/
Similar
Text
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПО НАУКЕ Ц ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ)
Для служебного пользования
Экз. М
ЗАРУБЕЖНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
РЕФЕРАТИВНЫЙ СБОРНИК
Издается 1 раз в месяц
МОСКВА 1991
ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
информационных изданий по астрономии, геодезии,
исследованиям космического пространства и Земли из космоса
Главный редактор: акад. А. А* Боярчук
Члены редакционной коллегии:
. проф. Т. А. АЬекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. /О. В. Батраков,
чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже, к. т. н. В. Д. Власов,
проф. В. Г. Горбацкий,
д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, проф. Я. Л. Зиман,
акад. /С #. Кондратьев, к. ф.-м. н. Э. В. Кононович,
д. ф.-м. н. Л. П. Кропоткин, чл.-корр. АН СССР М. Я. Маров,
проф. А. Г. Масевич,
к. т. н. П. П. Медведев, д. ф.-м. н. Д. И, Нагирнер, проф. Ю. М. Нейман,
проф. И. Д. Новиков, проф. Л. П. Пеллинен, проф. В. В. Подобед,
к. х. н. Л. Д. Ревина, акад. Р. 3. Сагдеев, к. ф.-м. н. Н. И. Самусь,
проф. р. А. Сарычев, А. Н. Седякина (ученый секретарь редколлегии)»
д. ф.-м. н. В. И. Слыш, акад. В. В. Соболев,
д. ф.-м. н. А. В. Тутуков, к. ф.-м. н. В. Г. Шамаев,
д. ф.-м. н. В. В. Шевченко, к. ф.-м. н. К Б. Шингарева,
к. ф.-м. н. Я. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора)
Научный редактор —к. т. н. Б. И. Ермишкин
С ВИНИТИ, !99!
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1, Пути развития западноевропейской космической
инфраструктуры
Основными элементами западноевропейской космической
инфраструктуры являются мини-МВКА *Гермес*\ ракета-
носитель (РН) "Ариан-З" и орбитальный комплекс "Колумб*,
включающий пристыкованный к ООКС модуль, полярную
платформу и посещаемую платформу свободного полета MTFF.
С 1988 г. Европарламент проявляет» заинтересованность в
развитии космических исследований вследствие того, что
космос считается существенной частью современной
инфраструктуры. Западноевропейское сообщество, как полагают
парламентарии, в состоянии решить проблемы по разработке
инфраструктуры для получения и распространения результатов
функционирования космической техники, напр, данных по
телезондированию Земли.
По современным оценкам ЕКА стоимость программы
мини-МВКА составит 2,7 млрд ф.ст#, РН *Ариан~5" -
2 млрд» ф.ст. и "Колумб" - 2,2 млрд ф.ст. По
состоянию на август 1990 г» затраты на программы
„мини-МВКА и "Колумб" не превысили 10% . от
запланированных расходов. Вместе с тем существуют
прогнозы о значительных дополнительных расходах на
программы. Если возникнет вопрос о дополнительных
ассигнованиях на программы, то ЕКА будет в затруднительном
положении, поскольку по уставу ЕКА если одна страна
голосует против увеличения расходов,* то ни одна другая страна
не может увеличить свой вклад в программу даже п|эи
желании это сделать. Впервые такая ситуация возникла в 1987 г.,
когда Великобритания не могла увеличить свои расходы на
космические исследования.
На коллоквиуме по мини-МВКА "Гермес", состоявшемся
1 февраля 1990 г, В Мюнхене с участием представителей
3
>300 западноевропейских фирм и организаций, было объявлено
, о переносе решения о втором этапе разработки мини-МВКА и
'Колумб' до 1 июля 1991 г» Первоначально планировалось
принять это решение в конце 1990 г. Основными мотивами
для\ отсрочки принятия решения были технические проблемы по
программе мини-МВКА, Чкеопределенность политической
обстановки в ФРГ и неясность роли ЕКА в программе ООКС
'Свобод а'.
В ЕКА считают, что задержка решения на 6 мес» не
повлияет на реализацию планов-графиков ПКР и изготовления
элементов орбитального комплекса 'Колумб* и
пристыковываемый модуль, полярная платформа и посещаемая платформа
свободного полета будет подготовлена К'доставке на орбиту
в 1996, 1997. и 1998 гг., соотв. Однако доставка на
орбиту будет определяться решениями НАСА, В сентябре 1989 г.
НАСА в одностороннем порядке приняло решение отложить
доставку и монтаж пристыковываемого модуля до 1998 г.
Это решение НАСА, обусловленное пересмотром всей
программы ООКС, вызвало резкую реакцию со стороны ЕКА,
поскольку оно ведет к дезорганизации всех работ по программе
'Колумб'. Хотя руководство НАСА в выступлениях указывало
на возможность вывода модуля в середине 1997 г., по
состоянию на март 1990 г. ЕКА не получило официальных
предложений.
Основные технические проблемы по программе мини-МВКА
связаны с необходимостью снижения стартовой массы для
согласования ее с грузоподъемностью РН 'Ариан-5'. ЕКА, CNES
и фирмой Aerospatiale определены требования по надежности
и безопасности экипажа мини-МВКА. Установлено, что
вероятность аварии РН не должна превышать 1 • 10~^, аварии
мини-МВКА при выводе на орбиту - 0,1 • 10 , аварии мини-
МВКА в орбитальном Полете - 0,75 • 10""^ и при спуске -
ОД5 е 10"" > Вероятность гибели экипажа не должна
превышать 8,5* 10""4 при работе РН, ОД'Ю"*4 при выходе на
орбиту, 0,7/10"^* - в орбитальном полете в течение 240 ч
и 0,2 • 10"*4 - при спуске на Землю. Разработана методология
оценки надежности и выбора путей ее повышения. Отмечалось,
что высокий уровень надежности должен закладываться на
стадии предложений но мини-МВКА и оцениваться на всех
этапах НИОКР и ПКР всех подсистем всеми подрядчиками.
В июне 1990 г. CNES должен был направить в ЕКА
данные о мини-МВКА, совместимом с РН 'Ариан-5' и моду-
4
лем 'Колумб*. Аэродинамическая форма мини-МВКА будет
уточняться в ходе испытаний в аэродинамических трубах и
летных испытаний. По современному плану-графику
окончательная конструкция мини-МВКА должна быть представлена в
конце 1992 г. - начале 1993 г. В течение 1989-1990 гг.
в конструкцию мини- МВКА постоянно вносились изменения
с целью удовлетворения требований по стартовой массе 22 т,
надежности и безопасности. Так по состоянию на март
1990 г, предполагалось, что мини-МВКА будет иметь
длину 22 м, из которой длина собственно мини-МВКА составит
13,9 м, а остальная длина придется на ресурсный модуль
(РМ). Размах крыльев составит 9,8 м. Номинальная
нагрузка на крыло будет 190 кг/м^. Одноразовый РМ будет
иметь отсеки для размещения скафандров и приборного обог
рудования, РД системы ориентации и орбитального
маневрирования, терморадиаторы на наружной поверхности и т.д.
Но уже в июне 1990 г. представляется конструкция мини-
МВКА с общей длиной 18,6 м при длине собственно мини-
МВКА 12,7 м. На.РМ будет установлен развертываемый
терморадиатор. Кабина экипажа имеет объем 14,4 м .
Кроме того предусмотрены жилой отсек объемом 10,7 м^ и
Герметизированный отсек в РМ объемом 25,4 м^. Масса
полезной нагрузки для доставки на орбиту будет 3 т, а
возвращаемой* на Землю - 1,5 т. Посадочная масса мини-МВКА
установлена 15 т. При старте отделение мини-МВКА от
РН будет происходить на 600 с при скорости 8~км/с. Вход
в атмосферу при спуске планируется на высоту 120 км
при скорости полета М = 25. Посадочная скорость 400 км/ч
потребует длины посадочной полосы ~3 км.
Уже в конце 1989 г. конструкторы отказались от
применения катапультируемой кабины для'обеспечения
безопасности экипажа. Отмечалось, что катапультируемые кресла
уже давно опробованы и их новые конструкции могут быть
сравнительно легко разработаны с достаточным числом
натурных испытаний. По заявлению руководства CNES»
катапультируемые кресла будут разработаны , на основе
кресел МВКА СССР ''Буран*. В свою очередь эти кресла
базируются на конструкции с МиГ-29, надежность и
эффективность которых была продемонстрирована на
международной авиационной выставке в Бурже в 1989 г. При
катапультировании астронавт будет отбрасываться от мини-МВКА на.
500 м за 2 с. Катапультирование считается возможным
5
при старте до высоты 24 км (по другим данным до высоты
50 км) и скорости М = 3 (М = 5) и при спуске - с высот
ниже 30 км, \
По плану-графику ПКР на середину 1994 г, намечена
поставка макета мини-МВКА для статических и термических
испытаний. В середине 1995 Г» и в середине 1996 г.
должны быть поставлены модели для проведения летных
испытаний. Пока же в ФРГ построена модель орбитальной ступени
(ОС) МВКА США в 1/5,24 натурной величины для
демонстрации возможностей проведения аэродинамических
исследований в свободном полете. Модель ОС FALKE длиной 6,82 м
с массой ~ 600 кг поднимается стратостатом на высоту
40-45 км и затем отделяется от него. В свободном падении
модель достигает скорости М = 1,7, на которой выполняются
запрограммированные манёвры: Измерения характеристик
прекращают- jh на высоте ~5 км. На парашюте модель возвращается
на Землю, Сравнение результатов испытаний модели с
данными полетов реальных ОС позволит сделать заключение о
ценности предлагаемого метода летных испытаний для отработки
мини-МВКА, Испытания модели ОС были запланированы на
октябрь 1989 г. и на 1990 г. (2 испытания). Фирма ОНВ
System предлагает изготовить и испытать модели мини-
МВКА в 1/2,5 натурной величины. Эти испытания
возможны уже в 1992-1993 гг. Испытания модели ОС
финансируются министерством науки и техники ФРГ, Финансирование
испытаний модели мини-МВКА должно осуществляться ЕКА и
CNES.
В 1990 г. фирма Ericsson Radar Electronics (Швеция) .
была выбрана головным исполнителей по разработке
перспективных плоских антенн систем связи мини-МВКА, Эти
антенны не выступают над обшивкой мини-МВКА, С помощью 7
таких антенн будет обеспечиваться радиообмен с наземными
станциями в зонах радиовидимости,
По состоянию на середину 1990 г, у руководства
программы мини-МВКА нет намерений изменить курс программы,
имеющей своей первой целью доставку астронавтов на ООКС
и обслуживание MTFF». Вместе с тем в западноевропейских
странах предлагаются альтернативные варианты второго
этапа программы. Один из них заключается в том, чтобы
превратить ее в чисто технологическую программу без постройки
мини-МВКА. Предлагается также ограничиться беспилотным
автоматическим мини-МВКА, что позволит существенно сок-
6
ратить стоимость проекта и уменьшить массу конструкции.
Одновременно ставится под сомнение необходимость
строительства пристыкованного модуля и посещаемой платформы
свободного полета MTFF, поскольку проведение
исследований в условиях микрогравитации может быть
осуществлено на ИСЗ типа EURECA. Утверждается, что такой вариант
проведения исследований будет дешевле, чем при
использовании MTFFu В этом случае отпадает необходимость в
эксплуатации мини-МВКА.
По мнению директора ЕКА по транспортным космическим
системам, существующая по состоянию на май 1990 г.
структура реализации программы мини-МВКА в промышленности
не является оптимальной. Пока имеется головной исполнитель
по программе в целом фирма Aerospatiale и головной
исполнитель по аэродинамическим проблемам фирма Dassault
Aviation. ЕКА и CNES заинтересованы в ведении
переговоров с одним головным исполнителем. Одновременно на
середину 1990 г. планировалось образовать одну группу по
руководству программой из специалистов ЕКА и CNES в
составе 150-180 чел. для обеспечения более четкого и
непосредственного взаимодействия с головным исполнителем. По
^состоянию на август 1990 г. западноевропейская
промышленность, участвующая в программе, решила образовать
группу Ецго Hermes из 100-150 4en.f которая будет
функционировать как головной исполнитель по программе мини-
МВКА. Группа будет включать представителей фирм Aero—1
spatiale и Dassault Aviation (Франция)., Deutsche
Aerospace (Германия) и Aeritalia (Италия). Deutsche
Aerospace под руководством Daimler-Benz объединяет фирмы.
МВВ, Doraier, Motoren-tmd Turbinen Union и Telefunken
Systemtechnik. Отмечается стремление Германии занять
ведущее место в программе мини-МВКА, стоимость которой для
промышленности оценивается в 4,5 млрд долл. Правда, по
условиям ЕКА каждая страна получает долю объема всех
работ ло программе в соответствии с уровнем финансирования,
так что на долю Франции приходится 43,5%, Германии - 27%,
Италии 12,1% и т.п. В то же время не исключается
возможность перераспределения работ по усмотрению группы
Euro Hermes,
В.А. Карелин
"Air and Cosmos Monthly", ШО, 4, Y 2, 53,56
"Air et Cosmos", 1990, 27, Jf 1271, 45, 48; 28,
H 1293,50-51,52-53
"Aviation Week and Space Technology", 1989,
131, Л 12t!58; 1990, 132, № 9, 25-26; П 20, 85-86;
133, К 2, 21-22 j
"Flight International", 1990, 137, » 4198, 26
"Interavia Air LeHer", 1990, IF 12033, 5
"New Scientist", 1990, 127, » 1729,24-25
"Proceedings of the International Symposium on
Europe in Space - The Manned Space System"»
Strasbourg, 25-29 April 1988. ESA SP-277, October
1988, 253-267.
2. Перспективы космических научных исследований в
Японии и дальнейшего развития ракетно-космической
техники
В Японии ведется разработка двух КА для исследований
Солнца и солнечно-земных связей, руководит которыми
институт ISAS (Institute of Space and Astronautical Science -
институт космических и астронавтических наук). Первый из
них "Солар-А* OSolar— А) предназначается для съемки
солнечных вспышек. Его намечено запустить в августе-сентябре
1991 г. из космического центра в Кагосиме о помощью РН
M-3S-2. Второй ИСЗ Теотейл" (Geotail) должен
изучать* влияние солнечного ветра на магнитосферу Земли.
Запуск ИСЗ Теотейл* должен состояться в июле 1992 г. при
помощи американской РН "Дельта* с мыса Канаверал.
КА ^Солар-А* имеет следующие основные характеристики:
высота - 1,0 м; размах по панелям солнечных батарей-5,05 м;
высота орбиты-550-600 км; цаклонение орбиты - 31,0°;
стоимость - 33,0 'млн долл. На борту КА устанавливаются
два рентгеновских телескопа, спектрометр BCS (Black Crys—•
tal Spectrometer—спектрометр на "кристалле) и широкополосный
спектрометр WBC (Wide-pBand Spectrometer). * По состояние
на август 1990 г. КА Ч^олар-А" проходил первоначальные
механические и электрические испытания с целью проверки
надежности соединений. Бортовые научные приборы были
возвращены их иаготовителям для окончательной калибровки.
Завершающий этап сборки КА будет производиться
специалистами фирмы Nippon Electric Corp. и института ISAS.
8
Рентгеновские телескопы предназначаются для
регистрации жестких и'мягких рентгеновских излучений Солнца. Те-*
лескоп для наблюдений за мягкими рентгеновскими
излучениями разрабатывался под руководством НАСА и института
ISAS. В разработке телескопов принимали участие рад
американских организаций: фирма Lockheed, Станфордский
университет, Калифорнийский университет (в Беркли) и
Гавайский университет.
Спектромет р BCS обладает очень высокой
чувствительностью, что позволяет ему регистрировать спектры отдельных
атомов при наблюдениях за солнечными вспышками.
Наименование "черный* ( Black) спектрометр получил по фамилии
его изобретателя. В разработке спектрометра принимали
участие университетский колледж Лондона (Великобротания)
и лаборатория NRL ВМС США.
Спектрометр WBS» сможет получать спектральные
характеристики солнечных процессов, которые сопровождаются
испусканием мягких рентгеновских излучений и
гамма-излучений средних энергий. Прибор оснащен аппаратурой для
координированной регистрации всех событий» сопровождающих
каждую^ вспышку.
КА "Солар-А* обладает способностью производить съемки
солнечных вспышек с интервалом 1-2 с (на орбитальной
лаборатории 'Скайлэб* эти интервалы составляли 1 мин).
Расчетный срок службы КА - 2 года, но можно
рассчитывать» что КА сохранит работоспособность в течение 4-
5 лет,
ftC3 /Теотейл* представляет собой пример наиболее
крупного проекта» осуществляемого институтом ISAS
совместно с агентством NASDА. Наблюдения с помощью ИСЗ
"Геотейл* будут вкладом Японии в международную программу
ISTP (International Solar* Terrestrial Physics -
международная программа исследований по солнечно-оемной физике).
В этой программе принимают участие организации США,
стран Западной Европы и Советского Союза. ИСЗ (масса 1т)
будет помещен в пространство за' хвостом Земли (хвост
создается солнечным ветром при обтекании им магнитного
поля Земли). ИСЗ Теотейл" должен помочь в решении трех
научных проблем:
Механизм передачи энергии от солнечного ветра в
магнитосферу Земли. На первый взгляд можно предположить,
что это происходит вследствие вязкости потока солнечного
ветра. Однако японские ученые считают это допущение
неверным из-за высокой температуры и разряженности солнечного
ветра. Измерения, которые будут проводиться с помощью
аппаратуры ИСЗ Теотейл', должны прояснить комплекс
процессов взаимодействия между солнечным ветром и
магнитосферой Земли, приводящим к передаче масс, моментов и
энергии в области хвоста Земли,
- Процессов ускорения плазмы. При обтекании потоком
.солнечного ветра магнитного хвоста Земли значительное
количество плазмы из магнитосферы отрывается за счет
сильного ускорения с использованием энергии магнитного поля
Земли, ИСЗ Теотейл" должен дать ответ на вопрос, как это
происходит,
- Процессов высвобождения энергии магнитного поля
Земли. ИСЗ должен; измерить скорость высвобождения энергии в
зависимости от времени и вариаций характеристик солнечного
ветра.
Вышеперечисленные исследования будут проводетгься с
помощью 'комплекса научных приборов американского и
японского производства для измерения характеристик
электрического и магнитного полей Земли, детекторов плазмы jh устройств
для обнаружения присутствия энергетических частиц. ИСЗ
должен обладать высокой маневренностью, чтобы зондировать
различные районы хвоста Земли, Маневры будут
производиться с помощью бортовой двигательной установки, работающей
на гидразине. Запас топлива (330 кг) обеспечит проведение
маневров с использованием гравитационного воздействия
Луны.
ИСЗ Теотейл* имеет цилиндрический «ррпус диаметром
2,2 и высотой 1,6 м. Стабилизация корпуса в пространстве
будет производиться за счет вращения корпуса вокруг своей
оси с частотой 20 об/мин. Антенная секция ИСЗ размещена
на невращающейся части ИСЗ, чтобы осуществлять постоянное
наведение на наземные станции. После вывода ИСЗ на
орбиту должны быть развернуты из днищ корпуса штанги длиной
по 6 м, на которых установлены магнитометры. Кроме того,
будут развернуты проволочные антенны (размах 100 м)
для измерения характеристик электрического поля Земли и
электромагнитных волн.
Для проведения астрономических исследований в Японии
планируются запуски двух КА:1) "Астро-О" (Astro— D) -
запуск в начале 1993 г. для наблюдений в области рентге-
10
новской астрономии; 2) *Музы-Вг (Muses—В) - запуск в
начале 1995 t\ для исследований в области
радиоастрономии,
*Астро-Р *\ который' должен быть выведен на орбиту РН
M-3S-2, предназначается для съемки источников
рентгеновского излучения с пространственной разрешающей способностью
прошлых космических рентгеновских телескопов, но со
значительно более высокой чувствительностью и спектральной
разрешающей способностью. На борту КА будут установлены
рентгеновский телескоп, оснащенный камерой на основе
элементов с зарядовой связью (CCD)f и пропорциональный
очетчик для съемки газовых сцинтилляций. В состав
рентгеновского телескопа входят 4 комплекта зеркал,
изготовленных из многослойной металлической пленки» Разработка
бортовой научной аппаратуры производится следующими
организациями: собственно рентгеновского телескопа - НИЦ
им. Годдарда (НАСА); камеры на основе элементов /CCD -
Массачусетским технологическим институтом и
государственным университетом Пени; пропорциональный счетчик -
японскими организациями. Общие затраты на КА rAcTpo-D*
составляют 40 млн долл., из которых 13 млн долл,
поступило от НАСА.
Корпус КА 'Астро- D* изготовлен из трубчатых несущих
элементов, которые обеспечивают увеличение высоты корпуса
с 3,0 м во время запуска до 4,0 м после выхода на орбиту.
Такая высота корпуса КА обусловлена необходимое тью
размещения телескопа с фокусным расстоянием 3,5 м. Тру-»
бы изготовлены из композиционного материала на основе
волокон углерода фирмой Nip pi (Japan Aircraft Co.).
Зеркала для телескопа разработаны НИЦ им. Годдарда. Оки по
конструкции аналогичны зеркалам рентгеновского
телескопа ВВХРТ (j3road Band X-Ray Telescope), входящего в
состав комплекса приборов 'Астро", который был выведен на
борту МВКА 'Спейс Шаттл' с * орбитальной ступенью
''Колумбия* в конце 1990 г.
КА 'Acrpo-D* должен быть выведен на круговую
орбиту высотой 550-650 км. Он сможет проводить наблюдения
за 2-3 объектами в течение каждых суток (длительность
наблюдений за одним объектом будет составлять 3-4 часа)»
Главными объектами наблюдений будут квазары. Телескоп
будет также регистрировать фоновое рентгеновское
излучение, которое, как считают, возникло в момент 'Большого
2-2 11
взрыва*. Ожидается, что с помощью КА 'Астро-D* будут
мимо квазаров обнаружены и Другие источники рентгеновского
излучения. Полагают, что телескоп КА 'Астро-Б* сможет на(
людать объекты, которые удалены от Солнечной системы в 10
раз больше, чем объекты, наблюдаемые американской
космической обсерваторией 'Эйнштейн'. Расчетный срок службы
КА - 5 лет.
КА 'Музы-В* после его вывода на орбиту в 1995 г.
.станет одним из компонентов комплекса VLBI для
радиоастрономических наблюдений, в состав которого войдут
наземные радиотелескопы, расположенные на территории США,
Западной Европы и Австралии. До сих пор метод интерферо-
метрических наблюдений с очень длинно^ базой применялся
только для наземных радиотелескопов, что обеспечивало
получение разрешающей способности до 0,001 дуг. секунды.
РН М-5 выведет КА "Музы~В" (масса КА 800 кг) на
начальную орбиту высотой 250 х 20000 км и наклонением
46°. Затем с помощью двигателя 4-й ступени РН М-5
высота орбить! в перигее будет увеличена до 1000 км. При
пребывании на такой орбите КА *Музы-В* позволит создать
радиотелескоп с апертурой 30 тыс. км, что даст возможность
«повысить разрешающую способность в 3 раза по сравнению с
наземными телескопами. Вновь созданный
радиоастрономический комплекс сделает возможным получение снимков
выброса плазмы из объектов, находящихся в глубоком космосе
и очень слабых радиоисточников, которые до сих пор еще не
наблюдались.
КА *Музы-В* станет одним из самых сложных КА,
изготовленных в Японии. В число бортового оборудования КА
входит сеточная антенна размеров Юм, разработанная
фирмой MELCO (Mitsubishi Electric Co.) на основе
конструкции института ISAS. Антенна будет изготовлена из
молибдена с золотым покрытием. Точность ее формы составит
0,5 мм. Радиоастрономические наблюдения будут Проводиться
на частотах 22,5 и 1,7 ГГц. Наибольшее предпочтение будет
отдано частоте 22 ГГц. Достаточно трудной задачей является
созданий системы ориентации и стабилизации КА, оснащенного
антенной гибкой конструкции, получение приемной аппаратуры
с низким уровнем шума и системы передачи данных на
наземные станции со скоростью 128 Мбит/с.
На разработку прототипа КА выделено 6,6 млн долл.
Проектирование летного образца КА начнется в 1992 г., а
12
его изготовление - в 1993 г. Корпус КА будет представлять
собой коробчатую конструкцию, на боковых гранях которой
разместятся солнечные элементы. После выхода на орбиту
будет развернута антенна (масса антенны 200 кг), В
разработке КА участвуют (помимо фирмы. MELCO) следующие
фирмы : Nippon Electric Corp., Sumitomo Heavy Indastries,
Mitsubishi Heavy Industries и Toshiba Corp.
В дальней перспективе (на начало 21-*го века) японские4
правительственные и частные организации планируют вести
разработку орбитальной станции (ОС), лунной базы и
носителей нового типа. В этих НИОКР участвуют крупнейшие
промышленные фирмы Японии с годовыми оборотами по много
миллионов долларов. Перспективные проекты являются частью
правительственной космической программы, подготовленной
комиссией SAC (Space Activities Commission •-
комиссия по космической деятельности). Работе комиссии придается
большое значение (ее деятельность координируется
аппаратам премьер-министра Японии). В число проектов,
одобренных комиссией SAC, входят:
- Орбитальный аппарат для обслуживания ОС.
- Межорбитальный транспортный аппарат (космический
Тягач) для доставки на геостационарную орбиту с низких
орбит и обратно ИСЗ различного назначения,
- Перспективные космические технологии, например, МГД-
двигатели для полетов к Юпитеру и за его пределы. Полеты
автоматических КА к Юпитеру включены в перспективный
план космических исследований.
- Космические промышленные предприятия Для
изготовления материалов. Основой для НИОКР в этой области
являются эксперименты, которые подготавливают японские
специалисты и которые будут проводиться* в 1991 г. на борту
американского МВКА *Спейс Шаттл* и в 1988 г. на
борту ООКС 'Свобода*.
Япония уже начала разработку оборудования для
проведения экспериментов в области материаловедения на борту
ООКС 'Свобода*. Группа японских фирм, возглавляемая
фирмой Mitsubishi Corp.» уже вложила 10 млн долл. в
американскую фирму Spacehab, Inc. (Вашингтон, округ Колумбия),
что составляет около 10% капитала фирмы Spacehab.
Важнейшие перспективные проекты Японии финансируются
агентством NASDA.
13
Автономная японская ОС, Агентство NASDA выделило
средства фирмам Hitachi, Ishikawajima-Harima (HII)f
Kawasaki» Mitsubishi Heavy Industries и Mitsubishi Electric для
изучения концепции ОС, которая будет развернута и
независимо эксплуатироваться в 21-м веке. Согласно концепции
фирмы Kawasaki в ОС будет использоваться несколько герме
тичных модулей, образующих небольшую ОС (подобную
советской ОС *Мир*), на которую будут совершать полеты
небольшие пилотируемые космические корабли типа НОРЕ. В
соответствии с концепцией лаборатории NAL (National Aerospace
Laboratory - национальная авиакосмическая лаборатория) ОС
должна состоять из 6 небольших модулей, расположенных
вокруг большого центрального блока. Некоторые из малых
модулей будут вращаться для создания искусственной
гравитации. Электроэнергия должна поступать от обычных панелей
солнечных батарей и от электродинамической энергоустановки.
