/
Author: Сагдеев Р.З.
Tags: астрономия космос космонавтика космология космические исследования космические полеты реферативный сборник
Year: 1988
Similar
Text
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ)
Для служебного пользования
Экз. №
ЗАРУБЕЖНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
РЕФЕРАТИВНЫЙ СБОРНИК
Издается 1 раз в месяц
Выпуск 9
МОСКВА 1988
ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
информационных изданий по астрономии, геодезии
исследованиям космического пространства и Земли из космоса
Главный редактор: акад. Р. 3. Сагдеев
Члены редакционной коллегии:
проф. Т. А. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян,
д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков, проф. В. Д. Большаков,
чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже, к. т. н. £. Д. Власов,
проф. В. Г. Горбацкий, к. ф.-м. н. Р. А. Гуляев,
д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, д. т. н. Я. Л. Заман, акад. К. Я. Кондратьев,
. ф.-м. н. Э. В. Кононович, д. ф.-м. н. А. П. Кропоткин, проф. М. Я. Шаров,
проф. Л. Г. Масевич, д. ф.-м. н. Д. И. Нагирнер, проф. И. Д. Новиков,
проф. Л. П. Пеллинен, проф. В. В. Подобед,
к. х. н. Л. Д. Ревина (ученый секретарь редколлегии),
к. ф.-м. н. Я. Н. Сажусь, проф. В. А. Сарычев, д. ф.-м. н. В, И. Слыш,
акад. В. В. Соболев, д. ф.-м. н. В. В. Усоев, к. ф.-м. н. В. Г. Шамаев,
д. ф.-м. н. В. В. Шевченко, к. ф.-м. н. К. Б. Шингарева,
к. ф.-м. н. И. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора),
д. ф.-м. н. Э. В. Эргма
Научный редактор канд. техн. наук Б. И. Ермишкин
© ВИНИТИ, 1988
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИИ
1. Проект бюджета НАСА на 1989 фин. г.
В феврале 1988 г. администрация президента Рейгана
представила на рассмотрение конгресса проект бюджета НАСА на
1989 фин. г. в сумме 11,48 млрд долл. (на 2,46 млрд долл.
больше, чем утвержденный конгрессом бюджет 1988 фин. г.). Из
общей суммы 11,48 млрд долл. на космическую транспортную
систему, командно-измерительный комплекс и системы получения
информации выделяется 4,8 млрд долл.; на орбитальную
станцию, космические науки и прикладные исследования,
авиационную и космическую технику, а также на «новую технику» —
4.4 млрд долл., на административные расходы— 1,8 млрд долл.
Ниже приводятся сведения об ассигнованиях, предусмотренных
проектом бюджета НАСА на 1989 фин. г., на отдельные
направления работ.
Орбитальная станция (ООКС). На начало разработки ООКС
в полном составе запрашивается 967,4 млн долл. (что примерно
на 1 млрд долл. меньше суммы, запрошенной НАСА).
Сокращение ассигнований приведет к увеличению сроков работ по
программе создания станции почти на год. Общий дефицит
ассигнований на ООКС в 1988 и 1989 фин. гг. по сравнению с той
суммой, на которую рассчитывало НАСА, составит примерно
2.5 млрд долл.
Космические транспортные системы. Ассигнования на эти
системы существенно повышены по сравнению с 1988 фин. г.
На двигательные установки MB К А «Спейс Шаттл» выделено
711,8 млн долл. (в 1988 фин. г. — менее 600 млн долл.), на
обеспечение запуска и полета МВКА — 343,7 млн долл. (в
1988 фин. г. — менее 200 млн долл.), на материальное
обеспечение космических транспортных систем 631 млн долл., в том
числе на орбитальный маневрирующий аппарат OMV 50 млн
долл. С учетом средств, выделенных по другим статьям, всего
на аппарат OMV выделяется 96,5 млн долл. На одноразовые
ракеты-носители запрашивается 195,3 млн долл. (в 1988 фин. г.—
128 млн долл.). Особо подчеркивается выделение 88 млн долл.
на начало разработки твердотопливного ускорителя (ТТУ)
1* — з -
модели 2 для МВКА и 10 млн долл. на начало разработки
орбитальной ступени МВКА с увеличенной длительностью полета.
ТТУ модели 2 должен быть лишен недостатков современного
ТТУ фирмы Morton Thiokol и обеспечить увеличение полезной
нагрузки МВКА на 6,8 т. Первый полет МВКА с ТТУ модели 2
может состояться в 1994 г.
Космические науки и прикладные исследования. На
программу GGS (глобальные геокосмические исследования) выделено
101,4 млн долл. (в 1988 фин. г. — 20 млн долл.), что позволит
начать разработку спутников «Полар» и «Уинд» в рамках
международной программы ISTP. Запуск их ожидается в 1992 г.
На программу «Эксплорер» предусмотрено 82,1- млн долл. (в
1988 фин. г. — 69 млн долл.), что позволит форсировать
разработку спутников ХТЕ и GP-B. Выделено 27 млн долл. на
развертывание работ по спутнику AXAF. Первоначально
администрация отказалась выделить на это средства, как и на программу
GRAF по исследованию планет, однако директор НАСА д-р
Джеймс Флетчер убедил администрацию восстановить
ассигнования на спутник AXAF. Запуск его возможен в 1996 г. На
биологические науки запрашивается 54,5 млн долл. (в 1988 фин. г.—
30'млн долл.), что позволит завершить разработку оборудования
для полетов «Спейслэб» SLSL-1 и SLSL-2, запланированных на
1990 и 1993 гг. Всего на космические лучи и прикладные
исследования предусмотрено 1850 млн долл. (на 84 млн долл.
больше, чем в 1988 фин. г.).
Программа CSTI. На эту программу запрашивается
.156,6 млн долл. (в 1988 фин. г.— 115 млн долл.), которые
распределяются следующим образом: 46,7 млн долл. — на
двигательные установки; 28 млн долл. — на разработку космических
аппаратов; 17 млн долл. — на информационные системы и
обработку данных; 25 млн долл. — на крупногабаритные космические
конструкции; 14 млн долл. — на энергетические установки и
25,9 млн долл. — на автоматизацию и роботизацию.
Программа «Патфайндер». На эту программу запрашивается
100 млн долл., которые распределяются следующим образом:
14 млн долл. — на межорбитальные буксиры, транспортные
аппараты; 13 млн долЛ.— на изучение проблем, связанных с
длительными полетами человека в космосе; 17 млн долл. — на
изучение проблем, связанных с исследованиями Марса
автоматическими аппаратами; 41 млн долл. — на разработку для
исследования дальнего космоса и 15 млн долл. — на изучение
Луны" и Марса.
, Общая сумма ассигнований на программы CSTI и
«Патфайндер», которые объединяются статьей бюджета «Новая
техника», составляет 256,6 млн долл.
Директор НАСА заявил, что существенное повышение
бюджета в 1989 фин. г. по сравнению с 1988 фин. г. позволит на-
— 4 —
чать разработку в полном составе орбитальной станции,
существенно улучшить характеристики МВКА и вдохнуть новую жизнь
в космические исследования, а также обновить техническую
базу США, обеспечивающую работы в области исследования и
использования космоса.
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 3, 13; № 8, 19
«Interavia Air Letter», 1988, № 11440, 3, 4
Сообщение агентства UPI, 1988, 3/111
2. Рекомендации НАСА по НИОКР
Национальный научно-исследовательский совет
Национальной академии наук США опубликовал в декабре 1987 г. доклад,
в котором подверг критике НАСА за недостаточное внимание к
перспективным программам, прежде всего в области двигателей
и пилотируемых полетов. В соответствии с рекомендациями
совета ассигнования на НИОКР по двигателям должны ежегодно
увеличиваться не менее чем на 200 млн долл. Первоочередными
считают НИОКР в следующих областях:
1. Широкий спектр усовершенствованных многоразовых
двигателей для перспективных ракет-носителей. Эти двигатели
должны характеризоваться высокой надежностью, устойчивостью
к отказам и экономичностью.
2. Многоразовый двигатель на низкокипящих компонентах
топлива для межорбитальных транспортных аппаратов.
3. Двигатель большой тяги и высоким удельным импульсом
для пилотируемого марсианского корабля и других аппаратов,
предназначенных для полетов в дальний космос.
4. Ядерно-электрические двигатели с высоким удельным
импульсом для аппаратов, предназначенных для исследований
Солнечной системы.
В соответствии с рекомендациями совета, ассигнования на
НИОКР по пилотируемым полетам должны ежегодно
увеличиваться на 35—125 млн долл. Первоочередным считают НИОКР
в следующих областях:
1. Изучение воздействия на человека и животных
продолжительного пребывания в состоянии невесомости, а оценка
преимуществ и недостатков искусственной гравитации.
2. Изучение возможной радиационной опасности для
человека при длительных космических полетах.
3. Оценка систем жизнеобеспечения с замкнутым контуром.
4. Разработка скафандров, рассчитанных на высокое
внутреннее давление, а также другого оборудования космонавтов для
работы в открытом космосе.
— 5 —
5. Разработка робототехнических систем.
Все эти НИОКР рассматриваются как необходимые
предпосылки для создания ООКС, полетов на Луну и Марс.
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 4, 50, 51
3. Планы ESA до 2000 г.
9—10 ноября 1987 г. в Гааге состоялась сессия ESA на
уровне министров научных исследований стран-членов организаций.
Сессия утвердила план финансирования до 2000 г. На три
важнейшие космические программы ESA выделяется: «Ариан-5» —
2,0 млрд ф. ст.; «Колумб» — 2,2 млрд ф. ст.; «Гермес» —
2,7 млрд ф. ст. Члены ESA считают, что утвержденные затраты
слишком велики и должны быть предприняты меры, чтобы
уменьшить их на 15—20%.
Великобритания отказалась участвовать в программах
«Ариан-5» и «Гермес». В отношении программы «Колумб»
Великобритания не приняла окончательного решения, поскольку
научные и промышленные круги Великобритании весьма
заинтересованы в использовании платформ на полярной орбите,
входящих в состав орбитального комплекса «Колумб». Представитель
Великобритании, министр торговли и промышленности Кеннет
Кларк заявил, что его страна не свяжет себя какими-либо
обязательствами, пока не будет достигнуто удовлетворительное для
ESA соглашение с США об эксплуатации западноевропейского
обитаемого блока в составе американской ООКС. Позиция
Великобритании поставила ее в изоляцию, поскольку все
остальные 13 членов ESA участвуют, по меньшей мере, в одной из трех
вышеперечисленных программ.
Все страны-члены ESA, за исключением Великобритании,
согласились принять участие в программе «Ариан-5». Девять стран
дали согласие на участие в программе «Гермес». Франция взяла
на себя 45% расходов, ФРГ — 30%, Италия — от 12 до 15%.
Согласие на участие в программе «Колумб» дали восемь стран.
ФРГ взяла на себя 38%, Италия — 25%, Франция — около 14%.
«New Scientist», 1987, 116, № 1586, 22
4. Ракетно-космическая техника ФРГ для 21 в.
По оценке обозревателя из ФРГ, современная космическая
программа ФРГ значительно отстает от аналогичной программы
Франции. Одной из причин этого считается разобщенность
интересов и средств министерства науки и техники ФРГ, DFVLR,
промышленности и высшей школы. Надежды возлагаются на
образование управления космических исследований ФРГ, кото-
— 6 —
рое, возможно, окажет помощь инициативе «рабочего
объединения» высшей школы, промышленности и DFVLR, выступившего
с предложением «Общего направления развития (ОНР)
космической науки и техники ФРГ» как концентрированной
национальной научно-технической программы. Указывается, что на
решение перспективных проблем космической программы
необходимо расходовать ~10% государственных средств,
выделяемых на всю космическую программу. Это составит ~220 млн
марок ФРГ.
Как считает обозреватель, инициаторы GHP во многом
скопировали долговременную космическую программу США.
Силы будут направлены на прорыв в космос для проведения
исследований земных ресурсов, Земли, солнечной системы и
Вселенной; на повышение непосредственной пользы от космических
исследований для человечества на Земле и на разведывание и
использование внеземных ресурсов. Освоение космоса носит
долговременный характер, поскольку от идеи до ее
осуществления проходит период 15—20 лет.
Отмечается, что будущая деятельность в рамках ОНР
должна быть направлена на существенное снижение стоимости
вывода объектов на .орбиту и эксплуатационных расходов.
Одновременно должны повышаться безопасность полетов и надежность
транспортных космических систем, а также создаваться
средства для обеспечения длительного пребывания человека в космосе.
Фирма МВБ уже выступила с инициативой создания
воздушно-космического самолета (ВКС) «Зенгер-2», цена доставки
грузов на орбиту с высотой 450 км с помощью которого будет
составлять 20—30% от современной цены. Разработка ВКС может
быть завершена к 2005 г.
Эксплуатация ВКС будет осуществляться с использованием
обычных западноевропейских аэродромов. Первая ступень по
своим габаритам будет сравнима с пассажирским самолетом
«Боинг-747». Она будет разгонять орбитальную ступень до
скорости М = 4,5 на высоте 35 км. Орбитальную ступень,
разрабатываемую на базе мини-МВКА «Гермес», предполагается
оснастить ЖРД с тягой 700 кН, которые обеспечат выход на орбиту.
Фирма Dornier предлагает создать ракету-носитель (РН) на
базе РН «Ариан» с первой ступенью многоразового
использования. Такая перспективная западноевропейская РН EARL будет
доставлять на низкую околоземную орбиту груз ~18 т. Такой
же грузоподъемностью будет обладать и РН «Ариан-5», однако
при применении EARL за счет многоразового использования
дорогой первой ступени с посадочными турбовентиляторными ВРД
цена вывода груза может быть снижена на 50%.
Во всех случаях успех ОНР увязывается с разработкой новых
двигателей, пригодных для работы в широком диапазоне скоро-
стей полета. В диапазоне скоростей М<5 предпочтительными
будут ТРД или ПВРД с дозвуковым горением, а при М>5 —
ПВРД со сверхзвуковым горением или РПД. На первой
ступени ВКС «Зенгер-2» предполагается установить 6 турбопрямо-
точных ВРД с тягой 400 кН каждый. Такой ВРД содержит
последовательно установленные многоступенчатый компрессор,
газогенератор, турбину и камеру сгорания, в которую
дополнительно поступает воздух внешнего контура.
Для реализации программы ОНР потребуются новые
материалы, в т. ч. углеродоуглеродные композиты для
теплозащитных покрытий, облицовки гиперзвуковых воздухозаборников и
тяговых сопел регулируемой геометрии и т. п. Для внешних
элементов ВКС с температурой аэродинамического нагрева до
1400° С перспективными являются керамические композиты с
волоконным армированием.
В программе ОНР предусматривается широкое применение
автоматизации и роботизации с тем, чтобы организовать
техническое обслуживание и заправку ИСЗ на орбите с
использованием полностью автоматического КА обслуживания. Для
перехода такого КА на геостационарную орбиту будут
использоваться электроракетные РД. На геостационарную орбиту
планируется выводить крупногабаритные платформы наблюдения за
состоянием земных ресурсов и ретрансляционные связные ИСЗ с
антеннами диаметром 30—100 м. В. А. Карелин
«Flug Revue», 1988, № 2, 66, 68—70
«Astronautik», 1987, 24, № 3, 88
5. Ассигнования на космическую программу Японии
в 1988 фин. г.
По бюджету 1988 фин. г. на космическую программу
Японии запрашиваются ассигнования в сумме 2,065 млрд долл., что
на 15% превышает сумму, утвержденную на 1987 фин. г. Далее
указываются запрашиваемые ассигнования на некоторые виды
работ (в млн долл.): ракета-носитель Н-2 — 693; многоцелевая
лаборатория JEM—126; автоматическая автономная
платформа, рассчитанная на вывод на полярную Ърбиту— 21;
автономная платформа «Фри-Флайер»—105; ИСЗ ETS-6 —224; ИСЗ
связи BS-3 — 63; ИСЗ ERS-1 для исследования природных
ресурсов — 73; НИР в области использования космоса — 28; НИР
в области космической техники— 13.
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 4, 33
«Flight International», 1988, 133, № 4101, 20
«Interavia Air Letter», 1988, № 11440, 2
— 8 —
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
6. Американская печать о перспективах сокращения
ядерных вооружений
В связи с подписанием советско-американского договора о
ликвидации РСМД и проводимыми переговорами о 50%-ном
сокращении СНВ, в американской прессе печатаются
многочисленные отклики по проблемам сокращения ядерных
вооружений. При этом широкие круги американского народа, в том
числе многие ученые и представители интеллигенции
положительно оценивают достигнутые результаты, и надеются на
скорое разрешение оставшихся вопросов. Наряду с этим
реакционные круги, близкие к Пентагону и военно-промышленному
комплексу, не перестают атаковать идею разоружения вообще, и в
особенности переговоры по этим вопросам с Советским Союзом.
Оценивая достигнутое соглашение о ликвидации РСМД
известный политический журнал «U. S. News and World Report»
пишет, что это соглашение является поворотным пунктом на
пути к безопасному миру и свидетельствует о смелости советского
руководства, которое согласилось сократить значительно
больше ракет, чем США (в отношении 4: 1) и приняло преложение
об инспекции на местах. Конечно, надо иметь в виду, что у обеих
сторон остается достаточное количество ядерных ракет
тактического назначения, а также тысячи единиц СНВ. Именно
последние подлежат 50% -ному сокращению в случае успешного
окончания следующего раунда советско-американских
переговоров.
По американским данным, арсенал СНВ в настоящее время
составляет 12 252 боеголовок у США и 10 896 у СССР. По
проекту предполагается довести число боеголовок с каждой стороны
до 6000, в результате чего стратегические силы сократятся
номинально на 50%, фактически на 35%, поскольку каждый
самолет-бомбардировщик может нести несколько ядерных бомб, но
считается за одну единицу.
По мнению некоторых американских специалистов
(например, Д. Ная — директор Гарвардского центра научных
исследований и международных проблем), «меньше не всегда лучше»,
имея под этим в виду, что уменьшение потенциала СНВ не
обеспечивает должного уровня «сдерживания» противной стороны и
создает предпосылки для нанесения первого удара. Впрочем, его
мнение видимо не разделяется правительством США.
Успех соглашения о сокращении СНВ по мнению ряда
специалистов зависит от того удастся ли сторонам договориться о
легализации программы СОИ. А этот вопрос^ в свою очередь,
зависит от того, в какой мере будет соблюдаться американской
стороной договор по ПРО 1972 г.
— 9 —
Советская сторона рассматривает СОИ как программу
развития наступательных средств под видом обороны. Многие
ученые США не уверены в возможности реализации этой
программы и рассматривают ее как «карточный домик». В то же
время конгресс США поддерживает Рейгана в этом направлении,
предоставляя ему щедрые ассигнования (порядка 3 млрд долл.
в год). Впрочем, президент и этим недоволен, ссылаясь на
отсутствие «нового мышления» у конгрессменов, выделяющих
средства на СОИ.
Оппоненты СОИ в США ссылаются на ограничения,
предусмотренные договором по ПРО, но признают возможность
проведения отдельных НИОКР в лабораториях и даже испытания
некоторых компонентов в космическом пространстве. Однако,
администрация настаивает на т. н. «широком» толковании
договора, позволяющем якобы разработку систем, основанных на
«новых физических принципах». Исходя из этого толкования
Пентагон планирует в 1989 г. провести испытания космического
перехватчика SBI. Основанием для разработки этого проекта
его авторы считают, что он как раз и основан на «иных
физических принципах».
На помощь американским сторонникам СОИ приходит
западногерманский журнал «Fusion», который ссылаясь на
источники 30-летней давности и искажая известные советские
заявления по этому вопросу, утверждает, что Советский Союз давно
работает над своим вариантом СОИ и уже несомненно создал
подобную систему. В связи с этим журнал призывает ни в чем
не доверять Советскому Союзу, и придерживаться позиций
силы.
Еще более резко высказываются профессиональные
советологи д-р Дин и д-р Касс, тесно связанные с Пентагоном. Эти
специалисты утверждают в своей статье, напечатанной в
журнале «Signal», что советская идеология предусматривает якобы
бескомпромиссную борьбу с капитализмом во всех
направлениях, так что военная схватка между социализмом и
капитализмом неизбежна. Поэтому советская военная доктрина
одновременно является оборонительной и наступательной, а конечная
ее цель — широкая экспансия и повсеместное распространение
коммунизма. Практическим следствием этой доктрины является
курс на создание новых видов оружия и, одновременно,
соответствующих средств противодействия. Такими же соображениями
объясняется активная борьба СССР против программы СОИ.
Советский Союз якобы видит в этой программе перспективу
ограничения своих наступательных вооружений, что не
соответствует политическим целям коммунизма. Поэтому, авторы
считают, что для /США стремиться к всеобщему миру нет никакого
смысла,
Если советологи Дин и Касс пытаются опорочить идею
сохранения мира между великими державами с политической точ-
— 10 —
ки зрения, то Джон Пиотровски (Главнокомандующий
космическими силами США) предлагает практические методы
ликвидации советского военного потенциала. Ссылаясь на учение
модного теперь на Западе древне-китайского философа и
полководца Сунь-Цзы (5—6 век до н. э.), о том, что надо строить
стратегические планы с учетом слабых мест противника, генерал
намерен искать такие места в советской военной системе.
По мнению генерала, советская ракетно-космическая техника
значительно уступает американской, особенно в части оснаще^
ния точными приборами и вычислительной техникой, и
обладает меньшими сроками службы. Основные средства борьбы с со-
ветскими ракетными средствами представляются генералу
следующими:
— быстрое уничтожение советских ракетных баз;
— создание надежных и простых средств борьбы с
советскими спутниками и космическими аппаратами (система ASAT);
— разработка и запуск в космос радиолокационных средств
наблюдения за советскими космическими базами и аппаратами.
Г. А. Лебедев
«U. S. News and World Report», 1987, 103,
№ 24, 24—27, 30—32
«Bulletin of Atomic Scientist», 1987, 43, № 10,
3,4
«NATO Review», 1987, № 6, 6—10
«Fusion», 1987, 8, № 5—6, 4—7
«Signal», 1987, 42, № 3, 103—109, 43—47
7. Военное использование ИСЗ
За последние годы в> развитых странах значительно возрос
интерес ИСЗ в военных целях. Из среднегодового количества
запусков спутников различного назначения — около 140 (не
менее 75%) выполняются в военных целях. В США 4% годовых
ассигнований на оборону (12,5 млрд долл. в 1985 г.)
направляются на космические цели.
Военные спутники в настоящее время используются для
выполнения следующих задач:
Дальняя связь, сбор и передача информации, трансляция
различных программ и сообщений.
Сбор и передача метеорологических данных в региональном
и глобальном масштабе.
Разведка, оптическая или радиометрическая, на земле, над
океанами, в воздухе и в космосе.
Обеспечение навигации наземных, морских или воздушных
сил.
Управление боевыми операциями (передача команд).
2* — 11 —
Для систем наблюдения и разведки важнейшим элементом
является дистанционная аппаратура для регистрации
изображений наблюдаемых объектов или исходящих от них
электромагнитных сигналов, как непосредственно излучаемых так и
отраженных. Например, с высоты 200—600 км можно
фотографировать объекты на земле с высокой яркостью и ясным
изображением деталей. Радиолокаторы могут проникать через
плотные облака, открывающие поверхность земли, а инфракрасные
датчики могут надежно видеть в темноте. Такие датчики могут
определять даже закамуфлированные объекты.
Фотографирование может производиться на обычную пленку или магнитную
ленту и храниться на спутнике или передаваться на землю.
Новейшая американская аппаратура дает возможность
фотографировать наземные объекты с разрешением до 0,1 м.
Электронная аппаратура прослушивания может, например,
применяться для определения подготовки к запуску ракет во
время их испытаний (признаком этого является
интенсификация радиопереговоров в районе старта). Что касается сигналов,
излучаемых ракетами в полете, то они очень слабы (порядка
10 Вт) и для того, чтобы их регистрировать разведывательный
спутник должен быть снабжен антенной диаметром не менее
20* м.
ИК-аппаратура. Применяется для наблюдений ночью, в
частности для регистрации мест расположения ракетных шахт,
которые всегда теплее, чем окружающая местность. ИК-апарату-
ру удобно использовать для регистрации различных химических
веществ (дымов, испарений), которые поглощают или изучают
ИК-лучи. Однако ИК-аппаратура, применяемая на спутниках
имеет довольно грубое спектральное разрешение (100—200 нм),
в то время как для распознавания химических веществ
требуется более высокая разрешающая способность (20—40 нм).
Радиолокационная аппаратура обеспечивает ведение
разведки при наличии облачного покрова, но ее разрешающая
способность невысока — порядка 40 м (достаточно для определения
местонахождения корабля, но мало для детального
рассмотрения наземных объектов). Разрешающая способность существенно
улучшается при использовании антенн с синтезированной
апертурой (SAR). Так американский спутник «Сисат» с антенной
типа SAR проводил съемку с разрешением до 25 м. Разрешающая
способность улучшается при увеличении рабочей частоты РЛС.
Для спутников военного назначения, как правило,
используются три типа орбит: гелиосинхронная, геостационарная,
12-часовая.
Гелиосинхронная полярная орбита (высота 180—1000 км)
удобна для крупномасштабных наблюдений и используется, как
для оптической, так и для радиолокационной разведки в
стратегически важных районах. ИСЗ, находящиеся на таких
орбитах, могут с достаточной точностью регистрировать источники
— 12 —
электромагнитных излучений на земле и в море, а также
заниматься перехватом радиосообщений и собирать
метеорологические данные.
Геостационарная орбита (высота 36 000 км) широко
используется в спутниковых системах связи и для ведения различных
видов разведки.
12-часовая орбита (высота 2000 км) используется в
американской спутниковой навигационной системе «Навстар»
(намечено ввести в строй к 1991т.).
Современные достижения микроэлектроники, информатики и
энергетики дают возможность внести в оборудование,
применяемое на спутниках, усовершенствования, позволяющие:
— уменьшить зависимость от наземных станций за счет
авторегулирования параметров полета в соответствии с заданной
программой;
— рационально использовать диапазон применяемых частот
с помощью специальных антенн и систем коммутации;
— анализировать полученные данные в полете и передавать
на землю только те из них, которые имеют существенное
значение;
— создать межспутниковые связи, позволяющие совмещать
контуры наблюдения, принятия решений и исполнения (система
С31) в реальном времени;
— за счет применения ядерных источников энергии создать
новые типы спутников, требующие большого количества
электроэнергии.
Г. А. Лебедев
«Armee et Defense», 1988, 67, 1—П, 13—18
«RUSI», 1987, 1/32, № 4, 13—16
8. Работы по программе СОИ
Американская печать в марте 1988 г. отметила 5-летие
программы СОИ. Большинство специалистов указывает на то, что
катастрофически возросли оценки затрат на развертывание
перспективной системы ПРО и нет ясности в том, какие задачи
сможет решать эта система. 5-летней годовщине программы
СОИ был посвящен 3-дневный симпозиум,/ в работе которого
принимали участие президент Рейган, руководитель работ по
программе генерал-лейтенант Джеймс Абрахамсон и один из
влиятельных инициаторов программы СОИ Эдвард Теллер.
