst", 1989, 122, J» 1669, 41
СОДЕРЖАНИЕ
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Международное сотрудничество в космических
исследованиях * • . ♦ 3
2. Программа ООКС в общем объеме работ НАСА в
1090 фин. г 9
3. Создание в США Национального космического сове-
• та 14
4. 25-летие сотрудничества стран Западной Европы в
области космоса • . 15
5. Роль фирмы Arianespace в коммерциализации
космоса . . • 18
6. Первые шаги в деятельности итальянского
космического агентства ASI ......... 22
7. Бюджет ФРГ на 1990 г. на науку и космические
исследования . * . . • . . . . 23
8. Загрязнение околоземного пространства объектами
искусственного происхождения 25
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
9. НИОКР по программе СОИ гб
10. Военные НИОКР и лётные испытания 29
11. Запуски военных ИСЗ 31
12. Запуски в СССР новых ИСЗ военного назначения и
подрыв старых ИСЗ 33
13. Спутниковая лазерная связь с подводными лодками. . 34
14. Запуск двух ИСЗ серии DSC5-3 38
15. Спутниковые системы навигации "Навстар GPSf>
(США) и Glonass (СССР) 40
16. Заказ фирме GE Astro Space на разработку новых
навигационных ИСЗ и изготовдение ИСЗ
метеорологической разведки • 47
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
17. Спутниковые системы связи . . 48
18. Программа "Олимп" 5l
19. Метеорология из космоса 55
102
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
И НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
20. Новый план-график полетов МВКА США 60
21. Воздушно-космические самолеты -МВКА второго
поколения . . • • • . бб
22. Программа национального воздушно-космического
самолета США в условиях сокращенных
ассигнований . . . , „ 69
23. Запуск американского КА "Магеллан* по
направлению к Венере 70
24. Запуски КА летом 1989 г 72
25. Проект "Хиппаркос" 73
26. Исследовательский зонд для КА *Кассини* 76
27. Развитие программы перспективной транспортной
космической системы ALS Ф . . . 77
28. Перспективы разработки РН "Дельта-ЗГ и полетов
лабораторий "Спейслэб- 02 и D -3* ........ 78
29. Перспективы запусков КА и использование РН . . % 79
30. Закрытие ряда американских наземных станций
слежения за полетом ИСЗ 80
АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
31. Исследования в области солнечных элементов
космического назначения . / 81
32. Создание бортовой радиоэлектронной аппаратуры
для - самолета начала следующего века ....«•. 86
33. Научное и военное использование многоанодного
микроканального прибора МАМА • • 96
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
34. Новая гипотеза о карликовых галактиках Млечного
пути • 99
Приложение. Использование радиолокационных средств для
обнаружения, определения местоположения
и классификации скрытых объектов вкл
Технический редактор Е.ИХусарова
Корректор Л.Б. Окунькова
Сдано в набор 09.01.90 Подписано в печать 03,01.90
Формат 60 * 90 1/16 Печать офсетная
Усл.печ.л. 6,5 Усл*кр.~отт. 6f75 Уч.-иад*л. 6,01
Тир. 425 экз. Зак. 5Д
Адрес редакции: 125219, Москва, А-219, ул. Усиевича, 20А
Тел. 152-54-94
Производственнонйэдательский комбинат ВИНИТИ
140010, Люберцы 10, Московской обл.,
Октябрьский проспект, 403