Японская лунная база. Концепции базы, ее устройство и
способы эксплуатации изучаются фирмами: IHIf Mitsubishi,
Kawasaki, Mitsui Engineering Shipbilding Co.» Shimizu и
Taisei Corp. Агентство NASDA и лаборатория NAL также
изучают концепцию лунной базы, иногда они сотрудничают с
промышленными фирмами. Согласно концепции фирмы
Kawasaki сборка лунной базы должна производиться из модулей,
доставленных в собранном виде на поверхность Луны
транспортным КА.
Концепция необычного средства запуска, предложенная
фирмой Taisei предусматривает использование
направляющих высотой порядка 100 м для движения тележки с
установленным на ней космопланом» Тележка на магнитной
подвеске будет разгоняться под воздействием электромагнитных
„сил, создаваемых катушками из сверхпроводящ!рс проводов.
Электромагнитное пусковое устройство будет обеспечивать •
предварительный (эазгон космоплана: после схода с
направляющих должен включаться собственный двигатель космопла-
на*
Фирма Hazama—Gumi; Ltd. предложила концепцию
подземного устройства для запуска ракет,; которая предусматривает
использование шахты для разгона комплекса Жчгшлотируе-
мый КК до скорости порядка М-1. Разгон в шахте должен
производиться сжатым воздухом. Фирма именует свое
устройство CALS (Compress Air Launching System
система запуска с помощью сжатого воздуха). Пусковая шах-
14
га должна иметь глубину.2О00 и диаметр 20 м. В качестве
разгоняемого объекта может быть использован комплекс,
состоящий из японского МВКА НОРЕ и РН Н-2. Подвеска
пусковой платформы внутри шахты должна производиться с
помощью электромагнитов со сверхпроводящей обмоткой.
После выхода из шахты должны включаться двигатели РН.
Использование пусковой шахты позволит заметно увеличить
грузоподъемность РН.
Фирма Shimizu Corp., которая является одной из
крупнейших строительных фирм в мире, создает небольшие
группы специалистов по космической технике для проведения
НИОКР с целью обеспечения выхода на космический рынок
в начале 21-го века. Специалисты фирмы изучают поведение
железобетонных конструкций р условиях, пребывания на
поверхности Луны. Фирма уже создала 6-гранные
железобетонные модули, которые можно будет использовать в качестве
элементов при строительстве лунной базы.
Фирма Taisei изучает концепцию *сверхлаборатории*,
которую можно развернуть на поверхности Луны. Лаборато-
рию предлагается создать из 10 модулей длиной по 17 м.
Лаборатория при наблюдении сверху должна иметь вид
лежащей на поверхности лестницы. Лунные модули должны быть
связаны со сферическими конструкциями по 12,5 м, в
которых должны размещаться воздушные шлюзы и жилые
помещения. Лунная база для размещения 60-100 человек будет
иметь длину 96 и ширину 47 м.
Ведутся НИОКР по системам жизнеобеспечение
замкнутого цикла CELLS ( Closed Ecological Life Support System)»
в которых должны осуществляться регенерация продуктов
жизнедеятельности человека и воспроизводиться кислород,
вода и другие продукты для обеспечения жизни астронавтов.
При исследованиях изучаются типы растений, которые следует
выращивать в лунных теплицах для обеспечения питания
обитателей базы.
Б. И. Ермишкин
"Aviation Week and Space Technology"* 1990f Ш,
.V 9, 76-79, 80-81, 82-63
15
3. Стремление властей штата Флориды вовлечь другие
штаты в коммерческое использованиеи космоса
Власти шт. Флорида стремятся создать объединенную
организацию из представителей десятка других американских
штатов, которая смогла бы вовлечь промышленные
предприятия эткк штатов в конкурентную борьбу на
международном рынке за получение заказов на коммерческое
использование космоса. Собрание представителей заинтересованных
штатов намечалось провести в Денвере (шт. Колорадо)
25 сентября 1990 г. с целью создания ассоциации ASA
(Aerospace States Association — ассоциация аэрокосмичес—
ких штатов).
Предварительное организационное собрание было
проведено 31 июля 1990 г. в Майами (шт. Флорида), на котором
присутствовали представители следующих штатов: Алабама,
Калифорния, Колорадо, Флорида, Гавайи и Виргиния.
Персональные приглашения были направлены властям штатов Огайо,
Техас и Юта. Ассоциация ASA открыта и для других
штатов, на территории которых имеются авиакосмические
предприятия, Эдвард О'Коннор (исполнительный директор
космопорта Флорида) призвал все заинтересованные штаты
объединить свои усилив в борьбе за международные рынки
космической продукции, в особенности за рынок -коммерческих РН,
где сильные позиции имеют фирма Ariaaespace и
Советский Союз.
Участники собрания договорились о том, что они
рассмотрят вопрос об определении потребностей в РН со стороны
университетов и промышленных фирмТ'чтобы создать совместную
программу запусков ИСЗ. Законодательное собрание шт.
Флорида выделило средства на приведение в надлежащее
состояние комплекса для запусков ракет на мысе Сан-Блас. Этот *
комплекс находите^ на берегу Мексиканского залива и ранее
использовался для запусков ракет авиабазой Эглин. О'Коннор
заявил, что власти шт. Флорвда проведут первый запуск
ракеты еще до конца 199С^ гм а запуск ИСЗ - в11991 г.
Руководство космопорта Флорида объявило конкурс (срок
представления заявок - 28 сентября 1990 г.) на поставку
6 исследовательских ракет (ИР) для запуска с мыса Сан-
Блас и с правом заказа еще 3 ИР для запуска с Гавайских
о-вов. ИР должны обеспечивать подъем на высоту до 105 км
полезных нагрузок (ПН) массой 2,7 кг и на высоту 75 км-
16
ПН массой 5 кг. Руководство космопорта Флорида
рассчитывало, что первый демонстрационный запуск ИР состоится в
конце 1990 г. Первые 6 ИР будут предоставлены,
университетам для проведения исследований по своим программам,
Б. И» Ермишкин
"Aviation Weekend Space Technology", 1990, 133,
№ 12, 41
4» Деятельность Фирмы Orbital Sciences в области
коммерциализации космоса
Отличительной особенностью деятельности фирмы
является многопрофильность; она разрабатывает новые
ракета-носители (РН), создает новый отсек к МБР 'Минитмэн^!*,
ведет работы по спутниковой системе связи и т.п. 14
февраля 19 9О г. состоялось успешное первое испытание
объединенного носового отсека CFE для *Минитмэн-1*. Он
включает аэродинамический обтекатель, система контроля и
ориентации, блок управления с* микропроцессором, систему
энергообеспечения, радиобуй, телеметрическое оборудование,
систему самоликвидации и т.п. ВВС США заказали фирме
20 таких отсеков для выполнения летных испытаний по
программе НИОКР по головным частям баллистических
ракет. В апреле 1990 г. был осуществлен первый пуск новой
РН 'Пегас* воздушного старта. РН была поднята на
бомбардировщике В-52. После отделения от бомбардировщика
был запущен РДТТ первой ступени. На низкую околоземную
орбиту были выведены 2 малых ИСЗ. Грузоподъемность
РН на низкую околоземную орбиту составляет 410 кг. По
контракту с управлением перспективных НИОКР МО США
(DARPA) фирма должна выполнить еще 5 пусков РН.
Каждый коммерческий пуск РН оценивается в 6 млн долл.
Одновременно фирма разрабатывает РН Таурус* и 'Сигнус*.
Потенциальным пользователям рекомендуется
исследовательская ракета ^итарберд"*
Фирма предлагала выполнить модификацию ступени *Цен-
тавр*, однако ее предложение было отклонено конгрессом
США. Начатые затем работы по твердотопливной верхней
ступени привели к созданию разгонной ступени для
межорбитальных переходов TOS. Эту ступень предполагается ис-
17
пользовать при выводе КА 'Марс Обсервер* с помощью РН
'Титан* в 1992 г.
Фирма ведет строительсч во наземных станций слежения за
ИСЗ и приёма телеметрической информации, в т.ч. для
программы военных метеорологических ИСЗ ВВС США. В
феврале 1990 г. фирма подала заявку в федеральную комиссию по
связи на получение разрешения на разработку системы
спутниковой связи на базе ИСЗ с массой ^150 кг каждый.
Предполагаемая система будет состоять из 20 ИСЗ на круговых
•орбитах с высотой 970 км. При этом 2 ИСЗ будут
обеспечивать радиосвязь с абонентами в полярных областях, а 18
других будут находиться на орбитах с взаимноортогональны-
ми плоскостями. Работы по этой системе двухсторонней
связи будет выполнять дочерняя фирма Orbital Communications.
Система связи.может быть использована также для
определения наземных координат абонента с помощью
малогабаритных транспортабельных терминальных устройств.
В первой половине 1990 г. фирма изменила свою
организационную структуру. Теперь в ней 3 отделения:
космических систем, сбора информации с ИСЗ и обслуживания с
использованием ИСЗ. Считается, что новая структура позволит
более оперативно откликаться на требования рынка,
эффективно вести разработку новой продукции и радикально укреплять
обстановку в фирме при продолжающемся ее быстром росте.
В 1990 г. в штате фирмы были 500 чей. За 9 мес. 1989г.
доход составил 56,8 млн долл., а убытки - 5,4 млн долл.
Как важную черту деятельности фирмы отмечают
активное взаимодействие с крупными и давно авторитетными
авиационно-космическими "фирмами. Так, работы над РН 'Пегас*
велись при участии фирмы Hercules .которая вложили свои
средства в эти работы. Фирма Arianespace (Франция)
согласилась осуществлять маркетинг РН "Пегас* в
западноевропейских странах. Фирмы Martin Marietta и United Technolo-'
gies являются основными субподрядчиками по TOS. Фирма
стремится использовать возможности для своего развития
за счет контрактов с правительственными ведомствами. Она
имеет контракты от ВВС, организации СОИ, командования
стратегической обороны аомии и т.п. В.А. Карелин
"Air and Cosmos Monthly"»'.1990,Jb № 3» &
ffAviation Week and Space Technology", 1990, 132,
тл jo 97
"Interavia Air LeHer", 1990, К 12030, 5
18
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
5. Работы по программе СОИ
Директива презвдент Рейгана, подписанная в середине
1988 г., предусматривала, что к концу 1992 г, объем
информации по программе СОИ станет достаточным для
принятия решения, развертывать или нет систему ПРО
космического базирования в конце 1990-х годов. До 1990 г.
суммарные ассигнования на программу СОИ составили
19,7 млрд долл. Согласно бюджету на 1990 фин.г. на
программу СОИ было выделено 3,819 млрд долл. по сравнению
с 3,951 млрд долл. в 1989 фин.г.
Концепция системы ПРО космического базирования в
последнее время претерпела существенные изменения. Если
по первоначальной концепции предусматривалось
развертывание 300 боевых космичерких станций (БКС), на борту
которых должно было находиться 3000 противоракет
космического базирования (SBI)f то согласно проекту ВР
(Brilliant Pebbles - блестящие камушки) в космос
должны быть выведено более 4 тыс» индивидуальных
противоракет ВР, предназначенных для поражения советских МБР
сразу же после их запуска. Вторым рубежом системы ПРО
должны стать противоракеты наземного базирования, которые
должны поражать боеголовки МБР на среднем участке
траектории полета. Обнаружение МБР и слежение за их
полетом должно производиться с помощью двух
разведывательных комплексов космического базирования, РЛС наземного
базирования и разведывательной аппаратуры, которая
должна выводиться в космос после начала ракетно-ядерной атаки.
Расходы на развертывание 1-41 очереди системы ПРО по
прежней концепции оценивались в 150 млрд долл. Упрощение
системы позволило снизить ожидаемые затраты до 69 млрд
додд., а в соответствии с концепцией ВР они составят
только 55,3 млрд долл. НИОКР'по системе, ПРО тира ВР
стало уделяться большое внимание. Если в 1989 финдч
на них было выделено очень мало средств, то в 1990 фин.г.
ассигнования возросли до 129 млн долл., а по проекту
бюджета на 1991 финг^ - до 329 млн долл.
В 1990-1991 гг. основное внимание уделяется
разработке новых технологий и испытаниям элементов этих тех-
3-2 19
нологий. В 1990 г. намечалось провести. 13 космических
экспериментов по программе СОИ, а а 1991 г. - еще 16.
Глава Космического командования США генерал Джон Пиот-
ровски весной 1990 г. призывал не ослаблять усилий по
разработке перспективной системы ПРО, так как по его
утверждению Советский. Союз продолжает модернизировать и
расширять свои наступательные стратегическое вооружения.
Если в 1972 г. СССР' располагал 2 тыс. ядерных боеголо-
. вок, то в 1990 г. это количество возросло до 11 тыс.
боеголовок, В 1990 г. вошла в строй 6-я подводная лодка
класса 'Тайфун*, на вооружению находилось более 20 подвил
ных железнодорожных пусковых установок для МБР SS -24
и более 220 подвижных ПУ для МБР SS -25.
Накануне своего ухода в отставку с поста начальника
управления SD 10 генерал-лейтенант Джордж Монзхзн
выступил в конгрессе США с призывом продолжить работы по
подготовке к развертыванию 1-й очереди системы ПРО
космического базирования в соответствии с концепцией ВР, Такая
система, как утверждал генерал Монэхэн, сможет защитить
весь мир от нападения МБР. Одной из серьезных проблем
при осуществлении программы СОИ является программное
.обеспечение. Работы по программе СОИ идут во
взаимодействии с программой разработки перспективного
тактического истребителя (ATF), В программе ООИ используются
достижения программы «ATF по упрощению программного
обеспечения, а в программе ATF изучается возможность
использования около 300 новых технологий, созданных по
программе СОИ*
Б. И. Ермишкин
"Defense Daily91, 1990, 166, № 55, 455; 167, № 54,
435-436
"Science", 1990, 247, » 4948, 1283, 1285
6» Исследования в области плаэмодинамики .
по программе СОИ
Управление SDIO планирует построить на полигоне Уайт-
Сандз демонстрационный комплекс лазера на свободных
электронах для изучения факторов воздействия нелинейного
распространения в атмосфере на оружие направленной
энергии. Основой системы будет служить линейный ускоритель,
20
Руководство SDIO финансирует разработку двух типов
таких ускорителей: радиочастотного (разрабатывается фирмой
Boeing) и индукционного (разрабатывается фирмой TRW).
Радиочастотные ускорители разгоняют электрону в
микроволновом резонаторе для получения импульсов длительностью
100 мкс, состоящих из серии микроимпульсов
длительностью 20 пс, при помощи обычной схемы "лазерный
генератор - усилитель". Фирма Boeing достигла рабочей длины
волны в 0,62 мкм при средней мощности 2 кВт и пиковой
мощности 40 МВт, Разработчики использовали
фотоэлектронный инжектор для повышения яркости электронного пучка., что
особенно важно для более коротких длин волн. Кроме того,
был использован кольцевой резонатор для регулирования
энергетической нагрузки на зеркало.
Индукционные ускорители используют электронный пучок
для усиления лазерного излучения и могут генерировать
пиковые импульсы мощности длительностью 50 не.
Индукционные ускорители нуждаются в постоянной импульсной
подпитке для достижения высокой средней
мощности.^Разработанные для этой цели новые твердотельные переключатели
увеличат частоту следования импульсов с 1 Гц до 5-10 кГц.
Исследователи предлагают использовать оптические клинья
для расширения пучка, отфильтровки нежелательных
гармоник и снижения нагрузки на зеркало.
Министерство энергетики США начало две программы по
разработке способа получения энергии с помощью МГД-гене-
раторов. Первая, коммерческая,
программа'.предусматривает проверку самой концепции. Вторая - разработка МГД-
генератора для использоэания в космосе осуществлятся
управлением SDIO. Отсутствие в МГД-генераторе
движущихся частей, малое время старт-стопногб цикла, возможность
многократного перезапуска, высокое отношение мощности
к массе делают МГД-генератор весьма привлекательным для
использования в космических системах. Управление SDIO
выбрало фирмы STD Research и TRW для разработки
прототипа генератора мощностью 1 МВт. Фирма STD будет
разрабатывать линейный МГД-канал и самовозбуждающийся
магнит, фирма TRW - два дисковых МГДчгенератора с
разомкнутым циклом и приводом от.сгорания.
Реакция синтеза с инерциальным удержанием требует
наличия высокомощных лазеров, пучков заряженных частиц.
или источников импульсной энергии, способных произвести
21
имплозию топлива до плотности, в 10^ большей, чем
плотность жидкого топлива. В 1989 г, с помощью лазера OMEGA
была произведена компрессия твердого материала мишени до
плотности 20-40 г/см3, что в 100-200 раз выше
плотности жидкости. Это были первые эксперименты по прямому
измерению таких высоких плотностей топлива, полученных в
результате имплозии криогенно охлаждаемых дейтерий-тритие-
вых мишеней. Лазер OMEGA неодим-стеклянный 24-лучевой
лазер с длиной волны 1054 нм. Суммарная энергия в
импульсе длиной 650 пс в ходе эксперимента составляла 1,4 кДж.
В Сандийских Национальных лабораториях с помощью пучка
ионов была достигнута интенсивность потока в 5 • 10^ Вт/
см2. Мишенью служила сфера диаметром 6 мм. Пока эта
величина еще весьма далека от ЮО ТВт/см^, теоретически
необходимых для начала реакции синтеза, однако лаборатории,
в качестве очередного шага к достижению цели, уже
приступили к созданию генератора пучка ионов лития мощностью
30 МэВ.
Исследователи в Лос-Аламосской лаборатории,
Исследовательской лаборатории ВМС и Институте им. Курчатова (СССР)
начали эксперименты с использованием замороженных дей-
териевых волокон. В этих экспериментах плазма
формируется из тонких дейтериевых волокон, используемых как нагрузка
для импульсного источника энергии.
Классическая МГД-теория утверждает, что плазма должна
быть нестабильной» однако исследователи сообщают о
получении плотного узкого столбика плазмы, живущего около
100 не» ТЛ, Антонова
••Aerospace America", 1989, 27, № 12, 26
7. Усовершенствования некоторых военных опутниковых
систем США
Фирма Loral Space ayd Range System осенью 1990 г.
завершила строительство первой наземной станции (НС) из
новой серии НС ВВС США, входящих в состав системы
слежения за полетом ИСЗ. Первая НС этой серии, которая на- ^
ходится в Каэна-Пойнт на о-ве Оаху (Гавайский о-ва),
вступила в эксплуатацию 29 ноября 1990 г. В соответствии со
вторым этапом программы ВВС США по разработке НС ти-
22
па ARTS (Automated Remote Tracking Station - авто-»
матическш станции с дистанционным управлением для
слежения за полетом ИСЗ) до 1993 г. включительно1 должно быть
построено 16 новых или модернизированных НС типа ARTS.
Программа стоимостью 204 млн долл., которая
осуществляется фирмой Loral, должна обеспечить работу новой сети
ВВС США, предназначенной для управления полетом военных
ИСЗ. Ее эксплуатация позволит сократить эксплуатационные
расходы за счет автоматизации работы центров управления
полетом и за счет использования современных процессов
обработки сигналов и систем компьютерного контроля. Новые
НС позволят увеличить объем передаваемой и принимаемой
информации между ИСЗ и НС и совместить сети управления
полетом системы слежения со спутниковой навигационной
системой GPS и системой метеорологической разведки
DMSP,.
1 декабря 1990 г. с космодрома Ванденберг РН
'"'Атлас* был выведен на орбиту военный метеорологический
ИСЗ DMSP 5D2. Этот ИСЗ увеличт4 возможности по
слежению за погодой в районе Персидскрго залива. Для
круглосуточного наблюдения за погодой необходимо два ИСЗ,
находящихся на солнечно-синхронных полярных орбитах. На
орбиту уже выведено 6 ИСЗ серии DMSP 5D2 и предстоит
запустить еще 3 ИСЗ. На ИСЗ новой серии DMSP 5D3 будут
установлены специальные приборы для микроволновой съемки»
Б. И. Ермишкин
"Flight International", 1990f 138, П 4245, 14, 26
коммерческих и военнцх целях
Успехи в космических технологиях, достигнутые в
последние годы, вызвали большой интерес к использованию
легких \№3 типа 'Лайтсат* при проведении космических
научных исследований, для расширения коммерческого
использования космоса и широкого применения ИСЗ в военных целях.
Если еще 5 лет назад малыми ИЗС интересовались в
основном радиолюбители и студенческие научные коллективы, то
в предстоящем 10-летии ожидается, что спрос на ИСЗ
'Лайтсат* будет находиться на уровне 100 млн долл. в год
23
и что будет развернуто серийное изготовление таких ИСЗ. <
Специалисты обращают внимание на тот факт, что на
начальном этапе развития космической техники малые ИСЗ
занимали заметное место при осуществлении научных и военных
задач. Например, в 60-х годах производились запуски ИСЗ
серии 'Вела", предназначавшиеся для обнаружения ядерных
взрывов в космосе и в верхних слоях атмосферы. Небольшими
по размерам и массе были навигационные спутники системы
'Транзит** В дальнейшем военное руководство^ в особенности
в ВВС США, стало препятствовать широкому применению
легких ИСЗ.
Исследование, которое проводилось по заказу НАСА и
которое былб завершено в январе 1990 г. показало, что в
США серьезными работами по ИСЗ 'Лайтсат* занимается
36 фирм, университетов и других организаций. Согласно
другому исследованию ожидается, что до 2000 г. будет
совершено i более 300 космических полетов, при которых на
орбиты будут*выводиться полезные нагрузки (ПН) малой массы.
Хотя по состоянию на 1990 г. НИОКР по ИСЗ 'Лайтсат*
занята лишь очень малая часть предприятий авиакосмической
промышленности, но по оценке фирм Lockheed Engineering
and Science Co., Science Application International Corp,
промышленность по ^коммерческому производству легких ИСЗ
уже выросла из детских пеленок. Наиболее значительная
часть работ по ИСЗ "Лайтсат" выполняется малыми фирмами,
но большинство крупных изготовителей ИСЗ, как утверждает
подполковник ВВС США Эдвард Никастри (сотрудник
управления DARPA), серьезно изучают проблемы, связанные с
производством малых ИСЗ,
Широкие планы по запуску легких ИСЗ связываются с РН
'Пегас*, первый эксплуатационный запуск которой состоялся
в'есной i990 г. Группа специалистов НИЦ им. Годдарда
(НАСА) в связи с "успешным запуском ИСЗ 'Пегсат* изучает
возможность запуска второго ИСЗ *Пегсат* для выброса в
космос в зоне- прямой видимости радиотелескопа Аресибо/ ^
(Пуэрто-Рико) бария, чтцбы провести наблюдения за
магнитосферой и ионосферой ЗемЛи. Инженеры Драйденского НИЦ .
рассчитывают на использование РН 'Пегас* для вывода своей
TIH на орбиту с наклонением 18,5°» Рз^д представителей
промышленности считают перспективным вывод ИСЗ типа *Лайт-
сат* на геостационарную орбиту*, чтобы с помощью одного
24 .
ретранслятора обеспечить работу региональных систем
связи в горных районах Андов, малых островов в Тихом океане
и в Африке.
Фирма Fairchild Space предлагает конструкцию
стандартного ИСЗ уЛайтсату массой около 100 кг, на борту
которого можно будет устанавливать различные ПН для вывода на
круговые орбиты высотой 200-700 км сроком на 1-
3 года. Наведение аппаратуры будет осуществляться с
точностью ОД град. Панели солнечных батарей и
аккумуляторных батарей обеспечат 150 Вт электроэнергии. В качестве
одного из первых заказчиков на стандартные ИСЗ может
стать фирма Motoralaj предложившая проект спутниковой
системы связи *Иридий*, которая должна состоять из 77
легких ИСЗ (стоимость системы оценивается в 2,3 млрд долл,)»
При наличии такого крупного заказа производство малых
ИСЗ станет серийным.
Потенциальным потребителем ИСЗ типа *Лейтоат* может
стать система противоспутниковой обороны (ПРО) по рроек-
ту ^Блестящие камушки*, который изучается в соответствии
с программой СОИ. Этот проект предусматривает вывод
на околоземные орбиггы 4614 малых противоракет,
обладающих высокой маневренностью и электронной аппаратурой
самонаведения для поражения МБР противника. Над
концепцией системы ПРО 'Блестящие камушки* работают фирмы
Ball Aerospace, Boeing» Martin Marietta» Raytheon» Rockwell
International и TRWi. При разработке префекта
разведывательного комплекса SSTS (Space Surveillance and
Tracking Satellite)» предназначенного для обнаружения и
слежения из космоса за полетом МБР, также
рассматривается вариант с использованием большого числа малых ИСЗ.
Внедрению легких ИСЗ способствуют успехи,
достигнутые в последние годы в, микроэлектронике и вычислительной
технике. Обработка информации в цифровом виде, методы
сжатия данных и НИОКР по лазерным линиям
межспутниковой связи благоприятствуют широкому применению ИСЗ типа
'Лайтсат*. Важную роль играют успехи в разработке новых
компонентов конструкции ИЮЗ, например» фирмой Rocketdyne
создана компактная двигательная установка (ДУ) массой
менее 3 кг, включая сопла и топливные баки, 4 сопла
которой развивают тягу 600 Н. Фирмой Honeywell
разработан кольцевой лазерный гироскоп для инерциальных измере-
4-1 25
ний, размеры которого не превышают монету в один квотер
(0,25 долл.)
Пионерами по «внедрению легких ИСЗ являются
радиолюбители, которые на протяжении нескольких десятилетий вели
разработку и запуски радиолюбительских ИСЗ. В 1990 г.
университет Сюррея (Великобритания), вывел на орбиту 4
таких ИСЗ, используя их в качестве дополнительной ПН для
РН ^Ариан*. До сих пор многие научные эксперименты
проводились с помощью исследовательских ракет (ИР). Как
считает Боб Пинкус (специалист из НИЦ им. Годдарда),
малые ИСЗ смогут облегчить проведение многих научных
исследований. Благодаря применешхю ИСЗ типа ^Лайтсат"
многие молодые специалисты смогут в быстрые сроки выполнить
свои научные исследования в области фундаментальных наук.
В соответствий с программой "Смолл Эксплорер*, начиная
с 1992 г. будут производиться запуски ИСЗ массой 180-
225 кг стоимостью по 30 млн долл. (не считая4 затрат на
запуск).
Под руководством НАСА ведется подготовка к
осуществлению двух проектов, в которых предусматривается
использование ИСЗ сравшггельно небольшой массы. Пррвый проектА _
.именуемый COMET (Comraertial Experiment Transporter -
транспортер для проведения коммерческих экспериментов),
подготавливается Космическим институтом университета
шт. Теннесси. Оц предусматривает вывод на орбиту в
середине 1992 г. ИСЗ массой 800 кг, состоящего из 2-х модулей.