Бо время начала работы симпозиума был опубликован
доклад исследовательской службы конгресса, в котором
утверждается, что затраты на первый этап развертывания системы
ПРО с элементами космического базирования составят от 70 до
150 млрд долл. (это более чем в два раза превышает оценку
затрат, которая была сообщена конгрессу генералом Абрахам-
— 13 —
соном в 1987 г.). В приведенные оценки затрат не включены
расходы на вывод в космос элементов систем^ ПРО, так как
пока США не располагают носителями, обеспечивающими
значительное сокращение, затрат на запуск полезных нагрузок
(ПН).
Несмотря на данные, приведенные в докладе
Исследовательской службы конгресса, генерал Абрахамсон утверждал, что
система ПРО первого этапа будет экономически эффективной.
Согласно расчетам, проведенным по заказу руководителей
программы СОИ, Советскому Союзу для преодоления
перспективной системы ПРО потребуется затратить в 1,5—2,0 раза больше
средств, чем американской стороне.
Американский конгресс, который контролируется
демократами, относится весьма скептически к возможности значительных
изменений в толковании договора об ограничении систем ПРО
1972 г. Конгресс серьезно изучает предложение сенатора Сэмма
Нанна о создании системы ПРО наземного базирования ALPS
(Accidental Launch Protection System) для поражения случайно
запущенных МБР.
Система ALPS может быть создана на основе результатов
НИОКР по программе СОИ. На симпозиуме по программе СОИ
некоторые из выступавших возражали против разработки
системы ALPS в рамках программы СОИ.
Фирмы Lockheed и McDonnell Douglas провел^ оценку
эффективности системы ALPS. По расчетам фирмы McDonnell
Douglas, 100 противоракет, размещенных в шт. Северная
Дакота, не смогут защитить побережье США от боеголовок одной
случайно запущенной советской МБР. Эти противоракеты не
обеспечат также защиты от ракетного залпа одной советской
подводной лодки.
Фирма Lockheed утверждает, что 100 противоракет обеспечат
защиту американского побережья от случайного запуска одной
советской МБР наземного базирования и от МБР, запущенных
советской подводной лодкой из района Арктики. Однако
специалисты фирмы признают, что эти противоракеты не защитят
территорию США от случайно запущенной с борта подводной лодки
ракеты малой дальности, так как эта ракета будет лететь по
настильной траектории.
Как считают специалисты фирмы McDonnell Douglas
размещение на авиабазе Гранд Форкс (шт. Северная Дакота)
100 противоракет не будет противоречить требованиям договора
об ограничении системы ПРО. Эти противоракеты смогут
обеспечить поражение случайно запущенных боеголовок с
вероятностью 90%, но не на всей территории США.
Руководитель работ по внутриатмосферным противоракетам
HEDI в фирме McDonnell Douglas Дин Хофферет заявил на
заседании подкомитета конгресса, что для надежной защиты
территории США от случайно запущенных МБР необходимо раз-
— 14 —
вернуть противоракеты в трех районах восточного побережья и
в двух районах западного побережья. Для осуществления этой
задачи необходимо внести соответствующие изменения в договор
по ПРО.
В соответствии с исследованием Станфордского университета,
для успешного использования внеатмосферных противоракет
ERIS' (разработчик фирма Lockheed) необходимы данные от
РЛС слежения, которые могут поступить только через 4 минуты
после запуска противоракеты. В связи с этим стартовые позиции
противоракет должны размещаться на удалении 1300—1500 км
от защищаемых ими объектов. Для обеспечения работы системы
ПРО необходимо построить много крупных РЛС и разместить
стартовые позиции противоракет в шт. Флорида. Фирма
Lockheed считает, что запуски противоракет ERIS могут быть
обеспечены существующими РЛС после проведения их
реконструкции.
Как считает Дин Хофферет, система из 100 противоракет
ERIS и HEDI, размещенных двумя рубежами на авиабазе
Гранд Форкс (в соотношении 2:1) может обеспечить поражение
случайно запущенной МБР с вероятностью 92%. При этом
работа системы ПРО должна быть поддержана1 космическими
средствами разведки и наземными РЛС. Наиболее опасным для
системы ПРО будет запуск советской МБР SS-18, которая может
нести от 10 до 14 боеголовок.
В исследовании Станфордского университета (выполнено
Центром по международной безопасности и контролю за
вооружениями) с использованием математической модели на основе
данных фирмы Lockheed содержится ряд критических
замечаний в отношении использования противоракет ERIS. Во-первых,
работа этих противоракет может быть сильно затруднена
запуском сотен или тысяч ложных целей. РЛС, приданные
противоракетам ERIS, не смогут в течение располагаемого времени
отличить реальные боеголовки от ложных целей. Во-вторых, как
считает автор исследования Теодор Пистол. ИК-аппаратура
противоракеты не в состоянии произвести дискриминацию целей.
В-третьих, во многих случаях цели будут наблюдаться с борта
противоракет на фоне земной поверхности.
Конгрессмен Джон Спратт, который возглавляет
специальный комитет палаты представителей по программе СОИ, в
выступлении на симпозиуме, посвященном 5-летней годовщине
программы СОИ, обратил внимание на тот факт, что затраты на
программу СОИ в течение 5 лет, увеличились в пять раз и тем
самым чрезвычайно усложнили подготовку бюджетов
министерства обороны США. Спратт выразил сомнения/' в
целесообразности концентрации финансовых ресурсов на разработке
системы ПРО, основанной на использовании кинетического оружия
космического базирования. Такая система может быстро стать
устаревшей.
— 15 —
Генерал Абрахамсон пытался убедить участников
симпозиума в том, что перспективная американская система ПРО будет
стабилизировать военное положение в мире.
НИОКР по программе СОИ достигли такого рубежа, когда
ставится вопрос о проведении летных испытаний некоторых
элементов перспективной системы ПРО. Эти испытания ставят
весьма остро вопрос о допустимости «широкого» толкования
договора по ПРО 1972 г.
В ближайшее время было намечено провести летные
испытания разведывательной ИК-аппаратуры воздушного базирования
в соответствии с экспериментом АОА (Airborne Optical Aoljunct).
Программой эксперимента предусматривается использование
модифицированного самолета «Боинг-767» для размещения ИК-те-
лескопа, с помощью которого должны регистрироваться
излучения от летящих макетов боеголовок МБР. Самолет «Боинг-767»
должен совершать полеты в районе Кваджалейнского ракетного
полигона США в Тихом океане.
В течение 1986—1987 гг. администрация президента Рейгана
пыталась убедить мировую общественность в том, что договор
по ПРО 1972 г. не запрещает проведение разработки и
испытаний систем ПРО и их компонентов, базирующихся на новых
технологиях, которых еще не было в момент подписания договора.
Такое «широкое» толкование договора 1972 г. противоречит
точке зрения всех предшествующих американских администраций,
начиная с администрации президента Никсона. Все предыдущие
администрации считали, что договор 1972 г. разрешает
проведение некоторых разработок и испытаний неподвижных
элементов системы ПРО наземного базирования; все остальные
работы, выходящие за пределы исследований являются незаконными,
независимо от того, была ли разработана технология до
подписания договора или после этого.
В 1987 г. конгресс обязал Пентагон держаться в рамках
обычного толкования договора по ПРО при выполнении работ
по программе СОИ. Администрация Рейгана была вынуждена
выполнять это требование конгресса в течение 1988 фин. г., что
однако, практически не) затрудняет работ по программе СОИ,
поскольку в 1988 фин. г. не планируется проведение испытаний,
противоречащих требованиям договора по ПРО 1972 г.
Ряд экспериментов, которые планируется на ближайшие
годы, например АОА и вывод на орбиту комплекса «Зенит Стар»
для испытаний лазерного оружия, противоречат договору по
ПРО. Администрация Рейгана утверждает, что эксперимент АОА
допустим с точки зрения договора по ПРО, так как: а)
самолет «Боинг-767» не должен рассматриваться в качестве
компонента системы ПРО, поскольку не может находиться в воздухе
длительное время; б) экспериментальный ИК-телескоп не
сможет осуществлять точного слежения за полетом боеголовок
МБР из-за недостаточной дальности действия.
— 16 —
Автор статьи, опубликованной в журналу «Science»
(15.01.1988 г.), Колин Норман считает, что проведение
эксперимента АОА явится нарушением договора по ПРО, поскольку
необходимая точность слежения за полетом боеголовок может
быть достигнута с помощью дополнительного лазерного
дальномера.
Эксперимент «Зенит Стар», который может быть начат в
1990 г. предусматривает проведение испытаний в космосе
экспериментального химического лазера, созданного в
соответствии с программой ALPHA. Этот эксперимент будет нарушением
договора по ПРО, так как последний запрещает проведение
испытаний компонентов системы космического базирования.
Комитет палаты представителей по вооруженным гилам предложил
прекратить финансирование программы ALPHA в связи с тем,
что химические лазеры такого типа не смогут иметь достаточной
мощности излучения для использования в военных целях.
К началу 1988 г. было закончено второе наземное испытание
(из четырех запланированных) лазера ALPHA. Управление
SDIO решило отложить на коне4 1988 г. принятие решения о
продолжении работ по комплексу «Зенит Стар».
Предварительные исследования по эксперименту «Зенит Стар» проводились
фирмой Martin Marietta в соответствии с контрактом (сумма
10 млн долл., срок действия 3 месяца), который был заключен
с ней в октябре 1987 г. управлением SDIO. Первое наземное
испытание лазера ALPHA, в августе 1987 г., свелось к проверке
правильности сборки лазера, а при втором, состоявшемся 23
декабря 1987 г., было проведено зажигание лазера для проверки
его способности создавать свободные атомы фтора, в облаке
которых возникает лазерное излучение. В течение 1988 г.
намечалось провести еще 2 наземных испытания лазера ALPHA.
При третьем испытании намечалось осуществить впрыск
водорода в пространство, заполненное атомами свободного фтора.
Четвертое испытание должно производиться при собранной
оптической аппаратуре, с тем, чтобы можно было осуществить полное
включение лазера.
По заказу управления SDIO фирма Western Research Corp.
ведет НИОКР по импульсному эксимерному лазеру мощностью
800 МВт. И и 15 марта 1988 г. производилось включение
экспериментального лазера, излучение которого направлялось в
космос. Лазер излучал импульсы длительностью 0,5 мкс (энергия
одного импульса 400 Дж) при длине волны излучения 353 нм и
диаметра луча 20 см. Управление SDIO рассматривает экси-
мерные лазеры как один из возможных видов лазерного оружия
для перспективной системы ПРО, а ВВС США — как лазерное
оружие наземного базирования для перспективной
противоспутниковой обороны. Ведутся также НИОКР по эксимерному
лазеру в соответствии с проектом EMRLD. Огневые испытания
этого лазера намечались на начало мая 1988 г.
— 17 —
Управление SDIO приняло решение ускорить работы по
эксперименту BEAR (Beam Experiment Abord Rocket), цель
которого — проведение испытаний в космосе небольшого
ускорителя NPB (Neutral Particle Beam) потока нейтральных частиц.
С помощью ракеты «Ариес» намечено вывести на
баллистическую траекторию полета (продолжительность полета 8 мин)
ускоритель NPB. Эксперимент намечено осуществить в марте
1989 г. (на 6 месяцев раньше, чем. предлагалось по прежним
планам).
Головной исполнитель эксперимента BEAR Лос-Аламосская
национальная лаборатория собрала ускоритель NPB и
телеметрическую аппаратуру, которые разместятся внутри
цилиндрического обтекателя с коническим наконечником (длина обтекателя
4,25 м, диаметр 1,07 м). В состав ускорителя NPB входят блок
диагностики BD (Beam Diagnostics), собственно ускоритель с
усилителями мощности радиочастотного диапазона (RF) и
телеметрическая апаратура. Источник ионов низкой энергии будет
впрыскивать ионы в квадруполь радиочастотного диапазона
(RFQ), который должен разгонять пучок ионов до энергии
1 МэВ. С помощью транспортного устройства высокоэнергетиче-
скйх частиц (НЕВТ) поток ионов подается в нейтрализатор, в
котором с помощью газообразного ксенона ионы нейтрализуются
в атомы водорода (КПД нейтрализатора 50%). На выходе
пучка нейтральных частиц установлена диагностическая
аппаратура, которая определяет характеристики пучка! и его качество.
" Запуск ракеты «Ариес» должен быть произведен с ракетного
полигона Уайт-Сандс (шт. Нью-Мексико). Максимальная
высота-полета ракеты по баллистической траектории — 200 км. Спуск
ускорителя на поверхность Земли будет произведен с помощью
парашютов.
1 Функционирование ускорителя NPB начнется на 87 с полета
развертыванием верхней штанги. Первые два маневра по углу
тангажа начнутся на 90 с полета. В результате этого маневра
в&> ускорителя будет направлена вниз к поверхности Земли,
параллельно силовым линиям магнитного поля Земли.
Включение ускорителя намечено на 126 с полета, когда он будет
находиться на высоте 140 км. Цель включения — измерение
характеристик пучка и съемка его с помощью бортовых ТВ-камер (в
результате взаимодействия пучка с разряженной атмосферой
Земли должно возникнуть слабое свечение, которое
зарегистрируют высокочувствительные ТВ-камеры).
В результате второго маневра по тангажу 'на 170 с полета
осё ускорителя будет направлена перпендикулярно силовым
линиям магнитного поля Земли, сохраняя общее направление к
поверхности Земли. Таким образом можно будет изучить
взаимодействие потока нейтральных частиц с магнитным полем
Земли и космической плазмой. На 185 с полета ускоритель
начнет вращаться вокруг своей продольной оси, что позволит
— 18 -
собрать информацию о заряженных частицах в потоке
нейтральных частиц, которые захвачены геомагнитным полем и собира*
ются на поверхности ускорителя. Апогей траектории полета
(204 км) будет достигнут на 249 с. По программе полета
выключение ускорителя должно быть произведено на нисходящем
участке траектории полета (375 с, высота 135 км), но возможно
внесение изменений в эту часть программы. Ускоритель NPB в
процессе полета будет работать в импульсном режиме (частота
включений 5 Гц). Дальность действия пучка частиц будет
изменяться от 0,2 до 9,6 км.
В соответствии с программой СОИ пучковое оружие должно
выполнять две задачи: а) выявлять реальные боеголовки в
облаке ложных целей (дискриминация целей); б) поражать корпуса
МБР и ложные цели. Между специалистами идут споры
относительно возможных сроков принятия, на вооружение пучкового
оружия.
В подготовке эксперимента BEAR принимают участие нег
сколько американских фирм и организаций: a) McDonnell
Douglas — оказание помощи в проектировании и изготовлении
инжектора и транспортного устройства НЕВТ; б) Grumman —
поставка квадруполя RFQ; в) Westinghouse Electric — поставка
усилителей мощности; г) Лос-Аламосская национальная
лаборатория— обеспечение аппаратурой и нейтрализатором, общее
руководство экспериментом; д) Геофизическая лаборатория ВВС
(авиабаза Хэнском, шт. Массачусетс) — поставка системы
ориентации и стабилизации, системы спуска и посадки ускорителя,
сборка ускорителя.
Управление SDIO намерено провести летные испытания
противоракеты космического базирования (SBI) в 1990 г. Оно
получило в марте 1988 г. извещение от помощника министра
обороны США по закупкам Фрэнка Костелло о том, что эти
испытания не противоречат договору по ПРО 1972 г. Согласно
программе летных испытаний на Кваджалейнском ракетном
полигоне должен быть сначала произведен запуск
экспериментальной противоракеты, наземного базирования, а через 10 минут —
ракеты-мишени. . . . . i
?В качестве противоракеты будет использована ракета «Ари-
ес»- которая обеспечит также вывод на баллистическую траек-,
торию приборного отсека, оснащенного аппаратурой для
регистрации характеристик фона и процесса поражения мишени
противоракетой. Возможности аппаратуры слежения весьма
ограничены: она может обнаруживать цели, не оснащенные маяками,
и осуществлять слежение за ними при дальностях до 20 км.
Конструкция экспериментальной противоракеты существенно
отличается от конструкции противоракеты, которая будет при-'
нята на вооружение. Она не имеет возможностей по прираще-
нию осевой скорости. Наведение на мишень должно
осуществляться за счет включения четырех небольших двигателей, тяга
3* — 19 —
которых перпендикулярна оси противоракеты (двигатели
расположены на боковых поверхностях противоракеты).
Ракета-мишень должна быть запущена через^Ю минут после
запуска противоракеты с ближайшего о-ва Рой-Намюр. В
качестве ракеты-мишени используется ракета «Страйпи-12»
(разработана Сандийской национальной лабораторией), на которой в
качестве третьей ступени используется РДТТ «Стар-27».
Сигнатура ракеты-мишени должна быть аналогична сигнатурам
советских МБР. Возможности эксперимента ограничены из-за
отсутствия сёязи между противоракетой и приборным отсеком.
Информация, полученная аппаратурой приборного отсека,
записывается собственным запоминающим устройством и передается
на наземные станции.
Член палаты представителей Джон Спратт (демократ от
шт. Южная Каролина) выражает сомнения в эффективности
противоракет SBI в связи со значительной уязвимостью боевых
космических станций, на борту которых должны размещаться
противоракеты. Эффективность противоракет космического
базирования значительно снизится в случае использования
Советским Союзом МБР с укороченной продолжительностью
активного участка.
По бюджету на 1988 фин. г. на эксперимент по
противоракетам SBI выделено 111 млн долл. За проведение летных
испытаний отвечает фирма Rockwell International. Исследования по
концепции противоракет SBI проводят фирмы Rockwell и
Martin Marietta, с которыми заключен соответствующий контракт в
сумме 24 млн долл.
Для отработки системы самонаведения противоракет SBI
намечается проведение летных испытаний модели противоракеты
внутри ангара. Задача испытаний — выявить особенности
динамики работы двигателей противоракеты, которые должны
обеспечить разгон ее до скорости 5—6 км/с, и системы
самонаведения, которая должна удерживать ось ИК-прибора в пределах
1 мрад. Испытания будут приводиться в авиационной
лаборатории ВВС AFAL (Air Force Astronautics Laboratory). Модель
противоракеты удалось изготовить менее, чем за 3 месяца, а
уже в декабре 1987 г. провести первые бросковые испытания.
Экспериментальная модель, которая именуется EHV
(Experimental Hover Vechicle), должна обеспечивать проведение привязных
испытаний и совершать свободные полеты. Испытания в режиме
свободного полета должны были быть начаты в июне и
закончены в сентябре 1988 г. Ассигнования на испытания составляют
10 млн долл.
Модель имеет длину более 1,5 м, диаметр 0,6 м (включая
установленные снаружи двигатели) и массу 55 кг. Измерения в
процессе летных испытаний должны проводиться с помощью
бортовых датчиков, сигналы от которых будут обрабатываться
наземной ЭВМ. По результатам расчетов должны вырабаты-
— 20 —
ваться командные сигналы. На борту модели размещается инер-
циальный блок IMU, аппаратура для обработки сигналов, блок
телеметрии и приводы исполнительных органов.
На наземной станции установлены передатчик, приемник и
ЭВМ Vax-3200 фирмы Digital Equipment Corp. Скорость полета
модели измеряется с помощью блока IMU. Во избежание
интерференции радиосигналов задняя стена ангара покрыта
специальным радиопоглощающим материалом, а ТМ-антенна
вынесена за пределы ангара (находится на удалении 20,5 м).
В проведении летных испытаний модели противоракеты SBI
принимают участие помимо сотрудников лаборатории AFAL
представители фирм Rocketdyne (головной разработчик), Auto-
netics Unit (аппаратура) и Wyle Laboratories.
Разработку второй ступени для противоракеты SBI,
оснащаемой ЖРД, ведет фирма Aerojet Tech System Co в
соответствии с контрактом стоимостью 43,2 млн долл. и сроком действия
4 года. Эта ступень должна соответствовать, концепции SCIT
(System Concept Integrated Technology), разработанной
фирмами Martin Marietta и Rockwell. Подрядчик должен разработать
и провести демонстрационные испытания двух двигательных
установок (ДУ) ALAS (Advanced Liquid Axial Stage).
ДУ ALAS должна обеспечивать многократность включения
и использовать в качестве топлива хлорид пентафторид
гидразина. ДУ (диаметр 38 см, длина 25 см) состоит из основного
ЖРД и шести сопел системы ориентации и стабилизации. В
конструкции ЖРД используются углеродные композиты, чтобы
снизить массу всей ступени до 13,5 кг (ступень, созданная на основе
существующего уровня техники, была бы в 3,5 раза тяжелее).
Вызывают сомнения у ряда специалистов и летные
испытания разведывательных комплексов BSTS (разведка и слежение
за; полетом МБР на активном участке траектории полета) и
SSTS (разведка и слежение за полетом МБР на
баллистическом участке траектории полета), которые планируются на
начало 90-х годов. Министерство обороны США в докладе,
направленном конгрессу в 1987 г., сообщило о своем намерении
придерживаться «широкого» толкования договора по ПРО
1972 г. с тем, чтобы в ближайшие 3—4 года провести некоторые
испытания компонентов перспективной системы ПРО, включая
эксперименты по: а) поражению реальной МБР противоракетой
космического базирования; б) наведению противоракеты на цель
с помощью орбитальной лазерной локационной станции; в)
поражению целей в космосе лазером космического, базирования.
Конгресс США оказывает упорное сопротивление
министерству обороны, которое пытается осуществить развертывание
перспективной системы ПРО в возможно более ранние сроки.
Демократическое большинство конгресса стремится увеличить
ассигнования на фундаментальные исследования в программе
СОИ за счет сокращения работ по раннему развертыванию
системы ПРО. В одной из директив конгресса, принятых в январе
1988 г., предпочтение отдается долгосрочным исследованиям по
оружию направленной энергии (лазерному и пучковому) перед
НИОКР по кинетическому оружию, которые недавно были в
центре внимания управления SDIO. В директиве конгресса
сделана попытка удлинить сроки развертывания системы ПРО.
Конгресс отказался выделить ассигнования на разработку
проекта и изготовления противоракет космического базирования
(SBI).
В последние месяцы 1987 г. руководство программой СОИ
перестало использовать термин «раннее развертывание» системы
ПРО, заменив его термином «начальное развертывание», под
которым понимаются работы первого этапа по созданию
эшелонированной системы ПРО. Согласно планам управления SDIO,
развертывание кинетического оружия космического базирования
начнется в 1998 г. В этом же году намечено начать запуски
новой тяжелой ракеты-носителя ALS, которая предназначается
^ля вывода на орбиту элементов кинетического оружия.
Управление SDIO рассчитывает, что в случае избрания в 1988 г. на
пост президента США республиканца, благосклонно
относящегося к программе СОИ, оно сможет добиться одобрения своих
планов до 1992 г.
30 октября 1987 г. генерал Абрахамсон объявил о назначении
на пост научного руководителя работ по программе СОИ
О'Дина Джадда (50-ти лет, главного научного сотрудника Лос-
Аламосской национальной лаборатории, руководившего
исследованиями по оборонной и прикладной тематике). Джадд
занимался исследованиями по системам ПРО еще в 70-х годах.
Длительное время Джадд был научным советником управления
SDIO.
Фирма Raytheon Co. является головным исполнителем
НИОКР по РЛС наземного базирования (GBR), которые она
ведет по заказу! управления SDIO. РЛС представляет собой
станцию с фазированной антенной решеткой, предназначенной
для слежения за полетом боеголовок МБР на баллистическом
участке траектории полета. Как считают специалисты фирмы,
РЛС наземного базирования являются более живучими и менее
дорогостоящими, чем дистанционная аппаратура космического
базирования.
В качестве средств разведки для перспективной системы ПРО
рассматриваются дистанционная аппаратура воздушного
базирования (эксперимент АОА) и космический комплекс*1 SSTS.
Изучается вопрос о размещении дистанционной аппаратуры на
борту боевых космических станций-носителей противоракет SBI.
Фирма Raytheon имеет богатый опыт в проектировании и
изготовлении фазированных антенных решеток (ФАР) по проектам
«Кобра Джуди» (S-диапазона), «Кобра Дейн» (L-диапазона)
- 22 -
и «Пейв Поуз» (диапазона UHF). По оценке фирмы, затраты на
развертывание и эксплуатацию системы GBR на протяжении
жизненного цикла будут меньше 5 млрд долл., что значительно
меньше затрат на систему разведки с элементами космического
базирования.
РЛС TIR (Terminal Imaging Radar) в отличие от ранее
созданных РЛС, предназначенных для раннего оповещения о
запусках МБР, должна работать в Х-диапазоне с высокой
разрешающей способностью, чтобы обеспечивать дискриминацию
целей. Работы по проекту TIR (стоимость контракта 174 м,лн
долл.) по состоянию на начало 1988 г. находились на этапе
детального проектирования оборудования и его программного
обеспечения. Изготовление элементов конструкции РЛС фирма
Raytheon планирует начать в 1989 фин. г. При сборке РЛС TIR
потребуется 40 тыс. ферритовых фазовращателей (РЛС «Кобра
Дейн» имеет 15 тыс., а «Кобра Джуди» 12 тыс).
РЛС TIR будет собрана на атолле Дваджалейн в конце
1990 г. Демонстрационные испытания должны начаться в
октябре 1991 г. В процессе испытаний будет обеспечена возможность
вращения РЛС (при эксплуатации РЛС будет ориентирована в
заданном направлении). Главный субподрядчик по
программному обеспечению— фирма TRW. Рассматривается возможность
разработки подвижного варианта РЛС (на железнодорожных
платформах), который, по мнению специалистов, будет
противоречить договору по ПРО 1972 г. Результаты РЛС TIR будут
использованы при разработке РЛС GBR.
Продолжается развертывание Национального испытательного
комплекса (NTB). Ряд компонентов комплекса NTB
использовался для передачи данных при эксперименте NPB (Neutral
Particle Beams), цель которого — проверка возможности
использования пучков нейтральных частиц для дискриминации целей.
В рамках эксперимента NPB в ноябре 1987 г. был произведен
с авиабазы Ванденберг запуск запуск МБР «Минитмен».
Данные с борта МБР передавались управлению SDIO через
Национальное испытательное сооружение (NTF), находящееся на
авиабазе Фалкон (шт. Колорадо).
Сооружение NTF в начале 1988 г. было частью
Объединенного центра космических операций (CSOC). После завершения
строительства нового здания NTF станет основным узлом
комплекса NTB. В процессе полета МБР «Минитмен», 3 ноября
1987 г., который длился 30 минут, передача всех данных
производилось через сооружение NTF. Данные в NTF поступили
через спутниковые, микроволновые и оптические линии связи.
Из сооружения NTF экспериментальная информация
передавалась в Контрольной центр Армии США (Хантсвилл, шт.
Алабама), который именуется N-SITE (Near-Term System Integration
Evaluation Site). Центр N-SITE получал данные от дистанцион-
— 23 —
ной аппаратуры, с помощью которой осуществлялось слежение
за полетом МБР «Минитмен» с авиабазы Ванденберг в район
Кваджалейнского ракетного полигона
Как утверждает руководитель работ по перспективной
систему ПРО (SDS) Сонни Диксон, пучки нейтральных частиц
показали возможность дискриминации всех экспериментальных
мишеней.
После приостановки работ по РН ALS, которая произошла в
конце 1987 г., было достигнуто соглашение между ВВС и НАСА
о совместной разработке этой РН. Национальные лаборатории
по космической технике (NSTL), которые подчинены НАСА,
должны будут проводить завершающие испытания РД и турбо-
насосных агрегатов, а Авиационная лаборатория ВВС (AFAL)
должна отвечать за! разработку подсистем ЖРД и испытания
отдельных компонентов. НИЦ им. Маршалла НАСА будет
проводить сравнительные испытания подсистем ЖРД на
углеводородном горючем. Полномасштабные испытания ЖРД
возложены на NSTL (шт. Миссисипи).
18 марта 1988 г. было разрешено использовать 50 млн долл.
на начальные работы по программе ALS. В этих работах
участвуют семь субподрядчиков, с каждым из которых заключен
контракт в сумме 5 млн долл.: General Dynamics, Boeing Aerospace,
USBI Booster Production Co., Hughes Aircraft Co., Martin
Marietta, McDonnell Douglas, Rockwell International.
В течение 1983—1988 гг. управление SDIO получило 15 млрд
долл. на осуществление программы СОИ. Управление заключило
4800 контрактов на общую сумму 15 млрд долл., из которых
только на сумму 7,2 млрд долл. приняты финансовые
обязательства. В 1988 г. был объявлен конкурс на 300 контрактов.
Крупнейшие подрядчики перечислены в табл. I/1 Стоимость
контрактов, заключенных с промышленными фирмами, составляет
12 млрд долл. (78%), с федеральными лабораториями —
1,8 млрд долл. (12%). Более мелкими исполнителями являются:
правительственные организации (4%), университеты (3%),
бесприбыльные организации (1%), иностранные организации (2%).
Наиболее крупные заказы.' получили организации следующих
штатов: Калифорнии (6,6 млрд долл.), Нью-Мексико,
Массачусетс, Алабама, Вашингтон.
В проекте бюджета на 1989 фин. г., представленном
министерством обороны США конгрессу, предусмотрено значительное
увеличение ассигнований по ряду проектов (табл. 2).
Фирма McDonnell Douglas в соответствии с контрактом
(стоимость 310 млн долл., срок действия 5 лет), который она
заключила с управлением SDIO, ведет разработку внутриатмосферно-
го перехватчика (HEDI). Первые летные испытания прототипа
перехватчика планируется провести на полигоне Уайт-Сандс в
декабре 1988 г.
— 24 —
Таблица 1
Крупнейшие подрядчики по программе СОИ
Наименование фирм
Lockheed
General Motorc
TRW
Boeing
Rockwell International
McDonnell Douglas
General Electric
Martin Marietta
Teledyne, Inc.
EG and G
LTV Corp.
Стоимость, млн долл.
Контрактов
1600
881
779
757
701
647
578
514
411
388
260
Финансовых
обязательств
548
426
425
365
237
376
ПО
134
213
156
161
Т а б л и ц а 2
Сравнение проекта бюджета на 1989 фин. г. с ассигнованиями
по важнейшим проектам в 1988 фин. г.
Наименование проектов
Перехватчик космического
базирования (SBI)
Внеатмосферный перехватчик
(ERIS)
Комплексы разведки и
слежения космического и
наземного базирования
Новые разработки
Проектирование и
вспомогательные работы
Национальный испытательный
комплекс (NTB)
Система боевого управления,
связи, командования и
контроля (ВМ/С3)
Сумма, млн долл.
проект
бюджета на
1989 ф. г.
330
202
90
74,5
135
115
114
бюджет на
1988 ф. г.
204,7
137
28,4
27,5
111
87
99
Относительный рост
ассигнований, 9/о
61
46
216
171
20
32
15
Головным разработчиком комплекса NTB является фирма
Martin Marietta Information and Communications Systems
(Денвер, шт. Колорадо). С фирмой ;в январе 1988 г. был заключен
соответствующий контракт в сумме 508 млн долл. Сооружения
— 25 —
комплекса NTB должны быть связаны между собой
засекреченными линиями связи, надзор за которыми будет осущеотлять
Национальное агентство по безопасности (NSA). Полагают, что
засекречивающаяся аппаратура будет приобретаться у фирмы
Motorola Communications and Electronics Div. (Лендовер,
шт. Мэриленд). '
Фирма Martin ^Marietta в начале 1988 г. вела переговоры с
фирмой Hughes о заключении контракта сроком на 5 лет
стоимостью 70—80 млн долл. об обеспечении комплекса NTB
спутниковыми и наземными линиями! связи. ВВС США намечает
арендовать у фирмы Hughes Communications Inc. один из
ретрансляторов, установленных на трех связных ИСЗ фирмы серии
«Гэлэкси» (выведена на орбиту в период с июня 1983 по
сентябрь 1984 г.). С помощью этих ИСЗ обеспечивается
телефонная связь, передача данных и ТВ-информации, факсимильная
связь.
Предполагается, что западноевропейские фирмы создадут
средства связи для перспективной западноевропейской системы
ПВО ERAD (Extended-Range Air Defense), которая будет
объединена с комплексом NTB.
Фирма Martin Marietta заключила контракт (срок 5 лет,
сумма 20 млн долл.) с английской фирмой Ferranti для
проведения исследований по обеспечению связи комплекса NTB с
Западной Европой.
JS ноябре 1987 г. Управление ядерных вооружений США
(DNA) заключил контракты с фирмами Ebasto Services Inc.
(Нью-Йорк, шт. Нью-Йорк) и Bechtel National Inc. (Сан-
Франциско, шт. Калифорния) на проведение концептуальных
исследований Сверхпроводящей магнитной системы для
хранения энергии SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage).
Концепция предусматривает использование катушек размером с
футбольное поле для хранения резервных запасов
электроэнергии в мирное время и для электропитания лазеров наземного
базирования в военное время. Преимущества системы SMES —
возможность мгновенной выдачи огромных количеств
электроэнергии; очень высокая эффективность; сравнительно низкие
затраты; независимость от снабжения топливом; простота выбора
площадок для размещения хранилищ электроэнергии;
нечувствительность к землетрясениям, взрывам и электромагнитным
импульсам.
Министерство энергетики США ведет НИОКР по ядерному
оружию направленной энергии (NDEW). По бюджету на
1988 фин. г. на эти НИОКР выделено 279 млн долл.
Министерство энергетики, как считают специалисты, участвуют в
программе СОИ, ведя исследования по ряду направлений:
энергетическим установкам наземного и космического базирования;
взрывам ядерных устройств в замкнутом пространстве;
рентгеновским лазерам; пучковому оружию; микроволновым устройст-
— 26 —
вам; кинетическому оружию; оптическим лазерам. В конце
1987 г. министерство энергетики заключило контракт с фирмой
Rockwell International в сумме 128 млн долл. на проведение
наземных демонстрационных испытаний энергоустановки DIPS
(Dynamic Isotope Power System), которая предназначается для
электропитания ИСЗ разведывательного комплекса BSTS.
Общие ассигнования на энергоустановки (включая DIPS и SP-100)
в 1988 фин. г. составляют 75,25 млн долл.
В начале 1988 г. управление SDIO заключило контракт в
сумме 43 млн долл. с фирмой AiResearch (отделение фирмы Allied-
Signal Aerospace) на разработку криогенной системы
охлаждения для ИСЗ космических разведывательных комплексов.
«Aerospace Daily», 1987, 144, № 36, 286; № 37,
293; № 54, 427; № 55, 437; № 57, 450—451;
№ 59, 466; № 61, 483, 484; 1988, 145, № 4, 25,
26; № 9, 62; № 22, 168; № 24, 187; №> 26, 202
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 2, 15, 21—23; № 12, 16, 17, 20, 70, 71;
№ 13, 19, 29, 30, 79, 81, 84; № 14, 41
«Defense Daily», 1988, 156, № 11, 81
«Flight International», 1988, 133, № 4106, 10, 13
-f «Interavia Air Letter», 1988, № 11444, 3
«Nature»,, 1988, 332, № 6162, 297
- «New Scientist», 1988, 117, № 1604, 26
«Physics Today», 1987, 40, № 12, 59, 60
«Science», 1988, 239, № 4837, 246—248
9. Военное использование космоса во Франции •
В настоящее время число лиц, работающих во Франции над
осуществлением космических программ составляет около
11 тыс. чел. Военный бюджет Франции на 1988 г.
предусматривает на космические исследования около 2,5% общего бюджета
(около 2 млрд фр.). К 1991 г. ассигнования на эти цели будут
доведены до 3,5 млрд фр. (в США на военный космос
выделяется около 17 млрд долл., т. е. 100 млрд фр.). Привлечение других
западноевропейских стран, в первую очередь ФРГ и Англии, к
выполнению космических программ, даст возможность довести
общеевропейские ассигнования на эти цели до 15—20 млрд фр.
в год.
Основные цели космических программ военного назначения
Франции остаются прежними — в первую очередь связь
(программа «Сиракузы»), разведка (программа «Гелиос»),
навигация (программы «Локстар» и «Сикомор» и наблюдение за акеа-
нами (программа «Топекс»/«Посейдон»).
Система космической связи «Сиракузы» имеет в своем
составе два ИСЗ «Телеком» с каналами военной связи, наземные
4* — 27 —
станции с большими антеннами, дающими возможность вести
закрытые передачи, а также станции на военных кораблях и
самолетах. ИСЗ «Телеком» построен фирмой Matra по контракту
с министерством связи. Сейчас реализуется программа «Сираку-
зы-2», в состав которой войдут ИСЗ «Телеком-1В и 1С». ИСЗ
«Телеком-1В», запущенный в 1986 г. недавно вышел из строя в
связи с поломкой блока электронного управления системы
ориентации. Первые ИСЗ серии «Телеком-1С» предполагалось
запустить в первой половине 1988 г.
По заданию министерства обороны Франции
разрабатывается проект военного спутника для оптической разведки «Гелиос».
Этот спутник с массой около 2 т, будет снабжен мощным
телескопом, дающим возможность получать снимки высокого
качества. Запись будет производиться на магнитную пленку с большой
плотностью, обработка и анализ снимков будут выполняться по
наземной станции.
Для обеспечения надежной навигации военных средств
(самолетов, кораблей, бронемашин) во Франции частично
используется, по соглашению с США, система «Навстар». Сейчас
прорабатывается вопрос об изготовлении и запуске, совместно с
рядом европейских государств, навигационного спутника и «Лок-
стар», который мог бы работать в пределах Европы, главным
образом, для обеспечения навигации наземных средств.
Полезная нагрузка этого спутника составит 15—70 кг. Расходы
составят около 700 млн фр. (два спутника и наземная станция
управления) . Г. А. Лебедев
«Air et Cosmos», 1988, 25, № 1177, 32; № 1178,
33, 34
«Aviation Magazine International», 1988, №956,
43, 44—49
10. Серийная аппаратура пользователей системы «Навстар GPS»
В конце сентября 1987 г. американская фирма
Rockwell-Collins передала ВВС США первый комплект серийной пятиканаль-
ной аппаратуры глобальной спутниковой радионавигационной
системы военного назначения «Навстар GPS» для установки на
борту стратегического бомбардировщика B-52G. Этот приемник
входит в состав первоначальной партии из 702 комплектов
приемной аппаратуры, которые фирма должна изготовить для ВВС,
Армии и ВМС США. Фирма уже получила контракт на
дополнительный выпуск 1100 комплектов. Согласно условиям этого
контракта, поставки начнутся в 1988 г. и будут включать также
аппаратуру для Канады, ФРГ и Австралии.
Фирма Rockwell-Collins будет выпускать приемники этой
системы шести вариантов: один одноканальный, три двухканаль-
ных и два пятиканальных. Общая потребность министерства
— 28 —
обороны (МО) США до конца текущего столетия оценивается
в 21 тыс. комплектов приемной аппаратуры.
До конца 1987 г. фирма должна была ежемесячно выпускать
по 15 пятиканальных приемников типа ЗА, предназначающихся
для установки на самолетах и вертолетах ВВС и ВМС США.
По сравнению с моделью приемника, созданного на этапе
разработки в полном объеме, размер серийного приемника в
глубину меньше на 5 см, масса составляет 17,6 кг. Ожидается, что
этот приемник будет определять местоположение с точностью,
превышающей 15 м, скорость с точностью, превышающей
10 см/с. Кроме того, он обеспечит выдачу сигналов времени с
точностью 0,1 мкс (эти сигналы могут быть использованы для
синхронизации работы связных радиостанций со
скачкообразным изменением несущей частоты).
Приемники, устанавливаемые на самолетах и вертолетах
ВВС США, будут комплектоваться антеннами с возможностью
формирования провалов в диаграмме направленности для
противодействия работе станций помех противника. Более дешевые
антенны со стационарными диаграммами направленности будут
использованы на самолетах и вертолетах ВМС. Антенны обоих
тняов были разработаны отделением ECI фирмы E-Systems.
Первоначально планировалось, что наиболее сложные пяти-
канальные приемник, которые могут одновременно принимать
сигналы от пяти различных ИСЗ системы GPS, будут
устанавливаться лишь на высокоскоростных самолетах, а вертолеты и
корабли будут оснащаться более дешевыми двухканальными
приемниками, работающими в режиме разделения во времени.
Однако ВМС США приняли решение использовать одни и те же
пятиканальные приемники на самолетах, вертолетах,
авианосцах и других кораблях, что должно привести к снижению
расходов на материально-техническое обеспечение. Корабельный
вариант такого приемника снабжается прочным корпусом,
который обеспечивает возможность более легкого доступа к
печатным платам для проведения операций технического
обслуживания; кроме того, в лриемнике предусматривается использование
дополнительной печатной платы со схемами встроенного
контроля.
Предусматривается также выпуск различных вариантов
двухканального приемника: для армейских вертолетов ОН-58,
ошащенных мультиплексной шиной, удовлетворяющей
требованиям военного стандарта MIS-STD-1553, и для армейских
вертолетов UH-60, которые такой шины не имеют. Начало^поставок
одноканальных приемников (ранцевой и автомобильной
аппаратуры) намечено на апрель 1988 г., а начиная с сентября 1988 г.
выпуск составит 25 приемников/мес.
Серийная аппаратура имеет следующие особенности:
— генератор кода выполнен на одной микросхеме (вместо
пята кристаллов в модели, созданной на этапе разработки в
- 29 -
полном объеме), что позволило уменьшить расходы на —2 тыс.
долл./канал;
— использованы усовершенствованный микропроцессор и
кристаллы памяти с более высокой плотностью записи
информации, что поаволило вместо двух иметь одну печатную плату.
Для случая одноканальной ранцевой аппаратуры (для
сухопутных войск) это позволило почти в два раза увеличить срок
службы батареи электропитания.
В результате этих усовершенствований и использования
фирмой Rockwell-Collins нового высокоавтоматизированного завода
вблизи Коралвилла (шт. Айова) стоимость комплекта серийной
приемной аппаратуры более чем в два раза меньше той, которая
была намечена на 1979 г. при планировании перехода к выпуску
серийной продукции. Поэтому, по оценкам фирмы, закупки
серийной аппаратуры обойдутся военным ведомствам примерно в
два раза дешевле, чем предполагалось ранее. Так, стоимость
пятиканального приемника составляет лишь 44,7 тыс. долл.
(вместо 116,8 тыс. долл.), двухканального 31 тыс. долл. (вместо
66,2 тыс. долл).
Еще одним важным отличием серийной аппаратуры является
более высокая надежность, что соответствует более жестким
требованиям, которые предъявляет МО в настоящее время. Так,
раньше считалось приемлемым, чтобы вначале аппаратура
демонстрировала надежность, примерно соответствующую одной
трети от прогнозируемого (требуемого) значения средней
наработки на отказ (СНО) и лишь через несколько лет выпуска
серийной продукции надежность аппаратуры достигала
требуемого значения СНО. Теперь же МО требует, чтобы
первоначальная надежность соответствовала 60% от требуемого значения
СНО и чтобы в течение двух лет выпуска серийной аппаратуры
было достигнуто требуемое значение СНО. Поэтому фирме
пришлось прибегнуть к услугам специального контрактанта для
проверки каждой микросхемы, используемой в приемнике, и
проводить выборочные климатические испытания. Кроме того,
каждый печатный узел подвергается испытаниям на
принудительный отказ, а также воздействию 25 циклов (без подвода
электропитания к схемам) с изменением температуры от —54
до +100° С в течение периода времени, меньшего 4 мин.
Печатные узлы, которые выдерживают испытания и
устанавливаются в приемнике, должны работать в течение 50 ч с 10
циклами изменения температуры (от одного крайнего значения до
другого), после чего проводятся испытания на воздействие
случайных вибраций.
В контракте с фирмой предусмотрено, что каждый приемник
снабжается часами, которые показывают фактическое время
наработки. Каждый класс приемников имеет свое заданное
значение СНО. Так, для одноканальной (ранцевой) автомобильной
аппаратуры требуемое значение СНО = 2221 ч, для пятиканаль-
— 30 -
ной аппаратуры типа ЗА требуемое значение СНО=1350 ч. На
основе фактических значений СНО для каждого класса
приемника в начале эксплуатации и на последующих этапах
жизненного цикла фирма либо получает поощрительное
вознаграждение в размере 3 млн долл. или выплачивает такой же штраф.
Фирма взяла также на себя обязательство выполнять все
требующиеся ремонтные работы до сентября 1992 г.
Фирма Magnavox, оказавшаяся «неудачницей» в конкурсе
предложений на серийный выпуск аппаратуры для МО США,
работает в тесном сотрудничестве с западноевропейскими
фирмами с целью выхода на рынок аппаратуры для блока НАТО.
Путем использования самых последних достижений в области
технологии микросхем фирме удалось разработать пятиканаль-
ный приемник «Евронав», размеры и масса которого в два раза
меньше размеров и массы соответствующего приемника фирмы
Rockwell-Collins.
Как Rockwell-Coll ins, так и фирма Magnavox под
руководством управления DARPA МО США проводят разработку
сверхминиатюрного приемника размерами с пачку сигарет. В этом
приемнике широко используются арсенид-галлиевые
интегральные схемы. Фирма Rockwell-Collins разрабатывает также
другой вариант такого приемника с использованием уже
отработанной технологии кремниевых интегральных схем.
Фирма Rockwell-Collins выбрана в качестве поставщика
миниатюрного одноканального приемника сигналов системы GPS
для новой запускаемой с поверхности земли ракеты SLAM
(Standoff Land-Attack Missile), являющейся вариантом ракеты
«Харпун». Этот приемник, в котором будут использоваться
несколько стандартных и несколько специализированных модулей,
имеет массу всего лишь 5,6 кг занимает объем 7,70 дм3.
Продолжаются также разработки дешевой комплексной
бортовой аппаратуры, в составе которой используются приемные
модули аппаратуры системы GPS. Так, в комплексной
аппаратуре отделения прецизионной продукции фирмы Northrop одно-
канальный приемник этой системы, выполненный на трех
заказных интегральных схемах, объединяется со стандартной
самолетной бескарданной системой измерения углов тангажа, крена
и курса. В результате получена легкая малогабаритная
самолетная комплексная навигационная аппаратура с малым
потреблением мощности электропитания. Такое комплексирование
позволяет понизить уровень сложности аппаратуры, что ведет к
повышению ее надежности. Во время работы приемник
сигналов системы GPS и система измерения углов тангажа, крена и
курса дополняют друг друга, в результате чего точность
комплексной аппаратуры выше точности составляющих ее подсистем
и достигает примерно 9 м. В другом варианте комплексной
аппаратуры этого отделения, предназначающейся для установки
— 31 —
на борту ракеты, приемник сигналов системы GPS
объединяется с перспективной бескарданной инерциальной навигационной
системой. Н. Я. Щербак
«Flight International»-, 1987, 132, № 4078, 10
«Aviation Week and Space Technology», .1987,
127, № 12, 93, 95, 99, 101
11. Программа «Лайтсат»
В августе 1987 г. в г. Монтерей (шт. Калифорния) состоялась
конференция, посвященная так называемым «системам легких
спутников» (Lightweight Satellite System). Конференция была
организована Управлением перспективных НИР МО США
(DARPA). Среди 600 участников конференции находились
высокопоставленные представители ВВС, ВМС и Армии США.
Обсуждался вопрос о разработке и создании типа ИСЗ,
получившего наименование «Лайтсат». Согласно выработанному на
конференции определению, к этому типу должны относится ИСЗ,
масса которых составляет около 230 кг и менее.
Концепция «Лайтсат» — это не только ИСЗ, но и носители
наземные станции. Суммарные затраты на одну систему такого
типа составляют, по существующим оценкам, 10 млн долл.
Привлекательность систем «Лайтсат» для ВМС и Армии
заключается в возможности запуска спутников военного назначения с
мобильных пусковых установок. Такие ИСЗ могут использоваться
для слежения за перемещением своих войск и войск противника,
для метеоразведки, морской разведки и т. д.
Считают, что малые спутники можно будет создавать за
18—24 месяца при сравнительно низких затратах. В качестве
носителей могли бы служить также (после модификации)
некоторые РН, созданные по контрактам правительственных
ведомств, коммерческие РН и новые РН, созданные на базе
существующих элементов. Как считают сторонники создания
малых спутников, их преимущества по сравнению с современными
крупногабаритными и дорогостоящими ИСЗ военного
назначения состоят в следующем: меньшие затраты на разработку,
испытания и изготовление; меньшие затраты на запуск; меньшие
ограничения на число выводимых ИСЗ; большая выживаемость
системы благодаря большому числу ИСЗ (нечувствительность к
применению вероятным противником противоспутникового
оружия).
Если ВМС и Армия заинтересованно отнеслись к программе
«Лайтсат», то руководство ВВС не уверено что с военной точки
зрения целесообразно было бы создавать системы (например,
связные), состоящие из большого числа малых ИСЗ. К числу
противников программы «Лайтсат» принадлежит министр ВВС
Эдвард Олдридж. По его мнению, создание совершенно новых
— 32 —
спутников в мирное время (а в противном случае нельзя быть
уверенным в их эффективности в ходе военных действий)
обойдется дороже, чем модификация используемых ныне спутников
для работы в военное время. Олдридж напомнил о ситуации
когда из-за аварий МВКА и одноразовых РН США практически
не имели возможности запускать новые спутники военного
назначения. Однако спутники, выведенные ранее и исчерпавшие
к тому времени свой ресурс, продолжали отлично
функционировать. Если бы на их месте были дешевые легкие спутники с
малым сроком активного существования, то обеспечить
эксплуатацию военных спутниковых систем в течение этих двух лет не
удалось бы.
Вызывает сомнение возможность эффективного управления
большим числом спутников. Кроме того, они окажутся более
уязвимыми для ионизирующих и лазерных излучений, а зоны их
покрытия будут весьма ограниченными. С другой стороны,
наличие сети из большого числа спутников позволяет изменять
маршрутизацию пакетов данных (в сетях с коммутацией
пакетов) и обходить узлы, поврежденные противником или
вышедшие из строя по каким-либо причинам.
Управление DARPA завершило работы 1 этапа (НИР) по
программе «Лайтсат». Работы по программе рассчитаны на
5 лет, а общие затраты могут достигнуть 1 млрд долл.
На 1988 фин. г. запрашивалось 100 млн долл. Конгресс пока не
утвердил ассигнований на эту программу.
«Aerospace America», 1987, 25, № 11, 48, 49, 50
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
12. Развитие спутниковой связи для гражданской авиации
В настоящее время широким фронтом ведутся работы по
развитию навигационных систем для гражданской авиации,
среди которых наиболее перспективными являются спутниковые
навигационные системы. Еще в 1983 г. ICAO создала
специальный комитет FANS, координирующий работы по созданию
навигационных систем будущего. В процессе проводимых работ
представители комитета FANS выявили все возрастающий
интерес не только к современным навигационным системам, но и
к системам связи земля-воздух. Многие специалисты
представляют целесообразным объединить полезные нагрузки ИСЗ, с
тем чтобы спутниковая сеть одновременно обеспечивала
выполнение функций не только навигации, но и связи. Система
обеспечит для авиапассажиров возможность радиотелефонной связи,
что сделает более продуктивным использование времени в пути.
Техническая связь на авиалиниях хорошо отработана. Для
этой цели отведены УКВ и KB каналы. Системы обмена кодиро-
— 33 —
ванными данными ACARS или AIRCOM работают на УКВ.
Качество их работы весьма высокое и их число постоянно растет
(примерно на 45% в год). Однако с радиотелефонной связью
дело обстоит пока не так хорошо.
Представители комитета FANS и другие официальные лица
считают, что необходимо разработать систему, обеспечивающую
одновременно четыре вида связи:
* — связь для целей УВД;
— техническую связь между самолетом и руководством
авиакомпании;
— связь с административными службами (например, для
резервирования пассажирских мест);
— связь по запросам пассажиров, включая радиотелефон,
телекс, доступ к автоматическим службам.
Поскольку не все самолеты будут оснащены в одинаковой
степени, система должна быть модульной. В качестве рабочего
диапазона будет диапазон, применяемый для мобильной
спутниковой связи, состоящий из двух частей: одна для передач
вверх (самолет-ИСЗ), 1545—1555 МГц, вторая —для передач
вниз (1646,5—1656,5 МГц). Скорость и частота передачи данных
будут изменяться в соответствии с числом посылаемых бит и
оборудованием самолета. Наименее оборудованный самолет
будет посылать данные через всенаправленную антенну, хорошо
оборудованный будет иметь различные антенны, которые смогут
ориентировать на ИСЗ направленный луч при коэффициенте
усиления, по меньшей мере, 12 дБ относительно изотропного
источника. Такие направленные антенны будут состоять из плат
со стороной в несколько дециметров, содержащих примерно
20 печатных решеток, каждая из которых будет подключена к
цифровому фазовращателю.
Необходимо будет иметь достаточное число ИСЗ, так чтобы
выход из строя одного не привел к опасной ситуации
управляемый через него самолет. Для перекрытия земной поверхности
потребуется иметь шесть геостационарных ИСЗ. Проблему
представят лишь полярные шапки, однако очень небольшое
число самолетов летает выше 75° с. ш. и практически отсутствуют
самолеты ниже 75° ю. ш. Вопрос о наблюдении за самолетами
в1 таких широтах является скорее политическим, чем
экономическим.
В 1988 г. авиакомпании Air France, Sabena, TAP Air Portugal
й Varig осуществят попытку организации передачи данных
посредством мобильной спутниковой связи. Такая передача
предложена Международной организацией по дальней связи (SITA)
в сотрудничестве с управлением ESA и организацией
INMARSAT. Проверка новой службы продлится до середины
1989 г. Каждая из авиакомпаний оборудует один свой самолет
комплектом бортового оборудования PRODAT, разработанного
£ЪА Кроме того, каждый из самолетов будет оснащен цифро-
— 34 -
вым связным УКВ оборудованием AIRCOM/ACARS. Для
экспериментов будут использоваться ИСЗ спутниковой системы «Йн-
марсат».
Базирующаяся на модульном развертывании наземных УКВ
станций система AIRCOM/ACARS представляет собой
экономичный подход к связи воздух-земля в районах с плотностью
воздушного движения от средней до высокой.