ИСЗ после 30-суточного пребывания на орбите должен
возвратиться на поверхность Земли. Программой ]EOS ( Earth
Observing System - система для обозрения Земли) для
дистанционного зондирования Земли наряду с запусками тяжелых
сложных ИСЗ предусматриваются также запуски так
называемых * земных зондов1' сравнительно небольшой массы.
Лаборатория искусственного интеллекта при Массачусетс-
ком технологическом институте предлагает доставить на
поверхность Марса и других планет Солнечной системы
большие количества микро-планетоходов для всестороннего
изучения поверхности планет.
Примером успешного вывода на орбиту ИСЗ типа *71айт-
сат* может служить ИСЗ ^Пегсат*, который был запущен в
апреле 1990 г. РН 'Пегас*. Этот ИСЗ, разработанный НИЦ
им. Годдарда, был оснащен аппаратурой для измерения
температур, акустических и вибрационных нагрузок на ПИ, выве-
26
денных на орбиту РН 'Пегас*. В число ПН на борту ИСЗ
'Пегсат* в последнюю минуту перед началом проектирования
была включена канистра с барием, выброс которого в
космосе над территорией Канады позволил провести наблюдения за
магнитным полем Земли» На разработку, изготовление и
испытания ИСЗ "Пегсат* ушло всего 8 месяцев при
суммарных затратах 1,9 млн долл.
Специалисты предлагают относить к разряду ИСЗ типа
'Лайтсат*" ИСЗ массой менее 500 кг, выводимые на низкие
околоземные орбиты, стоимость которых не будет
превышать 25 млн долл*. Дойальд Далтон (экономист ютдела
анализа деловой активности министерства торговли США)
считает, что в США в 1990 г. должно было бы запущено
11 ИСЗ типа 'Лайтсат" общей стоимостью 35 млн долл.
Разработками малых ИСЗ в США занимаются фирмы Globesat
и Intra Space из шт. Юта, а также такие крупные фирмы
как GEf Rockwell, Hughes и Ball Aerospace. НИОКР по
ИСЗ типа 'Лайтсат* проводятся и в других странах такими
фирмами как Matra, «Israeli Aircraft Industries» Aeritalia и
Fabbrica Italian* Apparecchiature Radioelettiche SpA. (FIAR).
Значительную роль в расширении использования легких
ИСЗ играют военные организации США и в первую очередь
управление DARPA» которое является лвдером во многих
технологиях, способствующих развитию ИСЗ типа 'Лайтсат*.
Ожидалось, что уже в 1990 г, будут выведены на орбиту 7
малых (массой по 21,5 кг) связных ИСЗ. Запуск должен был
производиться одной РН 'Пегас*, Помимо военной связи
малые ИСЗ могут широко применяться для
радиотехнической, электронной и обзорной разведки. ИСЗ 'Лайтсат* можно
применять для осбора научной информации, необходимой для
повышения эксплуатационных характеристик ИСЗ, а также
для межспутниковой связи в EHF-диапазоне. Вопросами ио?
пользования ИСЗ типа "Лайтсат* занимаются все три вида
вооруженных сил США.
Стратегическое оборонительное командование Армии неко-
торое время изучает концепцию ИСЗ тактического назначение
*Таксат*. чтобы предложить ее военному командованию.
Концепцию предполагалось обсудить на заседании Научного
совета Армии в июле 1990 г.
Космическое управление ВВС США ведет разработку
платформы STEP (Space Test Experiments Platform _
платформа для проведения космических экспериментов) массой
4-2 27
менее 450 кг для пребывания на орбите в течение 1-3 лет.
Одна платформа STEP уже изготавливается фирмами TRW,
Inc, и DSI (Defence Systems Inc.) в соответствии с
контрактом на сумму 5,5 млн долл. Возможно, что в предстоящие
6 лет будет изготовлено еще 11 таких платформ. Фирмы
TRW и DSI ищут- пути коммерческого использования
базовой платформы STEP, которая состоит из цилиндрического
корпуса диаметром 0,965 м для размещения модульных
компонентов. Стандартная платформа обеспечит 300 Вт
электрической мощности для размещаемых на ее борту ПН. Схема
системы ориентации и стабилизации (относительно 3-х осей,
вращением вокруг одной оси или гравитационная) еще не выбрана.
ВВС намечают в 1991 г. вывести на офбкгу высотой 730 км
и наклонением 5-10° платформу ISES (Independent Space
Experiment System — независимая космическая
экспериментальная система), С помощью платформы намечено провести
эксперименты по связи и радиационным излучениям.
Управление военно-морских исследований (ONR)
проводит НИОКР по программе SPIN (Special-Purpose Inexpensive
Satellite Program - недорогая спутниковая программа
специального назначения). Фирма Ardak Corp. ведет изготовпение ИСЗ
PROFILE (Passive Radio Frequency Interference Location
Equipment), с помощью которого будут проводиться
исследования по интерференции пассивных сигналов радиочастотного
диапазона и испытания аппаратуры для определения
местоположения Таким методом. 11 апреля 1990 г. РН 'Атлас/
Скаут Алтаир* были выведены на орбиту три ИСЗ Р87-2
"Стэксат* для проведения научных исследований научного
назначения. Эти ИСЗ (масса одного ИСЗ около 70 кг) были
изготовлены по заказу ONR фирмой DSi.
Успехи в осуществлении запусков ИСЗ типа 'Лайтсат*
связываются с РН 'Пегас* , запускаемой с борта самолета,
которая была создана фирмами Orbital Science Corp. и Негсц—(
lee Aerospace. Одно из важнейших достоинств этой РН -
небольшая продолжительность процесса подготовки РН к
запуску. В соответствии с ТТТ она должна составлять всего лишь
36 часов. РН большей грузоподъемности этих же фирм
*Таурус* должна быть также транспортабельной и требовать
для подготовки к запуску не более 8 суток.
Ассигнования на программу Д^ТР в 1990 фин.г.
составили около 35 млн долл. На 1991 фин.г. комитет сената по
28
делам вооруженных сил также предложил выделить 35 млн
долл. В докладе этого комитета утверждается, что ^неболь—
шие ИСЗ и соответствующие РН обеспечивают возможность
более гибкой и своевременной поддержки действий
объединенных и специализированных командований в ряде областей
военного использования, в особенности в связи и разверты -
вании сенсорных систем*'. Ряд американских ученых
обращаются в конгресс США с предложениями об увеличении
ассигнований на ИСЗ типа *71айтсат" за счет сокращения
финансирования НИОКР по системам противоспутниковой обороны
(ПСО).
9 мая 1990 г, РН "Скаут** были одновременно выделены
на полярную орбиту высотой 740 км два ИСЗ типа
MACSM A
ру р
(MACS-Multiple Access Communications Satellite - сдяз-
ные ИСЗ с многостанционным доступом). Эти ИСЗ (масса
62 кг, габариты 35х 61 см, расчетный срок службы 3
года) предназначаются для хранения и передачи данных1 со
скоростью 1,2 или 2,4 кбит/с в 1024 электронных почтовых
ящика.
Фирмой DSI изготавливаются ИСЗ *Микросат*.
которые еще меньше по размерам и массе, чем ИСЗ ^Максат*.
При расчетном сроке службы 1 год ИСЗ *Микросатж,
развернутые в спутниковую систему из трех созвездий по 8 ИСЗ
в каждом созвездии, должны обеспечивать непрерывную
передачу данных и голосовую связь в глобальном масштабе. ИСЗ
(расчетный срок службы 3 года) должны находиться на
полярных орбитах высотой 740 км* Корпус ИСЗ *Микросат*
должен стабилизироваться в пространстве за счет
вращения вокруг своей оси. Бортовая ДУ будет использовать в
качестве рабочего тела сжатый азот.
Программой ASTP ВВС США помимо разработки ИСЗ
типа *71айтсат* предусматривается ряд других НИОКР:
- Разработка миниатюрные терминалов для пользования
спутниковой навигационной системой *Т1австар GPS *\
- Повышение стойкости к перегрузкам дисков
оптических запоминающих устройств.
- Разработка миниатюрных зеркал, выполненных из
отдельных сегментов и способных Компенсировать
возмущения, вносимые в лазерные излучения при прохождении ими
атмосферы Земли.
29
- Разра'' ^ка инерциальных маховиков на магнитной
подвеске, что позволит повысить срок их службы в 10 раз,
- Создание наземной аппаратура , которая позволит
командирам тактических подразделений пользоваться системой
связи DSCS и связными ИСЗ типа 'Лайтсат*.
- Разработка надувных панелей солнечных батарей для
ИСЗ гЛайтсат*, которые создавались бы непосредственно в
космосе за счет растекания и затвердевания пленки из
аморфного кремния»
- Снижение массы экспериментального блока аппаратуры
EHF -диапазона для системы ^Флигсатком" в существующих
90 кг до 25 кг. Новые блоки аппаратуры станет возможным
размещать в качестве дополнительной ПН на ИСЗ военного
назначения или выводить на орбиту с помощью ИСЗ типа
'Лайтсат*. Таким образом будут увеличиться возможности
системы связи "Милстар* или других спутниковых систем
связи.
- Разработка мультипроцессорных антенных решеток,
которые смогут выполнять функции параллельных сетей
компьютеров высокой производительности и плоских антенных
решеток. НИОКР проводятся фирмой Hughes Space and Communica—•
tions •
- Осуществление проекта Lambdas at; который
предусматривает разработку метода точного определения
местоположения лазерных приемников на борту подводных лодок,
находящихся в погруженном положении. С помощью такого
устройства станет возможным осуществлять связь с подводными
лодками с помощью космических передатчиков малой
мощности. Работы по проекту ведет фирма Science Applications
International Corp.
* Управление DARPA при руководстве работами по ИСЗ
типа 'Лайтсат* стремится предоставить разработчикам
максимум сЗвободы при выборе концепции и разработке конструкции
ИСЗь Как утверждает подполковник Никастри из управления
DARPA за счет продуманного выбора разработчиков можно
существенно уменьшить ббъем ТТТ и других документов.
Одно из ведущих мест в программе разработки ИСЗ *Лайтсат*
занимает Фирма DSL. Эта небольшая фирма, которая
занимает одно лишь здание в" пригороде г. Мак-Лин (шт.
Виргиния), ведет разработку и изготовление ИСЗ и НС и даже
30
осуществляет контроль за полетом небольших ИСЗ. Фирма
DSI имеет заказы на 20 небольших ИСЗ,
Б.И. Ермишкин
"Aviation Week and Space Technology", 1990,
133, •# 5, 25, 76-78, 78-80
"Satellite News", 1990,13, Л* 13, 2; }f 14,1-2
"13th InU Commun. Satell. Syst. Conf. and Exib/\
Los Angeles;, Calif., March 11-15, 1990. -•
Collect. Tech. Pap. Pt 1. - Washington (D,.CJ,
1990. -
9. Проект итальянской военной спутниковой системы
связи SICRAL
В Италии изучается проект военной спутниковой системы
связи SICRAL (Sistema Italiana di Coraraunicazione Ricervante
Alarmi), затраты на которую могут составить
800 млрд лир, а запуски могут быть начаты в 1994-
1995 гг. Этот проект еще не получил одобрения со стороны
правительства Италии и находится в стадии изучения.
Однако министерство обороны (МО) Италии уже выбрало фирму
Selenia Spazio в качестве головного разработчика системы
SICRAL,. В начале 1990 г. управление SMD (Statto
Maggiore EVifesa), входящее в состав .МО, заключило
контракт в сумме 21 млрд-лир с фирмой Selenia Spazio сроком
на 1,5 года, чтобы изучить концепцию системы SICRAL,
в состав которой должны войти 3 ИСЗ (один из них
резервный), наземный комплекс и центр-управления полетом.
Разработка системы может быть начата в 1991 г. Вывод на
геостационарную орбиту двух ИСЗ (точки стояния 16 и
22° в.д.) должен быть произведен в 1995 г.
Согласно предварительным проработкам, в качестве базы
для создания ИСЗ SICRAL будет выбрана платформа ИСЗ
^Италсат* с системой ориентации и стабилизации
относительно трех осей, массой около 2 т и панелями солнечных
батерей (размах 26 м), обеспечивающими электрическую
мощность 21О0 Вт. На борту ИСЗ должны быть
установлены ретрансляторы 4-х частотных диапазонов: К и
(мощность 20 Вт) - для обслуживания территории Италии; Ка
(20 Вт) и X (10 Вт) - для охвата территории Западной
31
Европы, Средиземного моря и Северной Африки; UHF (10,
20 и 40 Вт) - для связи в глобальном масштабе.
Система связи SICRAL должна быть совместима с
военными системами связи стран Западной Европы и организации
НАТО: "Сиракузы-1 и 2*, *Скайнет-4* и ГНАТО~4Г.
Система SICRAL должна опираться на сеть военных линий
связи Италии CATRIN., Система SICRAL предназначается
для обеспечения военной связи тактического rf стратегическое
назначения и правительственной связи с помощью стационарны
и подвижных наземных станций (НС), принадлежащих
итальянским и иностранным организациям, Для обеспечения
боевого управления войсками и ведения разведки (С31).
Система SICRAL должна дополнить систему связи *Аргог
министерства гражданской обороны Италии, которая
предназначается для обеспечения спасатлвльных работ при катастрофах
и стихийных бедствиях» Новая система будет также
обеспечивать действия министерства внутренних дел Италии при
борьбе с терроризмом и мафией.
Италия намеревается принять участие в разработке и
развертывании французской спутниковой системы разведки Те-
лиос*, которая должна начаться в 1993 г.
Б, И. Ермишкин
"Air et Cosmos", 1990f 28, Л 1298,35
10. Экспериментальный ИСЗ ALEXIS для регистрации
рентгеновских излучерий
Фирма AeroAstro (Херндон, шт. Виргиния) по заказу Лос-
Аламосской национальной лаборатории ведет разработку ИСЗ
-ALEXIS (Array of low-energy X-Ray Imaging sensors- блок
датчиков для регистрации рентгеновских излучений низких *
энергий). С помощью ИСЗ ALEXIS будут отрабатываться
экономичные методы разработки новой аппаратуры
космического) базирования, которую можно будет использовать
для проверки соблюдений договоров об ограничении
вооружений* HjC3 ALEXIS представляет собой цилиндр диаметром
0,61 Mt высотой 1,04 м и массой 109 кг. Научную аппара
туру для ИСЗ, в состав которой входят рентгеновские телеско
пы, поставляет Лос-Аламосская лаборатория. Фирма Aero-
Astro ведет разработку систем связи, телеметрии, ориента-
32
ции и стабилизации и электропитания, а также цифровых
устройств, включая микропроцессоры и программное
обеспечение. Наземная станция для приема информации с борта
ИСЗ будет расположена* в Лос-Аламосе, а ее изготовителем
является фирма AeroAstro* Запуск ИСЗ ALEXIS с
помощью РН 'Пегас* воздушного базирования намечен на
1991 г.
Б. И. Ермишкин
"Aviation Week and Spfcce Technology", 1990,
133t N 10,197
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
11. Перспективы использования крупных ИЗЗ для
дистанционного зондирования Земли
В США ведутся дебаты вокруг вопроса об использовании
крупных дорогостоящих ИСЗ» По решению Национального
исследовательского совета (NRC) были созданы две
комиссии для рассмотрения перспектив выполнения программы
GCRP (Clobal Change Research Program -
исследовательская программа по изучению глобальных изменений). Эти
комиссий одобрили большинство исследований, намеченных
программой GCRP, и положительно оценили сотрудничество
между отдельными ведомствами С1Ш. По программе. EOS
(Earth Observing System - система обозрения Земли),
затраты на которую оцениваются в 30 млрд долл.,
предлагается запустить в космос несколько небольших ИСЗ вместо
одной крупной платформы, предусмотренной существующими
планами.
В докладе комиссий выражается озабоченность тем, что
при ограниченности ассигнований руководство НАСА может
отказаться от разработки небольших ИСЗ. Комиссии считают
более целесообразным отложить оапуск крупных ИСЗ,
который предусмотрен программой EOS, но осуществись
запуски небольших ИСЗ, Замечавшихся в соответствии с ранее
планировавшейся программой МРЕ (Missшц to Planet Earth*-'
миссия к планете Земля). Программа МРЕ
пользуется широкой поддержкой в конгрессе* Некоторые члены конг-
J5-I 33
ресса и некоторые ученые опасаются, что.НАСА при
осуществлении сложной системы EOS не будет уделять
должного внимания небольшим проектам, которые могут быть
выполнены в короткие сроки и дать много ценной научной
информации.
Дебаты вокруг этих»проблем, которые стали именовать
'большая наука/малая наука*, в последнее время
обострились в связи с трудностями разработки федерального бюдже-
.та, обнаружением крупной технологической ошибки при
изготовлении телескопа им. "Хаббла" и ростом затрат на
ускоритель SSC ( Superconducting Super Collider _ ускоритель
на встречных потоках частиц со сверхпроводящими
обмотками), длина окружности которого должна, составить более
80 км.
НАСА в соответствии с программой EOS намечает
произвести запуски трех пар ИСЗ с помощью РН "Титан-4*',
начиная с конца 1997 г. Оба типа ИСЗ (EOS-A и EOS—В)
должны иметь массу до 12425 кг, но точное количество
приборов, которое будет установлено на борту каждого из этих
ИСЗ, выводимых на полярные орбиты, пока еще не
определено (оно должно быть в пределах от 12 до 16). НАСА счи-
.тает, что с помощью ИСЗ EOS—А должны изучаться
процессы взаимодействия между атмосферой, океанами и сушей Зем
ли, включая изучение форм жизни на Земле,
Совет NRC согласен с концепцией ИСЗ EOS—Af с
помощью которого будут изучаться нижние слои атмосферы и
явления на поверхности Земли, но не считает достаточно
убедительной концепцию ИСЗ EOS—В,, с помощью которого
намечается улучшить понимание процессов, протекающих в
верхних слоях атмосферы, изучать процессы на суше и
процессы циркуляции водных масс в океанах» По мнению совета,
размещение приборов ИСЗ EOS-B на нескольких ИСЗ
меньших размеров не приведет к значительному увеличению
затрат, но позволит значительно ускорить получение
информации, важной для понимания влияния человеческой
деятельности на окружающую среду.
В докладе комиссий, образованных по решению совета
NRC.f говорится, что НАСА не разработало действенных
планов по обеспечению непрерывности поступления
информации при выходе из строя какого-либо из приборов на борту
ИСЗ EOS. Члены комиссий рекомендуют также НАСА
предусмотреть мероприятия по усовершенствованию конструкции
34
последующих ИСЗ системы EOS в соответствии с
научными и техническими возможностями, которые будут возрастать
по мере осуществления программы EOS'*. В докладе
утверждается, что наиболее трудной проблемой при осуществлении
программы исследований по изучению глобальных изменений
окружающей среды будет не разработка конструкции ИСЗ,
а синтез огромных объемов информации, которые будут
получены из различных источников. Руководство НАСА согласно
с этой точкой зрения и поэтому только 40% средств
направляет на разработку ИСЗ. Большая часть средств будет
направлена .на разработку средств для сбора, анализа и
хранения информации.
Председатель совета NRC Фрэнк Пресс в письме к
научному советнику президента Буша Аллану Бромли говорит:
"Непрерывные и долгосрочные наблюдения из космоса за
изменениями фундаментальных параметров окружающей среды
имеют важное значение". Но из-за ограниченности рроков
работы комиссий не удалось "изучить вопросы
соответствующего сочетания космических наблюдений с данными
наземной и воздушной разёедки и определить методы мониторинга,
обеспечивающие наиболее высокую экономическую
эффективность".
Б.И. Ермишкин
"Aviation Week and Space Technology", 1990 f 133,
& 10, Suppl.: ORC/Hercules Pegasus, 201
12. Запуск советского ИСЗ "Ресурс-Ф" для проведения
экспериментов в интересах западноевропейских государств
7 сентября 1990 г., с советского космодрома Плесецк
РН "Союз" был запущен ИСЗ "Ресурс-Ф", на борту
которого был установлен блок приборов CASIMIR (Catalyst
Studies for Industry through Microgravity Research —
установка для проведения каталитических исследований в
условиях микрогравитации в интересах промьцшюннодти), На
этой установке осуществлялся рост кристаллов цеолита,
которые используются в процессах очистки' веществ на
нефтехимических и химических предприятиях» ИСЗ "Ресурс-Ф" при
массе на орбите 6,5 т обеспечивает доставку на
поверхность Земли спускаемого аппарата массой 2 т. Приземле-
S-2 35
ние спускаемого аппарата произошло на территории
Казахстана 21 сентября 1990 г. В этот же день спускаемый аппарат
был доставлен в Москву,
Подготовка эксперимента CASIMIR производилась
фирмой Kayser-Threde (ФРГ) по' заказу частной организации'
Intospace (ФРГ, г.-Ганйовер), которая была создана для
объединения усилий авиакосмических фирм и промышленных
пользоватецей для проведения экспериментов в условиях мик-
•рогравитации на борту ИСЗ, что должно позволить
сократить затраты и увеличить количество таких экспериментов.
Подготовка эксперимента CASIMIR была начата в
1989 г. с участием групп ученых из Франции, Италии,
Испании, - ФРГ и Японии. В число фирм, принимавших участие в
подготовке и финансировании эксперимента, входят фирмы
Michelin (Франция), Elf Aqitaine и Rhone-Poulenc
(Франция), а также фирма из ФРГ Gegussa. Активное участие в
осуществлении эксперимента CASIMIR принимали
французские организации. Состав оборудования был определен группами
специалистов центра CNRS при химических школах в Мон-
пелье и Милхаузе. Установка была изготовлена на заводе
фирмы Саггаг (Франция). Половина оборудования
предназначалась для проведения французских экспериментов. Центр
CNES^ покрыл расходы на .запуск, а также давал констульта-
ции в процессе подготовки к запуску. В 1991 г. фирма
Kayser— Threde предусматривает провести еще 3 запуска
ИСЗ для продолжения исследований в условиях
микрогравитации.
В мае 1990 г. был проведен запуск ИСЗ *Ресурс-Ф"
с установкой COSIMA (Crystallization of Organic Subs tan сей
in Microgravity for Application), • ' который был
репетицией перед запуском установки CASIMIR. Запуск с
установкой COSIMA оказался неудачным. Удельные затраты на
эксперименты на борту советского ИСЗ *Ресурс-Ф* составляют
30 тыс, марок ФРГ/кг.
Б. И» Ермишкин
. "Air et Cosmos", 1990, 2Я, № 1300, 43
"Aviation Weekand Space Technology", 1990,1133,
N 13, 43
36
13. Заключение контракта на разработку ИСЗ ERS~2
В начале августа 1990 г. агентство ЕКА заключило
контакт с фирмой Dornier GmbH (ФРГ) на разработку ИСЗ для
дистанционного зондирования (ДЗ) ERS -2. Сумма
контракта 400 млн марок ФРГ( сумма контракта на разработку
ИСЗ ERS -1 составила 1,2 млрд марок). Только 25% сумт-
мы предназначаются фирме Dornier как головному
разработчику ИСЗ. Остальные работы будут производиться 50
субподрядчиками, в число которых входят западноевропейские и
(канадские фирмы.
ИСЗ ERS -2 в основном аналогичен ИСЗ ERS_it HO на
его борту будет установлен дополнительный прибор GOME
(Globaies Ozon—MejSgerat -прибор для измерения
концентрации озона в глобальном масштабе)* С помощью прибора
GOME будут проводится наблюдения за озоновым слоем
Земли, в особенности над полярными районами Земли,*
ИСЗ ERS -1 намечалбсь вывести на орбиту в начале
1991 г., а ИСЗ ERS -2 в 1994 г. С помощью этих ИСЗ
должна быть создана западноевропейская спутниковая
система для ДЗ Земли,
Б. И, Ермишкин
"Luft imd Raurafahrt", 1990, 11, » 3, 6
14. Состояние сцстемц связи *Интецсат*
23 июня 1990 г. со стартового комплекса № 40 на
мысе Канаверал РН 'Титан-^* был запущен очередной- ИСЗ
серии *Интелсат-6" (F-6). В сентябре 1990 г. .этот ИСЗ
после завершения серии орбитальных испытаний должен был '
вступить в эксплуатацию для обслуживания зоны
Атлантического океана. ИСЗ, запущенный 23 июня 1990 г.,
идентичен ИСЗ *Интелсат-6*, который в процессе запуска
14 марта 1990 г. не удалось вывести на геостационарную
орбиту. Организация *Интелсат" приняла решение
использовать полет МВКА 'Спейс Шаттл' с орбитальной ступенью
(ОС) "Эндевор" в начале 1992 г. для установки апогей-
ного двигателя на борту ИСЗ * Интелсат-6', который
находится на орбите высотой 540 км. За эту операцию нужно
заплатить 30-98 млн долл.
37
Расположение ИСЗ системы *Интелсат* на
геостационарной орбите
Серия ИСЗ и номер
запуска в данной
серии (в скобке)
Существующее или
планируемое
положение на орбите
Прежнее положение
на орбите
Атлантический океан
5А (F-13) 307°,0 в.д.
5 (F-4) .
6 (F-4)
6 (F-2)
5 (F-2)
5 (F-6)
5А (F-12)
325°,5 в.д.
332? 5 в.д.
335в,5 в.д.
338°,5 в.д.
34JL°,5 в.д.
359°,0 в.д.
Индийский океан
5 (F-7)
5А (F-15)
5А (F-U)
5 (F-5)
SA (F-JOJ
5 (F-3)
5 (F-8)
5 <F-1)
Тихий океан
57 ,0 в.д.
60° ,0 в.д.
63°,0 в.д.
66°,0 в.д.
174°,0 в.д.
177°,0 в.д,
180°,0 в.д.
183°,0 в.д.
66°,0 в.д.
332°,5 в.д.
63°,0 в.д.
335а,5
174°, О в.д.
177, О в.д.
По состоянию на 1990 г. в системе "Интелсат"
эксплуатировалось 15 ИСЗ *Интелсат-5,5А, 6*, в том числе:
*Интелсат-5* - 8; *Интелсат-5А* - 5; *Интелсат-6* - 2,
которые располагались над Атлантическим (7 шт.),
Индийским (4 шт) и Тихим (4 ни) океанами (табл.). В конце ав-
38
густа 1990 г. организация "Интелсат* объявила о
намерении изменить расположение некоторых ИСЗ на
геостационарной орбите. К концу 1990 г. ИСЗ *Интелсат-6г (F-2)
должен расположиться над Атлантическим океаном в точке
332°,5 в.д. По одному ИСЗ будет добавлено в группу
ИСЗ над Индийским океаном (точка 57°,0 в»д») и над Тихим
океаном (точка 183°,О в.д.)в Перемещение затронут 6 ИСЗ
(см. табл»)в Перестроение ИСЗ на геостационарной орбите
не нарушит линий связи/ так как будет производиться по
методу "переход ночью*. В процессе перемещения вновь
прибывший и старый ИСЗ должны находиться в одной точке
в течение 2 часов, чтобы произвести передачу каналов
связи последовательно по каждому лучу диаграммы
направленности. Переключение одного луча диаграммы
направленности занимает около 1 минуты. На полную передачу траф-
фика полностью загруженного ИСЗ гИнтелсат—5/5А*
другому ИСЗ *Интелсат~5/5А# или ИСЗ 'Интелсат-б*
затрачивается около 45 минут. .