Следует, однако, отметить, что обеспечение УКВ перекрытия
областей океанов или районов с низкой плотностью воздушного
движения либо невозможно, либо непрактично. Для
преодоления таких ограничений SITA планирует использование
спутниковой связи, полностью совместимой и взаимозаменяемой с
УКВ-связью системы AIRCOM. Для организации спутниковой
связи достигнута договоренность с ESA и INMARSAT об ие-
пользовании для этой цели существующих ИСЗ «Мареке» с
использованием разработанного ESA оборудования.
Изучение возможностей спутниковой связи направлено на
испытание передачи данных с малой скоростью (несколько со-
тец бит в секунду) между самолетом и наземным оборудованием
с использованием наземной сети AIRCOM/SITA.
..Прямая линия связи (земля-воздух) использует временное
уплотнение при скорости передачи примерно 1000 бит/с и
организована в виде группы каналов (до 16 одновременно) со
скоростью передачи данных по 47 бит/с. Обратная линия (воздух-
земля) организована так, чтобы обеспечивать до 16
одновременных каналов со скоростью передачи данных 200 бит/с. Бортбвое
электронное оборудование содержит два основных элемента.
Первый предполагает стандартные блоки оборудования
AIRCOM/ACARS, включая: блок контроля и отображения в
кабине; печатающее устройство (по соглашению); блок
управления, расположенный в отсеке для электронного оборудования;
терминал управления в салоне самолета с соответствующим
печатающим устройством (по соглашению).
Второй элемент предполагает блоки электронного
оборудования PROD AT, включающего следующие подсистемы: блок
спутниковых данных и блок радиочастоты, расположенные оба
в отсеке для электронного оборудования; мощный усилитель,
расположенный в отсеке для электронного оборудования либо
поближе к передающей антенне; малошумящий усилитель,
расположенный поближе к приемной антенне.
ESA арендовало и полностью оснастило комплектом
специализированного оборудования наземную станцию в Испании.
Этот комплект оборудования предназначен, во-первых, для
обеспечения спутниковой связи с терминалами на борту самолетов
и, во-вторых, для обеспечения интерфейса с сетью SITA. Дли
этой цели SITA разработала необходимое программное обеспе-
чейие, наиболее нужное для процессора AIRCOM.
5* — 35 —
Бортовой терминал ISVT для радиотелефонной связи с
защитой от подслушивания создан специалистами фирмы E-Systems.
Связь обеспечивается современными средствами обработки
речевых сигналов и их цифрового кодирования. Фирма E-Systems
создала целый ряд систем E-Sat, обеспечивающих различные
возможности для пользователей. Эти системы работают в
настоящее время в качестве судовых станций «Инмарсат». В
сочетании с решеткой спиральных антенн они могут применяться на
самолетах. Антенная система монтируется на механически
поворачиваемом пьедестале, реагирующем на команды ориентации
и позволяющем ориентировать антенну на соответствующий
ИСЗ «Инмарсат». При этом пьедестал может установить
антенную систему под любым углом места от —15° до +90°?
неограниченно вращая ее по азимуту. Схема ориентации антенны
обрабатывает информацию с бортовой навигационной системы,
включающую данные о высоте, курсе, широте, долготе и
скорости относительно земной поверхности. Вырабатываемые команды
передаются на поворотный механизм пьедестала. Сигналы с
бортовой навигационной системы используются также для доп-
леровской коррекции принимаемых и передаваемых сигналов,
вызываемой перемещением самолета.
Такие возможности оборудования E-Sat позволяют
организовать линию связи посредством системы «Инмарсат» между
бортом самолета и требуемыми точками наземной частной сети.
Вследствие уязвимости обычных спутниковых передач разумно
обеспечивать защищенность линии связи между конечными
пользователями. Существующие на сегодняшний день подходы
ограничены защитой линии самолет-земля от подслушивания
путем аналогового и цифрового кодирования. При этом аналого*
вгре кодирование обеспечивает весьма ограниченную
защищенность. Наиболее действенным является цифровое кодирование.
Необходимо отметить, что цифровое кодирование требует
современного решения двух проблем, первой из которых
является ограничение диапазона частот. Поскольку линия связи —
это телефонная линия, доступная полоса частот всего 3 кГц. Это
ограничение и современная техника модемов диктуют
применение узкополосного цифрового кодирования со скоростью
2400 бит/с. Однако это, в свою очередь, требует, чтобы скорость
обработки речевого сигнала также равнялась 2400 бит/с. Это
обусловливает необходимость применения современного
квантующего оборудования. Вторая проблема состоит в
необходимости обеспечения узкополосной обработки речевого сигнала и
применения цифрового кодирования в сочетании с модемом для
обычных проводных линий телефонной связи.
Как полагают специалисты фирмы E-Systems, разработанный
ими терминал ISVT позволяет решить обе указанные проблемы.
В нем сочетаются функции вокодера (процессора речевых
сигналов),^ устройства кодирования, модема и телефона. Более то-
— 36 —
го, пользователь может сам задать необходимый режим работй',
отвечающий его собственным требованиям (защита от подсйр
шивания речевого сигнала либо защита данных). Терминал
размещен в небольшом футляре. Простая передняя панель
управления с дисплеем обеспечивает удобство работы.
Жидкокристаллический дисплей на две строки по 40 знаков отображаем
режим работы, устанавливаемый переключателем: чистый
речевой сигнал, речевой сигнал с защитой от подслушивания, защита
данных. Масса терминала 2,7 кг, потребляемая мощность 20 Вт.
Нужный режим работы устанавливается обоими абонентами пФ
взаимному согласованию. Цифровое кодирование
осуществляется с Помощью специально разработанного алгоритма E-Cryptef.
Для координации работ по развитию связных служб в
гражданской авиации в США еще в 1929 г. была основана фирма1
Aeronautical Radio, Inc. (ARINC). И вот уже почти 60 лет эта
фирма занимается развитием связных систем, создав
крупнейшую в мире частную сеть связи. В декабре 1986 г. фирма ARING
организовала на международной основе новую корпорации*
Aviation Satellite Corp. (AvSat), призванную обеспечивать Cnyf-
никовую связь для авиации. Служба AvSat будет организована
в глобальном масштабе в соответствии со следующим графиков
ввода в действие:
Обслуживаемый район Дата ввода
в действие
Тихий океан IV квартал
1989 г.
Атлантический океан / Юж- II квартал
ная Африка 1990 г.
Северная Америка / Кариб- II квартал
ское море 1990 г.
Европа/Азия/Африка/Сред- IV квартал
ний Восток 1990 г.
При этом будет обеспечиваться высококачественная дун-
лексная многоканальная радиотелефонная связь по всему
земному шару для авиапассажиров и радиотелефонная связь для
технических служб/обмен данными. Специальные возможности
службы AvSat включают прямой диалог и операции с кредитныт
ми картами для авиапассажиров посредством доступа к
наземной телефонной сети, обмен данными для служб обеспечении
безопасности полетов, административных и пассажирских служб.
При этом коммутационные узлы будут направлять посылки на
наземные сети данных, такие как ARINC, AFTN и SITA Неза*
медлительный приоритет будет устанавливаться для УВД и
каналов технического контроля.
В системе AvSat предполагается применение цифровой перс-
дачи данных и радиотелефонных сообщений. При этом будет
применена многоканальная система связи с высокой пропускной
- 37 -
способностью на основе многостанционного доступа с
временным уплотнением, обеспечивающая постоянный контакт между
самолетом и четырьмя региональными наземными станциями,; а
также многочисленными вторичными наземными станциями,,
которые будут размещены в аэропортах и региональных центрах
руководства полетами по всему земному шару.
При полном развертывании система AvSat будет объединять
распределенные и специализированные ИСЗ на
геостационарной орбите с разносом примерно 60° по долготе,
обеспечивающие практически глобальное перекрытие с резервированием.
Космический сегмент системы AvSat будет развертываться, по
мере развития потребностей рынка. На первом этапе требуемая
пропускная способность космического сегмента будет
обеспечиваться путем применения четырех региональных комплектов
полезной нагрузки, работающих в L-диапазоне и использующих
точечные лучи и лучи для глобального перекрытия. Каждый из
комплектов имеет номинальную пропускную способность от.рО
до 120 радиотелефонных каналов. Установлены эти
«сопутствующие» комплекты будут на ИСЗ фиксированной службы ёв4я-
зи в соответствии с долговременными соглашениями (на срок
от 7 до 10 лет) с рядом организаций. Соглашения
предусматривают, что эти организации будут обеспечивать все техническое
обслуживание системы, включая обслуживание ИСЗ, ракеты-
носителя, полезной нагрузки, обработку данных телеметрии и
сопровождения. По мере увеличения требований к пропускной
способности (предположительно период с 1991 по 1996 гг.)
AvSat будет заключать контракты на создание и запуск
специализированных ИСЗ с пропускной способностью 400
радиотелефонных каналов. Будут также запущены резервные ИСЗ,
позволяющие быстро возобновлять службу в случае выхода из строя
оборудования на рабочих ИСЗ.
Для выполнения всех необходимых функций, в пределах
видимости самолета, оснащенного системой AvSat, должны
находиться, как минимум, два ИСЗ и каждый из них должен
обслуживаться, по меньшей мере, двумя станциями. Это позволит
обеспечить высокую доступность сети. Вторая из двух наземных
станций должна работать как горячий резерв, так чтобы отказ
любой из них не вызывал перебоев в работе службы. Недавно
объявленное соглашение о сотрудничестве между фирмами
AvSat и Cossor (Англия) позволит создавать совершенное
бортовое связное оборудование. В частности, Cossor разрабатывает
первый прототип комплекта AvSat, который должен быть готов
к концу 1988 г.
Антенная система, входящая в состав бортового
электронного оборудования, содержит две конформные ФАР с
электронным отклонением луча и усилением 12 дБ, два блока управления
положения луча, несколько блоков коммутации, антенну с
низким усилением и приданный ей малошумящий усилитель/ди-
— 38 -
плекеер. Фактически, возможен ряд различных сочетаний
антенн, .включая механически отклоняемые, зеркальные антенны,
установленные в блистере и управляемые с терминала AvSat,
созданного фирмой Cossor.
В комплект бортового электронного оборудования входят
также блоки радиочастотной системы и системы ПЧ (НРА и
RFU), блок спутниковых данных (SDU) и вспомогательный
блок данных (ADU). Блок НРА представляет собой микрозол-
цоврй усилитель L-диапазона с выходной мощностью 40 Вт и
соответствующей регулировкой усиления и функциями
наблюдения и диагностики. Блок RFU обеспечивает преобразование
частоты и функции автоматической регулировки усиления. Он
также включает стандарты времени и частоты с
соответствующей регулировкой усиления и функциями наблюдения и
диагностики. Блок SDU представляет собой наиболее сложную часть
спутникового терминала и содержит четыре модуля: контроллер
системы, базовый модем, многоканальный модем и вокодер.
Контроллер системы обеспечивает основную часть интерфейса и
управления терминала, включая сканирование луча антенны,
интерфейс с подсистемами самолета и участие в спутниковой
сети, для всех видов служб. Базовый модем обеспечивает доступ к
системе с базовыми данными. Многоканальный модем
обеспечивает доступ к системе передачи данных с высокой . скоростью,
что дает возможность осуществлять цифровую
радиотелефонную связь. Вокодер обеспечивает как интерфейс, так и
дискретизацию речевого сигнала. Вспомогательный блок данных ADU
обеспечивает выполнение дополнительных функций, таких цак
реализация дополнительных радиотелефонных каналов, теде-
фоцная коммутация, нестандартные интерфейсы.
К середине 90-х годов от связных систем цотребуется
пропускная способность, превышающая 400 радиотелефонных
каналов. При номинальной пропускной способности 1500
радиотелефонных каналов ожидается, что созвездие из шести таких
ИСЗ сможет удовлетворить требования пользователей к
космическому сегменту после 2000 г. Минимальное число ИСЗ,
необходимое для обеспечения полного резервирования в
космическом сегменте в глобальной сети связи, составляет, как уже
отмечалось, шесть ИСЗ, равноотстоящих друг относительно друга
на 60° по дуге геостационарной орбиты.
Первоначальный доступ к космическому сегменту системы
будет обеспечиваться четырьмя региональными наземными
станциями, которые должны располагаться в континентальной
части США, на Гавайских о-вах, в Азии и Западной Европе.
Центр кобрдинации аэрокосмической связи будет являться
точкой, где сфокусируются техническое и административное
руководство и управление сетью.
Работая в С-диапазоне, каждая наземная станция имеет до
пяти связных антенных систем с соответствующим радиочастот-
- 39 -
ным оборудованием (т. е. с блоками усилителей мощности,
преобразователей частоты «вверх» и «вниз» и др.). Для
обеспечения высокого уровня надежности для системы AvSat каждый
ИСЗ может наблюдаться и управляться из двух географически
разнесенных наземных станций. Созвездие из шести ИСЗ AvSat
и четырех других ИСЗ, используемых совместно, будет
постоянно наблюдаться с помощью 20 антенн — по 5 антенн на каждой
из четырех наземных станций. Каждая связная антенная
система оснащается антеннами L-диапазона и соответствующим
электронным оборудованием, с тем чтобы непрерывно
наблюдать за передачами на самолет в точечном луче локального
района. Это также обеспечит диагностику и контроль качества
работы. М. Е. Фикс
«ICAO Bulletin», 1987, 42, № 12, 16—18, 19—22,
23—25, 26—29, 30—32
13. Персональное спутниковое связное обслуживание
На 1992 г. намечен запуск японского геостационарного ИСЗ
ETS-6, на котором будет установлен ретранслятор
миллиметрового диапазона волн для проведения экспериментов по
развертыванию «персонального спутникового связного обслуживания».
Слово «персональное» здесь означает, что наземные терминалы
предназначаются для использования отдельными
индивидуумами или очень небольшими группами людей.
При работе на миллиметровых волнах очень небольшие
отражатели антенн позволяют получить требуемые значения
коэффициента передачи и направленности. Поэтому наземные
терминалы могут быть сделаны компактными и легкими. Основной
технической трудностью является обеспечение адекватного
усиления на частотах, превышающих 30 ГГц.
Предусматривается проведение пяти различных
экспериментов. Во-первых, будет осуществляться сбор видеоинформации
при скорости передачи 512 кбит/с. Для этого репортеры будут
носить с собой небольшие портативные терминалы с диаметром
антенного отражателя 40 см. Во-вторых, предполагается сбор
геофизических или метеорологических данных, передаваемых
терминалами, устанавливаемыми во временных пунктах
проведения соответствующих измерений (например, для контроля за
землетрясениями, извержениями вулканов и пр.). В-третьих,
будут проведены эксперименты по видеотелефонии и конференц-
связи. В-четвертых, в районе Тихого океана будет
предоставляться персональное связное обслуживание для различных
островов и обеспечиваться обмен информацией между
библиотеками и университетами в больших городах. В-пятых,
предполагается радиообслуживание автомобилистов (связь, определение
местоположения, передача сведений о загрузке отдельных
дорог, об авариях).
— 40 —
На 35-ом конгрессе Международной астронавигационной
федерации инженеры лаборатории исследований в области
радиотехники японского министерства почт и электросвязи и фирмы
NEC сообщили следующие подробности. Линии «Земля-ИСЗ»
будут на частотах 43,5—47 ГГц, линии «ИСЗ-Земля» — на
частотах 37,5—39,5 ГГц. На этих частотах диаметр антенны
наземного терминала может составлять 30 см, диаметр антенны ИСЗ
40 см. При этом коэффициент передачи наземного терминала
будет равен 37—38 дБ, антенны спутникового ретранслятора
39—40 дБ. При выходной мощности передатчика терминала
0,5 Вт эффективная излучаемая мощность составит 35 дБВт.
Спутниковый ретранслятор будет иметь такую же выходную
мощность, а эффективная излучаемая мощность будет равна
примерно 37 дБВт. Уровень принимаемого спутниковой
аппаратурой сигнала составит —142 дБВт, принимаемого наземным
терминалом —143 дБВт; отношение мощности несущей к
плотности мощности составит примерно 54 дБГц. Все эти цифры
относятся к «персональной» связи со стандартной скоростью
передачи 64 кбит/с. При проведении эксперимента по сбору
видеоинформации более высокая скорость передачи, равная 512 кбит/с,
потребует более высокие значения мощности: 2 Вт для линии
«Земля-ИСЗ» и 4 Вт для линии «ИСЗ-Земля». Размер антенны
в этом случае будет больше, коэффициент передачи составит
40—48 дБ; будет больше и эффективная излучаемая мощность:
44 дБВт для линии «Земля-ИСЗ» и 53 дБВт для линии «ИСЗ-
Земля». Ретранслятор массой 11 кг станет потреблять мощность
электропитания 44 Вт и будет работать по принципу «один
канал на несущую». Промежуточная частота приемника 2 ГГц,
коэффициент шума 6 дБ. Для удовлетворительной работы
гетеродин на частоту 41 ГГц должен иметь температурную
стабильность частоты Зх10~7.
Ретранслятор будет выполнен исключительно на
твердотельных приборах. Требуется, чтобы на частоте 39 ГГц
твердотельный усилитель мощности в передатчике имел коэффициент
передачи >27 дБ с тем, чтобы на выходе мощность составляла
0,5 Вт. Принято решение использовать несколько усилителей на
полевых транзисторах, которые с помощью контура фазовой
синхронизации включаются параллельно. Ожидается, что будут
использованы приборы, более совершенные по сравнению с
имеющимися в настоящее время полевыми транзисторами на
арсениде галлия.
На 43-ГГц входе малошумящего усилителя приемника
ретранслятора также будет использоваться полевой транзистор.
Разработчики надеются, что к концу текущего десятилетия
будут иметься приборы с коэффициентом шума 5,2—5,7 дБ.
Гетеродин выполнен на GaAs-полевом транзисторе и имеет вид
генератора, управляемого напряжением. Н. Я. Щербак
«Electronics and Wireless World», 1988, 94,№ 1625, 279
— 41 —
14. Лазерные линии связи между спутниками
На состоявшемся в Лондоне коллоквиуме специалистов
института инженеров-электриков IEE были рассмотрены проблемы
разработки лазерных систем для связи между ИСЗ. Такие
системы разрабатываются в нескольких странах в качестве
альтернативы радиосвязным линиям и имеют перед ними несколько
преимуществ. Одним из них является то, что лазерные системы
связи представляют более широкий частотный спектр и
позволяют экономить частоты СВЧ и миллиметрового диапазона
волн. Далее, на частотах оптического диапазона может быть
получен большой коэффициент передачи при использовании
небольших отражателей. Это дает возможность изготавливать
небольшие и легкие передатчики и приемники с малым
потреблением мощности от источников электропитания. Кроме того,
такие оптические линии обеспечивают высокую степень
скрытности связи и нечувствительны к воздействию электрических помех.
К недостаткам лазерных систем относится использование
чрезвычайно узких лучей (расходимость в типовом случае
составляет 8 мкрад), что затрудняет поддержание точной
ориентации луча при разносе передатчика и приемника на расстояние
до 50 тыс. км и вынуждает использовать специальные
автоматические системы ориентации, захвата и сопровождения.
Одним из важных побудительных стимулов для разработки
лазерных систем связи является необходимость сбора данных от
ИСЗ на маловысотных орбитах. Вследствие малой высоты
период обращения таких ИСЗ составляет всего 90—ПО мин. Для
непрерывного приема информации от маловысотных ИСЗ
потребовалось бы иметь сеть из многочисленных наземных
станций. Более простое решение состоит в использовании
геостационарных ИСЗ для ретрансляции данных, которые могут в
течение продолжительных периодов времени принимать
информацию от ИСЗ на маловысотных орбитах. Примером может
служить принадлежащая НАСА система сопровождения и
ретрансляции данных TDRS в составе трех спутников: TDRS-A, -В и -С.
Однако в этой системе для связи с ИСЗ на маловысотных
орбитах применяются радиолинии. Использование лазерной связи
между ИСЗ — в данном случае «межорбитальных» линий —
позволяет уменьшить число необходимых наземных станций,
лучше распорядиться имеющимся частотным спектром. Связь
между геостационарными ИСЗ может осуществляться по так
называемым «межспутниковым» линиям.
На этом коллоквиуме представитель фирмы STC сообщил,
что лазерные линии связи могут работать на длине волны от
10,6 до 0,85 мкм. Длина волны 10,6 мкм соответствует лазеру
на углекислом газе. Однако маловероятно, чтобы такой лазер
был использован на практике вследствие его больших размеров
и массы, низкой надежности и необходимости в пополнении за-
- 42 -
пасов газа. Полупроводниковые лазеры работают на длинах
волн 1,5 мкм (лазер на GalnAsP), 1,3 мкм (GalnAsP) и
0,85 мкм (GalnAlP). Особое внимание привлекает к себе лазер
на Nd : YAG с накачкой от полупроводникового диода,
работающий на длине волны 1,06 мкм.
Мощность, генерируемая полупроводниковыми лазерами,
обычно находится в диапазоне 20—50 мВт; для межорбитальной
связи достаточно иметь мощность 30 мВт. Специалисты фирмы
STC сообщили о новом приборе, получившем название «лазер
с двумя потенциальными ямами», мощность непрерывного
излучения которого на длине волны 0,85 мкм составляет 30 мВт.
Многие участники этого коллоквиума говорили о
желательности достижения более высоких значений мощности излучения,
измеряемых сотнями милливатт. В этом отношении
многообещающими являются твердотельные Nd : YAG-лазеры. В США
недавно удалось получить от такого лазера выходную мощность
600 мВт, а в лаборатории западногерманской фирмы МВБ
макет имеет выходную мощность «более одного ватта». Этот макет
состоит из Nd : YAG-лазера в качестве генератора и Nd : YAG-
лазера в качестве усилителя.
Требуемая мощность в лазерной системе связи зависит от
типа лазерного излучения и от способа модуляции и
детектирования. Исследуются два метода. Согласно первому из них,
лазер генерирует многочастотное некогерентное излучение,
которое модулируется по интенсивности импульсами, а при приеме
производится непосредственное детектирование. Согласно
второму методу, лазер генерирует одночастотное когерентное
излучение, которое модулируется импульсным путем и подвергается
в приемнике когерентному детектированию.
В общем случае второй метод характеризуется более
высокими значениями чувствительности и КПД, поскольку
демодулятор действует в качестве очень узкополосного фильтра, подав-"
ляющего большую часть фонового шума. По расчетам, для
случая межспутниковой линии связи протяженностью 50 тыс. км
со скоростью передачи 120 Мбит/с выходная мощность лазера
при когерентном детектировании должна составлять всего
20 мВт, а при непосредственном детектировании мощность
должна быть в десять раз больше, т. е. составлять 200 мВт.
Однако выделить одночастотную несущую из лазерного
излучения для системы когерентной передачи довольно трудно.
На практике получают спектральную линию определенной
ширины, допустимое значение которой зависит от выбираемой
схемы модуляции/детектирования. Если предположить, что
передача ведется со скоростью 120 Мбит/с и используется амплитудная
манипуляция/гомодинное детектирование, то требуемая ширина
линии составляет 250 кГц, при частотной
манипуляции/гетеродинном детектировании требуемая ширина линии 4 МГц, а при
6* — 43 —
фазовой манипуляции/гомодинном детектировании требуется
ширина линии 25 кГц.
Другой проблемой, связанной с когерентной системой,
является необходимость иметь в гетеродине приемника
перестраиваемый лазер. Это объясняется возникновением доплеровского
частотного смещения несущей вследствие того, что угловая
скорость маловысотного ИСЗ превышает угловую скорость
геостационарного ИСЗ. Это требует перестройки лазера в пределах
15 ГГц (при работе на длине волны 1,06 мкм).
Приемными приборами для оптических связных линий
являются фотодетекторы (фотоприемники), чувствительность
которых должна быть как можно более высокой. Специалисты
фирмы STC сообщили о полупроводниковых приборах, которые
могут быть использованы в системах связи с непосредственным
и когерентным детектированием. По их мнению, наибольшие
перспективы имеют кремниевые лавинные фотодетекторы для
длин волн до 1 мкм и фотоприемники из GalnAsP для длины
волн до 1,6 мкм. Квантовый выход таких фотодетекторов
(выражается в числе фотонов на один протон) составляет в
типовом случае 80%, произведение коэффициента передачи на
ширину полосы пропускания для кремниевых фотодетекторов равно
150 ГГц, для фотодетекторов на GalnAsP составляет 10 ГГц.
Специалисты фирмы рассчитали чувствительность приемника,
которая может быть получена при использовании лавинных
фотодетекторов. По их расчетам, на длине волны 1,55 мкм и при
скорости передачи данных 140 Мбит/с при непосредственном
детектировании чувствительность была бы —50 дБмВт, а при
фазовой манипуляции/гомодинном когерентном детектировании
чувствительность составила бы —67,9 дБмВт.
Специалисты фирмы Marconi рассматривали проблемы
нацеливания (ориентации в нужном направлении), захвата и
сопровождения узких лучей лазерных линий связи. Были приведены
сведения о методах захвата на основе использования приборов
с зарядовой связью. Отмечается, что необходимо сопровождение
с точностью 0,3 мкрад. Н. Я. Щербак
«Electronics and Wireless World», 1988, 94,
№ 1625, 280
15. Запуск японского связного ИСЗ CS-За и ИСЗ
«Уестар-eS» (КНР)
19 февраля 1988 г. с полигона Танегасима осуществлен
запуск японского связного ИСЗ СЗ-За. Вывод на орбиту был
произведен японской 3-ступенчатой РН Н-1. ИСЗ со временем
должен быть переведен в расчетную точку стояния на
геостационарной орбите 132° з. д. На август 1988 г. был намечен запуск
очередного ИСЗ этой серии СЗ-ЗЬ (расчетная точка стояния
136° з.д.).
— 44 —
На борту ИСЗ CS-За (масса 1100 кг) установлены
ретрансляторы К- и С-диапазонов, которые обеспечивают связь по 6 тыс.
телефонных каналов. ИСЗ будет осуществлять передачу
ТВ-программ и деловую связь для правительственных и частных
организаций, размещенных на различных островах Японии. Связь с
основными островами, включая о. Окинава, будет
обеспечиваться с помощью десятью ретрансляторов К-Диапазона, а с
отдаленными островами — двух ретрансляторов С-диапазона.
Основные конструктивные особенности ИСЗ — использование
солнечных элементов на основе арсенида галлия и полевых
твердотельных транзисторов в усилителях мощности ретрансляторов
С-диапазона.
Запуск ИСЗ CS-За первоначально намечался на«1 февраля
1988 г., но был перенесен на 16 февраля из-за дефекта,
обнаруженного в ИС американского производства. Последующий
контроль показал наличие еще 4-х аналогичных дефектов в
поставленных США ИС.
ИСЗ CS-За разработан управлением NASDA и изготовлен
японской фирмой Mitsubishi Electric с использованием
элементов, поставленных фирмами Ford Aerospace (США) и Ishikawa-
jima Harima Heavy Industries. Связные антенны и
ретрансляторы были поставлены фирмами Nippon, Mitsubishi и NEC
Corporation.
Запуск ИСЗ CS-За был произведен без страхования.
Японская корпорация NTT решила, что страховой взнос в размере
29 млн долл. слишком велик. Общие затраты на ИСЗ CS-За
составили 233 млн долл.
Правительство КНР совместно с фирмами Cable and
Wireless и Hutchinson Whampoa (Гонконг) решили осуществить в
середине 1989 г. запуск ИСЗ «Уестар-6» для передачи
ТВ-программ на территории КНР и ряда других стран Азии. ИСЗ
«yecTap-6S» был доставлен с орбиты на Землю в 1984 г. с
помощью МВКА «Спейс Шаттл». ИСЗ будет приобретен у
американской фирмы Hughes. Общие затраты на ИСЗ «Уестар-6»
составят 150 млн долл. Вывод ИСЗ на орбиту намечено
произвести с помощью китайской РН «Большой поход-3». Б. И. Ермишкин
«Flight International», 1988, 133, № 4099, 35;
№ 4103, 3
«Interavia Air Letter», 1988, № 11423, 6, 7
16. Многоцелевой спутник для Индии
В середине 1988 г. с помощью ракеты-носителя «Ариан» на
геостационарную орбиту должен быть выведен второй
многоцелевой спутник «Инсат-IC». Спутник «Инсат-IB» с октября
1983 г. уже находится на геостационарной орбите (точка
стояния 74° в. д.). Намечается также запуск третьего ИСЗ «Ин-
сат-ID». Все эти три ИСЗ относятся к первому поколению ин-
— 45 —
дийских многоцелевых геостационарных спутников. На каждом
из них устанавливается по четыре различных полезных
нагрузки: связная, метеорологическая, аппаратура для ретрансляции
телевизионных вещательных передач и аппаратура для
ретрансляции информации от установленных на поверхности земли
платформ сбора данных.
Для Индии, имеющей площадь поверхности свыше
3,28 млн км2, средства спутниковой связи имеют особое
значение, поскольку позволяют охватывать связью труднодоступные
территории. Связные ретрансляторы работают в диапазоне С:
линии «Земля-ИСЗ» —на частотах 5,935—6,425 ГГц, линии
«ИСЗ-Земля» на частотах 3,71—4,2 ГГц. На каждом ИСЗ
установлено по 12 ретрансляторов с шириной полосы по 36 МГц
каждый. Диаграмма направленности антенны охватывает всю
территорию Индии, эффективная излучаемая мощность
составляет 32 дБВт. На начало 1988 г. в эксплуатации имелось 38
наземных связных станций (больших, средних, малых и
транспортабельных). Всего обеспечивается 3961 двухсторонний канал
передачи речевых сообщений по 68 магистральным направлениям.
Сообщается о получении разрешения на использование свыше
300 дополнительных наземных станций в составе частных сетей
связи и сетей общего пользования, сельских линий телеграфного
обслуживания и сетей машинной связи.
Метеорологическая информация передается через каждые
30 мин в виде изображений всей поверхности Земли, получаемых
с помощью сканирующего радиометра с высокой разрешающей
способностью. Один канал этого радиометра предназначается
для получения изображений в видимом участке
электромагнитного спектра (0,55—0,75 мкм) с разрешением 2,75 км, другой
канал — для получения изображений в ИК-участке
(10,5—12,5 мкм) с разрешением 11 км. Используется
сканирование в направлении север — юг с получением 1137 линий и
секторное сканирование в пределах участка 5 (север — юг)х20°
(восток — запад) с получением 285 линий.
Информация передается на Землю в цифровом виде со
скоростью 400 кбит/с на частоте 4 ГГц, эффективная излучаемая
мощность составляет 8 дБВт. Она обрабатывается в центре
метеорологических данных в Дели и поступает также в 22
метеоцентра, размещенных в пределах территории Индии. Для сбора
метеорологических, гидрологических и океанографических
данных используются также 100 размещенных на суше и море
автоматических необслуживаемых платформ. Они осуществляют
передачу данных на ИСЗ на частоте 402,75 МГц, а затем
спутниковый ретранслятор переизлучает их на частоте 4 ГГц в
центр обработки в Дели.
Для трансляции телевизионных вещательных программ
каждый из ИСЗ имеет по два мощных ретранслятора диапазона 5,
обеспечивающих перекрытие всей территории страны; линии
— 46 —
«Земля-ИСЗ» на частотах 5,855—5,935 ГГц, линии «ИСЗ-Земли»
на частотах 2,555—2,635 ГГц. Ширина полосы пропускания
каждого ретранслятора составляет 36 МГц, выходная мощность
лампы бегущей волны в каждом канале равна 50 Вт,
коэффициент усиления передающей антенны 27 дБ, минимальное
значение эффективной излучаемой мощности 42 дБВт. Каждый
ретранслятор передает один ТВ-канал для непосредственного
приема на коллективную антенну и пять несущих малого уровня
для распределения сигналов радиовещательных программ,
предупреждений о стихийных бедствиях, а также для передачи
сигналов стандартного времени и стандартной частоты.
Кроме непосредственной ретрансляции ТВ-программ на
3200 ТВ-установок коллективного пользования, прием передач
осуществляется также 192 станциями наземной сети
ТВ-вещания. Проводится также ретрансляция образовательных
программ для школ и специальных программ для отдельных
сельских районов.
Для ретрансляции радиовещательных программ ИСЗ «Ин-
сат» имеет пять высококачественных каналов, сигналы которых
поступают на 96 национальных и региональных наземных
станций сети «Ол Индиа рейдио». Шестой канал предназначается не
только для ретрансляции радиовещательных программ, но
также и для синхронизации средневолновых передатчиков
национальной службы радиовещания.
Обращает на себя внимание необычная конструкция ИСЗ
«Инсат-1», созданных американской фирмой Ford Aerospace and
Communications. Каждый из ИСЗ этой серии снабжен панелью
солнечных элементов по одну сторону от основной конструкции.
Это упрощает охлаждение радиометра, используемого для
получения изображения Земли. Однако такая асимметричная
компоновка нарушила бы угловое пространственное положение ИСЗ
вследствие давления солнечных лучей на панели солнечных
элементов, имеющих площадь поверхности 11,5 м2. Для
балансировки использован так называемый «солнечный парус» на
штанге длиной 12 м, выступающей из другой стороны ИСЗ.
Корректировка углового пространственного положения и
корректировки орбиты ИСЗ массой 1089 кг осуществляется
реактивным двигателем органов ориентации. Кроме того, имеется
электромагнитная моментная система, содержащая контур из
проводов, проложенных по периферии конструкции ИСЗ. Когда
по этим проводам проходит ток, то он взаимодействует с
магнитным полем Земли. В результате этого к контуру
прикладывается небольшая сила, которая воздействует на конструкцию
ИСЗ в виде момента силы.
В 90-е годы запланирован вывод на геостационарную орбиту
ИСЗ второго поколения «Инсат-2». Н. Я- Щербак
«Electronics and Wireless World», 1988, 94,
№ 1623, 57—58
— 47 —
17. Новые западноевропейские метеорологические ИСЗ
В течение 1988 г. с помощью ракеты-носителя «Ариан»
должен быть выведен на орбиту метеорологический ИСЗ
управления ESA «Метеосат-Р2», который явится третьим спутником
этой серии. Первый ИСЗ «Метеосат-FI» начал передачи в
ноябре 1977 г. и прекратил работу в октябре 1985 г., второй ИСЗ
«MeTeocaT-F2» был запущен в 1981 г. Все эти ИСЗ являются
экспериментальными.
Французская фирма Aerospatiale проводит разработку
метеоспутников второго поколения МОР-1, -2 и -3. Первый из этих
спутников — МОР-1 — будет запущен с помощью ракеты-ноеи-
теля «Ариан-4» в конце 1988 или в начале 1989 гг.
Новые ИСЗ серии МОР также будут выводиться на
геостационарную орбиту. Основная задача этих ИСЗ будет состоять в
получении изображений Земли и в передаче их на центральную
станцию управления и обработки в Дармштадте (ФРГ).
Изображения будут получать с помощью радиометра,
осуществляющего сканирование в видимом, ИК-участках, а также в участке
поглощения водяным паром. Радиометр состоит из телескопа с
фокусным расстоянием 3650 мм и наборов фотоприемников,
размещаемых в фокальной плоскости. Вращение ИСЗ будет
приводить к сканированию Земли вдоль оси восток-запад, а
сканирование вдоль оси север-юг достигается небольшим изменением
наклона телескопа по окончании каждого цикла сканирования
вдоль оси восток-запад. Необработанные данные будут
направляться на Землю со скоростью 333 кбит/с или 2,66 Мбит/с на
частоте 1,696 ГГц.
Эти спутники будут также использоваться для ретрансляции
фототелеграфных метеосообщений и цифровых изображений с
высокой разрешающей способностью, направляемых из Дарм-
штадта службам метеопрогнозов в Европе, Африке и на
Ближнем Востоке. Для этого будут служить два канала по линии
«Земля-ИСЗ» на частоте 2,1 ГГц и соответствующие каналы по
линии «ИСЗ-Земля» на частоте 1,69 ГГц. Эти же аппаратные
средства предназначаются для обмена служебными данными.
Далее, эти ИСЗ станут осуществлять ретрансляцию
метеорологических данных, передаваемых в 66 каналах
дециметрового диапазона (на частоте 402 МГц) необслуживаемыми
автоматическими буями в Атлантическом океане. Затем эти данные в
диапазоне L транслируются в Дармштадт для использования
при составлении прогнозов погоды вблизи поверхности Земли.
Кроме того, имеются также служебные каналы связи. Данные
телеуправления будут передаваться на ИСЗ в диапазоне S от
наземной станции управления в Микельштадте (вблизи Дарм-
штадта), а телеметрические данные станут направляться на
станцию направления в диапазоне L.
— 48 -
Каждый ИСЗ МОР состоит из двух концентрических
цилиндрических структур. В цилиндре большего диаметра, который
покрыт солнечными элементами, размещены сканирующий
радиометр и большая часть спутниковых подсистем. Во втором
цилиндре меньшего диаметра имеется антенна с электронными
средствами противовращения, связной ретранслятор фирмы
Nachrichtentechnik (ФРГ) и дополнительные антенны.
Все три новых метеорологических спутника будут выведены
на геостационарную орбиту (точка стояния 0°). Н. Я. Щербак
«Electronics and Wireless World», 1988, 94,
№ 1623, 58
18. Спутниковые навигационные системы «Лоран-С»
и «Навсат»
В настоящее время спутниковым навигационным системам
уделяется весьма большое внимание. В журнале «IEEE
Aerospace and Electronic System Magazin» за декабрь 1987 г.
опубликована подборка статей, посвященных спутниковым
навигационным системам «Лоран-С» и «Навсат». Ниже кратко
рассматриваются некоторые особенности этих систем.
Система «Лоран-С» многими специалистами считается
системой будущего, что подтверждается ее растущей
популярностью у пользователей в США и в других странах. При этом
она находит применение не только в авиации, но и в
судоходстве, рыболовстве, системах поиска и спасения. В настоящее
время по всему земному шару строятся новые и модернизируются
старые станции этой системы. Расширяется сеть «Лоран-С» в
Европе и вскоре она распространится на весь этот континент,
включая и территориальные воды. Широкому распространению
системы «Лоран-С» в немалой степени способствует рабочая
группа «Лоран», в составе которой представители Канады,
Дании, ФРГ, Исландии, Норвегии и США.
В настоящее время наблюдается распространение системы
«Лоран-С» на средний Восток. Уже функционируют цепочки в
Саудовской Аравии и в зоне Суэцкого канала, большой
интерес к этой системе проявляет Египет. На Дальнем Востоке
интерес проявляет Китай.
Работы по подготовке эксплуатации системы «Лоран-С» в
будущем проводятся и в США. В частности, активно
модернизирует свои станции Береговая охрана с целью улучшения
качества работы и снижения стоимости сети. Три дополнительные
станции получили или скоро получат новые твердотельные
передатчики взамен передатчиков на ЛБВ. При этом должны
улучшиться многие качественные показатели. На семи или
более станциях в конце 1988 г. планируется установить систему
дистанционного управления. В настоящее время уже
функционируют шесть таких станций.
- 49 -
Береговая охрана проводит свои работы в тесном
сотрудничестве с ФАА. При этом планируется добиться одобрения
применения системы «Лоран-С» в национальных масштабах в
качестве системы обеспечения непрецизионного захода на посадку
и расширения перекрываемой области на среднюю часть
континентальной территории США. ФАА уже выдвинула проект
применения системы «Лоран-С» в девяти аэропортах США для
оценки технических особенностей и возможностей этой
системы. Предполагается, что для перекрытия средней части
континентальной территории США понадобятся от четырех до шести
станций стоимостью от 8 до 10 млн долл. Размещение
передатчиков пока еще не уточнено, но эти вопросы должны быть
решены при участии представителей Береговой охраны. Для этой
цели уже создана специальная комиссия. Пользователи
системы «Лоран-С» в настоящее время могут осуществлять прямые
рейсы между пунктами, непрерывно принимая информацию для
обновления данных по дальности, пеленгу на пункты, точной
скорости и курсу. Изготовители приемников этой системы
обеспечивают для пользователей новые возможности, включая
предварительное задание координат аэропорта назначения.
В плане работ по улучшению навигации в гаванях и подходах
к ним Береговая охрана приступила к оценке различных
методов и систем навигации. Одной из систем, удовлетворяющих
предъявляемым требованиям, является Дифференциальная
система «Лоран-С». В этой системе используется береговая сеть,
обеспечивающая оценку принятых сигналов и вычисление ко-
рекции, передаваемой пользователям. Дифференциальная
система «Лоран-С» позволяет устранить погрешности,
возникающие в сетке обычной системы «Лоран-С» и обусловленные
географией, сезонными и суточными вариациями и локальными
аномалиями. Уже закончены испытания Дифференциальной
системы «Лоран-С» в шт. Виргиния.
В настоящее время система «Лоран-С» находит такие
применения, которые ранее даже не предполагались. Так, ряд фирм
(Nissan Motors, Motorola и 11 Morrow Corp.) разработали
систему автоматического местоопределения аппарата с системой
«Лоран-С» в качестве опорной. В частности, таким способом
определяется местонахождение тяжелых грузовиков, что
повышает эффективность диспетчерских служб. Управление NOAA
(США) следит за местоположением своих больших погодных
буев, размещая на них передатчики и ретранслируя их
сигналы. В качестве опорной при местоопределении как раз служит
система «Лоран-С». Аналогично поступает при
местоопределении своих шаров-зондов Национальная служба погоды.
Береговая охрана и Служба поиска и спасения Исландии используют
систему «Лоран-С» при операциях поиска и спасения. Фирма
MCI, организующая дальнюю связь, использует прецизионное
время в передачах системы «Лоран-С» для синхронизации
своей спутниковой сети связи.
— 50 —
Система «Навсат», разработанная управлением MCI в
тесном сотрудничестве с промышленностью и организациями
пользователей, призвана наиболее полно удовлетворять всем
требованиям гражданских пользователей, с тем чтобы улучшить
возможности навигации и мобильной связи.
Космический сегмент системы «Навсат» содержит 12 ИСЗ,
распределенных на шести орбитах с большим эксцентриситетом
(ОБЭ) с периодом обращения 12 ч и наклонением 63,45°, и
6 комплектов навигационного оборудования, размещенного на
6 геостационарных равноотстоящих друг относительно друга
ИСЗ (ГЕО). На ИСЗ установлены простые маломощные
приемопередатчики C/L-диапазона, переизлучающие
навигационные сигналы (L-диапазон), принятые с наземных станций
(С-диапазон).
В качестве структуры сигналов для системы «Навсат»
принят многостанционный доступ с временным уплотнением.
Каждый кадр в такой системе состоит из девяти последовательных
посылок длительностью 230 мс, разделенных соответствующим
охранным диапазоном шириной 120 мс. Длительность кадра
3,15 с. Каждая посылка содержит сигналы трех типов:
— непрерывный сигнал для фиксации курсового положения;
— сигнал с широким спектром для точного определения
дальности;
— поток данных, содержащих информацию об эфемеридах
ИСЗ и другую служебную информацию.
В функции наземного сегмента входит управление всеми
операциями, требуемыми для функционирования
навигационной системы. Среди таких операций: прием навигационных
сигналов, временная синхронизация, коррекция задержки сигналов
за счет ионосферного распространения, наблюдения за
технической исправностью ИСЗ, определение и прогноз эфемерид ИСЗ.
Предложенное созвездие «Навсат» дает ряд существенных
преимуществ по сравнению с субсинхронным круговым
созвездием. Действительно, при трех ИСЗ ГЕО, разнесенных на 120°
над экватором, все наземные станции, требуемые для
сопровождения навигационных ИСЗ, могут быть непрерывно связаны с
Главной станцией. Это дает «звездную» топологию наземной
сети. При таком подходе каждая из шести наземных станций
принимает сигналы с каждого сопровождаемого ИСЗ,
находящегося в поле зрения, и посылает данные сопровождения на
Главную станцию через триаду ИСЗ ГЕО, выбранную для этой
цели. Главная станция осуществляет наблюдение за всей
системой путем обработки данных телеметрии и
сопровождения, поступающих с каждой наземной станции через выбранные
ИСЗ ГЕО. При этом принимать и ретранслировать данные сети
могут только ИСЗ ГЕО, оснащенные необходимым
оборудованием.
— 51 —
Сегмент пользователей состоит из пользователей
стационарных и пользователей с низкой (суда), высокой (самолеты) и
очень высокой скоростью (ИСЗ наблюдения за земной
поверхностью). Определение местоположения для таких
пользователей может осуществляться с применением доплеровского
режима (при невысокой скорости) либо режима определения
дальности (при высокой скорости). В последнем случае приемник
пользователя измеряет псевдодальности относительно четырех
ИСЗ, оценивает положение этих ИСЗ путем обработки
эфемерид и определяет местоположение пользователя и текущее
время.
Существующая концепция системы «Навсат», основанная на
применении описанного созвездия ИСЗ ГЕО и ОБЭ,
обеспечивает высокие качественные показатели. К ее достоинствам
следует отнести следующее:
Уменьшенное число ИСЗ. 12 ИСЗ ОБЭ равномерно
распределяются между Северным и Южным полушариями, 6 ИСЗ с
навигационным оборудованием располагаются на
геостационарной орбите. Для обеспечения трехмерной навигации в
отдельных районах (например, в Северной Атлантике или
Тихоокеанском районе) необходимы лишь несколько элементов созвездия.
Возможность одновременного выполнения навигационных и
связных функций. Поскольку навигационная служба и
мобильная связь работают в одном L-диапазоне, можно объединить
две спутниковые подсистемы с соответствующим повышением
экономичности.
Оптимизация вывода на орбиту ИСЗ ОБЭ. Поскольку для
ИСЗ ОБЭ выбраны три орбитальные плоскости, разнесенные на
120° относительно экватора (каждая орбитальная плоскость
содержит 4 ИСЗ, равномерно распределенных над Северным и
Южным полушариями) необходимы всего лишь три запуска
для развертывания всей системы. При этом каждая
ракета-носитель должна выводить по 4 ИСЗ.
Упрощение наземного сегмента. Наличие геостационарных
ИСЗ в рассмотренном созвездии позволит заметно упростить
функции сопровождения и снизить поток данных в системе. Это
объясняется тем, что три ИСЗ ГЕО могут обеспечить все
требуемые линии связи между региональными и главной
наземными станциями.
Снижение стоимости системы. Снижение стоимости
обеспечивается главным образом за счет уменьшения числа
специализированных ИСЗ и уменьшения стоимости запусков. Все это
позволяет снизить и капитальные вложения. М. Е. Фикс
«IEEE Aerospace and Electronic System Ma-
gazin», 1987, 2, № 12, 8—10, 11—14, 15—22
CO
^"^ \J£i ^"^
19. Спутниковая навигационная система «Навсат»
Западноевропейское управление ESA ведет НИР по
спутниковой навигационной системе гражданского назначения
«Навсат». Основной задачей системы является навигационное
обеспечение самолетов. В начале она должна служить
дополнением к американской системе «Навстар» и советской «Глонасс»,
а затем должна уже сама полностью удовлетворять нужды
гражданских потребителей. Системы «Навстар» и «Глонасс»
являются военными, но станут доступными и для гражданских
потребителей. Однако нет гарантий, что в кризисной ситуации
гражданским потребителям не откажут в доступе, а, кроме
того, существует угроза прекращения эксплуатации этих систем,
когда у военных минует в них надобность. Такое положение
сложилось с американской военной системой «Транзит», которая
также обеспечивает навигационной информацией гражданских
потребителей. В 90-х годах США решили прекратить
эксплуатацию этой системы, в которой военные уже к тому времени
перестанут нуждаться.
Потребители системы «Навсат» будут определять свое
положение по двум координатам путем измерения
«псевдодальности» до трех или более спутников. Для определения
положения по трем координатам потребуется принимать сигналы не
менее чем от четырех спутников. Положение спутников
определяется наземными станциями, и их эфемериды с коррекцией на
запаздывание сигнала вводятся в бортовое запоминающее
устройство и передаются потребителям. Такая система позволяет
упростить бортовое оборудование спутников за счет некоторого
усложнения оборудования наземных станций. Передатчик
спутника работает в режиме многостанционного доступа с
временным разделением каналов. Спутник снабжается бортовой
системой самопроверки, и в случае неисправности будет выключен,
чтобы к потребителям не поступала неверная информация.
Спутники «Навстар» и «Глонасс» не имеют системы
самопроверки, поскольку они создавались в расчете на военное
использование. Спутники «Навсат» могли бы дополнительно служить
для предупреждения потребителей о неисправностях на
спутниках «Навстар» и «Глонасс».
В системе «Навсат», обеспечивающей глобальное покрытие,
потребуется не менее шести наземных станций. На начальном
этапе эту систему предполагают использовать для ограниченной
географической зоны, например, Северной Атлантики. В этом
случае потребуется меньшее число научных станций.
Первоначально в системе «Навсат» предполагали
использовать спутники, обращающиеся по эллиптическим орбитам, но
позже решили сочетать такие спутники со спутниками на
стационарной орбите. Это позволит сразу обеспечить эксплуата-
- 53 —
цию в полном масштабе в ограниченном географическом
районе.
На май 1988 г. намечена конференция Международной
организации гражданской авиации (ICAO) по перспективным
навигационным системам для обслуживания самолетов. К этому
времени ESA предполагает завершить изучение вопроса о
совместимости сигналов спутников «Навсат», «Навстар» и «Гло-
насс», а также вопроса о том, насколько усложняются
стандартные навигационные комплекты, рассчитанные на спутники
«Навстар», если их приспособить также к получению сигналов
от спутников «Навсат», а в дальнейшем — и от спутников «Гло-
насс».
«Aviation Week and space Technology», 1988,
128, № 4, 54, 55
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
20. Программа МВКА США в 1988 г.
Требованиями к обеспечению максимальной безопасности
полета МВКА и, с другой стороны, стремлением к скорейшему
возобновлению полетов после катастрофы 28 января 1986 г.
можно объяснить противоречивые заявления руководства
НАСА относительно даты первого возобновленного пуска после
очередных испытаний бустерных РДТТ и связанных с ними
событий. Если на 7 января 1988 г. по результатам анализа
огневого испытания доработанного бустерного РДТТ 23 декабря
1987 г. считалось невозможным осуществление полета МВКА
до 1989 г., в т. ч. из-за необходимости пересмотра технологии
заливки герметика в стык теплоизоляции секций для
исключения попадания пузырьков воздуха, то 14 января сообщалось о
возможности осуществления полета в июле или в августе,
правда при условии, что в 1988 г. до полета будут проведены 3
огневых испытания бустерных РДТТ вместо 2 ранее
планировавшихся испытаний. На дополнительном испытании настаивали
астронавты. После проведения испытаний 7 апреля, 9 июня и
6 июля будет принято окончательное решение.
Руководство НАСА 27 января 1988 г. заявило в подкомитете
по космическим исследованиям конгресса США, что оно
намерено осуществить старт МВКА 4 августа 1988 г. По мнению
адмирала Р. Трули, опасения, связанные с выявленными
дефектами бустерного РДТТ во время испытания 23 декабря, являются
преувеличенными. Основанием для большей части этих
опасений был обнаруженный через несколько дней после испытания
при дефектации РДТТ прогар внешнего протекторного кольца.
Это кольцо представляет собой гибкую ленту из углеродного
— 54 —
материала, которая защищает от воздействия горячих газов
механизм поворота сопла многоразового использования. При де-
фектации был обнаружен унос участка ленты длиной 1,2 м, а
также оторванный кусок длиной 0,3 м внутри опорного конуса.
По, мнению руководства НАСА, в испытании 23 декабря могли
быть созданы необычно большие нагрузки на протекторное
кольцо вследствие отклонения оси сопла на 7° от оси РДТТ.
Вместе с тем оно отметило, что конструкция кольца делает
практически невозможным быстрый нагрев и разрушение. Тем
не менее, оно признало, что если протекторное кольцо
разрушится на первых 20 с полета, то это может привести к
катастрофе. Было разъяснено также, что после катастрофы
орбитальной ступени (ОС) «Челленджер» разрабатывались 2
варианта модифицированного протекторного кольца. Специальные
испытания на стойкость этих колец не проводились. Их
качество оценивалось в ходе огневых испытаний бустерного РДТТ в
целом. Вариант кольца, установленный на РДТТ для
испытания 30 августа 1987 г., оказался вполне работоспособным, а
второй, использованный в испытании 23 декабря, — имел
неудовлетворительную стойкость, хотя по расчетам должен был
быть более работоспособным, чем первый вариант.
За один день до отправки бустерного РДТТ с завода в шт.
Юта на стартовый комплекс во Флориде был обнаружен свищ
в сварном шве сопла. Руководство НАСА считает, что свищ мог
быть вызван неточной настройкой электроннолучевого
сварочного аппарата. Такие свищи обнаруживаются с помощью
нового УЗ-сканирующего дефектоскопа, чувствительность которого
выше, чем применявшегося ранее рентгеновского дефектоскопа.
Питтинговая течь, обнаруженная в одном из основных ЖРД
ОС не вызвана недостатками конструкции или отклонениями в
технологии производства. Считается, что она является
следствием непрогнозируемой ориентации кристаллитов в структуре
металла. Этот ЖРД будет исключен из лётного комплекта и
использован для дальнейших стендовых испытаний.
Адмирал Р. Трули сообщил далее в подкомитете об
основных этапах подготовки к полету 4 августа 1988 г. ОС будет
доставлена в стартовое сооружение 13 мая 1988 г., а прожиг
основных ЖРД ОС состоится в июне. Основные ЖРД испытаны
поставщиком и доставлены в космический центр им. Кеннеди.
Фирма Morton Thiokol в ноябре 1987 г. провела испытания
стыков секций с искусственно введенными дефектами для
демонстрации работы многократно резервированных уплотнений.