Б. И. Ермишкин
"Aviation Week and Space Technology", 1990, 133,
]» 1, 25
"Satellite Newsf\ 1990, 13, J» 34, 7;-» 35, 2-3
15. Спутниковая система связи* Инмарсат*
30 октября 1990 г. первый ИСЗ серий ^
(всего должно быть 4 ИСЗ) был Гзапущен с помощью
американской РН *Дельта-2г* Через 40 минут после старта РН
ИСЗ вышел на переходную к геостационарной орбиту. С этого
момента ИСЗ стал контролироваться французским центром
CNES. В процессе орбитальных испытаний, которые должны
были продлиться три недели, ИСЗ гИнмарсат-2г должен
был находиться на геостационарной орбите в точке стояния
30 в»д. Затем ИСЗ должен был перемещаться по орбите
со скоростью 3 град/сутки, чтобы попасть в расчетную точку
64°,5 в.д. над Индийским океаном. Эксплуатация ИСЗ
должна была начаться в середине декабря 1990 г.
По состоянию на конец 1990 г., в системе 'Инмарсат*
эксплуатировалось 9 ИСЗ (по три ИСЗ над каждым из океа-
hod, Атлантическим, Тихим и Индийским, табл.). В феврале,
39
Геостационарные ИСЗ, используемые в системе *Инмарсат*
Наименование
Точка стояния
Дата запуска
Зона Атлантического океана
*Интелсат-5г,Р-6 (MCS-B) 18°,5 з.д. 19 мая 1983 г.
*Марекс-В2* 55°,5 з.д. 9 ноября 1984 г,
'Марисат', F-1 106°,5 з.д. 19 февраля 1976 г
гИнмарсат-2*, F-2 февраль 1991 г.
ш\л of 1? а ноябрь 1991 г,
Инмарсат-2 f F—4 v
Зона Тихого океана
"Интелсат-5#, F-8(flCS-D) 1&0° в.д. * марта 1984 г.
"Марекс-А* 178* в.д. 20 декабря 1981 г%
'Марисат", F-3 176°,5 в.д. 9 июня 1976 г.
*№шарсат-2# F-3 июль 1991 г.
Зона Индийского океана
жИнтелсат-^г^—5 (MCS—А) 65а в.д. 28 сентября 1982г
гМарисатг, F-2 72°,5 в.д. 14 октября 1976 г
гИнмарсат-2*, F-1 64°,5 в.д. 30 ретября 1990 г.
Примечание ИСЗ, находящиеся в эксплуатации будут
постепенно заменяться на ИСЗ 'Инмарсат*
июле и .ноябре 1991 г, должны быть запущены еще 3 ИСЗ
серии 'Инмарсат-?'. После ввода их в эксплуатацию
Атлантический океан будут обслуживать 5 ИСЗ, а Тихий океан -
4 ИСЗ. В конце 1990 г, в системе 'Инмарсат*
использовались в основном ИСЗ, арендуемые у других организаций:
^Интелсат-б* - у организации *Интелсат#} #Марекс*- у
агентства ЕКА. До запуска ИСЗ гИнмарсат-2* система *Ин-
марсат* обеспечивала связь одновременно по 220 двухстороц
ним телефонным каналам, а после ввода в эксплуатацию ИСЗ
жИнмарсат-2* суммарная емкость каналов связи системы
достигнет 1000 двухсторонних телефонных каналов.
40
ИСЗ гИнмарсат-2* является первым ИСЗ, созданным на
базе стандартизованной платформы *Евростар*. которая
разработана франко-английским консорциумом Satcom Internati—(
onal. ИСЗ 'Инмарсат-г* создан на базе платформы *Ев-
ростар-1000*, обеспечивающей одновременную связь по
250 телефонным каналам. Панели солнечных батарей ИСЗ
(размах 15,23 м) обеспечивают электрическую мощность
1,2 кВт. При заходе в тень Земли электропитание
производится от никель-кадмиевых аккумуляторных батарей.
Запуски ИСЗ * Шмаре ат-2* производятся РН гДельта-2* или
*Ариан#. Масса ИСЗ может быть ^1270 или 1385 кг при
массе полезной нагрузки (ПН) 130 кг и мощности
энергопотребления 660 Вт. Корпус ИСЗ стабилизируется относительно
трех осей. Расчетный срок службы платформы 'Евростар*
12 лет, но при увеличении запасов топлива на борту ИСЗ
(что позволяет RH) срок службы может быть увеличен до
15 лет. Для платформы 'Евростар-ЮОО* расчетный срок
службы равен 10 годам.
На базе платформы *Евростар* намечено создать 1Э
ИСЗ: *Инмарсат-2*~4; *Телеком~2|Г-3; 'Испаниясат ^-2;
*Локстар*-2; *Орион*-2. Модульная конструкция платформы
позволяет создавать на ее базе ИСЗ массой от 1500 до 3000 кг
при массе ПН до 500 кг и энергопотреблении до 4 кВт.
Основные характеристики ИСЗ? 'Локстар*: маоса-1500 кг;
масса ПН-170 кг; мощность системы электропитания-
1600 Вт; энергопотребление ПН-1000 Вт; расчетный срок
рлужбы-*14 лет. ИСЗ "Испаниясат* (масса 2100 кг),
Юрион* и *Телеком-2# (масса по 2250 кг) создаются на
базе платформы *Евростар-2ООО*, которая имеет мощность
системы электропитания 3500 Вт (для ПН может быть
выделено 2400-2600 Вт) и позволяет размещать ПН массой от
300 до 400 кг.
В системе *Инмарсат* по состоянию на конец 1990 г.
ИСЗ обеспечивали следующее число каналов связи: *Марисатг-
10; *Интелсат-5*-30; *Марекс*-50. ИСЗ *Инмарсат-2*
предоставит в пользование 250 каналов при связи диапазона
L (1,5-1,6 ГПх) в направлении ИСЗ-НС и 150 каналов
в обратном направлении в С-диапазоне (4-6 ГПх). Бортовые
антенны ИСЗ "Инмарсат-^* обеспечивают глобальный охват
при эффективной мощности излучения 39 дБВт. В системе
*Инмарсат' используются 22 НС, включая 3 НС в
Советском Союзе и по 2 НС в Польше, Турции и США. Из 22 НС
6-1 41
системы 10 НС обслуживают регион Атлантического океана,
7 НС - Индийского океана и 5 НС - Тихого океана. 16
береговых НС находятся в стадии строительства и 12 НС
намечено ввести в эксплуатацию в 1996 г.
Большинство нынешних пользователей применяют
оборудование типа^Инмарсат А*, которое сохранилось со времен
системы ^Марисат*, созданной организацией *Комсат*\
Стационарные и транспортируемые терминалы типа *Инмарсат А'
изготавливаются 12 предприятиями на всем земном шаре.
Характерная черта терминала - применение поворотной
параболической антенны диаметром менее 1 м, установленной
на высокой подставке. Аппаратура типа жИнмарсат А*
обеспечивает телефонную, телексную и факсимильную связь и
передачу данных* Стоимость терминала составляет около
400 тыс. долл. Руководство организации *Инмарсатж надеется
привлечь новых пользователей з$ счет внедрения новой
аппаратуры типа *Инмарсат С*, с помощью которой производится
только двухсторонняя передача данных при использовании
микро-терминалов. Система ЛИнмарсат С" обеспечит
определение местоположения подвижных пользователей намного
быстрее, чем это обеспечат системы Теостар* и *Локстар*.
'Инмарсат С* с помощью микро-терминалов позволит
осуществлять двухстороннюю передачу данных с небольшой
скоростью. Эта аппаратура должна была поступить в продажу
в конце 1990 г. До этого она проходила предэксплуатацион-
ные испытания в регионе Атлантического океана. Терминалы
типа С оснащаются неподвижными малыми всенаправлен-
ными антеннами, которые обеспечивают двухстороннюю связь
в режиме реального времени или с записью на
запоминающих устройствах, а также передачу текстовой информации со
скоростью 600 бит/с. Современные терминалы системы С
стоят около 8 тыс» долл. и имеют размеры переносного
'кейса*. По мере расширения производства этих терминалов
цена на них снизится.
Система *Инмарсат С* предусматривает создание сетей
групповых вызовов для обслуживания отдельных флотов,
передачу информации для повышения безопасности плавания и
данных для определения местоположения, а также
дистанционный мониторинг. Перечисленные возможности системы
создают ей сильные позиции в конкурентной борьбе с
американской системой Теостар*, западноевропейской системой уЛокс-
тар* и американо-канадской системой MSat. В отличие от
42
других систем, предназначенных для обслуживания
определенных регионов, система "Инмарсат С" обеспечивает
глобальный охват.
Для использования системы на авиатранспортных и
пассажирских линиях предлагаются два типа терминалов.
Первый предназначен только для передачи данных экипажу
самолета и связи со службами УВД. Он оснащен антенной с
небольшим усилением и стоит от 100 тыс. до 150 тыс.долл.
Терминалы второго типа имеют антенну с большим усилением
и должны обеспечивать телефонную связь с экипажем и пас -
сажирами самолета. Их стоимость находится в пределах
350-500 тыс.долл.
Система "Инмарсат* делит своих пользователей в
авиации на три группы: коммерческие авиалинии, корпоративная
авиация и авиация общего назначения. Пассажиры на
авиалиниях могут пользоваться факсимильной передачей данных,
персональными компьютерами, развлекательными
ТВ-программами и видеозаписями и платным телефоном. В число
дополнительных услуг могут быть включены: передача
новостей, банковско-финансовая информация, полетное
обслуживание, резервирование мест в отелях и покупки товаров.
Экипажи самолетов могут обеспечиваться: линиями для
передачи данных; телефонной связью с наземными абонентами
для УВД; автоматическими каналами связи для передачи
сообщений о местоположении самолета через спутниковые
системы связи; мониторингом за бортовыми системами;
сводками о состоянии погоды; данными для планирования
полета; обслуживанием по ведению документации. Экипажу
самолета предоставляется право осуществлять голосовую
связь и передачу данных по вопросам питания,, управлению
полетом, составлению графиков дежурств и медицинскому
обслуживанию. Пассажиры на корпоративных самолетах
могут обеспечиваться факсимильной связью, персональными
компьютерами и голосовой связью, включая засекреченную
связь. Экипажи корпоративных самолетов могут
пользоваться теми же услугами, что и экипажи самолетов на
авиалиниях и пилоты авиации общего назначения.
Система ^Инмаосат1* находится в эксплуатации с февраля
1982 г. Она обеспечивала своих пользователей различными
видами связи: телефонной, телексной, факсимильной,
передачей данных и электронными курьерами. Терминалы системы
'Инмарсат* устанавливаются на судах, самолетах и назем-
6-2 43
ных машинах. Относительные доли различных видов связи в
системе составляют (в %): телефонная-69; телексная-30;
остальные виды-1. Годовой оборот организации 'Инмарсат*
в последний год составил 130 млн долл., что на 31% больше,
чем в предыдущем году (в основном за счет увеличения
Объема телефонных переговоров на 40%),'
В 1990 г. в системе жИнмарсат* использовалось более
12 тыс, терминалов, включая 11 тыс. терминалов на
морских судах il5 государств. В октябре 1990 г. организация
'Инмарсат* одобрила открытие фирмой British Telecom
эксплуатационного обслуживания авиации в глобальном
масштабе. Почтово-^гелефонные службы Великобритании, Норвегии ч
и Сингапура объединили свои усилия для разработки службы
'Скайфон* ("Skyphone"), которая будет обслуживать
трансатлантические рейсы самолетов, оборудованные специальными
терминалами. В настоящее время трансатлантические полеты
самолетов обеспечиваются НС в Гунхилли-Даунс
(Великобритания) и ИСЗ *Марекс-В2г, находящимся на
геостационарной орбите над Атлантическим океаном. Для обслуживания
полетов самолетов предлагаются также и другие службы
спутниковой связи, как, например, Globalink, Satellite Air-
1 com и Comsat/KDD. Как ожидается, обслуживание
пассажиров и экипажей самолетов различными видами спутниковой
связи в глобальном масштабе начнется в 1992 г»
Контракт с фирмой British Aerospace на изготовление
3 ИСЗ ^Инмарсат^* стоимостью 150 млн ф.ст. был
заключен в 1985 г., а четвертый ИСЗ был заказан в 1988 г. В
изготовлении ИСЗ *Инмарсат-2* принимают также участие
фирмы Matra (Франция), Fokker (Нидерланды), Spar
(Канада), Hughes Aircraft (США) МВБ (Германия) и NEC
(Япония). Затраты на 4 ИСЗ *Инмарсат-2у, включая затраты
на запуск составят 610 млн долл. Затраты на
изготовление одного ИСЗ, его запуск и . эксплуатацию в*течение
первого года оцениваются в 160 млн долл. Посредническая
фирма Crawley— Warren установила, что страховые платежи
должны составить 16,5% при запуске ИСЗ "Инмарсат-2*
РН *Де'льта-2* и 17,5% при запуске РН "Ариан-4*. РН
*Дельта~2* должна была использоваться при запуске второго
ИСЗ в феврале 1991 г., а РН жАриан-4*'- при запусках в
июле и ноябре 1991 г.
В июле 1990 г. организация "Инмарсат*" заключила
контракт на разработку ИСЗ следующего поколения., у_Инмарсат~3*.
44
Запуск первого ИСЗ серии "Инмарсат-З* планируется на
август 1994 г. В качестве основы для проектирования ИСЗ
*Инмарсат-3* принята платформа гСатком-4000*,
созданная фирмой GE (США). Поставку бортовых антенн и
ретрансляторов для ИСЗ должна производить фирма Marconi .
Эффективная мощность излучения при глобальном охвате долж
на быть 40 дБВт, а в 5 лучах диаграммы направленности -
48 дБВт, Расчетный срок службы ИСЗ - 16 лет.
Первоначальный заказ должен составить 3 ИСЗ.
Членами организации 'Инмарсат* являются 62 страны.
Крупнейшими держателями акций являются США (25%),
Великобритания (13,8%) и Норвегия (12%). Доля Советского
Союза составляет 3,7%, США представляют в организации
'Инмарсат* фирма Comsat, а Великобританию - фирма
British Telecom.
Б. И. Ермишкин
"Air et Cosmos", 1990» 28, № 1305,'.391 3*-40
"Flight International", 1990, 138, № 4241, 42-44
16. Деятельность организации *Инмарсат*
Запуск первого ИСЗ серии *Инмарсат-2* с помощью РН
*Дельта-2*г намечалось произвести в октябре 1990 г. ИСЗ
должен был быть выведен на геостационарную орбиту и
находиться над Индийским океаном. В августе 1990 г.
организация #Инмарсатг решила застраховать ИСЗ серии 'Инмар-
сат-2* на общую сумму 600 млн долл. ^по 150 млн долл.
за один ИСЗ). Страховая сумма обеспечивается
коммерческими страховыми компаниями и самой организацией *Инмар-
сатг.
Летом 1990 г. совет организации 'Инмарсат* на
заседании в Каннах (Франция) принял решение о заключении
контракта на изготовление ИСЗ серии *Инмарсат-Зг с фирмами
GE Astro Space и Marconi Space Systems. Согласно
будущему контракту предусматривается изготовление трех ИСЗ
'Инмарсат-3* и право заказать еще шесть ИСЗ. Головным
разработчиком станет фирма GE Astro Space, которая
должна установить на борту своей базовой платформы GE -
4000 радиоаппаратуру фирмы Marconi Space Systems.
Переговоры относительно условий контракта будет проводить фир-
45
ма GE Technical Services Company Inc. (GETSCO),
которая занимается коммерческими делами фирмы GE Astro
Space. Проект контракта намечалось представить совету
организации 'Инмарсат* в ноябре 1990 г. Первый ИСЗ серии
*Инмарсат-3" должен быть загущен в 1994 г. Эти ИСЗ
будут иметь пропускную способность в 20 раз больше, чем
существующие ИСЗ 'Инмарсат*.
Б.И, Ермишкин
"Flight International". 1990, 138, » 4230, 26
"Aerospace Daily", 1990, 155, tt 24, 193
"Interavia Air Letter", 1990, К 12058, 6
"Satellite News", 1990, 13, M 30, 6
17. Проект советско-немецкой спутниковой
системы связи 'романтик:*
23 сентября 1990 г. представители советскж
организаций НПО по радио и почтовой связи и 'Интерспутник' с
одной стороны и западногерманской фирмы ANT Bosch Telecom
с другой стороны объявили о начале работ над проектом
совместной спутниковой системы связи "Романтик*
(аббревиатура от наименований участников разработки проекта). Работы
над проектом фактически были начаты после сентября 1989г.,
когда был подписан секретный протокол о взаимопонимании
между ФРГ и СССР. Окончательное соглашение о разработке
ИСЗ для системы 'Романтик* намечалось подписать в конце
1990 г. Как ожидается, первые два ИСЗ системы должны
быть запущены в начале-середине 1994 г.
Конструкция ИСЗ должна разрабатываться на базе
существующих'и усовершенствованных узлов и компонентов связных
ИСЗ. ИСЗ предназначаются для использования в советских
системах связи, а также для продажи на экспорт* ИСЗ будут
обеспечивать цифровую связь со стационарными и подвижными
пользователями, включая .передачу программ прямого ТВ-
вещания и деловую связь' с использованием
микро-терминалов типа VSAT.. ИСЗ 'Романтик*, как ожидают, будут
использоваться дйя укомплектования советских и немецких
национальных систем связи, в региональных системах связи Восточной
Европы, в международной системе связи 'Интерспутник* и в
системах связи развивающихся стран.
46
Согласно заявлениям советских специалистов, будет
запущено от 4 до 11 ИСЗ *Романтик* для расширения
возможностей советских систем связи. Первые 2 ИСЗ намечается
разместить на геостационарной орбите в точках стояния
14 з.д. и 80° в.д. Эти ИСЗ значительно увеличат "число
каналов связи организации 'Интерспутник* между Советским
Союзом и странами Азии и Америки, включая и США. В
состав организации 'Интерспутник' сейчас входят 15 госу-*
дарств, ею эксплуатируется 26 наземных станций (НС),
установленных в основном в странах Восточной Европы, но
также и на территории Никарагуа, Вьетнама, Камбоджи,
Кубы, Китая, Японии, Канады, США, в Африке и на Среднем
Востоке.
Фирма ANT, представляющая в системе 'Романтик'
Германию, намечает использовать систему для обеспечения
связи частных предприятий внутри Германии, а также для
связи с советскими организациями. С помощью системы
'Романтик* в Германии будет создана первая сеть линий
связи для обслуживания частных организаций.
Спутниковая система 'Романтик* будет служить для
обеспечения телефонной связи, передачи ТВ-программ и
передачи данных в Ки-диапазоне. Общая емкость линий связи
составит 32 тыс. телефонных каналов или 40
ТВ-программ, За счет применения методов предоставления каналов
связи по требованию система 'Романтик* сможет
обслуживать 320 тыс. абонентов. В системе предусмотрено исполь-*
зовать 28 ретрансляторов мощностью по 7,6 Вт, каждый
из которых будет иметь 20 каналов с шириной полосы по
72 МПх (при использовании каналов с шириной полосы
36 МГц количество каналов соответственно увеличится).
Система будет работать в диапазоне частот 11-14 ГГц, в
ней будут использоваться методы многократного
использования частоты за счет линейно-ортогональной поляризации
и применяться изолированные лучи диаграммы
направленности. Эффективная мощность излучения на границах зоны
облучения будет составлять 47 или 50 дБВт. С помощью
4-х лучей диаграммы направленности шириной 2x3° будут
обслуживаться регионы Европы, Африки и Америки или
Советского Союза.
В системе 'Романтик* предусматривается использование
НС с антеннами 1,5 м, 2,5 м и 4,0 м, у которых
отношение сигнал/шум составит соответственно 18,9; 23,3 и
47
27,4 дБ/К. НС малого размера предназначаются для
обеспечения телефонной связи и передачи данных с небольшой ско- °
ростью, средние НС - для приема ТВ-программ, а большие -
для трансляции и приема ТВ-программ,
Конструкция ИСЗ "Романтик" будет разрабатываться на
основе советских ИСЗ серии "Луч". Новая базовая
платформа (ее обозначение SCM -2500) должна быть оснащена
системой ориентации и стабилизации относительно 3-х осей.
На борту платформы будут установлены две двигательные
установки электротермического типа, В одной,
предназначенной для коррекции параметров орбиты, должны
использоваться сопла для истечения ксеноновой плазмы, в другой (для
ориентации и стабилизации корпуса платформы) - продукты
каталитического разложения гидразина. Запасы ксенона
(112 кг) и гидразина (50 юг) обеспечат поддержание
положения .платформы на орбите и ее пространственного
положения с точностью 0,1° в течение 10 лет. Система
терморегулирования рассчитывается на сброс избыточного тепла
мощностью 2,6 кВт. Две панели солнечных батарей площадью
60 м^ будут иметь электрическую мощность 5,8 кВт при
напряжении 40 В, При пребывании платформы в тени Земли
электропитание мощностью 3 кВт будет поступать от 4чх
Ni—H2 аккумуляторных батарей. При массе платформы
2,5 т масса полезной нагрузки достигнет 400 кг
(ретрансляторы - 250 кг, антенны - 150 кг).
Запуски ИСЗ "Романтик" должны производиться РН
"Протон" советского производства, которая способна выводить на
геостационарную орбиту ИСЗ массой 2,2 т„ С 1970 г.
произведено 137 запусков РН "Протон", из которых 93%
запусков были удачными.
Б. И. Ермишкин
"Air ei; Cosmos", 1990, 28, 3* 1300,36-37
18. Пути внедрения телевидения высокой четкости
в Западной Европе
В последние 20 лет в Западной Европы процесс развития
ТВ-вещания характеризовался медленным, но неуклонным прог
рессом. До настоящего времени преобладают наземные ТВ-
системы, работающие в UHF -и VHF -диапазонах частот,
48
В Великобритании все наземные ТВ-системы работают в
UHF -диапазоне частот (470-862 МГц). Как правило, в
одной стране нецелесообразно использовать более 4-х ТВ-
программ (табл.).
В течение нескольких последних лет стали применяться
и другие методы передачи ТВ-программ: прямое ТВ-вещание,
осуществляемое с борта ИСЗ; кабельное ТВ-вещание:
воспроизведение на домашних видеомагнитофонах программ,
записанных на видеокассетах (VCR—Video Cassette Recorder)*
Кабельное ТВ обслуживает уже 11 млн домов в Западной
Европе. Оно получила преобладающее распространение в Бельгии
и Нидерландах, но во Франции и Великобритании играет пока
несущественную роль. Расширяется применение прямого ТВ-
вещания (ПТВ) и метода VCR. Развитие новых методов ТВ-
вещания в противовес традиционному (по наземным
системам) ТВ-вещанию обусловлено двумя существенными
недостатками традиционного TBf'l) ограниченное количество программ
на территории одного государства из-за недостаточно большой
ширины полосы частот, отведенной для ТВ; 2) ограничения
количества каналов в соответствии с международными
соглашениями о ширине полос, что затрудняет повышение
качества видеоизображений и звукового сопровождения.
В странах Западной Европы прослеживаются две главные
тенденции: 1) расширение использования новых методов
распространения ТВ-программ; 2) увеличение ширины
полосы частот, отводимых на 1 канал, что позволяет повысить
качество изображения и звукового сопровождения.
Внедрение новых ввдов ТВнвещания определяется экономическими
причинами, так как необходимо в максимально возможной
степени использовать имеющуюся ТВ-аппаратуру. Например,
стоимость бытовых ТВ-приемников и существующих сетей
только в одной Великобритании оценивается в 10 млрд ф»ст.
Телевидение высокой четкости (HDTV). После
внедрения цветного ТВ в ТВ-технике не произошло существенных
изменений, если не считать применения больших
интегральных схем (БИС) и цифровой радиоэлектронной аппаратуры.
Следующим крупным шагом, который ожидается в cf ранах
Западной Европы, является применение приемников с крупным
экраном Cteigscreen") в бытовых условиях* Сейчас во многих
семьях имеется по нескольку телевизоров. Телевизор с
крупным (большим) экраном станет по-настоящему
семейным, телевизором, по которому семья сможет наблюдать за
.7-1 49
спортивными событиями, просматривать ТВ-фильмы и
спектакли. Малые телевизоры буду!4 находиться в жилых
комнатах отдельных членов семьи.
ТВ-приемники с большим экраном (ТВПБЭ) потребуют
внедрения новых стандартов ТВ, прежде всего по числу ,
строк разложения изображения. В Западной Европе внедряется
новый стандарт с разложением изображения на 1250 строк
при сохранении существующей частоты 50 Гц. Для лучшего
совмещения-ТВ-изображений с форматом кинофильмов
предлагаются экраны с соотношением ширины и высоты картинки
как 16: 9 (вместо существующего 4:3).
Существующие тенденции развития ТВ-техники получили
отражение в новой системе ТВ MAC. ТВ-приемники этой
системы будут обеспечивать получение изображений с
соотношением 4:3'при приеме сигналов HDTV с крупным
изображением и соотношением ширины к высоте 16: 9. Система
MAC станет переходным этапом от существующей
ТВ-аппаратуры к HDTV. При внедрении прямого ТВ-вещания
получили распространение специальные приставки к
существующим ТВ-приемникам. Использование приставок нового типа
(адапторов) позволит не только улучшить качество избраже-
ния и звукового сопровождения при пользовании обычными
ТВ- приемниками, но и явится первым шагом по пути к
HDTV.
В соответствии с решением Европейской комиссии,
принятым в 1986 г., Европейский союз вещания EBU ( European
Broadcasting Union) принял систему MAC в качестве
стандартной системы для прямого ТВ-вещдния. В рамках
западноевропейской программы НИОКР Eureka, ведется разработка
аппаратуры HDTV с применением системы MAC. На
заседании Международной конвенции вещания IBC (International
Broadcasting Convention), • которое состоялось в Брайтоне
в сентябре 1988 г#, была продемонстрирована в работе
цветная ТВ-камера для HDTV (обозначение HD -MAC).
Переход от обычного ТВ к HDTV, как считают
специалисты, может быть осуществлен в 4 этапа. На первом этапе-*
прием ТВ-программ будет производиться на ТВ-приемники
существующей конструкции с использованием параболических
или плоскцх приемных антенн и дополнительных блоков
преобразователей» На этом этапе система HDTV может
вписаться в существующую систему PAL.
50
На втором этапе станут использоваться приемники
системы MAC, оснащаемые встроенными преобразователями. На
этом этапе станут доступными применение формата сигналов
по системе MAC и звуковое сопровождение высокого
качества.