Испытания проводились в установке для моделирования
внешних воздействий на монтажный стык JES, имеющей 2 стыка
натурных размеров на сокращенных по длине секциях. В
установке обычно сжигали 168 кг твердого топлива, продукты сгорания
которого выпускали через небольшое сопло. При этом во
внутреннем объеме секций в течение нескольких первых секунд со-
— 55 —
здавалось давление, соответствующее давлению в реальном
РДТТ. В испытании JES-3B сопло было закрыто, вследствие
чего давление сначала поднялось до 6,65 МПа, а затем падало до
3,01 МПа на 120 с. В слое теплоизоляции верхнего монтажного
стыка был специально проделан тонкий канал для прохода
горячих газов к третьему уплотнительному кольцу круглого
поперечного сечения. В нижнем монтажном стыке также имелся
проход для горячих газов и, кроме того, диаметр третьего
уплотнительного кольца был уменьшен с 7,137 до 5,08 мм. Как
показало испытание, в верхнем монтажном стыке газы подошли
к третьему кольцу, но его герметичность не нарушилась. В
нижнем монтажном стыке произошел прорыв газов через третье
кольцо, но первое уплотнительное кольцо сохранило
герметичность.
После аварии на предприятии фирмы Morton Thiokol с
человеческими жертвами (вследствие воспламенения твердого
топлива в корпусе первой ступени МБР MX в процессе
снаряжения при извлечении центрального стержня из канала заряда
после заливки и отверждения топлива) НАСА приостановило
снаряжение секций бустерных РДТТ до выяснения причин
воспламенения топлива. Указывается, что хотя в бустерном РДТТ
и в первой ступени МБР MX применяются несколько
различающиеся по составу твердые топлива, технология снаряжения
корпусов является одинаковой.
В ноябре 1987 г. в космическом центре им. Кеннеди
началось обучение специалистов стартового комплекса сборке
доработанного бустерного РДТТ. Обучение проводится на макете с
использованием нового сборочно-монтажного оборудования по
новой технологии. Макет содержит 2 нижних секции корпуса.
Новый монтажный стык считается более трудным для сборки.
По расчетам сборка бустерного РДТТ потребует 5 дней после
обучения на макете в течение месяца.
При подготовке МВКА к полету работы на стартовом
комплексе будут проводиться непрерывно в течение 2 мес.
Предполагается принять меры по снижению перегрузки специалистов
путем организации работ посменно.
Отмечается, что НАСА настроено оптимистически
относительно перспектив возобновления своей космической
программы. По состоянию на январь 1988 г. планы на текущий год
включают 3 полета МВКА и вывод 7 полезных нагрузок с
использованием ракет-носителей (РН), причем большая часть
ИСЗ предназначается для выполнения военных задач. В
период по 1990 г. включительно планируется выполнить 19 полетов
МВКА с ОС «Дискавери», «Атлантис» и «Колумбия», в т. ч. по
8 полетов в 1989 и 1990 гг. Кроме того, в этот период будут
проведены 20 пусков РН, в основном с военными или секретными
объектами. Полезные нагрузки научного назначения будут
- 56 -
включать КА «Магеллан», космический телескол, ИСЗ
наблюдений космических УФ-излучений Astro-1 и КА «Галилей».
Для повышения безопасности посадки ОС в космическом
центре им. Кеннеди будет проведен ремонт участков посадочной
полосы по 1200 м с каждого конца. Будут заделаны продольные
и поперечные выбоины. В прошлом в 5 из 24 полетов МВКА
посадка выполнялась на эту полосу и в ряде случаев наблюдался
повышенный износ пневматиков и тормозной системы.
Предполагается, что по меньшей мере в 3 первых полетах посадка
будет производиться на авиабазе Эдварде, а затем уже — в
космическом центре им. Кеннеди. В. А. Карелин
«Aerospace Daily», 1987, 144, № 34, 269; 144,
№ 27, 215—216
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 20, 24
«Flight International», 1988, 133, № 4099, 816
«Interavia Air Letter», 1988, № 11409, 4;
№ 11414, 6
«Research and Development», 1988, 30, № 1,
33
«Science», 1988, 239, № 4836, 134; № 4840,554
«Spaceflight», 1988, 30, № 3, 99
21. Американские космонавты
Самая ранняя возможная дата возобновления полетов
МВКА — 4 августа 1988 г., т. е. перерыв в полетах составит не
менее двух с половиной лет. В эгот период члены отряда
космонавтов НАСА продолжают подготовку к полетам, в
частности, занятия на тренажерах, на что отводится примерно 20 ч в
неделю. В остальное время они посещают различные
предприятия, где ведутся работы по программе «Спейс Шаттл», а также
принимают участие в многочисленных совещаниях, на которых
решаются технические вопросы этой программы. Например,
капитан I ранга Фредерик Хоук, который назначен командиром
при полете STS-26 (первом полете после возобновления
эксплуатации) провел встречи на предприятиях и совещаниях
примерно с 20 тыс. человек. Задача его и других космонавтов —
убедиться, что принимаются все возможные меры для
обеспечения безопасности полета. Кроме того, они стремятся быть в
курсе важнейших решений и углубить свои знания
материальной части корабля. Выяснилось, например, что почти никто из
космонавтов не знал о существовании кольцевых уплотнений в
стыках сборок твердотопливных ускорителей (прогар такого
уплотнения явился первопричиной катастрофы 28 января
1986 г.).
Роль космонавтов в организационных вопросах программы
«Спей'с Шаттл» после катастрофы существенно возросла и ста-
— 57 —
ла аналогичной той роли, которую играли космонавты на
начальном этапе осуществления пилотируемых полетов в СЩА.
Например, несколько наиболее опытных космонавтов
обратились недавно к руководству НАСА с требованием, чтобы -до
возобновления полетов было еще проведено не два (QM-6 и
QM-7), а три стендовых испытания натурного твердотопливного
ускорителя. Первое из двух запланированных испытаний
намечалось на март, второе — на май 1988 г. Третье испытание* по
мнению космонавтов, могло бы быть осуществлено в июне ;или
июле 1988 г. Предыдущее испытание натурного ТТУ DiVi-9
23 декабря 1987 г. не было полностью успешным. ,:.
Сообщение агентства АР, 1988, 30, I
22. Возможность отсрочки полета МВКА «Спейс Шаттл»
23 декабря 1987 г. на полигоне фирмы Morton Thiokol близ
г. Бригем (шт. Юта) были проведены огневые стендовые
испытания третьего натурного образца ТТУ МВКА «Спейс Шаттл»
^образец DM-9). При осмотре ТТУ после испытаний выявлено
частичное разрушение кольцевого слоя наружной
теплоизоляции сопла, а также нарушение герметичности теплоизоляции на
стыке задней сборки с соплом. По мнению специалистов
фирмы, упомянутые дефекты являются следствием конструктивных
просчетов. В результате этого полет МВКА STS-26 может быть
отложен на гораздо более поздний срок, чем предполагает
НАСА.
Конструкции кольцевого слоя теплоизоляции сопла и ст'ыка
задней сборки были модифицированы в соответствии с
рекомендациями президентской комиссии по расследованию причин
гибели МВКА с ОС «Челленджер», и при испытаниях ТТУ
DM-9 применялись впервые. Поскольку возникли сомнения в
эффективности новой конструкции, фирма Morton Thiokol,
возможно, воспользуется одним из альтернативных вариантов
модификации теплоизоляции сопла, которые разрабатывались
параллельно с тем вариантом, который был реализован в ТТУ
DM-9.
До полета STS-26 намечалось выполнить два
квалификационных огневых испытания ТТУ (QM-6 и 7). Однако
предварительно может потребоваться еще несколько испытаний
масштабных моделей ТТУ и, возможно, еще одно огневое стендовое
испытание натурного образца. Хотя НАСА и не объявило Ь том,
какое воздействие окажет необходимость проведения
дополнительных испытаний на график полетов МВКА, большинство
наблюдателей сходилось во мнении, что полет STS-26 может быть
отложен до 1989 г.
В апреле 1989 г. существуют «пусковые окна» для запуска
КА «Магеллан», в октябре 1989 г. «пусковые окна» для
запуска КА «Галилей».
«Flight International», 1988, 133, № 4096,. 42
— 58 —
23. Подготовки к полету STS-26 МВКА «Спейе Шаттл»
Полет STS-26 МВКА «Спейс Шаттл», согласно
предварительному решению, был отложен на 4 августа 1988 г. На
орбитальной ступени (OG) «Дискавери», которая должна
использоваться в составе МВКА при полете STS-26 к 18 января были
установлены два из трех ЖРД SSME (№ 2019 и № 2020),
испытания которых были завершены к середине декабря 1987 г.
Эти ЖРД еще в полете не использовались. Третий ЖРД
(№ 2028) использовался при трех полетах МВКА, проработав
в общей сложности примерно 1530 с. Его наземные испытания
были завершены к середине января 1988 г., после чего его сочлен
годным для установки на ступени. ** *-
Однако, согласно сообщениям в конце января 1988 г., в
задних юбках твердотопливных ускорителей (ТТУ), а также
в ТНА ЖРД SSME обнаружены дефекты, что может заставив
отложить полет с 4 августа на более поздний срок.
Для задних юбок ТТУ стали использовать новый способ йе-
разрушающего контроля: ультразвуковое сканирование вместе
рентгеноскопии. Всего изготовлено 30 юбок. Из них новому
способу контроля пока подвергли шесть. В двух из них были обйа:
ружены трещины или пустоты в сварных швах. Одна из этих
двух юбок с дефектными швами предназначалась для ТТУ, kd:
торый должны были использовать при полете STS-26. В свое
время при рентгеноскопии эти трещины обнаружены не были.
После обнаружения их в результате ультразвукового
сканирования рентгеноскопия была повторена, но рентгеновский луч
направлялся более точно под иным углом. В этих условиях *й
рентгеноскопия позволила обнаружить дефекты.
В ТНА ЖРД SSME дефект был обнаружен при испытаниях
в центре им. Маршалла одного из двигателей,
предназначенных для будущих полетов. В лабиринтном уплотнении первой
стулени турбины обнаружен дефектный сварной шов. Это
заставило провести проверку аналогичных швов в ТНА всех
ДРД SSME. Возможно, для такой проверки придется демонти7
ровать ТНА с трех ЖРД, установленных на орбитальной
ступени «Дискавери». Надеются, что демонтированные ТНА удастся
достаточно быстро заменить на ТНА, прошедшие проверку,
так чтобы это не повлекло за собой дальнейшую отсрочку
полета.
Если это станет возможным, то заднюю сборку и сопловой
блок для левого ТТУ, который будет использован при полете
STS-26, предполагали доставить на мыс Канаверал 20 февраля
1988 г., заднюю сборку и сопловой блок для правого ТТУ —
3 марта 1988 г. Монтаж сборок ТТУ и последующая проверка
продлятся 37 суток (ранее предполагалось, что для этого
необходимо 29 суток). ;
— 59 —
При условии реализации этого графика контрольное
включение ЖРД SSME ступени «Дискавери» на стартовой позиции
в составе собранного МВКА планировалось на 2 июля 1988 г.
«Aviation Week and Space Technology, 1987,
127, № 25, 75; 1988, 128, № 3
«Washington Post.», 1988, 26/1
24. Контракты на разработку грузового МВКА США
НАС А 21 октября 1987 г. сообщило, что фирмы Martin
Marietta, Rockwell International и United Technologies будут
проводить разработку эскизных проектов грузового МВКА
(Shuttle-C). По контрактам объемом 1,5 млн долл. каждый в
течение 4 мес. первого этапа фирмы должны подготовить
собственно эскизные проекты и разработать принципы эксплуатации
ЛА с учетом требований по экономичности. На втором этапе
эскизного проектирования будут производиться уточнения
выбранных конструктивных схем и принципов эксплуатации с
выработкой технических требований к МВКА на базе
предварительных конструктивных решений. Одним из основных
требований является минимизация стоимости как проектирования, так
и производства МВКА.
Предполагается, что грузовой МВКА будет иметь боковое
крепление грузовой орбитальной ступени, снабженной 2 — 3
основными ЖРД пилотируемого МВКА. Поскольку эти ЖРД
будут одноразового использования, то грузовой МВКА будет
комплектоваться ЖРД, которые уже почти выработали свой
плановый ресурс на пилотируемых МВКА. НАСА планирует
проводить 4 полета грузовых МВКА в год после ввода его в
эксплуатацию в середине 1993 г.
Грузовой МВКА планируется использовать для доставки
конструктивных элементов ООКС на орбиту. Возможные
схемы операций доставки и сборки ООКС включают
использование орбитального маневренного КА или пилотируемого МВКА
с его телеуправляемым манипулятором для сборки ООКС.
В. А. Карелин
«Aerospace Daily», 1987, 144, № 16, 122,
№ 19, 147
25. Потребность в новых материалах
для воздушно-космического самолета «Хотол»
По мнению руководителя проекта беспилотного воздушно-
космического самолета (ВКС) «Хотол» фирмы British
Aerospace, уменьшение габаритов, а следовательно и сухой массы, ВКС
на 1: кг позволяет снизить на 0,5 млн ф. ст. расходы на ПКР и
на 0,4 млн ф. ст. стоимость ВКС. По данным на март 1988 г.
— 60 —
ВКС со стартовой массой ~250 т после отрыва от разгонного
наземного стартового шасси до набора высоты 25,5 км и
скорости М=5 будет использовать в двухтопливной двигательной
установке (ДУ) атмосферный воздух в смеси с жидким
водородом. В ДУ RB-545 воздух из сверхзвукового воздухозаборника
с центральным телом поступает в теплообменник, где
охлаждается водородом для повышения плотности и снижения
температуры в камере сгорания. На больших высотах для работы ДУ
будет применяться жидкий кислород из бортового топливного
бака.
Снижение массы ВКС достигается в основном за счет
применения разгонного наземного стартового шасси, использования
воздуха для работы ДУ при движении в атмосфере,
использования жидких водорода и кислорода для ЖРД орбитального
маневрирования, работы сопел системы ориентации и
стабилизации на газообразном водороде и т. п. Кроме того, масса ВКС
может быть снижена в результате использования новых
конструкционных материалов типа композитов с керамическими,
металлическими и полимерными термопластичными матрицами.
По расчетам, при входе в атмосферу аэродинамические
нагрузки на ВКС будут составлять только 40% аналогичных нагрузок
на орбитальную ступень МВКА США. Температура
аэродинамического нагрева на большей части поверхности ВКС будет
ниже 1200 К. Максимальная температура 2000 К ожидается на
передних кромках воздухозаборников, 1750 К — на носовом
конусе и 1700 К — на передней кромке носового вертикального
стабилизатора. Для элементов конструкции с наибольшими
температурами нагрева предполагается применить углеродо-
керамические композиты, содержащие углеродные армирующие
волокна в матрице из карбида кремния.
Для крыльев, а также центральной и хвостовой частей
фюзеляжа планируется использовать композит из титановой
матрицы и 35 об.% частиц карбида бора, хотя при ожидаемых
температурах <700 К вполне возможно применение титановых
сплавов. Первоначально фирма British Aerospace считала
возможным выполнить из тонколистовых титановых сплавов
несущие топливные баки, однако в последующем от этого
предложения отказались из-за опасности растрескивания материала.
Признано целесообразным изготовлять баки намоточной
технологией из композита с полимерной термопластичной матрицей и
углеродными армирующими волокнами. Толщина стенок баков
принята 3 мм. Низкая теплопроводность композита позволяет
снизить требования к пенообразной теплоизоляции баков
толщиной 150 мм.
В сентябре 1987 г. фирма British Aerospace завершила
двухлетнюю программу выбора конструктивной схемы ВКС
(затраты 2 млн ф. ст.). Фирма представила свои предложения
правительству Великобритании по программе приоритетной НИОКР/
— 61 —
/ИКР применительно к первому лётному испытанию ВКС в
1994 г. и вводу в эксплуатацию в ~2000 г. В этой программе с
финансированием на 50% частным сектором
предусматриваются 2 этапа по 3 года каждый. В течение 1 этапа фирма должна
выбрать материалы для конструкции ВКС и поставщиков
материалов внутри страны. Хотя для изготовления 5 ВКС
потребуются только ~200 т перспективных материалов,
промышленность может быть загружена также другими заказами на
аналогичные материалы для истребителей с коротким взлетом и
вертикальной посадкой, сверхзвуковых транспортных самолетов
и т. п.
; Фирма British Aerospace считает целесообразным иметь
парк из 5 ВКС с ресурсом 120 полетов каждый и частотой
2в полетов в год при межполетных ремонтно-восстановительных
работах продолжительностью 48 рабочих часов. Вполне
возможно 1 ВКС оснастить кабиной для астронавта. Стоимость
полета ВКС оценивается в 5 млн долл. Цена транспортировки
полезной нагрузки до 7 т на низкую околоземную орбиту
ожидается в 5 раз ниже, чем при использовании МВКА США.
В. А. Карелин
«Flight International», 1988, 133, № 4098, 17;
№ 4103, 24—25
26. Предстоящее участие ESA в программе ООКС
В январе 1988 г. было достигнуто предварительное
соглашение об участии ESA в программе ООКС НАСА. Определены
некоторые вопросы эксплуатации ООКС с пристыкованным
герметизированным модулем «Колумб», в т. ч. об электрической
мощности, подаваемой на модуль, о времени проведения
экспериментов, об обеспечении доставки астронавтов и грузов на
ООКС и обратно на Землю и т. п. Согласован вывод
герметизированного модуля «Колумб» в 1996 г., полярной платформы,
входящей в состав орбитального комплекса ESA, — в 1997 г. и
посещаемой платформы свободного полета MTFF — в 1998 г.
Общие вложения Западной Европы в создание ООКС составят
3,7 млрд долл. Эксплуатационные расходы ESA определены ' в
сумме 100 млн долл. в год при общем объеме
эксплуатационных затрат 1514 млн долл. Предусматривается проведение
некоторых работ НАСА в герметизированном модуле «Колумб», а
также на полярной платформе и на посещаемой платформе
свободного полета.
•••' Считается, что ESA уже может начать заключение
контрактов на разработку элементов орбитального комплекса, несмотря
на неопределенность позиции Великобритании, поскольку 90%
стоимости комплекса уже распределены между другими
членами ESA. До конца ноября 1987 г. от Великобритании ожидался
йклад в размере 13% стоимости комплекса.
- 62 -
Фирма British Aerospace рассчитывала быть головным
подрядчиком по проекту полярной платформы, входящей в
комплекс. Однако если Великобритания откажется от
финансирований работ по комплексу, то ESA найдет головного подрядчика
по полярной платформе в другой стране. В частности, Франция
выдвигает свои предложения по полярной платформе на базе
И€3 «Спот». Полярная платформа будет оснащена
микроволновыми и ИК-средствами наблюдения.
'Если будут выведены также 2 ИСЗ наблюдений за
состоянием земных ресурсов и метеорологической обстановкой ERS-1
в 1990 г. и ERS-2 в 1993 г., то они совместно с 2 полярными
платформами НАСА и ESA обеспечат пользователям
непрерывный поток информации о климатических факторах в
глобальном масштабе. Вклад Великобритании в программу ERS-1
составляет 20%, а Франции — 30%. Соглашение о распределении
финансирования ERS-2 еще не достигнуто.
Предполагаемое сокращение бюджета ESA до 2000 г. на
15—20% будет, по-видимому, осуществлено не за счет 3
основных программ «Колумб», мини-МВКА «Гермес» и
ракеты-носителя «Ариан-5». Возможно, что будут урезаны ассигнования
на перспективный воздушно-космический самолет (ВКС) «Хо-
тол» и ретрансляционный ИСЗ, на котором предполагалось
опробовать систему оптической лазерной связи между ИСЗ.
Представитель Великобритании на совещании министров
стран-членов ESA в Гааге 9—10 ноября 1987 г. К. Кларк
заявил, что не исключается возможность разработки ВКС «Хо-
тол-» совместно с другими иностранными партнерами вне рамок
ESA. В. А. Карелин
«New Scientist», 1987, 116, № 1583, 28; 1988,
117, № 1596, 27
«Spaceflight», 1988, 30, № 1, 38
«Air et Cosmos», 1988, 26, № 1175, 28;
№ 1178, 35, 36
«Aviation Week and Space Technology», 1987,
127, № 20, 22—24
«Flight International», 1987, 132, № 4088, 3
27. Сокращение ассигнований на разработку ООКС
Конгресс США сократил на 340 млн долл. ассигнования,
запрошенные НАСА в 1988 фин. г. на разработку ООКС. Таким
образом, в 1988 фин. г. на эту программу НАСА будет
выделено 425 млн долл., причем выделение половины этих средств
задержат до июня 1988 г. (к этому сроку НАСА должно предоста-
ввдь предложение по оптимизации проекта и снижению потреб-
ньщ затрат).
Высказываются опасения, что начало сборки станции,
запланированное на январь 1994 г., может быть отложено по
— 63 —
меньшей мере на год. Кроме того, Национальный
исследовательский совет США считает, что полагаться на МВКА как на
единственное средство доставки на орбиту элементов ООКС
было бы рискованно, поскольку не исключены аварии
многоразовых кораблей и в будущем. Совет рекомендует до начала
работ по сборке ООКС построить новую орбитальную ступень
МВКА взамен утраченной. Совет также пришел к выводу, что с
учетом стоимости резервируемого оборудования ООКС и
затрат на программу тестовых проверок общие затраты на
реализацию проекта ООКС могут достигнуть 22 млрд долл.
НАСА по-прежнему придерживается первоначального плана
сборки ООКС, предусматривающего первый полет МВКА в
январе 1994 г. и завершение первого этапа сборки «первичной
ООКС» через три года, в ходе 20-го полета по этой программе.
«Flight International», 1988, 133, № 4096, 42
28. План запусков ИСЗ в США одноразовыми РН
НАСА опубликовало план запусков одноразовыми РН на
период с января 1988 г. по октябрь 1990 г. (табл.). На этот
жа период запланировано 19 полетов МВКА «Спейс Шаттл».
В последующие годы (1990—1994 гг.) предполагается
выполнить еще 29 запусков одноразовыми РН. Среди возможных
ПН — КА «Марс Обсервер» (в случае, если снова возникнут
проблемы с МВКА), ИСЗ-ретранслятор TDRS (планируется к
запуску на РН «Титан-3»), КА CRAF (февраль 1993 г., РН «Ти-
тан-4-Центавр»), КА Lunar Geoscience Orbiter (март 1993 г.),
канадский ИСЗ «Редарсат» (июнь 1994 г.)
Дата
Январь
Февраль
Март
Май
Август
»
Октябрь
Тип РН
1
«Дельта-181»
«Атлас-бЗЕ»
«Скаут-206С»
«Скаут-212С»
«Дельт а-183»
«Скаут-213С»
«Атлас-Центавр-
-68»
Место запуска
988 г.
Канаверал
Ванденберг
Сан-М арко
Уоллопс
Канаверал
Ванденберг
Канаверал
Полезная нагрузка
Эксперимент по
программе СОИ
ИСЗ NOAA-H
ИСЗ «Сан-Марко»
Мишень для
эксперимента по программе
СОИ
Эксперимент по
программе СОИ
2 ИСЗ ВМС «Оскар»
«Флитсатком» (F-8)
— 64 —
Продолжение таблицы
Дата
Февраль
»
Март
Май
Август
Февраль
»
Март
Май
Июнь
»
Август
Декабрь
Тип РИ
1
«Дельта-184»
«Скаут^214С»
«Атлас-50Е»
«Скаут-215С»
«Скаут-210С»
1
1990 «Дельта»
«Скаут-218С»
«Атлас-Цент авр »
«Скаут^216С»
«Атлас-Центавр»
«Атлас-34Е»
«Скаут-211С»
«Атлас-Центавр»
JMeero запуска
989 г.
Ванденберг
Ванденберг
Ванденберг
Уоллопс
Ванденберг
990 г.
Канаверал
Ванденберг
Канаверал
Уоллопс
Канаверал
Ванденберг
В анденберг
Канаверал
Полезная нагрузка
ИСЗ СОВЕ
2 ИСЗ ВМС «Оскар»
ИСЗ NOAA-D
Мишень для
эксперимента по программе
СОИ
ИСЗ NOVA-2
ИСЗ «Росат»
ИСЗ «Транзит-27»
ИСЗ GOES-1
Мишень для
эксперимента по
программе СОИ
ИСЗ Grres
ИСЗ NOAA-1
ИСЗ «Транзит-28»
ИСЗ GOES-J
«Flight International», 1987, 132, № 4088, 41
29. План запуска шведского ИСЗ китайской РН
запуск нового
РН CZ-2C. Он
На вторую половину 1991 г. запланирован
шведского ИСЗ «Фрея» с помощью китайской
предназначен для изучения авроральных явлений,
исследований ионосферы и экспериментов по связи. ИСЗ «Фрея» будет
построен фирмой Saab Space. Он будет иметь форму диска
диаметром 2,2 м и массой 270 кг. На борту ИСЗ будет установлено
40 кг научной аппаратуры, потребляющей электрическую
мощность 40 Вт. Скорость передачи данных по линии «борт —
Земля» составит 256 кбит/с. ИСЗ будет выведен на
промежуточную орбиту высотой от 200 до 300 км с наклонением от 63° до
68°. Затем, за два включения бортовых РДТТ ИСЗ будет
переведен на орбиту высотой 600 X 1200 км.
Наличие бортовых РДТТ является особенностью данного
ИСЗ. Ранее для перевода на высокоэллиптические орбиты
шведских ПН, запускаемых с помощью РН CZ-2C,
предполагалось использовать разгонную ступень ОТМ шведского
производства.
«Flight International», 1988, 133, № 4100, 49
— 65 —
30. Реализация планов коммерческих пусков
ракет-носителей США
По мнению директора управления коммерческих космических
транспортных операций министерства транспорта США,
должны быть разграничены функции НАСА и частного сектора в
космической деятельности: НАСА как
научно-исследовательская организация должно заниматься научными
исследованиями и поисковыми работами, напр. НИОКР в области
двигательных установок, программ полетов и т. п., и не стремиться к
возврату своих вложений в НИОКР путем коммерческой
эксплуатации ракет-носителей (РН) и МВКА. Деятельность частного
сектора должна быть направлена на экономически
эффективную практическую реализацию научно-технических
достижений. Коммерциализация космической деятельности будет
способствовать повышению занятости в стране: так 3 наиболее
крупных фирмы на рынке коммерческих РН Martin Marietta,
Me Donnell Douglas и General Dynamics вместе смогут
ежегодно создавать ~8000 новых рабочих мест. Вместе с тем,
свободная конкуренция на рынке будет приводить как к появлению
новых, так и ликвидации некоторых фирм,
специализирующихся на изготовлении и эксплуатации РН.
Коммерческие космические транспортные системы могут
находить применение при создании и эксплуатации
спутниковых систем дистанционного наблюдения за земными ресурсами,
коммерческих систем космической связи, орбитальных
производственных комплексов и т. п. Коммерческий пуск РН будет
стоить на 20—30% дешевле, чем пуск в интересах
правительственных ведомств, поскольку в последнем случае в стоимость
включаются расходы на содержание управленческого аппарата.
В октябре 1987 г. НАСА выбрало фирму General Dynamics
в качестве головного подрядчика для осуществления
коммерческих выводов ИСЗ нового поколения серии GOES. Эти
геостационарные ИСЗ для контроля окружающей среды
обеспечивают информацией NOAA. ИСЗ изготовляются фирмой Ford
Aerospace. Ранее применялись ИСЗ фирмы Hughes Aircraft.
Для вывода ИСЗ будут использованы РН «Атлас-Центавр».