Третий этап перехода к HDTV может начаться в
Великобритании уже в 1991 г. Его особенность-внедрение ТВ-
Приемников с большим экраном и соотношением ширины
экрана к его высоте как 16:9. Новые приемники еще нельзя
отнести кЪистеме HDTV.fHO они уже будут иметь хорошее
качество изображения и стереофоническое звуковое
сопровождение» Одновременно с этим этапом или несколько позднее
начнется внедрение ширикоэкранного ТВ» В простейшей форме
начнется передача по ТВ широкоэкранных кинофильмов с
помощью телесинов, отрегулированных на соотношение 16: 9*
Организация ША (Independent Broadcasting Authority)
начала выпуск экспериментальных модифицированных
ТВ-камер, совмещенных с модифицированными
видеомагнитофонами VTR. Получены удовлетворительные результаты,
особенно в случаях' использования ТВ-экранов с размером по
диагонали 1 м и менее.
На четвертом этапе с помощью системы MAC станет
возможным получить ббльшую часть достоинств HDTV». На этом
этапе в каналы передачи ТВ-программ будет внедряться
кодирование сигналов по системе HD -MAC,
На начальном этапе производства приемников -системы
HDTV их стоимость будет существенно выше стоимости
современных приемников. В последние годы было освоено
массовое производство ТВ-трубок с размером по диагонали;
750 мм. Хотя освоено производство трубок с размером по х
диагонали 1000-1250 мм, но они по своим габаритам и
массе пока еще не пригодны для массового производства.
Система HDTV будет по настоящему внедрена после освоения
производства плоских настенных ТВ-экранов. В Японии
намечено освоить производство плоских настенных экранов
размером 1 м к 1995 г.
В Западной Европе образован консорциум Частных фирм
для развития HDTV, получивший наименование Vison 1250
(по числу строк разложения изображения в системе HDTV).
Это событие последовало за решением 12
западноевропейских государств, принятым в 1989 г., по стратегии внедрения
HDTV в Западной Европе. В состав консорциума входят еле-
7-2 51
Количество ТВ-ррограммя передаваемых на территории
западноевропейских государств
Государство
Количество программ
Австрия
Бельгия
Дания
ФРГ
Финляндия
Франция
Италия
Нидерланды
Норвегия
Португалия
•Испания
Швеция
Швейцария
Великобритания
2 (+ 1 в стадии рассмотрения)
4 (+ 1 в стадии рассмотрения)
2
4 (+ дополнительные местного
ТВ-вещания)
3
6
7
,2 (+1 планируется)
2 (+ 3 в стадии рассмотрения)
2 (+ дополнительные местного ТВ-
вещания; предлагаются 3 новых
коммерческих ТВ-канала)
2
3 (+ 1 в стадии рассмотрения)
4 (+ 1 в стадии рассмотрения)
дующие фирмы: NV Philips (Нидерланды); RAI (Италия),
British Broadcasting Corp.» British Satellite Broadcasting,
Laser Creation, Thames Television (Великобритания), BHDTV,
BTS, Unitel (ФРГ),Nokia (Финляндия), France Telecom,
OFRT, SFP,. Thomson SA (Франция).
Одна из задач консорциум Vision 1250 - утвердить
свою технологию системы HDTV в качестве мирового
стандарта» Система HDTV позволяет сохранить в эксплуатации
существующие западноевропейские ТВ-приемники с
разложением избражения на 625 строк. США и Япония предлагают
систему HDTV с разложением на 1125 строк (сейчас в
этих странах используются бытовые ТВ-приемники с разло-
52
жением на 525 строк). Западноевропейские фирмы отвергает
японскую систему HDTV на том основании, что она не
совместима с используемым в Европе передающим обрудова—
нием и ТВ-приемниками и что внедрение японской системы
приведет к фактической монополии Японии в этой области
техники.
Б. И. Ермишкин
"Satellite News", 1990, 13, 3» 29, 4
"Telecommunication Journal", 1990,57, 3* 10„
689-694
19. Немецкий спутник связи DFS -2 лгКоперникхг
25 июля 1990 г. был выведен на геостационарную
орбиту второй спутник связи ФРГ DFS -2 'Коперник*.
Предыдущий ИСЗ этой серии (DFS -1) был запущен 6 июня 1989 г.
ИСЗ DFS -1 занимает точку стояния 23°,5 в.д., а ЙСЗ
DFS -2 должен находиться в точке 28 ,5 в.д. С помощью
ИСЗ DFS -1 осуществляется передача ТВ-программ и
цифровая телефонная связь, а ИСЗ DFS -2 предназначен для
обеспечения телефонной связи общего назначения и передачи
данных с большой скоростью между ФРГ и бывшей
территорией ГДР. щРазработка спутниковой системы связи DFS
(Deutsches Feramelde satelliten system) "Коперник* была
начата ФРГ в 1983 г.
Основные характеристики ИСЗ DFS -2: .стартовая
масса - 1422 кг; высота - 4,15 м;-размах по панелям
солнечных батарей - 15,4 м; мощность системы
электропитания - 1500 Вт; эффективная мощность излучения —от
51,9 до 54,2 дбВт. Основным несущим элементом
конструкции ИСЗ является центральная труба, изготовленная из
композиционного материала на основе углерода. Это позволило
снизить массу конструкции и за этот счет установить
дополнительный (шестой) ретранслятор. На борту ИСЗ
используется новая аппаратура Ка-диапазона и антенны,
изготовленные из композиционного материала.
Центр управления полетом ИСЗ (разработчик фирма Dor-1
nier) находится в Узингене. Построена вторая наземная
станция в Вайльхайме (разработчик фирма Telefunken System-
technik). Космический центр управления полетом КА ФРГ
GSOC института DLR находится в Оберпффафенхофене. Из
53
этого центра осуществляется слежение за полетом обоих
связных ИСЗ (DFS -1 ' и DFS -2)
Общие затраты на спутниковую систему 'Коперник*
оцениваются в 900 млн марок ФРГ, включая 600 млн марок на
разработку и изготовление ИСЗ. Разработка системы
производится консорциумом K~DFSf который возглавляет фирма
Siemens AG. В состав консорциума входят также фирмы
ANT Nachrichten technik, MBB и SEL. При разработке
системы 'Коперник* использовался опыт, приобретенный при
осуществлении западноевропейских и международных программ*
"Симфония*, "Интелсат-5 и 6*, TV-SAT (TDF), "Теле-Х*,
включая систему ориентации и стабилизации относительно 3-Х
осей, апогейный двигатель для перевода ИСЗ с переходной на
геостационарную орбиту, панели солнечных батарей и,
топливные баки с использованием си>1 поверхностного натяжения.
Б,И» Ермишкин
"Luft und Raumfahrt", 1990, 11, № 3, 10-11
20♦ Средства телекоммуникаций, в Швеции ,
Регулирование развитие средств телекоммуникаций в
Швеции ее правительством носит ограниченный характер. Помимо
сети линий связи, владельцем которой является
государственная организация releverket, в Швеции существует
протяженные линии связи для обеспечения потребностей железных
дорог, линий электропередач и национальной безопасности.
Частные компании эксплуатируют сети местного
радиовещания и кабельного ТВ, конкурируя с Организацией Televerket.
В Швеции нет особого законодательства по средствам
телекоммуникаций: они регулируются законами о конкуренции.
Рынок для продажи терминалов различного назначения
постепенно 'либерализуется.
Государственная политика в области средств связи и
подготовка соответствующего законодательства осуществляются
министерством телекоммуникаций. Правительство Швеции
определяет уровень платежей за пользование домашними
телефонами и за междугрродные переговоры. Все остальные
платежи определяются организацией Televerket. Министерство
телекоммуникаций получает помощь в своей работе со
стороны правительственных комиссий и временных рабочих групп
54
ид соответствующие* специалистов для решения возникающих
вопросов. Например, недавно Комиссия почтовой службы и
средств коммуникаций PTU (Postal and Telecommunications
Commission) провела анализ вопросов, касающихся
пределов ответственности правительства за решение
фундаментальных вопросов развития телекоммуникаций и методов
решения возникающих проблем в условиях все возрастающей
конкуренции. Комиссия обсуждала такжо вопросы арендования
организацией Televerket * каналов связи.
Организация Televerket Group состоит из
правительственного агентства (Televerket) и частной организации
(Teleinvest Group)» Агентство состоит из штаб-квартиры,
четырех центральных департаментов, трех служб для
обслуживания всей территории Швеции и 20 отделов для
обслуживания различных районов Швеции. Фирма Teleinvest
является собственностью организации Televerket» В состав
Televerket Group входят фирмы- производители связного
оборудования. Эта группа осуществляет эксплуатацию
национальных и международных линий связи, радио и кабельных
линий, а также производит телефонную аппаратуру и
оборудование для передачи данных, текстов и снимков. Televerket^
proup осуществляет на территории Швеции ТВ и
радиовещание по поручению фирмы Swedish Broadcasting Corp.
Правительство Швеции уполномочило организацию Tele—'
verket подписать соглашения с 3 международными
организациями; 'Интелсат* (INTELSAT - International
Telecommunication Organization)» 'Инмарсат*
(INMARSAT—International Maritime Satellite Organization). e ъ 'Евтелсат*
(EUTELSAT-European Telecommunications Satellite
Organization), Недавно в Швеции была предоставлена
возможность частным организациям использовать международные
спутниковые системы связи в частных сетях связи. Швеция •
координирует использование американской спутниковой
системы связи PanAmsat для управления полетами самолетов*
совершающих рейсы в Швецию и из нее*
Организация Televerket выполняет функции
регулирования эксплуатации средств коммуникаций, например, выдачу
разрешений на пользование радиопередатчиками и
распределение частот. Эти задачи возложены на самостоятельный
отдел, который в этой части не зависим от генерального
директора организации,
55
Вопросы стандартизации, затрагивающие средства
коммуникаций, решаются Шведским институтом стандартов (SIS),
Они решаются в соответствии с правилами стандартизации
ITS (Information Technology Standartization). Работы по
SIS-ITS ведутся в соответствии с международными
стандартами. 1 января 1990 г. была создана новая организация-
Национальный совет по вопросам телекоммуникаций (STN),
на который возложена задача подготовки требований к
терминальному оборудованию. Совет не проводит формального
утверждения образцов терминалов, он только регистрирует их
после прохождения испытаний в выделенных для этих целей
лабораториях, которые выдают заключения о соответствии
испытанных образцов утвержденным техническим требованиям,
В связи с выходом организации Televerket на
международную арену она получила официальные наименования на
английском, французском и испанском языках: Swedish Tele—1
com, Su&de Telecom и Telecom Suecia —( Televerket/Swedish
Telecom. Б.И. Ермишкин.
"Telecommunication Journal", 1990, 57, К 10,
674-675
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
21 > Использование открытых платформ в составе
ООКС 'Свобода'
В 1990-х годах будут разворачиваться американская
ООКС 'Свобода' и западноевропейская ОС 'Колумб'. В свя-
§и с этим фирма British Aerospace (Великобритания)
изучает возможности расширения программ научных
исследований,, проводимых на этих комплексах, за счет установки
открытых платформ (ОП). Опыт использования ОП накоплен
в 1980-х годах при некоторых полетах МВКА 'Спейс Шаттл*,
которые предназначались^ для проведения научных
исследований. В этих полетах использовались ОП, разработанные и
изготовленные английской фирмой Hawker Siddey Dynamics
(ныне фирма входит в состав фирмы British Aerospace)*
ОП являлись вкладом Великобритании в программу агентства
ЕКА ^Спейслэб*.
56
Платформа имеет форму корыта длиной 3,0, шириной 4,3
и высотой 2,3, м и рассчитана на установку внутри
грузового отсека МВКА 'Спейс Шаттл*. Основу ее составляют
несущий каркас из алюминиевых сплавов, который создает
рад карманов для размещения оборудования и научных
приборов. Карманы закрываются панелями, изготовленными из
алюминиевых сплавов сотовой конструкции. Поверхности ОП
покрыты специальным слоем для уменьшения газовыделений
из конструкционных материалов, которые могут
отрицательно повлиять на работу научной аппаратуры. ОП при
собственной массе 636. кг позволяет разместить полезную
нагрузку (ПН) общей массой 4100 кг. В дополнение к ОП
фирма British Aerospace разработала полуплатформу (ПП),
которая при собственной массе 395 кг может нести ПН
массой около 3000 кг.
Впервые ОП была применена при полете МВКА *ЧЗпейс
Шаттл* STS -2, проведенном в ноябре 1981 г*, для
размещения ПН OSTA -1. При осуществлении программы 'Спейс-
лэб* было изготовлено 10'образцов ОП, которые
использовались в большинстве полетов орбитальной лаборатории (ОП)
"Спейслэб*, включая ОЛ 'Спейслэб-г*, которая была
составлена целиком из ОП )без применения герметичных отсеков).
В ноябре 1984 г. при полете МВКА STS-51-A ОП были
применены для размещения на них ИСЗ 'Уэстар* и Палапа*
(с целью доставки их с орбиты на поверхность Земли).
Конструкция ОП специально создана для размещения и
крепления разнообразных ЛНГВнутри корытообразной
конструкции ОП имеется 24 жебтких элемента, которые находятся
непосредственно на несущем каркасе для жесткого крепления
оборудования и научной аппаратуры. На каждой из 24
панелей, закрывающих карманы ОП, имеются сменяемые
вставки для крепления блоков электронной аппаратуры, а также
для крепления бортовой кабельной сети и трубопроводов
различных гвдромагистралей. На торцевой поверхности ОП
имеются приспособления для крепления ПН массой до 100 кг,
Торцевые поверхности ОП оснаЩены элементами для
соединения отдельных ОП между собой > так что можно создать
крупную ОП, состоящую из 2 и более отдельных ОП.
При разработке конструкции ОП было уделено большое
внимание обеспечению необходимой прочности конструкции.
ОП подвергаются комплексу статических и динамических
испьгганий на прочность, включая испытания на определение
8-1 57
собственных частот колебаний отдельных компонентов
конструкции и вибрационные испытания. Конструкция ОП рассчк/а-
на на обеспечение 50 полетов в космос. ,ч
Фирма British Aerospace предлагает несколько вг
тов крепления ОП к основной конструкции ООКС жСвоЬин
и ОС "Колумб*. ОП можно прикреплять к торцу
герметичного отсека аналогично-тому, как этб производилось при
полетах ОЛ "Спейслэб* или устанавливать на специально
созданном переходнике PIA ( Payload Interface Adaptor).
Наиболее широкие возможности для применения ОП будут при
установке на переходнике PIA. ОП должны оснащаться
специальными разъемными соединениями для связи между
электрическими и гидравлическими магистралями ООКС 'Свобода* и
ОС *Колумб*. Возможно потребуется установка
дополнительных теплоизолирующих одеял из многослойных
теплоизолирующих тканей и пленок. Специалисты фирмы British Aerospace
рассматривают 3 варианта крепления ОП к основной
конструкции ОС: а) к стыковочному узлу герметичного отсека; б)
поверх переходника PIA; в) к торцевой поверхности
переходника РГА.
ОП будут в основном предназначаться, как показал опыт
полетов ОЛ *Спейслэб*\ для установки оборудования, требую-
•щего при проведении экспериментов - длительного пребыва-*
ния в условиях открытого космоса. Для проведения
исследований в области астрономии потребуется использовать на
ОП специальные устройства наведения IPS (Instrument
Pointing System), которые должны обеспечивать наведение
астрономических приборов с точностью до 1 утл. минуты
ОП фирмы British Aerospace моэГуг применяться при
полетах МВКА жСпейс Щаттл*, когда будет* производиться
доставка на орбиту отдельных компонентов ООКС "Свобода* в
качестве опоры для крепления компонента внутри грузового
отсека МВКА, В этом случае будет использоваться вариант
ОП, созданный для ОЛ *Спейслэб*\ Другая возможная область
применения ОП - хранилище оборудования и материалов,
используемых при выходах астронавтов в открытый космос
(инструменты для работы астронавтов, одетых в скафандры,
компоненты топлива для установок, обеспечивающих
перемещение астронавтов в открытом космосе), а также материалы,
хранение которых внутри герметичных отсеков нежелательно
из-за их взрыво^-или пожароопасности (жидкие компоненты
криогенного топлива). Один из возможных вариантов приме-
58
нения ОП - использование их в качестве крыльца,
закрепленного у выходного шлюза, через который космонавты выходят
в открытый космос.
Б. И. Ермишкин
"Journal of The British Interplanetary Society",
l990f 43, П 10, 427-430
22. Гамма-спектрометр SONGS для OQKC ^Свобода*
В соответствии с программой НАСА АРР (Attached Pay—
load Program ' - программа исследований на борту ООКС
с помощью приданных ей приборов) ведется разработка
спектрометра SONGS (Space-station Observer for Nuclear Gamma-
Ray Spectroscopy - прибор на борту ООКС для наблюдений
в области спектроскопии ядерных гамма-лучей).
Космические гамма-излучения возникают при протекании
многих астрофизических процессов: ядерных реакциях^
захвате нейтронов, аннигиляции йозиггронов. Свидетельством
протекания перечисленных процессов являются линии
поглощения в спектрах излучения при солнечных вспышках и
излучениях от лунной поверхности. Аннигиляция позитронов в
межзвездном пространстве обнаруживается по линии излучения
с энергией 0,511 МэВ. Гамма-излучения от вновь
образовавшихся ядер Со-56 недавно наблюдались при вспышке
сверхновой звезды SN 1987A* Гамма-Г излучение энергией
1,809 МэВ испускается ядрами А1 -26, находящимися в
межзвездном газе» Непрерывные излучения при всплесках
гамма-излучения являются рледствием комптоновского
рассеяния, тормозного излучения и гиросинхротронной радиации
от разогретой до миллионов градусов плазмы, обладающей
магнитным полем в триллионы Гауссов.
Регистрация гамма-излучений дает важнейшую
информацию о состоянии разнообразных астрономических объектов.
Непрерывные наблюдения за гамма-излучениями высоких
энергий позволяют определять местоположение источников
космических лучей и межзвездного газа. Лучшим методом
изучения астрофизических процессов является спектроскопия
с высокой разрешающей способностью гамма-излучений,
идущих от астрономических объектов. Гамма-спектрометр
SONGS сконструирован так, чтобы получить максимально
S-2 59
возможное количество информации об астрофизических
процессах.
Конструкция прибора» Спектрометр SONGS
разрабатывается на основе гамма-спектрометра ANGAS, который
разрабатывался управлением DARPA для установки на одном из
ИСЗ научного назначения ВВС США. Однако работы по
прибору ANGAS были прекращены в 1988 г. из-за недостатка
средств. Прототип прибора ANGAS, именовавшийся
•WINKLER, ' прошел серию летных испытаний на
шарах-зондах, запуски которых проводились в Алис-Спрингз
(Австралия) в 1987-1988 г.г. В ходе этих испытаний спектрометр
WINKLER обнаружилгамма-излучение энергией 847 кэВ,
источником которого были ядра Со-56 в' сверхновой звезде
SN1987A.
Главным компонентом прибора SONGS является 19 Ge -.
детекторов п -типа, которые регистрируют гамма-излучения
с энергиями от 20 кэВ до 10 МэВ. При регистрации
излучений (без съемки) при открытом коллиматоре фронтальная
поверхность датчиков равна 373 см , а иск объем
(чувствительный) 2088 см^. Детекторы снаружи закрыты
двухслойной Nal (TI) радиоционной защитой, которая выполняет
также функцию всенаправленного спектрометра с низкой
разрешающей способностью. Отверстия в верхнем днище радиационной
защиты, через которые излучения попадают к Ge -детекторам,
обеспечивают получение углового поля зрения размером 15°.
Угловая разрешающая способность прибора составляет 1,2°.
Энергетическая разрешающая способность спектрометра
SONGS составляет 1 кэВ при энергий излучения 100 кэВ
и 2 кэВ - при 1 МэВ. Чуствительность г1рибора при
измерениях отдельных линий излучения (За) равна 3 • 10~^ фото-
нов/см^ • с, при энергии 100 кэВ и 6 • 10-6 фотонов/см^. с
при энергии 1-2 МэВ. Чуствительность при измерениях
непрерывного излучения составляет 4 * 10""^ фотонов/см^ • с •
• кэВ (Д Е=10 кэВ) при энергии 100 кэВ, а при энергии
1 МэВ - 2 •Ю-6 фотонов/см2 * с • кэВ (ДЕ=10 кэВ).
Ge-детектор имеет форму цилиндра диаметром 50 и
высотой 56 мм* Ge-детекторы собраны в общем вакуумном кри-
остате. Каждый из детекторов помещен в герметичный
контейнер, что Облегчает сборку и эксплуатацию прибора.
Благодаря такой конструкции замена одного из детекторов не
влияет на работу друггос детекторов,
60
Радиационная защита прибора (масса 270 кг) состоит
из 5 частей: двух частей в форме дисков на верхнем днище
с отверстиями для поступления излучений к детекторам;
нижнего днища в форме диска; двух цилиндрических
оболочек, закрывающих детекторы сбоку. Каждая из двух
цилиндрических оболочек из Nal делится на четыре сектора по
90 , ортически независимых друг от друга. Выбор в
качестве защиты NaI/TIf e не других материалов (CsI(Na)
или Csl (ТЕ)) произведен благодаря наименьшей
длительности затухания (0,23 мкс), а у двух других материалов
это время составляет соответственно 0,63 и 1,0 мкс.
Процессор SPU (Signal Processor Unit - блок
процессоров для обработки сигналов) предназначен для обработки
сигналов, поступающих от детекторов, радиационной защиты
из Nal и датчиков для регистрации фонового излучения.
Каждый из 19 Ge -детекторов имеет свой собственный
усилитель и анализатор высоты импульсов с тем, чтобы
унизить уровень шума и повысить надежность прибора (за счет
резервирования). Около 5% данных, поступающих от прибора
SONGS, обрабатывается бортовым анализатором.
Номинальный поток данных от прибора должен составлять 128 кбиг/с
Сего можно уменьшить вдвое без. существенных изменений
в системе обработки данных). Бортовые системы DAS
(Data Analyzer System и DHS (Data Handling System)
могут работать в различных режимах: съемки, регистрации
всплесков гамма-излучения, а также в других режимах в
интересах различных направлений астрофизики и при
различных энергетических спектрах. Спектральные данные могут
собираться в виде гистограмм.
Система охлаждения, Ge -детекторы должны работать при
температуре около 70 К. Заданный температурный режим
поддерживается двухступенчатым холодильником, в котором
в качестве рабочего тела используются метан и аммиак,
находящиеся в твердой фазе. Спектральный предусилитель
(FET) для получения оптимальной разрешающей
способности связан с резервуаром твердого аммиака и охлаждается до
температуры 150 К. Масса холодильной установки
составляет около 270 кг, в том числе 100 кг аммиака и 50 кг
метана, что должно обеспечить работу холодильника в
течение 3, 4 лет. В конструкции холодильной установки
используются новейшие теплоизоляционные материалы, которые
проверены при полетах многих космических холодильников,
61
Система съемки. Спектрометр SONGS оснащен
эффективной системой съемки гамма-объектов, в которой
используется метод вращающейся апертуры. Эта система позволяет
вести съемку параллельно с получением данных с высокой
разрешающей способностью, В системе съемки используются
коллиматоры, изготовленные из полосок вольфрама и
располагающиеся над и под каждым отверстием верхнего днища
спектрометра. Система съемки прошла летные испытания на
экспериментальном спектрометре WINKLER, на котором
вместо 19 гамма-детекторов установлено только 9 гамма-
детекторов.
Опора й система наведения спектрометра. Система
наведения должна обеспечивать точность 0°,5 и стабильность
удержания в заданном положении с точностью 0°,2, Данный
механизм обеспечивает возможность вращения относительно
двух осей и удержания в заданном направлении (на объект
наблюдения) не зависимо от ориентации ООКС. В приводе
системы наведения используются бесщеточные электродвигатели
постоянного тока, подшипники, устройства кодирования и
микропроцессоры. Система наведения обеспечивает поворот
на 360° на азимуту и на 270° по углу места.
Спектрометр * SONGS в сборе имеет форму цилиндра
диаметром 1,0 и высотой 2,0 м, Его масса - 736 кг.
Б. И. Ермишкин
2): [Pap.] Meet. EUV, X-Rayt and Gamma-Ray
Instrum. Astron. and Atom. Phys.t San Diegot«
Calif., 7-11 Aug., 1989,165-176.
4) CUD 3288021 // Proc. Soc. Photo-'Opt. Enstrum.
Eng. - 1989* - 1159
Место хранения ГПНТБ СССР
£3» Межпланетный автоматический КА * Улисс*
Начало разработки КА? 'Улисс'' может быть 'отнесено к
1970-м годам, когда Западноевропейское агентство ВКА и
НАСА начали совместные работы по проекту ООЕ (Unt of
Ecliptic). Этим проектом предусматривалось изготовление
двух (один агентством ЕКА, другой - НАСА)
автоматических КА, которые должны были выйти из пределов
эклиптики для пролета над полюсами Солнца. В 1979 г. проект
62
получил новое наименование - ISPM (International Solar
Polar Mission - международный проект по пролету над
солнечными полюсами) и было определено, что запуск КА на
борту МВКА 'Спейс Шаттл* состоится в 1983 г. В 1981 г.
НАСА отказалось от плана разработки собственного КА, В
последующие годы сроки запуска КА отодвигались из-за
перегруженности МВКА и катастрофы МВКА с орбитальной
ступенью (ОС) "Челленджер*.
На борту КА "Улисс* (масса 367 кг) установлены бдок
научной аппаратуры массой 55,1 кг и ядерная
энергоустановка (ЯЭУ) массой 56,3 кг. Корпус КА имеет
прямоугольную форму. На его верхней грани размещена антенна
диаметром 1,65 м, к одной из боковых граней прикреплен блок
научной аппаратуры, а к другой - ЯЭУ высотой 1,13 м.
ЯЭУ, которая обозначется GPHS - RTG ( General Purpose
Heat Source Radio—isotope Thermo-e eletric Generator
радио изотопный термоэлектрический генератор с
источником тепла общего назначения), обеспечивает получение
285 Вт электрической мощности. Источником тепловой
энергии является плутоний-238, период полураспада которого
составляет 88 лет* ЯЭУ обеспечит устойчивое
энергоснабжение КА в течение 5-10 лет.
Для снижения вероятности сильного радиоактивного
заражения местности в случае аварии при запуске МВКА,
10,75 кг •плутония-238, обеспечивающего работу ЯЭУ,
хранятся в 72 отдельных упаковках. Специальное
устройство обеспечивает автономный вход в атмосферу Земли
каждой из 72 упаковок в случае аварийного запуска, что
значительно снижает уровни радиаКтивного заражения.
Общая радиактивность 10,75 кг плутония-238 составляет
132500 Кюри.
На борту КА 'Улисс* установлена аппаратура для
проведения 9 научных экспериментов, из которых 4 эксперимента
подготовлены американскими учеными, 2 эксперимента
специалистами ФРГ, а остальные-учеными Великобритании и
смешанными научными коллективами:
1, SWPE (Solar Wind Plasma Experiment) - изучение
характеристик солнечного ветра. Руководитель - Бейм из Лос-
Аламосской национальной лаборатории.
2. HI-SCALE (Heliospheric Instrament for Spectra»
Composition, and Anisotropy at Low Energies) -
определение спектра, состава и анизотропии потоков заряженных час-
63
тш с низкой энергией. Руководитель - Ланцеротти из
лаборатории фирмы Bell.
3. COSPIN ( Cosmic Ray and Solar Charged Particle
Investigation) - изучение космических лучей и потоков
заряженных частиц, источником доторых является Солнце. Этот
эксперимент позволит изучить излучения от высокоширотные
районов Солнца и определить характеристики космических
лучей до того, как они вступают во взаимодействие с
межпланетным магнитным полем. Руководитель - Симпсон из
Чикагского университета.
4. URAP (Unified Radio and Plasma Wave Experiment ) _
исследования высокочастотных радиоизлучений Солнца и
плазменных волн в потоке солнечного ветра. Руководитель -
американский ученый Стоун.
5. EPAC/GAS (Energetic-т'Рarticle Composition and Neutr-<
ral Gas Experiment) - обнаружение потоков заряженных
частиц со средними уровнями энергии, источниками которых
являются Солнце и внешнее космическое пространство, и,
атомов нейтрального гелия в межзвездном газе.
Руководитель - Кепплер из Линдау, ФРГ.
6. DUST ( Cosmic Dust Experiment) «. обнаружение
космической пыли с целью определения источников ее
происхождения (кометы, 'астероиды, межзвездная среда)* Руководитель-
Трюн из Гейдельберга, ФРГ).
7. SWICS ( Solar Wind Ion Composition Spectrometer)
определение ионного состава солнечного ветра, главным
образом тяжелых ионов, которые находятся в солнечной
короне. Руководители ученые из США и Швейцарии Глокер и
Гейсс.
8. FGM/VHM (Magnetic Field Flux-Gate/Vector Helium
^Magnetometers) - изучение характеристик магнитного поля
Солнца, которое выносится в межпланетное пространство
солнечным ветров. Характер этих выносов в высоких
солнечных широтах может быть другим, чем в плоскости эклиптики
(с более выраженным радиальным строением), руководитель ~
Балаг иэ Лондонского .имперского колледжа. ♦
9.GRB (Solar X-Ray/Coemic Gamma-Ray Bursts Experiment
регистрация характеристик рентгеновских излучений и всплесР
ков гамма-излучения, источниками которых являются районы,
близкие к активным зонам Солнца, а также всплесков гамма-
излучения космического происхождения. Сопоставление данных,
поступивших от КА 'Улисс*, с данными от наземных обсер-
64
ваторий позволит обнаруживать 'астрофизические объекты, кото-»
рые являются источниками этих излучений. В подготовке и
проведении эксперимента участвуют ученые из США, ФРГ и
Франции. Руководителями являются Харлей и Соммер из
центра SESR (Франция, Тулуза).
Бортовая радиоаппаратура КА 'Улисс' помимо основного
назначения (связь и навигация) будет использоваться также
для зондирования солнечной короны. Это обеспечивается за
счет передачи радиосигналов на двух частотах, характер
Прохождения которых через солнечную корону различный.
Анализ полученных' сигналов позволит определить плотность
и скорости движения электронов в различных районах короны.
Прием радиосигналов даст возможность продолжить поиски
гравитационных волн, существование которых предсказано
общей теорией относительности Эйнштейна.
Для выполнения 11-го эксперимента на основе
информации, поступающей от научной аппаратуры КА 'Улисс',
созданы две группы ученых, одна из которых должна изучать
разрывы в потоках солнечной плазмы, а вторая определять
потери массы и угловых моментов Солнца, а также изменения
состава солнечной плазмы в зависимости от широты Солнца,
Запуск КА 'Улисс'. 6 октября 1990 г. в 11 часов 47 мин
по местному времени с мыса Канаверал стартовал МВКА
'Спейс Шаттл', в составе которого находилась орбитальная
ступень 'Дискавери'. На борту МВКА находился КА 'Улисс'.
Подготовка к запуску МВКА проводилась с соблюдением
строжайших мер предосторожности, так как на борту КА
'Улисс' имеется 10,75 кг плутония-238.
Запуск МВКА прошел успешно. В 12 часов 40 минут ОС
'Дискавери' вышла на круговую орбиту высотой около
300 км. Перевод КА с околоземной орбиты на
межпланетную траекторию полета «был произведен с помощью двух
ракетных ускорителей IUS и РАМ. КА 'Улисс' был
вытолкнут из грузового отсека ОС через 7 часов после старта
МВКА (в 18 часов 47 минут) и удалялся от ОС с
относительной скоростью 1 м/с» Воспламенение двигателя 1-й
ступени ускорителя IUS было произведено в 19 чассйз 55
минут, а двигателя 2-й ступени «* в 20 часов 01 минуту.
Двигатель 1-й ступени ускорителя РАМ начал работать в
20 часов 12 минут, а 2-й ступени - в 20 часов 15 минут.
После завершения работы ускорителей IUS и РАМ КА
'Улисс' приобрел скорость полета 15,4 км/с.
9-1 65
КА "Улисс* был выведен на эллиптическую
гелиоцентрическую орбиту, высота которой в афелии составляет
1,8 млрд км. Через 16 месяцев полета (в феврале 1992 г.)
КА приблизится к Юпитеру и под воздействием его
гравитационного поля перейдет на траекторию полета к Солнцу,
плоскость которой будет наклонена к эклиптике под углом 80 ,
с периодом обращения вокруг Солнца 6 лет, В июне 1994 г.
КА будет находиться на 70° ю.ш. Солнца, а в августе
,1994 г. достигнет максимальной высоты над Солнцем
(более 80° ю.щ_). В течение около 4-х месяцев КА '•Улисс1'
будет пролетать над южным полюсом Солнца на удалении
292 а.е. от его поверхности. В феврале 1995 г. КА
пересечет плоскость эклиптики и, продолжая, полет в северном
направлении, в июне 1995 г, приблизится к северному
полюсу Солнца. Полет над северным полюсом Солнца продлится
3 месяца (максимальное сближение произойдет в июле
1995 г.). Последующие полеты над солнечными полюсами
будут происходить с интервалами в 6 лет»
Б. И. Ермишкин
"Air et Cosmosf\ 1990, 28, № 13011 40-41>:44-45
"Spaceflight", 1990, 32, № 12, 388-390
24» КА * Джотто* и его пред стоящая встреча с кометой
Григга-Скьеллерупа
Западноевропейский автоматический КА был создан в
результате сотрудничества многих научных организаций с
целью обеспечить его пролет вблизи кометы Галлея и
получить уникальные данные об этой'комете. В разработке
приняло непосредственное участие около 150 ученых.
Изготовление 3-х приборов (из общего числа 10-ти приборов)
производилось специалистами института им, Макса "Планка (ФРГ),
Камера для съемки кометы Галлея, котррая была
установлена на борту КА 'Джотто*, была создана институтом по
аэрономии, входящего в состав института им. Макса Планка
(MPI -' Max— Planck—Instituten)» Институт по аэрономии
расположен в Катленбурге-Линдау (Гарц). Институт по
ядерной физике МРХ9 находящийся в Гейдельберге, поставил для
КА *Джотто* анализатор пыли SA (Staub—Analysator) и
прибор для экспериментов по газовой оболочке комет СА (Gas—
66
Experiment). Специалисты MPI принимали также
участие в разработке и других приборов: детекторов пылевых
частиц, датчиков газовых составляющих и электрически
заряженных частиц. Разработка научных приборов для КА
'Джотто* финансировалась министерством исследований и
технологий ФРГ.
Большой вклад в разработку научной аппаратуры для КА
'Джотто* внесли специалисты университетов и институтов
Великобритании, Италии, Франции,* США, Австралии и Дании,
В проектировании и изготовлении самого КА 'Джотто*
принимали участие специалисты 21 организации и институтов
из 10 стран мира. Компоненты конструкции
изготавливались различными фирмами ФРГ: AEG Telefunken - солнечный
генератор; Domier - корпус КА, антенны и двигатели для
коррекции положения КА и траектории его полета; МВВ/
ERNO - электронная аппаратура для системы управления
полетом; институт DLR проводил исследования газовых
фонтанов из ядра кометы.
Бельгийская фирма ВТМ поставила электронную
аппаратуру для пиротехнических устройств, а фирма ЕТСА - прибор
для измерения характеристик,электрических полей. Учас--
тие итальянских фирм в разработке КА'Джотто* выразилось
следующим образом: фирма FIAR - бортовая~аппаратура
обработки данных, приборы системы электропитания для
системы стабилизации и ориентации; LABEN - датчики
ориентации на Землю и Солнце» Фирма TPD (Нидерланды)
отвечала за звездные датчики, фирма Fokker (Нидерланды) -
за систему терморегулирования и демпферы нутации, ORS
(Австрия) - за механические компоненты прибора для
измерения характеристик электрических полей; Ericson
(Швеция) - за антенную систему, Electronikcentralen
(Дания) - за приборы для регулирования температуры,
Contraves (Швейцария) - за корпус КА, Французская фирма
SEP поставила механизм противовращения и
соответствующую электронную аппаратуру, а также двигательную
установку для орбитальных маневров* Головным разработчиком,
отвечавшим за координацию работ, изготовление отдельных
компонентов, сборку и испытания КА в сборе, была фирма
British Aerospace (Великобритания).
Полет КА 'Джотто* к комете Галлея являлся частью
международной программы по исследованию кометы Галлея,
в которой принимали участие 6 различных автоматических,
9-2 67
КА. В марте 1986 г. произошло наибольше сближение с коме*
той. КА "Джотто* пролетел на расстоянии 596 км от ядра
кометы с относительной скоростью 68 км/с. По данным
измерений ядро кометы Галлея имеет неправильную форму и егс
размеры составляют 15 * 8 км. Поверхность ядра отражает
только 4% падающей на него солнечной радиации, т.е# оно
является самым черным телом в составе Солнечной
системы.
По данным измерений аппаратуры КА 'Джотто* комета
Галлея выбрасывала в течение 1 секунды 18 т газа й 20 т
пыли. В состав газовой оболочки кометы входят: пары ^2® '
80%; СО - от 10 до 12%; остальное приходится на долю ме
тана, двуокиси углерода, аммиака, азота формальдегидов
и др. составляющих. Масса частиц пыли составляет от
д.0~10 до 10""^^ г. Ученые пришли к заключению, что ядро
кометы Галлея состоит из каменных пород, покрытых
оболочкой из темного органического материала. Химический состав
пылевых частиц (относительное содержание отдельных
химических элементов) аналогичен химическому составу Солнца.
Поверхность ядра кометы под действием солнечного
излучения нагревалась до 100°С (испарение воды в вакууме
• происходит при температуре 70°С).
Еще в 1985 г., до запуска КА ^Джотто", было
известно, что, находясь на околосолнечной орбите, этот КА в
1990 г. вновь пролетит вблизи Земли (этому
способствовала коррекция траектории полета, которая была произведена
в 1986 г. после встречи КА с кометой Галлея). В
соответствии с расчетом КА пролетел 2 июля 1990 г. на
расстоянии 23 тыс» км от пвоерхности Земли. Благодаря
гравитационному воздействию Земли КА перешел на новую
гелиоцентрическую орбиту, которая обеспечит встречу с кометой
Григга-Скьеллерупа 10 июля 1992 г.
18 сентября 1989 г. была создана рабочая-группа по
руководству программой встречи КА * Джотто* с кометой
Григга-Скьеллерупа. С 19 февраля 1990 г. возобновились
контакты наземных станций с бортом КА *Джотто*\ Вся
бортовая аппаратура КА, кроме съемочной камеры, которая
получила повреждение в момент наибольшего сближения с ко
метой Галлея, находится в работоспособном состоянии.
Ожидается, что при встрече КА ^Джотто* с кометой Григга-
Скьеллерупа будут получены данные, которые позволят:
68
- Определить распределение пыли в комете, которая по
этому показателю сильно отличается от кометы Галлея.
Сопоставление полученных данных с результатами наземных
наблюдений даст новые данные о состоянии газ-пыль в
комете Григга-Скьеллерупа, уступающей по активности
комете Галлея.
- Собрать данные о размерах и распредехении пьшевьос
частиц в различных частях кометы, что будет иметь
важное значение при планировании западноевропейских и
международных космических программ будущего.
- Получить данные о магшггных полях и потоках
заряженных частиц вблизи кометы. Это станет существенным
вкладом в науку о кометной плазме и в исследования процессов
взаимодействия солнечной плазмы (солнечного ветра) с
веществом кометы.
Комета Григга-Скьеллерупа была впервые открыта
новозеландцем Джоном Григгом 22 июля 1902 г. с помощью
телескопа-рефрактора с диаметром объектива 9 см, Вторич-*
но новую комету удалось обнаружить гражданину ЮАР
Скьеллерупу 17 мая 1922 г. с помощью телескопа такого-»
же типа, но с объективом 7,5 см (наблюдения проводились
в обсерватории Роузбэнк,Кейптаун). С 1922 г. комету
удалось наблюдать 12 раз, что позволило достаточно точно
определить» параметры ее околосолнечной орбиты. Высота
орбиты в афелии составляет 4,93 а.е. Комета испытывает
гравитационные возмущения при пролетах вблизи Юпитера.
17 марта 1964 г. комета пролетела на расстоянии
0,33 а.е. от Юпитера, что привело к увеличению ее периода
обращения вокруг Солнца с 4,8 лет до 5,1 года, к
увеличению наклонения к плоскости эклиптики с 8° до 21° и к
возрастанию высоты орбиты в перигелии с 0,75 до 0,99 авег
Комета Григга-Скьеллерупа является менее активной
кометой, чем комета Галлея: она выбрасывает значительно
меньше пыли и газа, чем последняя. Комета
Григга-Скьеллерупа относотся к числу 'старых*' комет. Благодаря
сравнительно небольшому периоду обращения комета
значительную часть времени находится во внутреннем пространстве
Солнечной системы, подвергаясь воздействию солнечной
радиации.
Проект встречи КА "Джотто" с кометой
Григга-Скьеллерупа выбран благодаря самой бли&кайшей возможности его
осуществления (другие проекты могут быть осуществлены
69
не ранее 1996 г.). Подготовка к встрече КА с кометой идет
в соответствии с планом. Встреча должна состояться 10
июля 1992 г, при относительной скорости встречи, около
14 км/с. Ожидается, что осуществление этого проекта даст
много ценной научной информации, которая будет большим
вкладом в научные программы, проводимые под руководством
агентства ЕКА.
Б, И, Ер мишкин
"Luft und Raumfahrt", 1990, 11,'К* 3, 29-33
"Telecommunication Journal", 1990, 57, № 10,
673-674
25. Трудности в работе КА ''Магеллан*
10 августа 1990 г. автоматический КА "Магеллан*
вышел на орбиту вокруг Венеры и начал картографирование ее
поверхности с помощью бортовой РЛС, изготовителем которой
является фирма Hughes Aircraf, РЛС ведет съемку полосы
поверхности планеты шириной 25 км с разрешающей
способностью 100 м.
16 августа ^990 г, из-за неисправности бортового
компьютера КА на некоторое время прекратилась связь КА с
наземными станциями (НС). Передача данных с борта КА на
НС стала производиться с помощью антенны S -диапазона со
средним усилением, которая обеспечивала передачу данных
со скоростью 40 бит/с (в короткие промежутки времени
скорость передачи возрастала до 1200 бит/с), 12 сентября
1990 г. удалось осуществить точное наведение на НС
основной бортовой антенны Х-диапазона, что позволило увеличить
скорость передачи информации до расчетного значения
268,8 кбиг/с. До*поломки на борту КА удалось передать на
НС результаты съемки за 1,5 оборота вокруг Венеры (до
этого РЛС удалось провести съемку в течение 2-ас оборотов
КА вокруг планеты). Картографирование поверхности Венеры
должно было возобновиться 15 сентября 1990 г»
Руководители полета КА "Магеллан* опасаются за на- '
дежность работы системы AACS (Attitude and Articulation
Control System - система управления пространственным
положением и порадком работы КА)» Слабым местом системы
являются входящие в ее состав компьютеры» 10 сентября
1990 г. в центре управления полетом было обнаружено
70
безжание* электродвигателя гироскопа В-2 (один из 4-х
гироскопов на борту КА). С целью сохранения
работоспособности гироскопа он был выключен. Однако по данным
телеметрии команда на выключение гироскопа на борт КА
не прошла.
После неисправности, которая возникла 16 августа
1990 г., возобновилась передача ТМ-информации, что
позволит выяснить причины отказа.
Б. И. Ермишкин
"Aviatibn Week and Space Technology", 1990,
133, Л* 12, 41
"Luft und Raumfahrt", 1990, 11, ^ 3, 7
26, Разработка ИСЗ и РН в Италии _
Итальянское космическое агентство ASI (Agenzia1 Spa—
ziale Italiana)получило в 1990 г. ассигнования от
правительства в размере 630 млрд лир (в 1989 г. ассигнования
составили 750 млрд лир). Кроме того, в 1990 г. выделено
300 млрд лир на осуществление национальной космической
программы и 400 млрд на программы, выполняемые по
линии европейского космического агентства (ЕКА).
На изгйтовление ИСЗ <гИталсат-1/г/Г«-21 которое
ведется фирмой Selenia Spazio, выделено 70 млрд лир.
Оплата бортовой аппаратуры для этого ИСЗ производится почто-
во-телег^фно-телефонной (РТТ) службой Италии. ИСЗ
*Италсат 1VF-2 является копией* ИСЗ "Италсат-!*/^-!, за
исключением того, что блок экспериментальной аппаратуры
для исследований по прохождению сигналов Ка-диапазона
(20-30 ГГц) заменен на эксплуатационный ретранслятор,
работающий в диапазоне 11-14 ГГц. Фирма Selenia Spazio
завершила сборку ИСЗ 'Италсат-IVF--!, в изготовлении
которого принимали также участие фирмы Galileo, Fiar,
Laben и SNIA-BPD,. Запуск этого ИСЗ намечался на
начало 1991 г. Страховые платежи, которые внесло
агентство ASI за ИСЗ 'Италсат-!*^-!, составили 16 млрд лир.
Запуск ИСЗ *Италсат-1г/Р-2 намечен на 1993 г. Осношше
сведения по ИСЗ "Италсат-1* и Другим ИСЗ» к^чодяш^хс$1
в стадии разработки и изготовления» предетаалшш % табл. 1,
Эксплуатация обоих ИСЗ уИталсат-1* будет проводиться фир-
71
мой Telespaziio. С этой же фирмой заключен контракт в
сумме 12,7 млрд лир сроком на 2 года на строительство
новой наземной станции (НС) в Матера (юг Италии).
Изучается проект ИСЗ для прямого ТВ-вещания SARIT,(
который пока не финансируется агентством ASI.
Возможно, что изготовление ИСЗ будет производиться за счет
частных фирм и общественных организаций (табл. 2).
Предусматривается запуск трех ИСЗ, которые должны
эксплуатироваться организацией RAI. В Италии ведутся работы по
экспериментальному связному ИСЗ ARTEMIS (ранее именовался
SAT -2). Головным разработчиком этого ИСЗ и
изготовителем части бортовой аппаратуры для связи в S -диапазоне
является фирма Selenia Spazio* Италия борется за право
стать головным разработчиком перспективного связного
западноевропейского ИСЗ DRS, « запуск которого РН *Арнан~5*
намечет на 1995-1996 гг.
Агенство ЕКА еще не выбрало ИСЗ, который должен стать
базой для разработки ИСЗ ARTEMIS и DRS. Италия надеется
на то, что за основу будет принят ИСЗ 'Италсат*, так как
она представляет значительную часть (45%) средств на
ИСЗ ARTEMIS, Если будут одобрены предложения Италии,
то предстоит изготовить более десятка связных типа ИСЗ
'"Италсат*, включая военный связной SICRAL, DRS и SARIT..
Платформа на базе ИСЗ *Италсат* позволит создавать ИСЗ
массой 1800-2000 кг с ПН массой 350 кг и мощностью
системы электропитания от 1800 Вт (как у ИСЗ 'Италсат')
и до: 3000 Вт (ИСЗ SARIT). Полагают, что платформа
'Игалсат* может быть принята за основу и для разработки
ИСЗ для дистанционного зондирования Земли.
Италия совместно с другими государствами участвует в
«разработке рада ИСЗ научного назначения, к числу которых
относятся привязной ИСЗ TSSf геодезических ИСЗ "Лагеос-г
и ИС£ и с РЛС на борту SAP—X. Агентство ASI
намечает создать совместно с Нидерландами ИСЗ для
астрономических исследований SAX» Запуск ИСЗ SAX при помощи РН
*Атлас* может состояг.ьря в 1994 г. Затраты* на ИСЗ
оцениваются следующим образом (в млрд лир): изготовление ,-
400; запуск - 102} наземный комплекс для обеспечения
функционирования ИСЗ в течение 2 лет - 15. Общие затраты
на разработку, изготовление, запуск и эксплуатацию ИСЗ
оцениваются в 60 млрд лир. Участие Нидерландов в атом проек-
72
Таблица 1
Основные сведения об итальянских ИСЗ, находящихся в стадии разработки
Наименование
Год запуска
Ракетачаоситель
Орбита
Масса ИСЗГ кг
Масса ПН, кг
Мощность системы
электропитания» Вт
Расчетный 'срок
службы» лет
Назначение
'Игалсат—1*
(2 шт.)
1991-1993
'Ариан'
Геостационарн.
1800
275
1800
7
Связь
TSS
(1 шт.)
1993-1994
МВКА 'Спейс
Щрттл'
Низкая
518
'70
Нау«1лззслвд,
'Лагеос-2'
(1 от.)
1992
МВКА 'Спейс
Шаттл'
Низкая
410
Геодезия
SAX
(1 от.)
1994
'Атлас' .
Вьюота - 600 км
Наклон» — 5°
1200
400
1700
4
Астрономия
Головн» разработчик Selenia Spazio Aeritalia
Aeritalia
Aeritalia
4
Таблица 2
Основные сведения о вновь проектируемых
итальянских ИСЗ
Год запуска 1994-1995? 1993-1994?
Ракета-носитель "Ариан*? ^Ариан1'?
Орбита Геостационар- Геостационар»-
1994
Низкая
ная
ная
Масса ИСЗ, кг
Масса ПН, кг
Мощность с-мы
электропитания,
Вт
Расч, срок
службы, лет
Назначение
Головной,
разработчик
2000
350
2100
10
Военная связь
Selenia Spazio
2000
350
3000
10
Прямое ТВ-
вещание
Selenia Spazio
530
100
300
более 1
Исследов. в
услов. микрогр
Aeritalia
те выразится в поставке прибора для регистрации
рентгеновских излучений с энергиями от 0,1 и до 200 кэВ.
Агентство ASI вело переговоры с советскими
организациями 'Тлавкосмос* и * Интеркосмос* о заключении
соглашений об участии Италии в советских проектах ^Спектр-Х*
и *Марс~1994г.
Привязной ИСЗ TSS в начале сентября 1990 г, был
доставлен на мыс Канаверал для проведения проверок и сборки
с буксировочным устройством, которое разработано в США,
Запуски ИСЗ на борту МВКА "Спейс Шаттл* из-за
перегруженности графика полетов МВКА был перенесен с мая на
декабрь 1991 г. Возможно, что полет ИСЗ TSS состоится
только в 1992 г. Идея использования привязного ИСЗ
принадлежит приф, Коломбо из университета г. Падуя. ИСЗ
74
TSS должен буксироваться орбитальной ступенью МВКА с
помощью троса диаметром 2,5 мм, изготовленного из
металлического сплава или синтетического материала (кевлара).
ИСЗ имеет форму сферы, его масса составляет 518 кг, а
полезная нагрузка (ПН) - 70 кг. Трос длиной 125 , кг
будет выпускаться и сматываться с помощью электрической
лебедки. В результате пересечения тросом силовых линий
магнитного поля Земли будет возникать электродвижущая
сила в пределах от 4 до 8 кВ. Возможно, что в будущем
создаваемая таким образом электроэнергия будет
использоваться для питания* орбитальных станций.
Разработка ИСЗ TSS проводилась агентством ASI
совместно с НАСА (США). Головным разработчиком ИСЗ
является фирма Aeritaliak. а буксировочного устройства фирма
Martin Marietta. На последнюю возложена также задача
произвести сборку всей системы TSS, осуществить запуск
ИСЗ и обеспечить управление полетом, ЙСЗ при
буксировке его МВКА будет находиться на орбите, которая будет
располагаться выше или надсе МВКА, С помощью привязного
ИСЗ намечено провести исследования по физике плазмы, по
генерированию электрического тока и изучению
характеристик верхних слоев атмосферы, что невозможно осуществить
с помощью обычных ИСЗ.
В конце августа 1990 г» фирма Martin Marietta
отправила установку для буксировки ИСЗ на автомобилях в
Космический центр им. Кеннеди (шт. Флорида). После завершения
разборки и проверок установки (плановый срок - 10
сентября 1990 г.) должны были начаться всесторонние испытания
(срок завершения - весна 199Х г.). Сборка всей системы
ИСЗ и установка для буксировки должна проводиться летом
1991 г.
Агентство ASI летОм 1990 г» заключило контракт с
фирмой Aeritalia в сумме 2,6 млрд лир и сроком _на
lt5 года на разработку коштеппии ИСЗ CARINA (Capstrf a di
Rientro Noii Arbitata), предназначенного для проведения
исследований в условиях микрограветации* Разработка ИСЗ
будет проводиться в новом космическом центре фиркЫ
Aeritalia в Неаполе при участии вновь созданной фирмы
SSI. Оборудование для ИСЗ CARINA будут разрабатывать
итальянский центр для исследований в условиях микрограви-
тации (MARS), который был создан в 1989 г* фирмой
Aeritalia и Неаполитанским университетом* ИСЗ CARINA
75
при собственной массе 530 кг сможет разместить ПН
массой 100 кг. Первый демонстрационный запуск ИСЗ при по-»
мощи РН *Скаут-2* намечается на 1994 г.
Проф. Эрнесто Валлериани (заместитель генерального
директора фирмы Aeritalia) предложил агенству ASI провести
разработку серии небольших ИСЗ (массой 500-800 кг) и
ИСЗ массой более 1000 кг для проведения научных
исследований. Запуски этих ИСЗ могут производиться РН *Скаут-2*
с платформы Сан-Марко, расположенной вблизи побережья
Кении.
Правительство Италии намечает выделить средства на
реконструкцию стартового комплекса Сан-Марко и разработку
усовершенствованной РН *Скаут-2у. Межведомственный
комитет Италии до вопросам исследований (CIPE) предложил
выделить на эти цели 90 млрд лир, а именно на (в млрд лир),
РН *Скаут-2ж - 60; комплекс Сан-Марко - 30.
Модернизацию РН *Скаут^2" будут проводить итальянские фирмы
SNIA—BPD и ее филиал Fiat Spazio в сотрудничестве с
американской фирмой LTV. * которая является разработчиком
РН "Скаут"• По оценке генерального директора агенства
ASI Лучиано Гуэрниеро, общие затраты на разработку модерн
• визированной РН *Скаут-2* составят от 70 до 100 млрд лир»
Фирма BPD уже вложила 3,2* млрд лир собственных средств
в разработку РН»
Морская платформа Сан-Марко, предназначенная для
запуска небольших РН будет модернизироваться под руководством
Римского университета. Стартовый комплекс будет оснащен
новой РЛС для слежения за полетом РН и ИСЗ и НО для
приема ТМ-информации. Первый запуск Модернизированной
РН *Скаут-2" состоится в 1993 г» с опозданием на 2 года
от первоначального плана.