Стоимость вывода 5 ИСЗ оценена в 315 млн долл.
Ориентировочные сроки вывода даны в табл. 1.
В соответствии с заключенным контрактом фирма несет
полную ответственность за всю программу подготовки и пуска,
а также за взаимоотношения с субподрядчиками, в т. ч. за
проектирование, производство, испытания и монтаж РН; за
подготовку программы конкретного полета; за проведение пуска;
за технико-экономическую эффективность транспортной
космической системы и реализацию общих целевых характеристик
РН.
— 66 —
Фирма General Dynamics заключила также контракт с
фирмой Eutelsat на вывод в начале 1990 г. ИСЗ «Евтелсат-2».
Пуск РН будет осуществлен с мыса Канаверал.
Т аблиц а 1
Сроки вывода ИСЗ нового
поколения серии GOES
Срок
Март 199Э г.
Декабрь 1990 г.
Май 1992 г.
Срок не
определен
Срок не
определен
ИСЗ
GOES-I
GOES-J
GOES-K
GOES-L
GOES-M
По состоянию на февраль 1988 г. фирма McDonnell Douglas
заключила пятый контракт на коммерческий вывод ИСЗ
(табл. 2). В соответствии с этим контрактом будет выведен
ИСЗ «Палапа-132-R». Этот индонезийский ИСЗ первый раз был
выведен на низкую околоземную орбиту с помощью МВКА в
1984 г., однако из-за неисправности РДТТ перигея на заданную
орбиту не вышел. ИСЗ был возвращен на Землю в грузовом
отсеке орбитальной ступени МВКА «Дискавери» в конце
1984 г. и продан страховым агентством фирме Sa Hel
Technologies, которая договорилась с правительством Индонезии о
совместной эксплуатации ИСЗ. Этот ИСЗ на геостационарной
орбите войдет в систему спутниковой связи для стран Океании
и Юго-Восточной Азии, в т. ч. Филиппин, Малайзии, Таиланда,
Сингапура и т. д.
Таблица 2
Коммерческий вывод ИСЗ фирмой Me Donnell Douglas
Ориентировочный
срок
Середина 1989 г.
Конец 1989 г.
Начало 1990 г.
1990 г.
1990 г.
РН
«Дельта-3920»
«Дельта-3920»
«Дельта-2»
»
»
ИСЗ
«Инсат-Ш»
BSB-1
«Палапа-В2-Р»
BSB-2
«Инмарсат-2»
Страна
Индия
Великобритания
Индонезия
Великобритания
На контракт по выводу ИСЗ «Палапа-В2-К» претендовали
СССР, КНР, США и фирма Arianespace. Контракт был
подписан с фирмой McDonnell Douglas несмотря на то, чта
запрошенная цена вывода 51 млн. долл. была выше цены фирмы
Arianespace 49 млн. долл.
— 67 —
В октябре 1987 г. фирма Me Donnell Douglas подписала
предварительное соглашение с КНР о возможном
использовании космического разгонного модуля РАМ на РН серии
«Большой поход». При этом предусматривается, что все работы по
обслуживанию РАМ будут выполняться специалистами фирмы
без передачи технической информации КНР. В настоящее
время фирма располагает двумя моделями РАМ: PAM-D и
PAM-D-2. Для КНР будут разработаны еще 2 модели РАМ:
PAM-D-3 и PAM-D-4. При использовании РАМ РН «Большой
поход-2О» будет иметь грузоподъемность на переходную
геостационарную орбиту 1250 кг.
В ноябре 1987 г. фирма Morton Thiokol провела огневые
испытания нового РДТТ Star 63F, предназначенного для
перевода коммерческих ИСЗ с низкой околоземной орбиты на
переходную геостационарную орбиту. РДТТ с макс, тягой
140,74 кН имеет длину 2,72 м и диаметр 1,6 м. РДТТ был
разработан по контракту с фирмой General Electric.
В феврале 1988 г. министерство транспорта, которое несет
ответственность за регулирование и развитие
коммерциализации РН в стране, выдало первую лицензию на проведение
коммерческих пусков РН фирме Conatec. Фирма планирует
проведение в октябре 1988 г. 2 пусков РН Conatec С-310, которая
представляет собой модифицированную исследовательскую
ракету «Терьер-Блэк Брант». Полезная нагрузка
западноевропейской фирмы предназначена для проведения экспериментов в
условиях микрогравитации. Пуски будут проводиться с
территории полигона Уайт-Сандс. В министерстве транспорта заявка
фирмы на проведение пусков была подвергнута жесткому
контролю в части программ полетов и обеспечения безопасности.
При выдаче гарантий о безопасности проведения пусков фирма
ориентировалась исключительно на полигонные системы
обеспечения безопасности, включающие системы слежения за
полетом, связи, отсечки тяги и принудительной ликвидации при
аварийных ситуациях. Одновременно, проводимые пуски не
должны подрывать национальную безопасность или оказывать
влияние на внешнеполитическую обстановку.
Определились пользователи коммерческой РН «Титан».
С помощью этой РН, вероятно в середине 1989 г., будут
одновременно выведены ИСЗ JCSat-2 (Япония) и «Скайнет-4А»
(Великобритания). Планируется также вывод 2 ИСЗ «Интел-
сат-6». В. А. Карелин
«Aerospace Daily», 1987, 143, № 62, 491; 144,
№ 13, 98; 144, № 14, 107—108; 144, № 27,
216; 144, № 30, 239
«Interavia Air Letter», 1988, № 11435, 2—3
«Flight International», 1988, 133, № 4100, 49
«Spaceflight», 1987, 29, № 4, 145
— 68 —
31. Ракеты-носители ILV и «Конестога»
Американские фирмы American RocKets и Space Serivices
разрабатывают легкие ракеты-носители (РН), соответственно,
ILV и «Конестога» в расчете на их коммерческое
использование, в первую очередь, министерством обороны и управлением
SDIO. Анализ рынка показывает, что в ближайшие 6—7 лет в
космос потребуется вывести 300—350 полезных нагрузок (ПН)
массой менее 1,8 т. Обе фирмы встретились с финансовыми
трудностями, что заставило отложить срок ввода РН в
эксплуатацию.
Ракеты-носители ILV. Согласно измененному проекту, эта
РН в своем окончательном варианте ILV-1 сможет вывести на
полярную орбиту высотой 216 км до 1,36 т полезной нагрузки.
В четырехступенчатой РН используется 22 двигателя (тягой по
32 тс) на гибридном топливе. Первая ступень представляет
собой связку из 12 двигателей, смонтированных вокруг общего
бака жидкого кислорода.
На 1988 г. намечен запуск с базы ВВС Ванденберг
экспериментальной РН длиной 16 м, оснащенной одним двигателем,
которая должна доставить на высоту 160 км ПН массой 99 кг,
подготовленную управлением SDIO. Возможно, запуск этой
РН будет повторен. На 1989 г. намечен запуск с базы ВВС
Ванденберг экспериментальной РН «Слингшот» длиной 23 м,
способной доставить на низкую околоземную орбиту ПН массой
270 кг. Первая ступень ракеты представляет собой связку из
двух двигателей на гибридном топливе, вторая ступень — один
такой двигатель, третья ступень — РДТТ «Стар-48». С м.
Канаверал при азимуте 90° такая РН может вывести на низкую
орбиту ПН до 340 кг. Стоимость РН ILV-1 5—8 млн долл.
Ракеты-носители «Конестога». РН этого семейства
используют РДТТ, ранее разработанные по другим программам.
Экспериментальный одноступенчатый образец ракеты, запущенный
5 лет назад (9 сентября 1982 г.), был оснащен одним РДТТ
«Кастор-4». В 1989 г. должна быть запущена трехступенчатая
ракета «Конестога-1 А», способная при запуске с о. Уоллопс
вывести на круговую орбиту высотой 280 км ПН массой 340 кг.
На первой ступени ракеты устанавливается один РДТТ «Ка-
стор-4», на второй — укороченный в два раза РДТТ «Кастор-4»,
на третьей РДТТ «Grap-37FM». Затем планируется запуск
четырехступенчатой РН «Конестога-2А», способной доставить на
орбиту высотой 280 км 1040 кг. На первой ступени этой ракеты
установлены два РДТТ «Кастор-4», второй ступенью служит
один такой РДТТ, расположенный между РДТТ первой
ступени. Третья ступень представляет собой укороченный РДТТ
«Кастор-4», а на четвертой ступени в «базовом» варианте
устанавливается РДТТ «Grap-37FM», но возможно использование и
других двигателей. Позже предполагают создать четырехсту-
— 69 —
пенчатую РН «Конестога-4», способную доставить на орбиту
высотой 280 км до 1,8 т. На первой ступени эта ракета
использует четыре, на второй два и на третьей один РДТТ «Кастор-4»,
а четвертой ступенью служит укороченный РДТТ «Кастор-4».
Рассматривается вариант шестиступенчатой ракеты «Конесто-
га-4-1», которая могла бы вывести 2,8 т на стационарную
орбиту. Она представляет собой ракету «Конестога-4» с
дополнительными пятой (РДТТ «CTap-37FM») и шестой (РДТТ
«Стар-27») ступенями.
«Flight International», 1988, 133, № 4095, 15
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 7, 67, 68
32. Ход разработки японской ракеты-носителя Н-2
По сообщениям японских специалистов на ежегодном
конгрессе Международной астронавтической федерации (IAF) в
октябре 1987 г., график разработки ракеты-носителя (РН) Н-2
стал очень напряженным из-за выявленной необходимости
введения изменений в конструкцию, в частности модификации ЖРД
LE-5 второй ступени.
В модифицированном ЖРД LE-5A с увеличенной тягой по
сравнению с ЖРД LE-5 рабочим телом для турбин будет
служить газифицированный водород вместо продуктов сгорания из
газогенератора. Считается, что повторные запуски в полете ЖРД
с использованием запасенного в специальном баллоне
газообразного водорода для раскрутки турбин будут более надежными,
чем в случае применения газогенератора с воспламенением
топливной смеси при каждом повторном запуске. ЖРД LE-5A будет
развивать тягу в вакууме 120 кН при уд. импульсе 452 кгс«с/кг
и соотношении компонентов топлива 5,0. Турбонасосный
агрегат, (ТНА) жидкого водорода будет иметь частоту вращения
ротора 50 5000 об/мин, а ТНА жидкого кислорода — 16 500 об/мин.
ЖРД LE-5 создает тягу в вакууме 105 кН при уд. импульсе
449 кгс-с/кг и соотношении компонентов топлива 5,5. Ожидалось,
что огневые стендовые испытания ЖРД LE-5A начнутся в
ноябре 1987 г.
По результатам проведенных испытаний агрегатов ряд
изменений вносится в конструкцию ЖРД LE-7 первой ступени РН
Н-2. В частности, для лопаток ТНА жидкого водорода и жидкого
кислорода решено применить материал MAR-M 247 вместо U-720
и Inco-718 соотв. вследствие обнаруженных поверхностных
трещин после испытаний на режиме максимальной тяги.
Предполагалось, что опытный образец ЖРД LE-7 будет собран в
декабре 1987 г. Первые огневые испытания были запланированы на
март 1988 г. ЖРД LE-7 рассчитан на тягу на уровне моря
930 кН при уд. импульсе 449 кгс»с/кг и время работы 316 с,
которое обеспечивается запасом топлива первой ступени 85 т.
— 70 —
По состоянию на ноябрь 1987 г. проведены огневые
испытания модели РН в 1/15 натурной величины в макете стартового
сооружения для оценки работоспособности выбранной
конструкции в поле избыточных давлений и акустических нагрузок,
возникающих при старте. Стартовое сооружение планируется
построить в космическом центре Танегасима. Модель оснащалась
уменьшенным варантом ЖРД LE-7 и 1 или 2 бустерными РДТТ.
Результаты испытаний показали необходимость уточнения
расчетов уровней избыточных давлений с учетом характера
нестационарности давлений в камерах сгорания бустерных РДТТ при
запуске.
По заявлению представителя NASDA, несмотря на возникшие
трудности, считается возможным уложиться в график работ с
тем, чтобы выполнить первый пуск РН в 1992 г. Эксплуатация
РН Н-2 должна начаться в 1994 г., обеспечивая вывод ИСЗ с
массами до 2000 кг на геостационарную орбиту.
В Японии начаты работы по беспилотному мини-МВКА
НОРЕ, который будет выводиться с помощью РН Н-2. НОРЕ
будет иметь стартовую массу ^10 т и посадочную массу
~8,2 т. Размах крыльев с площадью 40 м2 определен 9,2 м.
Грузовой отсек будет иметь размер 2,5x2,5x5 м. Мини-МВКА
рассчитывается для автоматической посадки на полосу длиной
3000 м. Ввод в эксплуатацию мини-МВКА намечается на вторую
половину 90-х годов. В. А. Карелин
«Aviation Week and Space Technology», 1987, 127>
№ 20, 47
«Flight International», 1987, 131, № 4052, 17
33. Сопло с высокой компенсацией
В октябре 1987 г. ВВС США заключили с фирмой Pratt and
Whitney контракт, предусматривающий разработку сопла с
высокой компенсацией. По расчетам, использование таких сопел
может вдвое увеличить полезную нагрузку одноступенчатых
носителей класса «Земля-орбита». Контракт рассчитан на 36
месяцев. В течение первых 23 месяцев фирма должна на
масштабных моделях оценить сопла различной конструкции,
использующие различные системы охлаждения, выбрать наиболее
перспективный вариант и спроектировать экспериментальное сопло.
Остальные 13 месяцев отводятся на изготовление этого сопла и
проведение его испытаний на ЖРД LR-10 тягой 7,5 тс с
имитацией высотных условий в модифицированной барокамере на
комплексе фирмы в Палм-Бич (шт. Флорида). Специалисты
фирмы считают, что в конечном счете сопла будут
использоваться на двигателях тягой примерно 270 тс на сверхтяжелых
ракетах-носителях. Фирма должна рассмотреть четыре различные
конструкции сопла:
— 71 —
1. «Ступенчатое сопло». Для стабилизации условий отрыва
потока используются несколько ступенчатообразных выступов
на внутренней стенке сопла. На малых высотах выступы
предотвращают неконтролируемый отрыв потока.
2. «Сопло со сбрасываемыми кольцами». Для стабилизации
условий отрыва потока используются не выступы, а кольца на
внутренней стенке сопла. По мере подъема ракеты и
уменьшения внешнего давления на срезе сопла кольца последовательно
сбрасываются, тем самым удлиняя эффективную часть сопла.
3. «Сопло с дренажем». Для стабилизации условий отрыва
потока служит ряд дренажных отверстий, расположенный по
длине сопла. При старте все отверстия открыты, а по мере
подъема ракеты некоторые отверстия начинают закрываться, в
результате чего также удлиняется эффективная часть сопла.
4. «Сопло со вдувом». Для стабилизации условий отрыва
потока в сопло в нескольких точках вводится воздух, который
играет ту же роль, что дренажные отверстия.
Специалисты фирмы Pratt and Whitney отдают предпочтение
конструкции «сопло с дренажом». Фирма должна также
рассмотреть несколько способов охлаждения сопла: радиационное,
регенеративное (жидким водородом) и пленочное. При
пленочном охлаждении используется низкотемпературный пар в
пограничном слое между стенкой сопла и основным потоком газов.
Этот пар образуется из воды в результате сгорания водорода и
кислорода. Специалисты отдают предпочтение радиационному
охлаждению, благодаря простоте этого способа и выигрышу в
массе по сравнению с двумя другими способами.
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 6, 91
34. Дефекты в ЖРД НМ-7В третьей ступени ракеты-носителя
«Ариан-3»
Ракета-носитель (РН) «Ариан-3» в полете V-21,
запланированном на 29 декабря 1987 г., должна была вывести связной
ИСЗ GTES Спейснет ЗЯ/Геостар R01 и французский
ретрансляционный ИСЗ «Телеком-1С». Однако этот полет откладывается
по меньшей мере на 6 недель из-за выявленного при огневых
испытаниях на стенде в Верноне 2 ЖРД НМ-7В повышения
температуры в охлаждаемых подшипниках турбонасосных
агрегатов жидкого водорода. В ЖРД № 1924R температура
подшипника составляла 68К, а в ЖРД № 1925 — ПО К. По техническим
условиям на ЖРД температура не должна превышать 60 К.
Фирма Arianespace приняла решение использовать для
полета \Г-21 ЖРД № 1924R, приняв в виде исключения допустимую
температуру подшипника 65—67 К при условии, что при
повторном огневом испытании должны быть получены воспроизводи-
— 72 —
мые результаты. Параллельно будут проведены также огневые
испытания ЖРД № 1925 на выработку ресурса. ЖРД № 1925
должен быть испытан на 120 с 27 января 1988 г. Испытания на
900 с запланированы на 17—20 февраля. После 3 испытаний по
900 с ЖРД будет подвергнут дефектации.
После полета V-21, который, очевидно состоится в начале
марта 1988 г., будет осуществлен первый полет РН «Ариан-4».
Первоначально он был запланирован на январь, но из-за
задержки с полетом V-21 отложен на конец апреля.
Производство ЖРД НМ-7В на предприятии фирмы SEP в
1988 г. составит 12 шт. В 1987 г. было изготовлено 14 шт. Такой
темп производства позволяет осуществлять 9 пусков РН в год.
В. А. Карелин
«Air et Cosmos», 1988, 25, № 1172, 35; № 1175, 28
«Aviation Week and Space Technology», 1987, 127,
№ 20, 23
35. Разработка космических ядерных энергетических
установок
Во Франции в конце 1988 г. должно быть принято решение
о разработке ядерной энергетической установки (ЯЭУ)
мощностью 20—30 кВт для обеспечения работы межпланетных КА,
разведывательных ИСЗ или западноевропейской космической
станции. Исследования по ЯЭУ по программе ERATO ведутся во
Франции с 1982 г. под совместным руководством CNES и
комиссариата по атомной энергии. Считается, что ЯЭУ будет готова
для полетов в 2005 г., хотя разработка лабораторного образца
возможно начнется уже в 1989 г.
На первом этапе исследований (1982—1984 гг.)
анализировались ЯЭУ с электрической мощностью 100—400 кВт. Однако
выяснилось, что требуемое для таких ЯЭУ оборудование с
рабочими температурами до 1200°С будет доступно через ~20 лет.
Такими мощными ЯЭУ в будущем могут быть оснащены
межорбитальный транспортный КА, крупный
наблюдательно-разведывательный геостационарный ИСЗ, ИК-телескоп с активным
охлаждением для разведывательных целей и т. п.
ЯЭУ на электрические мощности 20—30 кВт будут иметь
рабочие температуры в диапазоне 850°. Масса ЯЭУ 1,9—2,3 т
позволит осуществлять вывод с помощью ракет-носителей
«Ариан-5». Стоимость разработки ЯЭУ с изготовлением 2 летных
образцов оценивается в 1 млрд марок ФРГ. По соображениям
безопасности западноевропейские ЯЭУ рассчитываются на
функционирование на орбитах с высотами не менее 800 км с тем,
чтобы возможный вход ЯЭУ в атмосферу произошел после
завершения процессов деления в активной зоне реактора.
ЯЭУ ERATO на электрическую мощность 20 кВт планируется
установить на КА в сторону Марса или Юпитера. Следующей
— 73 —
$ будет оснащен ИСЗ наблюдения и раннего оповещения,
который предполагается вывести на полярную орбиту с высотой
1200 км с помощью ракеты-носителя «Ариан-5».
По состоянию на февраль 1988 г. в США имеется ряд
технических и политических причин, затрудняющих создание ЯЭУ,
хотя общие перспективы развития космической ядерной
энергетики стали более благоприятными, чем 10 лет назад.
Затруднения связаны с решением вопросов обеспечения надежности
эксплуатации ЯЭУ. Пока нет пользователя ЯЭУ, который
согласился бы со всеми неопределенностями, связанными с
разработкой ЯЭУ, в т. ч. с неопределенностью стоимости, с возможными
задержками выполнения программы и с непрогнозируемыми
политическими проблемами в период осуществления вывода на
орбиту.
В США основными являются программы ЯЭУ SP-100,
термодинамической радионуклидной ЯЭУ DIPS и мультимегават-
тной космической ядерной энергетики MMW. ЯЭУ SP-100,
которая разрабатывается фирмой General Electric с конца 1986 г.,
может быть выполнена на электрические мощности 20—1000 кВт.
В ней предусматривается термоэлектрическое преобразование
тепловой энергии реактора. При этом рабочая температура
жидкометаллического теплоносителя будет достигать 1148РС,
что в 2 раза выше рабочих температур в наземных реакторах.
В настоящее время в проект SP-100 вносятся изменения,
направленные на повышение защищенности от выплавления ядерного
горючего в случае аварийной потери теплоносителя.
Предлагается ввести дублирующую систему охлаждения активной зоны
реактора. Стоимость текущего этапа программы, включая
наземные испытания реактора на быстрых нейтронах на специально
создаваемом вакуумном стенде в 1992 г., будет 692 млн долл.
Строительство вакуумного стенда будет осуществлять фирма
Westinghouse Hanford. Разработка ЯЭУ SP-100 для летных
орбитальных испытаний начнется в 1989 г. с тем, чтобы ЯЭУ
была готова к испытаниям в 1994 г. Стоимость разработки
летного варианта ЯЭУ Главное счетное управление оценивает в
500 млн долл. Сокращение бюджета управления SDIO на
1988 фин. г. привело к сокращению на ~33°/о первоначально
запланированных ассигнований в 140 млн долл. на эту
программу. Это вызовет, вероятно, сдвиг календарного плана-графика
в сторону более позднего завершения работ.
В ЯЭУ DIPS радионуклидный источник тепла связан с
термодинамическим преобразователем тепловой энергии на
выходную электрическую мощность 1 —10 кВт. Для оснащения ИСЗ
космического комплекса разведки BSTS фирма Rockwell
International разрабатывает ЯЭУ мощностью 6 кВт. Считается, что
ЯЭУ DIPS могут быть использованы также на новых вариантах
связных ИСЗ системы «Милстар».
— 74 —
Наибольшие трудности при разработке ЯЭУ DIPS связаннее
обеспечением надежности термодинамического преобразователя.
Рассматриваются 2 варианта преобразователя: по циклу
Брайтона с гелиево-неоновой газовой смесью в качестве рабочего тела
(фирма Garrett Fluid Systems) и по циклу Рэнкина с
использованием толуола (фирма Sundstrand). Испытания
преобразователей предполагается начать в конце 1991 г. и вести их в течение
нескольких лет, получая при этом данные о надежности всех
узлов.
Министерство энергетики финансирует разработку
модульного радионуклидного термоэлектрического генератора RTG,
которую ведет фирма General Electric. Модульная конструкция
позволит более точно согласовывать располагаемую мощность ЯЭУ
с потребляемыми мощностями бортовых систем. Радионуклидные
ЯЭУ считаются экономически более эффективными, чем ЯЭУ с
ядерными реакторами, при выходных мощностях до 10 кВт.
В них применяются надежные и проверенные технические
решения. При более высоких мощностях целесообразны ЯЭУ с
ядерными реакторами.
Программа MMW направлена на разработку ЯЭУ, которые
могут обеспечить боевые действия лучевого оружия космического
базирования СОЙ. В ней предполагается исследовать ряд
вариантов ЯЭУ:
— на выходную мощность в десятки МВт в течение сотен с
при условии использования турбогенератора с открытым
контуром и выбросом рабочего тела водорода в окружающее
пространство;
— на такую же выходную мощность, но при применении
замкнутого контура рабочего тела;
— на выходную мощность в сотни МВт в течение сотен с,
получаемую от турбогенератора с открытым или замкнутым
контуром.
Считается возможным применение ЯЭУ меньшей мощности;
но совместно с бортовым аккумулятором энергии. Ресурс
должен быть 7—10 лет, в течение которых должны проводиться
периодические проверки работоспособности.
По контрактам министерства энергетики 6 групп фирм будут
проводить предварительные исследования. В 1989 г.
министерство выберет 2—3 подрядчиков, которые выполнят более
детальные НИОКР в течение 2 лет по контрактам в 15 млн долл.
каждый. Затем будет выбран один подрядчик для проведения ПКР.
Стоимость программы MMW по 1992 г. включительно
оценивается в 327 млн долл.
В предварительных исследованиях, срок проведения которых
ограничен 10 мес, участвуют фирма Westinghouse, которая
рассчитывает использовать в ЯЭУ термодинамический
преобразователь по циклу Брайтона; GA Technologies, предлагающая
реактор THOR с термоэлектронным преобразователем; Gruni-
— 75 —
man Space Systems, проектирующая реактор с активной зоной в
виде насадочного слоя из гранул ядерного горючего и т. д
Сравнительный анализ массовых характеристик ЯЭУ
различных конструкций на мощность 100 МВт в течение 25 мин
показал, что наиболее эффективной будет ЯЭУ с аккумулятором
энергии в виде топливных элементов. Применение ЯЭУ
совместно с лучевым оружием космического базирования потребует ее
защиты от средств противодействия противника. Оснащение
защитой существенно повысит массу ЯЭУ. Кроме того, для
работы ЯЭУ необходимы крупногабаритные радиаторы, которые
будут представлять легкоуязвимые цели. Все эти проблемы
находились в центре внимания на 5 ежегодном симпозиуме по ЯЭУ.
В. А. Карелин
«Flug Revue», 1988, № 2, 82
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 5, 59, 63, 65
АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
36. Модификация терминала спутниковой связи
Фирма Raytheon, США провела модификацию созданного ею
на этапе перспективной разработки терминала систем
спутниковой связи диапазонов сверхвысоких/крайне высоких частот
(СВЧ/КВЧ) модели AN/ASC-30 с целью обеспечения
совместимости со спутниковыми системами связи военного назначения
«Флитсатком» и «Милстар».
Терминал AN/ACS-30 предназначался для установки на
самолет и обеспечения передач по линии «борт-ИСЗ» в диапазоне
8 или 44 ГГц и приема по линии «ИСЗ-борт» в диапазоне 7 ГГц.
В течение последних шести лет проводились летные испытания
этого терминала совместно с модемом/процессором летающего
командного поста СМР/Р при работе с различными связными
спутниковыми системами, включая ИСЗ системы DSCS-3, на
котором был установлен одноканальный ретранслятор SCT.
Терминал AN/ASC-30 имеет следующие характеристики
— частотные диапазоны работы, ГГц:
СВЧ (передача) — 7,9—8,9;
СВЧ (прием) — 7,25—7,75;
КВЧ (передача) — 44;
— промежуточные частоты, МГц:
70 (для обеспечения совместимости с
модемом/процессором СМР/Р);
700;
— наличие двух независимых СВЧ каналов передачи и
приема;
— 76 —
— один GB4 приемный канал для работы в режиме маяка;
— один КВЧ передающий канал;
— активная (или по машинному прогнозу) коррекция допле-
ровского частотного смещения;
— активная (или по машинному прогнозу) ориентация
антенны;
— использование сменных блоков с воздушным
охлаждением;
— потребляемая мощность электропитания 8 кВт (400 Гц);
— масса 540 кг;
— объем 0,51 м3.