Основные компоненты модернизированной РН *Скаут-2#:
два твердотопливных ускорителя от РН *Ариан~4*;1-я9 2-я
и 3-я ступени от РН 'СкаутС; в качестве 4-й ступени
предлагается РД Mage -2 или Iris; обтекатель увеличенного
размера (диаметр 1,35 м)» После модернизации
грузоподъемность РН увеличится в 2 раза: она сможет выводить на
орбиты высотой 555 км ИСЗ массой от 500 до 750 кг.
Первой ПН модернизированной РН *Скаут-2* станет ИСЗ
CARINA,.
Министерство гражданской обороны Италии намечало
ввести в эксплуатацию в конце 1990 г» спутниковую систему
76
связи ^Арго*. разработанную фирмой Selenia Spazio.
Система "Арго" станет цервой спутниковой системой связи в
мире, специально предназначенной для сбора данных и
обеспечения связи в районах стихийных бедствий. В состав
системы входит 125 НС, расположенных в различных районах
Италии и предназначенных для сбора данных и обеспечения
аварийной связи (голосовой, ТВ и передачи данных). В системе
используется также 110 небольших автоматических
терминалов для сбора данных. Электропитание терминала
производится от панелей солнечных батарей, а передача данных
с помощью антенны диаметром 1,8-2,4 м» В системе "Арго*
Предусмотрено использование и подвижных станций (числом
ЬколоЮ), установленных на автомобильном шасси или на
борту вертолета» Подвижные станции должны обеспечивать
Двухстороннюю голосовую (16 кбит/с), факсимильную (2,4
Кбит/с) и" одностороннюю ТВ-связь (2 Мбит/с). Центральная
НС системы связи "Арго* оснащена антенной диаметром 9 м
и размещена в Фучино. Она связана с центром гражданской
обороны кабельными и радиорелейными линиями связи.
Б. И. Ермишкин
"Aerospace Daily", 1990 f 155f J» 29, 235
"Air et Cosmos", 1990, 28, № 1298, 33, 34, 35
."Satellite News", 1990,13» tf 35, 4
27, Проекты нового японского носителя -и ракетоплана
По сообщениям официальных лиц агенства NASDA (Япония)
в Японии начаты работы по созданию перспективной РН-2А
и возвращаемого ракетоплана. Предполагается, что эти два
носителя будут удовлетворять потребности Японии в запус- •
ках до начала ввода в эксплуатацию гиперавукового космо-
плана (2010 г,).
Согласно тем же сообщениям, график ввода в эксплуатацию
таков:
- РН Н-2 - 1993 г, (а не 1992 гм как планировалось
ранее);
- РН Н-2А - 1999 г»,
- ракетоплан - 2001 г.,
- космоплан - 2010 г.
77
Новые проекты должны получить официальное одобрение
Комиссии по космической деятельности Японии. Основные
цели разработки новых носителей - повышение надежности и
производительности РН при одновременном снижении
стоимости их, благодаря использованию уже имеющихся
технических решений, выработанных для РН Н-2.
Рассматриваются три возможных варианта конфигурации
РН Н-2А:
- Вариант массой 630 т с двумя боковыми ускорителями
диаметром 4 м на углеводородном топливе (жидкий
кислород + метан). Каждый ускоритель имеет две пары
модернизированных двигателей LE—7Af суммарной тягой 746 тс.
Одна пара двигателей работает 138 tf другая - 196 с.
Двигатель LE—7 центрального блока включается после отделения
ускорителей и развивает тягу *в 95 тс. Проектная масса
первой-ступени
- 503 т, включая 447 т топлива. Масса второй ступени -
97 т (86 т топлива). Ускорение (3,7g ) и радиус
безопасности при старте (2,9 км) аналогичны тем же параметрам
РН Н-2".
- Вариант массой 530 т. Используется первая ступень
РН H-2F и 6 твердотопливных ускорителей, 4 из которых
включаются при 'старте и 2 - в полете, одновременно с ЖРД
LE—7. Такой вариант требует меньше времени на разработку.
Однако при таком варианте увеличивается радиус
безопасности (3,6 км).
- Вариант массой 340 т с двумя боковыми ускорителями,
каждый из которых снабжен двумя ЖРД LE—7 Все 4
двигателя, включая двигатель LE—7 центрального блока, включается
при старте. После отсечки двигателей включается ЖРД LE—5
второй ступени. Такой вариант имеет высокую стоимость и
очень большой радиус безопасности.
Наиболее предпочтительным в настоящевч время считается
первый вариант, позволяющий выводить на орбиту
орбитальный корабль массой 27 т с 10-тонной ПН» Два других
варианта позволяют вывестуи на орбиту непилотируемый
грузовой корабль массой 15-17 т, с ПН массой 5-6 т.
Ракетоплан, согласно японскому проекту» представляет
собой двухступенчатый крылатый аппарат, состоящий из первой
ступени длиной около 36 м, массой 500 т, снабженный
крыльями размахом 22 м, и второй ступени массой 130 т,
длиной 38 м с крыльями размахом 20 м.
78
. Для первой ступени предлагается использовать
двигательную систему, состоящую из 8 двигателей LE-7A
(жидкий кислород + метан) и двух турбореактивных двигателей
для полета в атмосфере при возвращении. Вторую ступень
предполагается оснастить одним двигателем LE—7,'На
орбиту выходит только' вторая ступень, несущая ПН массой 10-
15 т.
Параллельно рассматривается частично возвращаемый'
вариант, использующий ту же первую ступень и одноразовую
вторую ступень, созданную на базе РН Н-2. При таком
варианте становится возможным доставить на НОО до 30 т
ПН.
Ни один из этих вариантов, однако, не будет принят в
производство до тех дор, пока не будет подтверждена
пригодность РН Н-2 к эксплуатации.
При первом пуске этой РН будет использован макет ПН,
затем, в конце 1993 г. будет запущен экспериментальный
ИСЗ ETS—6, затем научный ИСЗ SFU и метеорологический
GMS— 5 (оба в начале 1994 г.). При первом
эксплуатационном полете (в 1995 г.) на орбиту будет выведен ИСЗ
системы дистанционного зондирования Земли ADEOS, а во
втором, в том же году - ИСЗ-ретранслятор EDRTS. В
дополнение к запускам на геостационарную и
солнечно-синхронную орбиты, новая РН будет играть заметную роль в
операциях по обслуживанию японского экспериментального
модуля JEM на перспективной американской станции
Свобода'.
По заявлениям официальных лиц, NASDA-, ввод в
эксплуатацию космоплана НОРЕ, предназначенного для
обслуживания модуля JEM на орбите, переносится с 1996 г, на
конец 1990-х гг.
ТА» Антонова
"Air and Cosmos Monthly", 1989,3, № 9, 57
79
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
28. Активное управление авиакосмическими структурами
Многие космические миссии будущего потребуют
использования больших платформ длиной от десятков до сотен
метров. Некоторые из них должны будут удовлетворять строгим
требованиям к таким параметрам, как активный контроль
структуры с точностью лучше 1 мкм при времени
стабилизации менее 1 с и рабочем ресурсе 20 лет и более, В таких
больших жестких платформах обычно генерируются
колебания низких модальных частот (менее 1 Гц), разнесенных на
малые интервалы. Эти колебания могут перекрывать полосу
частот автоматических регуляторов (контроллеров) и
создавать нежелательные взаимодействия в системе управление-
конструкция. Реакции конструкций должны быть точно
промоделированы и модельные прогнозы экспериментально
проверены. Выполнение соответствующих экспериментов - нелегкая
задача, так как конструкции в космосе могут вести себя co-i
вершенно иначе, чем при нагружении в условиях гравитации.
Достижение высоких эксплуатационных характеристик и
обеспечение успешного функционирования космических платформ
будет зависеть от способности конструкторов разумно
интегрировать конструкции космической структуры с
чувствительными датчиками, актуаторами, процессорами, материалами,
пассивным и активным демпфированием и управлением,
В ходе разработок (Р) по ООКС,ГСбЙ и подобным им
крупным программам а США и других странах осуществляет-*
ся множество исследовательских программ в области 'тонких*,
адаптивных, разумных структур и их элементов из
композиционных материалов (КМ) со встроенными
волоконно-оптическими, и пьезоэлектрическими чувствительными датчиками,
пьезоэлектрическими актуаторами и микроцессорами.
Активное управление ориентацией, устойчивостью и Формой
крупногабаритных гибких космических структур,, Проблемам,
связанным с управлением большими гибкими кодмическими
структурами посвящено рожество трудов ученых различных
стран, докладов и дискуссий на международных симпозиумах,
конференциях и собраниях различного уровня» В них
исследуются методы моделирования гибких космических структур,
способы демпфирования колебаний, вызываемых самыми
различными причинами - воздействием тепловых и механических
80
возмущений, изменением конфигурации в процессе
развертывания космических систем и присоединения к ним
дополнительных элементов (докование К А, монтаж балок, антенн,
рефлекторов, батарей Си и др.), изменение
пространственной ориентации космических структур и т.п.
Публикация американских ученых Ви Б. и Врисон Дж.А.Е.
- первый из Техасского, второй из Станфордского
университетов - обобщает серию аналитических и
экспериментальных работ по моделированию балочных, плоских и пространст.
венных гибких космических структур,.систем контроля
вибраций изгиба и управления ориентацией, исследует общие мо-~
дели гибких космических структур, основанные на
бесконечном спектре распределения параметров (21 источник).
Результаты этой работы могут быть использованы при
проектировании такадс больших космических структур, как, ООКС -
транспортный космический узел для старта и приема
пилотируемых КК, совершающих полеты к Марсу. Такая ООКС
представляется в виде орбитальной платформы, развитой из
современной конфигурации ООКС "Свобода* добавлением еще
двух продольных балок с поперечными килями, сборочной
платформы, устройств докования, связок ДУ и ряда других
элементов. Полагают, что характер распределения спектра
частот у нее будет очень близок к описываемой авторами
общей модели.
Статья американских ученых Герхольда С.Х. из
Техасского университета и Роща Р, из НИЦ Джонсона- (НАСА)
обобщает серию трудов (7 источников), рассматриваюг-
щих проблемы активного контроля вибраций больших гибких
космических структур с использованием распределенных
встроенных пар чувствительных датчиков/актуаторов при
формировании систем обратной связи. Содержание статьи,
публиковавшейся в рамках дискуссии, открытой до 1 декабря
1989 гм обсуждалось на проводившейся 29-31 августа
1988 г» конференции *Космос-ГВЬ, строительство,
конструирование и операции в космосе* (г. Альбукерк, шт. Мехико).
Пьезоэлектрический датчик встроенный в структурный
элемент, при возникновении напряжений (например в прЬцессе
докования КА) генерирует электрические напряжения,
пропорциональные динамическим изгибающим нагрузкам, а
исполнительный механизм работающего в паре с ним актуатора
возбуждает усилие, пропорциональное приложенному напряжен
нию. Аналоговая система управления усиливает и сдвигает по
11-1 81
фазе сигнал пьезоэлектрического датчика и додает его на
пьезоэлектрический механизм ^ктуатора. Преимуществом пье~
зоэлектрических актуаторов является возбуждение ими
местных корректирующих изгибающих моментов без возбуждения
мод колебаний жесткого тела, во всей структуре.
Система контроля с рбратной связью показала увеличение
демпфирования первой моды в консольной балке до 85% (в
зависимости от коэффициента усиления). Разработана
аналитическая модель контроля. Чтобы оценить эффективность
демпфирования системой контроля при неоптимальном
размещении пьезоэлектрических пар датчик-актуатор (не в точках
максимальных напряжений), была изготовлена модель
свободной балки с распределенными в ней пьезоэлектрическими
парами. Обнаружено, что система контроля снижает общее
воздействие вдвое.
Пьезоэлектрический элемент требует сравнительно
высокой величины напряжения - до 50 В, но при этом величина
силы тока измеряется микроамперами и потому расход
электроэнергии на систему с большим количеством пар невелик.
Например, мощность, требуемая для питания 2000 пар дат-
чиков/актуаторов при напряжении в каждой 50 В и токе
10 мкА, составляет всего 1 Вт,
Статья профессора Государственного университета шт, Огай
Иедавалли Р,К, (Yedavalty R.K.) излагает результаты И
проблем усиления контроля временной стабилизации линейных
систем со структурной неопределенностью (в отличие от
классической частотной стабилизации), выполненного при частично
поддержке грантами НАСА и ВВС СЩА. Для использования
при проектировании контроллеров усиление устойчивости
введена количественная мера - ^индекс усиления устойчивости'.
Предложен алгоритм обратной связи системы контроля
положения конструкции для выбора диапазона управляющих
усилий, при котором система дает стабильное усиление, или
наоборот - для определения диапазона величин восстанавливаемых
возмущений. Алгорит иллюстрируется примерами из области
управления самолетами и большими космическими
конструкциями. В статье анализируются труды других исследователей
в рассматриваемой области (26 источников).
Доклад группы ученых Говардского университета
(Вашингтон, окр. Колумбия, США) на 38 конгрессе Международной
федерации астронавтики 10-17 октября 1987 г» в Брайтоне
(Великобритания) дает обзор технической литературы (14 ис-
82
точников) и изложение проведенного авторами И проблем !
прогнозирования динамической реакции открытых и замкну*-
тых контуров больших космических структур при получении
теплового удара. Перепады температур, возникающие в
космических структурах в процессе нагрева солнечным
/(излучением, вызывают температурные деформации. И
рассматривает развитие перепадов температур, деформирующую
термическую реакцию, воздействующие на получившую
температурную деформацию структуру (балку, пластину), моменты сил
и необходимые регулирующие усилия применительно к
различным комбинациям углов падения солнечных лучей и свойств
материалов. Проводится анализ двух видов структур - с
инерциальной и с гравитационной (относительно местной
вертикали:) стабилизацией. Для базовых структурных
элементов на орбите - таких, как свободные пластины, в
зависимости от их ориентации и требуемой точности наведения, может
потребоваться внесение корректив в алгоритмы управления,
если они не учитывали тепловых возмущений.
Ученые-аэродинамики из Говардского университета Гуангк-
ван X. ( Guangqiian X#) и Бейнум П.М. в докладе на
Конференции специалистов по аэродинамике AAS/AIAA в Ка»-
лиспелл (шт. Монтана) 10-13 авгурта 1987 г./дают обзор
трудов (23 источника) по проблемам Р оптимальных законов
регулирования для больших гибких орбитальных систем
(антенны, рефлекторы, солнечные коллекторы и т.п.), у которых
необходимо контролировать как геометрическую форму, так и
ориентацию конфигурации в целом. Авторы излагают
результаты собственных И, основанных на LQG -методике
(Линейная модель системы, квадратичный критерий стоимости для
оптимизации и Гауссовские входящие потоки шумов - Linear
System ModelJ Quadratic cost criterion for optimatity, Gaussian
noise inputs) * решения проблем применения
числового компьютера в законах регулирования, базирующихся на
фильтре Кальмана, Рассматривается влияние нормы выборки
из генеральной совокупности для системы с замкнутым
контуром, а также время выборки, которое в большинстве
случаев ограничивают несколько факторов. В работе
представлена числовая LQG -систеиа контроля для длинной тонкой
гибкой балки на орбите.
Группа специалистов авиабазы ВВС США Райт-Петтерсон
в докладе на 28 Конференции по авиакосмическим наукам
8-11 января 1990 г. в Рено (шт. Невада) рассматривает
11-2 S3
проблему усиления активного контроля гибкой космической
структуры в условиях параметрической неопределенности и
немоделируемой высокочастотной динамики (из-за пренебрежем
ния в расчетах высокочастотными модами колебаний).
Основной акцент делается на подавление вибраций и улучшение
демпфирования при, наличии этих неопределенностей. Получено
усиление управления путем одновременной оптимизации
параметров по индексу линейной модели при квадратичном
критерии стоимости и гауссовском потоке шумов (LQG
-методика) и стремящейся к бесконечности переходной матрице
специфических возмущений (Hooj. Выполнено моделирование
замкнутого контура с целью определения эффективности
конструкции управления и возмржных направлений дальнейших
И. В И анализируются и используются относящиеся к этой
проблеме труды других исследователей (11 источников).
Японские ученые Миура К. и Фуруйя X. Из Нагойского;
университета и из Института наук о космосе и астронавтики
подводят итог серии И (9 источников) в области адаптивных
космических структур (структуры изменяемой геометрии),
докладывавшихся на 18 Симпозиуме по авиакосмическим
механизмам, 35-м и частично 36-м конгрессах Международной
.федерации астронавтики, акцентируя внимание на 4-х основных
позициях: представление концепции адаптивной структуры,
формулировки структурных ошибок, изменения вибрационных
характеристик из-за изменений конфигурации и обсуждение
проблем прикладного использования, включая второе поколение
дистанционных манипуляторов, вспомогательных архитектуру
ООКС и развертываемые на орбите конструкции.
Американские ученые Диарра CtM, и Бейнум П.М. из
Говардского университета (Вашингтон, окр. Колумбия) в
докладе, представленном на 39 конгрессе Международной
федерации астронавтики в Бангалоре (Индия) 8-15 октября
1988 "Л приводят обзор трудов (7 источников),» относящихся
к наземному Лабораторному эксперименту по контроля КА -
SCOLE (абревиатура английского наименования), имеющуму
целью экспериментальную проверку методик активного
управления гибкими орбитальными космическими структурами при
поворотах на этапе удержания положения КА.
Рассматриваются линеаризованные уравнения движения на примере системы
МВКА *Спейс Шаттл1" с выдвинутой на гибкой штанге
антенной решеткой, оборудованной двумя актуаторами, при
быстрых поворотах на углы до 20° включительно,
84
Статья американских ученых Лангдонг Л. (Mangdong L.)
и Бейнум П,М. Из Говардск9го университета обобщает серию
трудов (5 источников) и изпагает результаты выполненного
авторами по контракту ВВС США И активного управления с
помощью точечных актуаторов движением вне плоскости
орбиты привязной (буксируемой) системы антенна/рефлектор
субспутника, стабилизируемого гравитацией. Это И является
продолжением работы тех же авторов гДинамика и
управление привязными антеннами-рефлекторами1', которую они
представляли на 3-й Международной конференции по привязным
структурами в космосе, проводившейся 17-19 мая 1989 г*
в Сан-Франциско (шт. Калифорния). В нем рассматривается
2 варианта управления - одноосевой (относительно продоль -
ной оси) и 2-осевой .(относительно продольной и поперечной
осей).
Схематично привязная система антенна/рефлектор
представляется в виде неглубокой чаши антенны-рефлектора,
вершина которой прикреплена* к концу жесткой балки. К другому
концу балки крепится привязь, идущая от буксируемого
субспутника, которая может выпускаться и выбираться, чем
регулируется длина привязи. Изменяя натяжение привязи,
можно управлять движением системы антенна/рефлектор в
плоскости орбиты (включая жесткие перемещения системы,
демпфирования и подавление колебаний). Однако управлять
движением системы вне плоскости орбиты изменением
натяжения привязи нельзя - здесь требуется активное
управление с использованием актуаторов, размещаемых на чаше
антенны/рефлектора и жесткой балке. И показало, что
применимы оба исследовавшихся варианта управления, однако
2-осевой предпочтительнее, так как у этого варианте при
жестких перемещениях меньше переходные времена
демпфирования при примерно одинаковом времени подавления
вибраций привязи. Разработан оптимальный ЮР-закон
регулирования (linear quadratic regulator - линейный квадратичный
стабилизатор).
Доклад группы японских ученых из различных фирм и
институтов Японии, представленный на 39 конгрессе
Международной федерации астронавтики в Балгалоре (Индия)
8-15 октября 1988 г., излагает, концепцию гибких
параболических орбитальных рефлекторов, которые доставляются на
орбиту в сложенном виде и затем развертываются в космосе.
Рефлектор собран из надувных модульных элементов-мемб-
85
ран, форма которых после придания жесткости и стравливания
наддува поддерживается ферменными базовыми структурами с
чувствительными датчиками и актуаторами. Последние
обеспечивают активный контроль и восстановление с высокой
точностью формы поверхности рефлектора при ее нарушении
под воздействием различных внешних факторов» Доклад иллюст
рирован примерами, схемами, графиками и таблицами.
Анализируются опубликованные по этой проблеме труды (16
источников)»
Статья канадских ученых Калайциоглу С» (Kalaycioglu S.)
и Мисра А.К. из Университета Мк-Гилл (Монреаль, пров.
Квебек) предлагает схему развертывания присоединяемых к
орбитальному КА гибких телескопических балочных структур,
обеспечивающую минимизацию вибраций в процессе
развертывания за счет подбора оптимального режима этого процесса
(время*и скорость удлинения балки от исходной до заданной
величины). Для минимизации вибраций используется принцип
Понтрягина, Приводится сравнительная оценка предлагаемой
оптимизированной схемы развертывания с другими схемами,
описанными в технической литературе (13 источников).
Использование опыта Р и длительной эксплуатации ЛА»
Развитие областей проектирования конструкций и анализа в
авиакосмической *отраели идет не тшько по линии постановки
специальных И в рамках конкретных программ, но также
через комплексные междисциплинарные работы,
охватывающие такие области, как динамика структур, теплопередача,
оптика, системы управления и конструкционые материалы'с
использованием опыта Р и длительной эксплуатации самолетов
и вертолетов с элементами конструкции из перспективных
КМ. К их числу относятся: совершивший первый полет в
i^ae 1989 г. транспортный самолет вертикального взлета-
посадки V-22 фирмы Bell-Boeing с несущей обшивкой из •
график-эпоксидного КМ; разрабатываемые на конкурсной
основе фирмами Bell-McDonnell Douglas и Boeing-Sikorsky
армейский разведывательно-штурмовой вертолеты серии LHX
с основными силовыми ^«вспомогательными конструкциями из
КМ; рцторные системы Bell -680 для вертолетов АН-Ши
222 и McDonnell Douglas HARP для вертолета 500 Е,
отличающиеся повышенным усталостным ресурсом.
В 1989 г» серьезное развитие получило практическое при
менение методов формальной оптимизации и структурного
управления старением самолета. Помимо свойственного авиакое-
8(3
мической отрасли акцента на обеспечение конструкционной
надежности в интересах безопасности эта отрасль, а также
ядерная энергетика и отрасли механических систем
серьезные усилия в 1989 г. направили на Р методов оценки
надежности существующих конструкций и И эволюции процессов
проектирования новых конструкционных систем. Получили
серьезное развитие структурное и статистическое
моделирование, включающие варьирование конструктивных парамет- *
ров, нагрузок и свойств "материалов с целью удовлетворить
возросшие требования к проверке в процессе проектирования
специфических количественных требований по надежности и
рабочему ресурсу авиакосмической техники. В частности,
отработаны и введены в повседневную практику
разработанные НИЦ Льюиса (НАСА) аналитические коды для
компонентов основных ДУ МВКА "Спейс Шаттл'.
Наиболее значительный вклад в анализ надежности дала
интеграция стохастических моделей со структурными
моделями поведения систем. Это обеспечило проектировщикам
и аналитикам возможность статистических оценок
чувствительности структурных параметров к вариациям свойств каждого
компонента, нагрузок и подсистем. Такой подход дает цн-
^кенерам возможность целенаправленно определять области,
в которых усовершенствования воздействуют на надежность
в наибольшей степени. \ Имевший место в апреле 1988 г. •
случай потери верхней .части секции фюзеляжа самолета
"Боинг^З?* дал серьезный импульс И проблем возрастного
старения конструкций ЛА, которое ведет к.постепенной
утрате свойств и снижению функциональной надёжности любых
конструкций и машин так же, как это происходит с
течением времени у растений и животных.
Авиакосмическую технику рассматривают как
своеобразное развитие * или ответвление более древней области — ко—*
раблестроения, из которой заимствована значительная часть
применяемой терминологии. Так, термин летная пригодность
происходит непосредственно от морского термина годность
к плаванию. Столетиями известно, что коррозия, грибковые
наросты, растрескивание вызывают деградацию любых
предметов, а столкновения и боевые воздействия добавляются к
эффектам естественного старения. Несколько десятилетий
назад выпускались служебные документы под заголовками
"Гериатрия самолетных конструкций1". Известно, что водород
вызывает .хрупкость стали, кислород - коррозию алюминия,
87
влажность и незначительные следы рада элементов - полный
процесс деградации. Представления о кумулятивном
повреждении и росте трещин кладутся в основу аналитических
методов прогнозирования времени отказа какого-либо критичного
элемента. Теперь используют ёнаниях о распределении
напряжений, последовательности нагружений и об окружающей среде
для определения величин интервалов между обследованиями,
обеспечивающих своевременную замену поврежденных частей.
Имеется возможность повысить надежность и усилить
структурную интеграцию, если рассматривать структуру
конструкции планера, как единую систему среди многих других.
Явление старения представляет собой серию сопряжен-'
ных событий. В интересах дости&кения лучшего понимания и
контроля процесса все крупные авиакосмические и авиатрано*
портные компании, а также военные и регулирующие группы
вовлечены в крупные междисциплинарные виды деятельности.
Это требует специальных знаний в области усталости
материалов и конструкций, растрескивания, структуры
конструкций и анализа, а также улучшения контроля полетов, методов
неразрушающей проверки частей, коррозионного контроля и
управления контролем. Все процедуры функционирования
должны быть сбалансированы с процедурами регулирования.
Только интегральное Применение всего многообразия научных и
технических дисциплин способно обеспечить дальнейшее
повышение уровня безопасности операций военных и гражданских
ЛА.
На протяжении всего 1989 г. в авиакосмической
промышленности продолжался рост прикладного использования метода
мультидисциплинарной оптимизации. Этот метод,
разработанный первоначально для структурной оптимизации и
уточнявшийся на протяжении 2-х последних JLO-летий, как полагают,
должен получить более широкое прикладное применение как в
конструкторских, тЬк и в неконструкторских планах.
Потенциальные . пользователи, однако, еще неохотно идут на его
практическое использование. Проблема не столько в
теоретических и вычислительных ^трудностях, хотя и онк могут в
какой то мере отпугивать, но больше в том, что многие
методические документы, по-ввдимому, приводят к
преимущественно 'непрактичным* результатам*, Причиной этому может быть
присущий многим научным, и техническим отчетам акцент на
изложение методологических достоинств, а не проблем
прикладного использования. При этом в методологических материа-
88
лах особо часто принимаются упрощающие допущения как раз
в тех разделах^, которые посвящены взаимодействиям
смежных технологий, что ведет к 'непрактичности* результатов»
Однако тщательное моделирование каждого важного параметра
часто дает понимание сути проекта, недостижимое при
других подходах, а достижение такого понимания определяет
перспективу дальнейшего распространения формальных методов
оптимизации в новых областях авиакосмических приложений.
Б.А. Булатников
"Aerospace America'*, 1989f 27, № 12* 64-65
>fJournal1 of Guidance, Control, and Dyriamics",'
1988,11, П 6, 553-561
"AIAA Paper", 1990, П 657, 1-8; П 0746, 1-11;
№ 0752, 1-9
"Journal of Aerospafce Engineering", 1989,£, № 3,
141-154
"IEE Transactions on Aerospace and Electronic
Systems", 1989, 25, :» 3, 314-324
"Acta Astronautica", 1989, Jj), № 1, 1-в; Я 6/7,
539-553; 577-684; 20, приложение: Space and
Humanity, 83-88
"The Journal of the Astrcmautical Sciences",
1989, 37, П 1, 59-78
"AIAA Journal", 1988, 26, № 8, 995-1002
МАТЕРИАЛЫ И ИСПЫТАНА
29. Организация подготовки и выполнения экспериментальных
исследований на орбитальное комплексе "Колумб* в странах»
входдишх в ЕКА
Как считают в CNES (Франция), программа *Колумб*
может коренным образом изменить возможность по
проведению экспериментов в условиях микрогравитации в следующем
дес$ггилетии, т.к. орбитальный комплекс (ОК) *Колумб* поэ-
волит иметь на орбите большую массу оборудования для
выполнения экспериментов в течение длительного времени и
использовать большое число установок ширркого назначения.
Однако творческий потенциал сообщества будущих пользова-
12-1 89
телей ОК будет реализовываться только в том случае,
если оно найдет доброжелательное, гибкое и
компетентное обслуживание для помощи ему в
разработке) наземное подготовке и контроле хода экспериментов
в орбитальном полете» Предпочтительно, чтобы пользователь
знал свою установку и 'выполняемый На ней эксперимент, а
основные операции по ходу проведения эксперимента он мог
выполнить дистанционно из своей наземной лаборатории,
С целью организации такой помощи в странах, входящих в
ЕКА и участвующих в программе ОК, создаются центры
обеспечения подготовки и осуществления работ пользователей
(ЦОПОРП) USOC. Свои программы организаций
обеспечения пользователей USO представили Франция, ФРГ, Италия,
Бельгия, Нидерланды, Дания и Норвегия.
Во Франции CNES намерен образовать ЦОПОРП на базе
своего космического центра в Тулузе» Наземная
инфраструктура ЦОПОРП позволит потенциальным пользователям с
помощью специалистов провести следующие работы:
- подготовить технический проект, включающий разделы по
организации работ, планированию, технике безопасности,
аттестации и т.п.;
- провести сборку и наземные испытания установки;
- осуществить научную и техническую подготовку
персонала;
- обеспечить функционирование оборудования в полете и
выполнить послеполетные операции.
Французский ЦОПОРП будет специализироваться по
работам по материаловедению, физическим явлениям и медикобио-
логическим дисциплинам. Применительно*к этим работам
космический центр в Тулузе будет предоставлять ЦОПОРП
обеспыленные помещения, боксы для сборочных работ, стенды
для испытаний на стойкость к воздействиям различных
факторов космического пространства, лаборатории со
специальным оборудованием и т,п» Для предварительной оценки робо-
тоспособности в условиях микрогравитации могут быть
проведены испытания на самолетах типа "Каравелла*, в башне
свободного падения в Гренобле, в гидроневесомости
(бассейн в Марселе) и т.п. Кроме того потенциальные
пользователи будут иметь возможность пользоваться консультациям*
специалистов из ряда лабораторий и институтов, которым
CNES оказывает финансовую помощь, а именно:
- Лаборатории исследований процессов затвердевания Ко-
90
миссариата по атомной энергии, г. Гренобль,
- Службы физики твердого тела и магнитного резонанса»
Сакле,
- Лаборатории нейрооенсорной физиологии, Париж.
- Лаборатории медикобиофизических исследований, Тур,
- Научно-исследовательского центра авиационной
медицины, Париж.
- Лаборатории физической электрохимии, Тулуза.
- Университетов Парижа, Тулузы, Клермон-Феррана,
Гренобля, Марсебя, Лиона, Бордо и т.п.
В ФР^ уже образована группа ЦОПОРП в связи с
проведением исследований по программам TEXUS и'Спейслэб*.
Эти специализированные центры охватывают следующие
направления исследования:
- ACCESS - процессы затвердевания;
- BIOLAB - биология и физиология человека}
- G.E..R.A.S. - экологические, биологические и аквати-
ческие системы;
- CPS - проблемы физической химии;
- MATLAB ~ затвердевание металлов, разделение фаз и
рост кристаллов;
- WIB - материаловедение и биотехнология;
- ZARM - проблемы практического использования
космических технологий;
Планируется образовать еще 4 ЦОПОРП:
- AGRAVIS - проблемы гравитационной биологии;
- BIOTECH - биотехнология;
- KURS . выращивание кристаллов;
- ZWP - проблемы физиологии.
Отмечается, что все эти центры будут оказывать помощь
пользователям не только в рамках программы 'Колумб*,
но и по всем другим программам, предназначенным для
проведения работ в условиях^ микрогравигации. Как правило §
ЦОПОРП являются структурными подразделениями
университетов или научно-исследовательских институтов. На
первом" этапе функционирования финансирование ЦОПОРП
осуществляется научными учреждениями в штате которых они
состоят. В последующем деятельность центров должна
определяться условиями свободного рынка и осуществляться на
основе самоокупаемости»
Для достижения эффективного обеспечения пользователей
ОК *Колумб* предполагается в ..качестве первого* специалиг
12-2 91
зированного ЦОПОРП использовать центр помощи
пользователям ЛА, нуждающимся в условиях микрогравитации, MUSC
в Кельне. Для ведения длительных экспериментов и цугов акс*
периментов этот центр должен располагать подготовленными
кадрами и оборудованием для,организации трехсменной раг-
боты, MUSC входит в DLR. Эта организация уже имеет
опыт телеуправления различным оборудованием во время
полетов, напр, "Спейслэб D—lf\ а также при подготовке к
полетам оборудования платформы EURECA, 'Спейслэб D—2м и т.д.
MUSC возник в результате общей заинтересованности S
научно-исследовательских институтов DLR: института
материаловедения, института авиационной медицины и института
моделирования условий космического полета. Лаборатории
материаловедения и медикобиологических проблем центра в своей
деятельности непосредственно связаны с соответствующими
институтами. Центральное подразделение MUSC занимается
обеспечением пользователей (подготовка экспериментов,
обеспечение хода эксперимента в полете, послеполетное обслуживание,
научное обеспечение). Для этих целей MUSC располагает
высокоточными копиями летнего оборудования, которое может
функционировать в моделированных условиях космического
полета. Кроме работ по обеспечению пользователей центр
разрабатывает концепции и методы будущих экспериментов в
условиях микрогравитации. Большое внимание уделяется при
этом развитию методов телеэксперимента. Первое опробование
возможностей теле эксперимент а было проведено в полете по
программе TEXUS. Ведется подготовка установки HOLOP—D—2,
которая будет работать полностью в режиме
телеэксперимента.
Италия на первых этапах исследований в условиях микро-
гравотации, в т.ч. по программе "спейслэб
D—1*\использовала возможности ЦОПОРП MUSC ФРГ и центра
перспективных исследований и обеспечения работ в условиях
микрогравитации MARS в Неаполе (Италия). Считается, что MARS
был образован для сочетания опыта проведения исследований
Неаполитанского университета и технических возможностей в
области ракетостроения фирмы Aeritalia* В составе ЦОПОРП
MARS имеются отделение гидромеханики (термодинамика,
собственно гидромеханика, электрогидродинамика,
магнитогидродинамика, управление жидкостями в невосомости),
отделение материаловедения (основные гидродинамические аспекты
материаловедения, выращивание кристаллов из растворов, вы-
92
ращивание кристаллов из паровой фазы, процессы
затвердевания, бестигельные технологии), медикобиологическое
отделение (основные гидродинамические аспекты биологии,
выращивание кристаллов протеина, клеточные культуры,
сепарация клеток), лаборатория информатики, лаборатория*
электроники, автоматики и робототехники, лаборатория технической
диагностики и измерительной техники и т.п. В MARS большое
внимание уделяется роли конвекции Марайгони в различных
практических задачах. Значительную часть проблем
предполагается исследовать с помощью многоцелевой установки по
физике жидкого состояния FPM и ее перспективного
варианта AFPM, Первый полет новой установки запланирован
в рамках программы 'Спейслэб D—2*\ Разрабатываются
технические средства для проведения телеэкспериментов по
физике жидкого состояния в условиях микрогравитации.
В Е?едьгци планируется образование ЦОПОРП, который
облегчит доступ к проведению работ по орбите будущем
научным и коммерческим пользователям ОК 'Колумб*. ЦОПОРП
будет создаваться одновременно с комплексом по подготовке
астронавтов для мини-МВКА Термес* и будет размещаться
вблизи Брюссельского международного аэропорта.
Предполагается, что центр будет оснащен испытательными
установками, оборудованиям для оценки электрической, механический
и термической совместимости блоков, стендами для оценки
влияния хода эксперимента на уровень микрогравитации и
т.д. Наземные испытания будут проводиться с использованием
макетов или моделей бортовых установок, напр, установки по
исследованию структуры жидкости «LSF, термической
установки по исследованиям композитов и т.п.
Считается, что бельгийский ЦОПОРП должен играть
важную роль во взаимоотношениях между бельгийскими
исследователями и ЦОПОРП других стран. ЦОПОРП будет
посредником между исследователями и централизованной
инфраструктурой ОК 'Колумб* в Западной Европе. ЦОПОРП
должен активно участвовать в разработке и принятии
краткосрочных планов-графиков эксплуатации ОК, планировании и
'перепланировании экспериментов, особенно на многоцелевых
установках, модели которых имеет этот ЦОПОРП,
В Нидерландам по состоянию н$ 1990 г. имеется ~ 20
групп специалистов, занимающихся подготовкой
экспериментов в условиях микрогравитации, в т.ч. по следующим
направлениям:
93
- кристаллизация биологических материалов типа
родопсина;
- минерализация костной ткани и десорбция в условиях
микрогравитации;
- развитие эмбрионов лягушек в условиях микрогравота-
ции;
- динамика плотности жидкости вблизи критической точки}
- трехмерная конвекция Марангони{
- коагуляция дисперсных частиц в условиях
микрогравитации.
Кроме экспериментаторов в Нидерландах существует промышлен
ная группа, заинтересованная в разработке техники для
космического применения. Предлагаемые к применению технические
средства включают:
-• прототип телеуправляемого оптического
диагностического инструмента ТЕЬЕРОРО1для использования в
экспериментах по физике жидкого состояния}
- устройства для хранения больших объемов информации
смешанных видов (видео, аудио, текстовой, графической) на
одном носителе. Считается, что такие устройства могут
быть использованы как на борту ОК, так и на Земле для
простого и быстрого распространения информации.
Проводимые в настоящее время работы связаны с созданием систем
воспроизведения и терминалов пользователей.
В Нидерландах признают целесообразность образования
национального ЦОПОРП, которые должен быть соединен с
ЦОПОРП всех западноевропейских стран и с научными
организациями страны, заинтересованными в использовании
возможностей (Ж,
В Дании основные работы в условиях микрогравигации
связаны г с медикобиологическиьш исследованиями и физиоло-
f ией человека. Работы выполняются преимущественно в
Датском исследовательском центре авиационной медицины. Дания.,
заинтересована в образовании ЦОПОРП со специализацией по
медикобиологическому профилю. Такой характер работ
совпадает с выбором приоритетов Датского управления
космических исследований, распределение бюджетных ассигнований
которого по основным направлениям в 1990 г.
характеризуется следующими данными:
- астрономические исследования 30%
- медикобиологические исследования 25%
94
- телезондирование Земли 15%
- остальные направления 30%,
Датские специалисты имеют опыт постановки
экспериментов в кратковременной невесомости на самолете 'Гольфст-
рим-З*. Для 'Скайлэб D-2" и ОК "Колумб* готовятся 4
экспериментальных установки, в т.ч. на базе велоэргометра.
Норвегия применительно к программе ОК заинтересована
в телезондировании Земли, метеорологических наблюдениях,
определении структуры океанских волн, течений и
температурных полей, обнаружении судов, оценке ледовой и
снеговой обстановки на море и на суше, уточнении карт, контроле
за состоянием сельского и лесного хозяйства и т.п.
Исследования в условиях микрогравитации являются потенциально
значимыми для страны, но круг проблем еще должен быть
уточнен. Норвегия пока не намерена создавать свой ЦОПОРП,
считая возможным в начальный период использовать
ЦОПОРП других стран. Наземная инфраструктура страны
включает станцию слежения за ИСЗ в Тромсё и ряд организаций,
которые обрабатывают информацию телезондирования в
интересах национальных и международных пользователей. Станция
слежения получает данные с ИСЗ NOAA и Японии.
Норвегия планирует участие в международных космические
исследованиях по получению изображений полярных сияний в
различных диапазонах длин волн AURIO и по определению
параметров и динамики солнечной атмосферы от фотосферы до
нижней короны SPECS с использованием спектрографа
IFTS.
Подчеркивается, что обращение* пользователя в ЦОПОРП
не является обязательным условием для участия в
космических экспериментах. Существуют сложившиеся группы,
которые сами обеспечивают себя необходимой аппаратурой.
Основное внимание ЦОПОРП будут уделять работе с
пользователями, рассчитывающими на бортовые многоцелевые
установки для решения своих узких задач в течение
определенного времени, В простейшем случае пользователь может
предоставить только свой образец и инструкцию по
выполнению эксперимента. Увязка этого эксперимента с другими
экспериментами на этой же установке, перенастройка в ходе
полета, контроль за выполнением операций в ходе
эксперимента являются задачами ЦОПОРП и смежных с ним
95
> центров и научных организаций,
ВЛ* Карелин
"Space Technology", 1990, 10, П 1/2; 61-62;
63-64; 69~71f 73-74, 75-76, 77-78, 109-115
30, Разработка технических проблем телеэксперимента
в Западной Европе
Концепция телеэксперимента (ТЭ) как совокупности теле^
присутствия и телеманипуляций в реальном времени при
проведении экспериментов на ЛА была сформулирована в начале
80-х гг. В основу метода ТЭ заложены опыт
осуществления беспилотных космические полетов, результаты полетов
орбитальной лаборатории 'Скайлэб* и практика выполнения
работ в наземных лабораториях с радиоактивными
веществами, В 1987 г» были определены некоторые основные
требования к разработке ТЭ, в т*ч»:
- должны быть выбраны типы промежуточных элементов
и систем, позволяющих ведущему эксперимент (ВЭ) от органи^
зацйи-пользователя видеть ход работы и ее результаты,
находясь в наземном центре управления;
- должно, быть разработана оборудование ЛА или КА,
необходимое для осуществления дистанционных манипуляций;
- необходимо оценить последствия передачи по системам
связи искаженной информации или потери связи на ход ТЭ;
- должно допускаться как автоматическое
функционирование экспериментальной установки, так и вмешательство в ее
работу путем телеманипулирования;
mt - распределение имеющихся на борту КА ресурсов
многоцелевой установки дорсно быть согласовано между
заинтересованными пользователями»
Кроме того должны быть представлены сведения об
обеспечении беспрмеховой передачи управляющих коцанд, об
аппаратурном оснащении цё*ггров управления и о влиянии геог-
рафичес|к>го расположения центров управления пользователей
на эффективность использования многоцелевых
экспериментальных установок.
В ФРГ считают, что программа TEXUS дает возможность
быстрого и сравнительно дешевого опробования по меньшей
96
мере некоторых технических решений для ТЭ в ходе
кратковременных полетов. Программа TEXUS предназначена для
проведения технологических экспериментов в условиях
микрогравитации (УМГ)1. В программе для вывода
экспериментального оборудования на баллистическую траекторию
используются исследовательские ракеты. Полезная нагрузка
(ПН) может состоять из^б модулей с экспериментальным
оборудованием, смонтированных вместе с модулем
обслуживания, который содержит телеметрическое оборудование, блоки
системы связи, оборудование для мягкой посадки и т*п.
Через 74 с после.пуска на высоте ~1ОО км возникают
УМГ и сохраняются в течение ^6 мин, В это время ПН
движется по Параболической траектории, достигая в апогее
высоты ^250 км» Проведение эксперимента заканчивается при
спуске до высоты «^100 км. На рабочем участке уровень
микрогравитации составляет icH* g.
Центр обеспечения пользователей УМГ MUSC в Кельне
совместно с фирмами Kayser-Threde и MBB/ERNO и
центром управления полетами GSOC(DLR) дал возможность
проведения 2 ТЭ в, полетах TEXUS-21 и TEXUS-22 30
апреля и 3 мая 1989 г., соотв. с поставкой необходимой
материальной части и программного обеспечения. Для полета
TEXUS—21 в экспериментальном модуле для биологическог-
го эксперимента по выращиванию chararhizoidcytoplast в
УМГ были установлены микроскоп и ТВ-камера с
приемником с зарядовой связью» Изображение передавалось на ТВ-
монитор в MUSG. Положение ТВ-камеры можно было,
изменять с наземной станции слежения Кируна (Швеция) по
командам ВЭ, наблюдавшего за ходом эксперимента в MUSC,
Связь между MUSC и станцией слежении Кируна
осуществлялась по телефону.
В эксперименте TEXUS—22 один из экспериментальных
модулей был предназначен для установки TEMPUS. Научной
целью этого эксперимента, разработанного в институте
моделирования космических условий DLR, была оценка
возможной степени переохлаждения рас&лава Fe-Nit удерживаемого
от контакта с какими-либо поверхностями электромагнитной
левитацией. Использовался индукционный нагрев образца»
Модуль был разработан фирмой Domier System. ВЭ,
находящийся в MUSC, имел возможность в реальном времени
контролировать параметры среды в модуле и иметь
информацию о ходе эксперимента с наблюдением изображения цент—
1S-1 97
ральной части установки TEMPUS - соленоидной системы с
образцом. Общее управление установкой и образцом осуществляг-
лось с наземной станции Кируна. Была возможность
переключения управления на MUSG. В этом случае ВЭ имел
возможность посылать телекоманды, дапр. изменять освещение или
положение образца. Видеосигнал, полученный с ПН через
GSOC, сначала обрабатывался на наземной станции Кируна,
а затем через подвижную наземную станцию спутниковой
связи и ИСЗ EUTELSAT поступал в MUSG. Цифровая
информация с наземной станции Кируна в MUSC поступала по
компьютеризованной сети X. 25 (DATAPAK или
DATEX-P).Проведенные эксперименты подтвердили возможность использования
метода ТЭ для научных исследований на tорбитальном
комплексе "Колумб" ООКС.
В дополнение к проведенным исследованиям
аэродинамический институт "Умберто Нобели" Неаполитанского
университета запланировал на ноябрь 1989 г» проведение ТЭ в
рамках программы TEXUS по исследованию возникновения
и затухания колебательного режима конвекции в жидкостном
мостике из силиконового масла. Эксперимент моделирует
плавающую зону при выращивании кристаллов методом зонной
плавки, розбуждение колебаний происходит при разности
температур на концах зоны выше критической.
Исследование планировалось провести в гидродинамическом
модуле ТЕМ 06-4.Этот модуль успешно использовался в
полетах TEXUS—9 и TEXUS—4B .Оснащение модуля позволяет
воспроизводить типичную постановку эксперимента по
исследованию конвекции Марангони в цилиндрической плавающей зоне.
Разность температур между дисками, ограничивающими
жидкостной мостик, вызывала градиент поверхностного натяжения
вдоль поверхности мостика, что приводило к вихреобразному
движению внутри мостика. При увеличении разности
температур вихревое движение, имевшее вначале осесимметричную
структуру, становилось колебательным. Этот переход может
наблюдаться визуально в реальном времени по движению
трассирующей примеси в жидкости. Температуры.медных дисков
диаметррм 18 мм регулировались не зависимо друг от
друга. Для нагрева или охлаждения использовались элементы
Пельтье.
Управление ТЭ планировалось осуществлять из центра
управления в Фучино (Fucino) (Италия). Практическим
результатом ТЭ должно быть определение критической разности тем-
98
ператур для задания режимов получения кристаллов методом
зонной плавки. При колебательной конвекции в плавающей
зоне кристаллы получаются не гомогенными.
По мнению итальянских специалистов, не будет
существенной разницы между постановкой ТЭ по программе
TEXUS и на борту модуля "Колумб*. Основные отличия
будут в цепи передачи команд и получения информации» Так
видеосигналы с модуля 'Колумб* будут проходить по цепи
ИСЗ TDRS - ИСЗ 'Интелсат* -*ИСЗ EDRS, в то время
как по программе TEXUS видеосигнал проходит только
через ИСЗ EUTELSAT.
Фирмой MATRA изготовлена и поставлена в ESTEC
(Нидерланды) испытательная установка (ИУ) для ТЭ. ИУ
предназначена для подготовки ВЭ к проведению ТЭ. После
завершения комплектации ИУ позволит проводить совместную
подготовку ВЭ по нескольким ТЭ одновременно. По
состоянию на конец 1989 г. смонтировано оборудование для 2 ТЭ«
Ботанический эксперимент .имеет своей целью определение
влияние гравитации регулируемой продолжительности и
величины на проросйше зерна* Этот ТЭ будет длительным по
времени, но он не требует какого-либо вмешательства в его
ход. ВЭ будет контролировать освещение и влажность почвы.
Он выполняет это путем набора команд на панели с
мнемосхемой. После набора команды ВЭ нажимает кнопку *пере—
дача*. С помсщыо телеманипупягора ВЭ может управлять
ориентацией ИК-камеры, которая предназначена Для
получения моно-или "стереоизображений объекта.
Второй ТЭ имеет своей целью получение диагностических
данных астронавта с использованием велоэргометра. ВЭ
может дозировать нагрузки на астронавта за счет изменения
тормозного крутящего момента» Выходными данными являются
такие физиологические карактеристики как частота пульса и
кровяное давление. Этот ТЭ требует согласованной работы
в реальном времени физиологов на Земле и астронавта на
орбите, ВЭ может получать данные на экране дисплея, на
графопостроителе или на экране Осциллографа для быстропро-
текающих процессов. Видеосистема с телеуправлением
цветной ТВ-камерой по повороту, наклону, изменению фокусного
расстояния и наведению на резкость позволит наблюдать
за состоянием астронавта, а с помощью аудиосистемы
будет осуществляться постоянная связь между ВЭ и
астронавтом на велоэргометре.
13-2 99
На 1990 г, планировалось расширение работ до ИУ, в т.ч*:
- Монтаж новых ТЭ, в частности до физике жидкого
состояния. Такие ТЭ требуют введения управляющих воздействий
по ходу эксперимента в реальном времени. Повышаются
требования к точности и быстроте действий исполнительных органов
телеманипуляторов,
- Осуществление одновременной работы нескольких ВЭ
по своим ТЭ, . что требует более эффективного управления
ресурсами и тщательного планирования при подготовке доле-
та. Предполагается, что для распределения ресурсов
возможно использование экспертных систем по типу тех, что
применяются при планировании полетов телезондирования Земли,
- Оценка возможностей подготовки ВЭ с использованием
инструкций, схем, работы на пультах управления и т.п.
Считается, что сочетание ИУ с макетом орбитального
комплекса 'Колумб* в ESTEC дйст сообществу
пользователей очень эффективный инструмент для обучения ВЭ в почти
реальных условиях и для разработки ТЭ конкретно к условиям
орбитального комплекса. Имитационные устройства ИУ позво-*
ляг выявить влияние временных запаздываний, искажений
сигналов и ограничений по ресурсам на ход выполнения ТЭ.
В .А. Карелин
"Space Technology", 1990, 10, П 1/2, 117-120,
121-126. 127-134
СОДЕРЖАНИЕ
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1, Пути развития западноевропейской космической
инфраструктуры •••••••• 3
2в Перспективы космических научных исследований в
Японии и дальнейшего развития
ракетно-космической техники ..♦..........*.»..♦,. 8
30 Стремление властей штата Флорида вовлечь другие
штаты в коммерческое использование космоса • . 16
4. Деятельность фирмы Orbital Sciences в области
коммерциализации космоса ........ 17
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
5. Работы по программе СОЙ » • . , • . . . ♦ 19
6. Исследования в области плазмодинамшси по
программе СОИ . . • • . 20
7. Усовершенствования некотороых военных
спутниковых систем США ....... . . . . . 22
8. Использование легких НИСЗ типа 'Лайтсат* в
научных, коммерческих и военных целях ......... 23
9. Проект итальянской _ военной спутниковой системы
связи &ICRAL. Т • . . 31
10. Экспериментальный* ИСЗ ALEXIS для регистрации
рентгеновских излучений, *.»•••••.»•»••• 32
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
11. Перспективы использования крупных ИСЗ для
дистанционного зондирования Земли ........ 33
12. Запуск советского ИСЗ 'Ресурс-Ф* для
проведения экспериментов в интересах
западноевропейских государств 3S
13. Заключение контракта на разработку ИСЗ ERS -2. 37
14. Состояние системы связи 'Интелсат* 37
15. Спутниковая система связи "Инмарсат" ...... 39
16. Деятельность организации 'Инмарсат* 43
17. Проект советско-немецкой спутниковой системы
связи 'Романтик* •••••••••».••••»»• 46
18. Пути внедрения телевидения высокой четкости в
Западной Европе 48
19. Немецкий спутник связи DFS -2 'Коперник' .... 53
20. Средства телекоммуникаций в Швеции ••••••••« 54
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
21. Использование открытых платформ в составе ООКС
'Свобода*. •....••.. • • • • 56
22. Гамма-спектрометр SONGS для ООКС 'Свобода'. 59
23. Межпланетный автоматический КА 'Улисс' 62
24. КА 'Джотто' ft его предстоящая встреча с кометой
Григга-Скьелеруппа ....••»•».•••»»••. 66
25. Трудности в работе КА 'Магеллан' ........ 70
26. Разработка ИСЗ и РН в Италии 71
27. Проекты нового японского носителя и ракетоплана 77
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
28. Активное управление авиакосмическими
структурами 30
МАТЕРИАЛЫ И ИСПЫТАНИЯ
29. Организации подготовки и выполнения
экспериментальных исследований на орбитальном комплексе
. 'Колумб' в странавс, входящих в ЕКА .•••••* 89
30. Разработка технических проблем телеэксперимента
в Западной Европе .».......*........ 96
Приложение 1. Стратегия, обеспечения ведущего
положения США в космосе
Приложение 2. Тенденции развития спутниковой связи
Технический редактор Л*Н» Кокова Корректор Л*В, Феофанова
Сдано'в набор 02.04.91 Подписано в печать 29.03.91
Формат 60 х 90 1/16 Печать офсетная
Усл. печ.л«6>5 Усуикр.-отт.6,69 Уч.-изд»л, 5,92
Тир. 536 экз. Зак. 68Д
Адрес редакции: 1252ХЭ,~ЭДом^^
Тел. 152-54-94
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ
140010, Люберцы 10, Московской обл.,
Октябрьский проспект, 403
Список опечаток к сборнику ЗККС № 5
Страница
20
75
Строка'
1(5 сверху
б сверху
Напечатано1
SD 10»
[V2S кг1
Следует читать'
SDIO
.125 км
Зак. 68Д