Терминал сопрягался с модемом/процессором СРМ/Р фирмы
М/А-СОМ Linkabit и некоторыми интерфейсами приемников
дециметрового диапазона, вследствие чего обеспечивалась
возможность работы с ИСЗ систем «Афсат-1 и 2».
Для обеспечения совместимости со спутниковой системой
стратегической связи следующего поколения в терминал
AN/ASC-30 были внесены следующие изменения:
— модифицирована антенна (добавлена возможность
приема по линии «ИСЗ-борт»);
— переконструирован обтекатель;
— установлен новый 20-ГГц малошумящий
усилитель/преобразователь частоты на понижение (установлен на основании
антенны);
— модифицированы возбудитель/приемник (частотные
синтезаторы, размещенные в возбудителе и приемнике, были
усовершенствованы для обеспечения возможности скачкообразного
изменения частоты/устранения скачкообразного изменения
частоты) ;
— модифицирован КВЧ усилитель мощности (изменен
рабочий диапазон частот и уменьшены размеры узла лампы бегущей
волны);
— установлен новый модем/процессор (ЕТМ/Р) для
обеспечения совместимости с ИСЗ систем «Флитсатком» и «Милстар».
Модифицированный терминал получил обозначение
AN/ACS-30/u.
Компонентами нового антенного блока являются основной
отражатель, облучатель и вспомогательные отражатели. Основной
отражатель является параболическим зеркалом диаметром 90 см
и оставлен без изменения. Новый облучатель является
модификацией старого для обеспечения возможности приема на частоте
20 ГГц. Сборка вспомогательных отражателей состоит из двух
отражателей: один из них смещен относительно фокальной оси,
другой — металлический — находится на этой оси. Такая
конструкция позволяет 20-ГГц приемному лучу отклоняться для
обеспечения сопровождения, в то время как 44-ГГц луч
ориентирован прямо на ИСЗ.
— 77 —
Антенна имеет малый уровень боковых лепестков, а развязка
между передающим и приемным портами при дуплексной работе
составляет по меньшей мере 20 дБ. Эта антенна может работать
в режиме СВЧ передачи/СВЧ приема или КВЧ передачи/СВЧ
приема. Мощность излучения непрерывных колебаний на СВЧ
может достигать до 3 кВт, на КВЧ — до 500 Вт. Она
предназначена для работы с ориентацией от угла места —15° относительно
самолета-носителя до зенита.
1 При разработке нового обтекателя ставилась задача
минимизировать уровень вносимых потерь и сделать их не
превышающими 1,5 дБ в каждом из трех частотных диапазонов
(7—8; 20 и 44 ГГц). Новый обтекатель имеет монолитную
конструкцию с ребрами жесткости и изготовлен из материала
«281-келвар».
20-ГГц малошумящий усилитель и преобразователь частоты
на понижение размещены на основании антенны. Сигнал
гетеродина через имеющийся СВЧ приемный антенный канал
подается на пробразователь частоты 20 ГГц в частоту 7 ГГц для
передачи через имеющееся СВЧ вращающееся сочленение к
остальным приемным подсистемам, благодаря чему устраняется
необходимость в новом вращающемся сочленении.
При модификации КВЧ усилителя мощности ставилась
задача проведения изменений, необходимых для работы в новом
участке КВЧ диапазона системы «Милстар», и уменьшения
размеров узла лампы бегущей волны.
КВЧ модем/процессор (ЕТМ/Р) состоит из двух основных
блоков: КВЧ модема и КВЧ процессора, а также плазменного
дисплея, прибора автоматической передачи и приема ASR,
высокоскоростного принтера, нескольких блоков аппаратуры
пользователей и обеспечения сопряжения с блоком регулировки ча-
стрты и блоком управления ориентацией антенны в терминале,
с инерциальной навигационной системой и с виртуальным
терминалом, выполняющим несколько функций, включая подкачку
и рткачку программ из оперативной памяти для использования
на этапе оценки результатов летных испытаний.
Модем/процесор ЕТМ/Р выполняет функции расчета
эфемерид и включает решение следующих задач:
: — предвычисление местоположения/скорости используемого
ЙСЗ в шести точках, разнесенных на 20 мин, и интерполяция
положения между любыми двумя точками;
расчет по запросу числа лучей ИСЗ, который в данный
момент облучает место размещения терминала;
• — воспроизведение по запросу таблицы видимости ИСЗ,
находящихся выше линии горизонта;
— расчет по запросу наземной точки ориентации антенны
ИСЗ и уменьшения коэффициента направленного действия в де-
цибеллах;
— 78 -
— преобразование широты и долготы наземной точки
ориентации антенны ИСЗ в координаты азимут-угол места.
Модем/процессор ЕТМ/Р предназначается для контроля
работы системы и отображения на экране плазменного дисплея
автоматических сообщений. Обнаруживаемые отказы
классифицируются в качестве больших (лишают терминал возможности
выполнять связные функции) и второстепенных (вызывают
ухудшение параметров, но связь сохраняется). Один раз в секунду
осуществляется считывание состояния модема и терминала
AN/ACS-30, соответствующие данные обрабатываются и
формируются соответствующие сообщения для оператора и
осуществляется сигнализация об отказе. Н. Я. Щербак
«Ргос. IEEE Nat. Aerosp. and Electron. Conf.
(NAECON), Dayton, May 18—22, 1987, Vol. 3»,
New York, N.-Y., 1987, 1110—1113
37. Разработка рубидиевого стандарта частоты для ИСЗ
спутниковой системы связи «Ми л стар»
Для ИСЗ спутниковой системы «Милстар» американская
фирма Frequency Electronics разработала стандарт частоты на
пассивной рубидиевой газовой ячейке. Надежность подсистемы
рубидиевых стандартов частоты каждого ИСЗ этой системы
должна быть такова, чтобы срок активного существования
составлял 10 лет при вероятности безотказной работы Ps = 0,9996,
причем такая надежность должна быть обеспечена после
хранения и испытаний на Земле такой подсистемы в течение трех лет.
Для удовлетворения этих жестких требований к надежности при
использовании одного рубидиевого стандарта потребовалось
6bj, чтобы его средняя наработка на отказ (СНО) составляла
58 тыс. лет. Поэтому было принято решение использовать
подсистему в составе четырех рубидиевых стандартов: одного в
рабочем режиме и трех — резервных.
В состав рубидиевого стандарта частоты входит
регулируемый напряжением генератор с кварцевой стабилизацией
частоты, 5-МГц сигнал с выхода которого подается на умножитель и
смешивается с частотой синтезатора. Получающаяся в
результате частота (~6,84 ГГц) используется для возбуждения СВЧ
объемного резонатора, в котором размещена газовая ячейка с
парами изотопа 87Rb. Через эту ячейку проходит свет от 87Rb-pa-
диочастотной разрядной лампы. Прохождение света
контролируется фотоприемником. Прошедший через ячейку свет получают
nyteM частотной модуляции 6,84-колебания резонатора сигналом
частоты 450 Гц. Этот сигнал поступает на фазочувствительный
детектор, с выхода которого сигнал интегрируется и подается на
вход регулируемого напряжением генератора с кварцевой
стабилизацией, благодаря чему обеспечивается точный захват ча-
— 79 —
стоты этого генератора и ее согласование с определенной
радиоспектральной линией 87Rb.
Генератор с кварцевой стабилизацией разработан и выпущен
фирмой Frequency Electronics. Чтобы его частота оставалась в
пределах диапазона захвата рубидиевой подсистемы,
используется кварц с SC-срезом со чрезвычайно низким старением
(менее 1х10-и/сутки).
Для удовлетворения требований, предъявляемых к
надежности, фирма Frequency Electronics использовала гибридные
интегральные схемы, что позволило существенно уменьшить размеры
и массу, а также разработала рубидиевую газовую ячейку
высокой долговечности.
Для обеспечения выживания подсистемы рубидиевого
стандарта частоты в случае применения против ИСЗ ядерного
оружия пришлось существенно модифицировать обычные концепции
разработки. Поскольку сам по себе рубидий является
устойчивым к воздействию радиации, большое внимание было
уделено тому, чтобы тепловые, оптические и электрические условия
работы под воздействием радиации существенно не изменились.
В частности, необходимо было обеспечить, чтобы оптические
элементы (объективы, окна) не теряли своей прозрачности, что
могло вызывать уходы частоты. Поэтому были выбраны такие
радиационностойкие материалы, как алюмосиликатное стекло и
сапфир.
Были также предусмотрены меры для того, чтобы радиация
не оказывала воздействия на систему терморегулирования. Это
потребовало использовать термисторы управления,
сопротивление которых не зависит от радиации.
Пришлось также специально изготовить нечувствительный к
радиации зенеровский диод, который стоит в схеме возбуждения
постоянного магнитного поля, прикладываемого к атомам
рубидия в резонансной ячейке.
Большое внимание было уделено выбору кремниевого
фотоприемника, поскольку нейтронное облучение приводит к
увеличению тока утечки, а это вызывает увеличение шума,
накладывающегося на сигнал. Был использован фотодиод с высоким
параллельным импедансом до и после облучения.
Долговечность ячейки на парах рубидия имеет большое
значение для достижения продолжительного срока активного
существования. Так, в случае ИСЗ глобальной спутниковой
радионавигационной системы «Навстар GPS» отказы таких ячеек
определили срок службы нескольких спутников
экспериментального варианта этой системы. Поэтому большие усилия были
направлены на количественную оценку параметров старения
ячеек и в особенности ячеек с радиочастотными разрядными
лампами, которые используются в подсистеме рубидиевых
стандартов частоты.
— 80 —
Проведенные ранее исследования показали, что со временем
атомы металла Rb диффундируют в стенки колбы и в конечном
счете не остается свободного рубидия в виде пара. Когда такое
происходит в одной или нескольких рубидиевых ячейках
подсистемы рубидиевых частотных стандартов, то эта подсистема не
может должным образом функционировать. Однако скорость
процесса диффузии в самих ячейках является весьма низкой и
не представляет особой проблемы. С другой стороны, наличие
разряда в радиочастотной разрядной лампе существенно
повышает скорость диффузии, сокращая ее срок службы. Именно
полная диффузия свободных атомов рубидия в стенки явилась
причиной отказов ламп в подсистемах рубидиевых частотных
стандартов нескольких ИСЗ системы «Навстар GPS».
Для обеспечения адекватного срока службы рубидиевых
ламп в ИСЗ системы «Милстар» фирма Frequency Electronics
провела широкую программу измерений. Для измерения
зависимости скорости диффузии свободных атомов рубидия от времени
проводится непрерывный контроль за работой 12 ламп. Через
определенные интервалы времени с помощью
дифференциального сканирующего калориметра измеряется содержание
свободных атомов рубидия в колбе каждой лампы. На основе таких
измерений, проводившихся в течение двух лет, как ожидают,
будут получены адекватные характеристики процесса диффузии.
Это должно позволить установить надежный минимум
количества паров рубидия, требуемого для заполнения ламп. Такая
программа измерений является необходимой, поскольку было
показано, что большое «переполнение» парами рубидия приводит
к чувствительности к ударам и вибрациям. Поэтому
минимальное заполнение определяется на основе измерений с помощью
дифференциального сканирующего калориметра, а
максимальное — на основе требований к стабильности.
Результаты измерений в течение 7 мес. и экстраполяция
показывают, что в течение 10-летнего периода времени примерно
120 мкг рубидия диффундирует в поверхность колбы лампы.
Кроме того, установлено, что внутри колбы можно разместить
до 1000 мкг рубидия без появления нестабильностей.
Имеются и другие причины выхода из строя рубидиевых
ламп. Например, со временем в стекле могут появиться трещины,
которые приводят к утечкам с быстрой потерей Rb. Все такие
непредсказуемые механизмы возникновения отказов относятся к
категории случайных отказов.
Считается, что случайные отказы в случае изготовления
высококачественных рубидиевых ламп и рубидиевых элементов
(колб) происходят очень редко. Однако нельзя полностью
исключить вероятность того, что часть отказов выпущенных
ранее подсистем рубидиевых частотных стандартов относится
именно к этой категории.
— 81 —
С января 1987 г. фирма проврдит испытания 20 рубидиевых
ламп для сбора данных о случайных отказах. Предполагается,
что до момента вывода в начале 1989 г. первой подсистемы
рубидиевых стандартов частоты на борту ИСЗ «Милстар»
наработка в пересчете на одну лампу составит от 60 до 80 лет.
Н. Я. Щербак
«Proc. 41st Annu. Freq. Contr. Symp.»,
Philadelphia, Pa, 1987, New York, N. Y., 1987, 66—74
38. Программа разработки гибридных интегральных схем
СВЧ/миллиметрового диапазонов волн
Для сохранения технологического превосходства в области
военной радиоэлектроники и снижения стоимости
соответствующих аппаратных средств министерство обороны США
приступило к программе работ по созданию интегральных схем
сверхвысокочастотного/миллиметрового диапазонов волн MIMIC (Micro-
vave/Millimeter Waves Monolithic Integrated Circuits). Главная
задача этой программы — создание доступных по цене
аналоговых схем для диапазона частот от 1 до 100 ГГц,
устанавливаемых во входных цепях аппаратуры.
Была выбрана технология гибридных интегральных схем,
поскольку она позволяет уменьшить трудоемкость изготовления,
повысить процент выхода годной продукции и надежность.
В результате выполнения этой программы будет обеспечена
возможность изготовления большого числа практически идентичных
схем, требуемых для многих военных применений (например, в
РЛС с фазированными антенными решетками).
В качестве основного материала для схем, создаваемых по
программе MIMIC, выбран арсенид галлия, поскольку он
обеспечивает получение схем с высокими рабочими характеристиками и
высоким КПД при работе на частотах выше 6 ГГц. Для схем
миллиметрового диапазона с высоким КПД и/или низким
уровнем шумов возможно также использование таких материалов,
как арсенид галлия-алюминия и фосфид индия.
Программа MIMIC является дополнением к известной
программе создания сверхбыстродействующих интегральных схем
YHSIC для аппаратуры обработки сигналов и данных, работы
по которой ведутся уже в течение свыше семи лет. Результатом
совместного выполнения этих двух программ явится улучшение
рабочих характеристик, снижение размеров и повышение
надежности аппаратуры.
Работы по программе MIMIC будут проводиться в виде
четырех этапов. Первый этап является этапом уточнения и
предусматривает выполнение контрактантами анализа для
разработки стратегий преодоления трудностей технологического
характера, выпуска MIMIC-продукции минимальной стоимости для
наибольшего числа потенциальных пользователей, а также демон-
— 82 —
страцию возможностей этой продукции. Работы по этому этапу
ведутся в настоящее время.
После этапа уточнения будут идти два этапа технической
разработки. Первый из этих этапов будет продолжаться три
года, в работах будут принимать несколько фирм (или групп
фирм); он завершится демонстрационными испытаниями
макетами MIMIC-продукции для конкретных военных систем,
созданием производственных линий по выпуску схем для
использования всеми правительственными контрактантами и
лабораториями, выбором «вторых» подрядчиков для выпуска всех
разработанных компонентов. Второй этап технической разработки
также будет продолжаться три года и будет предусматривать
продолжение необходимых технических разработок, а также
демонстраций возможностей, «доступности» по цене и ценности
для военных систем MIMIC-продукции, созданной на обеих
этапах технической разработки. Параллельно этому будет
проводиться дополнительный этап, предусматривающий
усовершенствование материалов, создание необходимых
контрольно-испытательных приборов, разработку методов машинного
проектирования, программных и аппаратных средств
компьютеризированного производства MIMIC-продукции.
Всего на работы по программе MIMIC в период с 1987 по
1993 фин. г. ассигнуются 536 млн долл.: в 1987 фин. г.
ассигнования составили 10,3 млн долл., на 1988 и 1989 фин. гг. были
запланированы ассигнования в сумме 49 и 86 млн долл.,
соответственно. На первом этапе в работах участвовали 16
контрактантов, охватывающих 48 фирм и организаций. Контракты были
выданы 10 января 1987 г. на один год. Кроме работ, связанных
с подготовкой макетов компонентов, на этом этапе намечалось
проведение различных исследований с целью
усовершенствования материалов подложек, разработки методов эффективного
проектирования схем и выполнения топологических чертежей или
выпуска больших партий продукции, разработка методов
машинного проектирования (особенно нелинейных схем и компонентов
миллиметрового диапазона).
Первый этап технической разработки должен был начаться
в апреле 1988 г. Н. Я. Щербак
«Defence Electronics», 1987, 19, № И, 87—88,
91—93, 95, 97
39. Перспективы разработки систем с объединением информации
от многих датчиков
На семинаре по проблемам объединения информации от
различных датчиков, организованном тремя военными
ведомствами США, были рассмотрены перспективы создания систем
оружия нового класса — систем с объединением информации от
многих датчиков.
-S3 -
Если в бортовых системах оружия в 60—70-е годы
использовались многочисленные датчики, информация от которых
воспроизводилась на отдельных индикатора, а летчик осуществлял
объединение данных в своей голове путем преобразования
координат, ассоциирования работы бортовой РЛС с различными
радиолокационными целями и определения принадлежности цели
путем объединения данных, поступающих с РЛС, и информации
о поведении цели, отметка которой воспроизводилась на экране
радиолокационного индикатора, то в настоящее время усилия
разработчиков направлены на создание до конца текущего
десятилетия первого поколения систем оружия с объединением
информации от многих датчиков. Такие системы предназначаются
для автоматизации процессов ассоциации и объединения
информации для получения общих файлов сопровождения целей и
вывода информации от датчиков в единой системе координат на
общий индикатор. При разработке таких систем поставлены
следующие четыре задачи: 1) понизить уровень загрузки летчика;
2) улучшить возможности по сопровождению многих целей и
уменьшить период времени обновления данных; 3) понизить
чувствительность системы оружия к потере информации от любого
датчика (например, вследствие работы станции помех
противника); 4) улучшит опознавание целей.
Однако это считается только началом, т. к. создаваемые в
настоящее время системы не могут в полной мере реализовать
выгоды, предоставляемые методом объединения информации
от многих датчиков, поскольку имеющиеся в настоящее время
датчики не предназначаются для такого объединения. Системы
следующего поколения будут (характеризоваться полностью ком-
плексированной архитектурой, причем датчики и процессоры
окажутся приспособленными для наиболее эффективного
объединения информации. К системам оружия следующего
поколения относятся усовершенствованный тактический истребитель
ВВС США ATF, легкий экспериментальный вертолет сухопутных
войск США LHX и перспективная корабельная система
управления гнем ACDS. К числу основных особенностей систем
оружия следующего поколения с объединением информации от
различных датчиков относится наличие:
— в высокой степени интегрированных датчиков с общими
антенными раскрывами и предварительными процессорами;
— датчиков с общими интерфейсами для обеспечения
быстрого автоматического управления и возможности стандартного
подключения многих датчиков;
— предварительных процессоров, обеспечивающих принятие
решений по нечетким критериям на основе малодостоверных
данных;
— многопроцессорных архитектур, обеспечивающих
возможность проведения функциональной перестройки (реконфигура-
— 84 —
ции), одновременного выполнения нескольких заданий, а также
разбиения заданий предварительной обработки и объединения
данных.
Если в настоящее время программные и аппаратные средства
на борту самолета или КА не позволяют справиться со всем
потоком поступающих данных и использовать сложные
алгоритмы интеграции информации, то в будущем, по мнению
представителя фирмы Veras Ball, можно было бы использовать так
называемые интеграторы в реальном времени данных от многих
источников MSI (Multisourse Integrator). Предполагается
создание «программных чипов», подключаемых посредством общих
связных линий для предоставления разработчику системы
возможности полного использования библиотек программ и
задания требований к интерфейсу датчика на раннем этапе
разработки. Интегратор MSI предназначается для систем оружия класса
ATF, использующих бортовые компьютеры, удовлетворяющие
требованиям военного стандарта MIL-STD-1750A, с общей
памятью или компьютер новой архитектуры (с «параллельным»
процессором), предложенный по программе СОИ. Типовая
система могла бы объединить такие датчики, как ИК-устройство
поиска и сопровождения IRST, электронные средства управления
боеприпасами на внешних подвесках ESM, а также РЛС.
Сигналы от этих датчиков по шине, удовлетворяющей требованиям
военного стандарта MIL-STD-1553, направлялись бы на
процессор объединения данных.
Представитель фирмы Veras Ball сообщил также о
проводимых этой фирмой совместно с авиационной лабораторией
им. братьев Райт и Окриджской национальной лабораторией
работе по использованию параллельного процессора для решения
проблемы интеграции многих датчиков в системе управления
кинетическим оружием, разрабатываемом в рамках программы
СОИ.
При создании систем оружия с объединением информации
сталкиваются с проблемой отфильтровывания нерелевантных
данных, для чего целесообразно использовать компьютеры на
сверхбыстродействующих интегральных схемах VHSIC. Такой
подход является более целесообразным, чем совершенствование
датчиков путем использования передатчиков с большими по
размерам раскрывами, более чувствительных приемников.
Что касается самих датчиков, информация от которых
объединяется в системах оружия, то в течение нескольких
десятилетий основным датчиком тактического назначения для
обнаружения целей являлась РЛС. В настоящее время отмечается
быстрое освоение военными ведомствами ИК-участка
электромагнитного спектра. Хотя РЛС и сохраняют свои позиции, успехи в
области электронной технологии позволили усовершенствовать
средства радиотехнической разведки и радиоэлектронного
подавления, что снижает эффективность работы таких станций. Реше-
- 85 -
нием является дополнение РЛС оптико-электронными
датчиками, которые являются пассивными, а потому и
невосприимчивыми к работе средств электронного подавления.
В электромагнитном спектре имеются три «окна» для
наблюдения за целями. Один из них соответствует участку видимости
человеческим глазом (0,5—0,7 мкм), два других — ИК-участку.
Участок 3—5 мкм хорошо подходит для обнаружения теплового
излучения (например, факелов двигателей ракет), однако на
этом участке эффективным способом защиты от обнаружения
является экранирование источника тепла. Поэтому лучшим
является участок (8—12) мкм, в котором можно обнаружить как
отдельного пехотинца по теплу от его тела, так и самолет по
нагретой обшивке при его движении в атмосфере. В конечном
счете ставится задача получить ИК-изображение цели по ее
тепловому излучению, независимо от погоды и условий освещенности.
По сравнению с обычными РЛС, оптико-электронные
датчики будут иметь более высокую точность по азимуту и углу места
и позволят более точно сопровождать цель. Как ожидают, они
найдут применение для управления огнем и доставки
боеприпасов к целям, получения изображений, целеуказания, разведки,
навигации, радиопротиводействия и разведки.
Примером работ в этой области является программа
создания ИК-средств обнаружения имеющих высокую ценность целей
IRHVTA (Infrared High Value Target Acquisition), проводимая
лабораторией испытания вооружения ВВС СШРА на
авиационной базе Эглин (шт. Флорида). По этой программе
предусматривается разработка ИК-датчика для автономного захвата и
сопровождения цели с обеспечением наведения с большого
расстояния обычного боеприпаса на имеющую высокую военную
ценность стацирнарную цель.
Такой ИК-датчик относится к первому поколению средств
автономного наведения боеприпасов. Другим примером будущих
ИК-систем является ИК-устройство переднего обзора FLIR
фирмы Westinghouse, которое испытывается с 1985 г. на самолете
F-16/AFTI. Это устройство состоит из трех блоков общей массой
149 кг: датчиковой головки на кардановом подвесе (установлена
конформно в правом крыле), процессора сигналов в составе
компьютера общего назначения и цифрового преобразователя
развертки, а также 3-кВт вспомогательного источника питания.
Это устройство, работающее в диапазоне значений длин волн
8—12 мкм, сопряжено с целеуказателем на Nd.YAC-лазере
(работает на длине волны 1,064 мкм).
Успех создания ИК-датчиков в существенной степени
зависит от материалов. В дополнение к исследованиям арсенида
галлия, ведущимся по программе MIMIC, начаты работы по
«выращиванию» кристаллов теллурида кадмия и теллурида
кадмия-ртути путем использования процесса молекулярно-лу-
чевой эпитаксии. Фотоприемники, изготавливаемые из этих ма-
— 86 —
териалов, имеют высокую чувствительность, малый уровень
шумов и хорошие характеристики преобразования.
Другим важным направлением совершенствования датчико-
вых систем является разработка средств быстродействующей
цифровой обработки оптических данных. Такая обработка
может быть сделана с помощью современных процессоров
(например, удовлетворяющих требованиям военного стандарта MIL-
STD-1750A). Однако в будущем для процессоров потребуются
усовершенствованные компоненты и новые разновидности
архитектурного построения, которые появляются в результате
выполнения программы создания сверхбыстродействующих
интегральных схем VHSIC. Так, фирма Westinghouse уже начала
использовать сверхбыстродействующие ИС в системе получения
изображений в реальном времени следующего поколения,
которая имеет объем 0,028 м3 и может обрабатывать 20 млн
элементов изображения в 1 с и выполнять 32 млрд операций в 1 с.
Продолжаются также работы и по совершенствованию
радиолокационной техники. Успех работ по программе СОИ в
решающей степени будет зависеть от создания РЛС космиче'ского
базирования, которая предназначается для дискриминации
ядерных боевых частей от ложных целей, число которых может
достигать 5000 (для каждой боевой части). Работы по созданию
такой РЛС проводятся с сентября 1986 г. по проекту «Терагер-
цовая инициатива» (ТИ), предусматривающему проведение
в течение трех лет капитальных исследований с целью
определения возможности использования технологии переходов Джозеф-
сона в компонентах такой РЛС.
По этому проекту предполагается создание чрезвычайно
чувствительных РЛС с формированием изображений, работающих
на частотах 100—1000 ГГц (1000 ГГц соответствует одному тера-
герцу, отсюда и название проекта). Такая РЛС, работающая
на длине волны субмиллиметрового диапазона, сможет выделить
боевую цель из ложных целей путем обнаружения излучения от
спутных следов при движении в атмосфере или в космическом
пространстве. После этого компьютеры управления боевыми
станциями осуществляли бы сопоставление этих излучений с
известными сигнатурами входящих в плотные слои атмосферы
объектов. Ставится задача использовать сверхпроводимость в
смесителях, фильтрах, фазовращателях и антеннах при
создании сверхминиатюрных компонентов для РЛС с фазированной
антенной решеткой.
Контракты по этому проекту получили фирмы TRW
(разработка приемников и параметрических усилителей), Westing-
house Electric и новая небольшая фирма Hypres (разработка
смесителей и фазовращателей на основе джозефсоновских
переходов). Эти фирмы должны представить прототипы компонентов
через три года, а в 1990 г. должны приступить к созданию
подсистем.
— 87 —
Работы по совершенствованию оптико-электронных и
радиолокационных датчиков (особенно датчиков субмиллиметрового
диапазона) проводятся параллельно с совершенствованием
центральных процессоров и все это создает предпосылки для
создания в будущем систем оружия с объединением информации от
многих датчиков. Н. Я. Щербак
«Air Force», 1987, 70, № 11, 40, 42—44
40. Радиолокационные средства загоризонтного обнаружения
и целеуказания
Обычные наземные и корабельные РЛС диапазона СВЧ
вследствие ограниченной дальности действия не могут
обеспечить своевременного предупреждения о внезапном нападении
ракет, запущенных с погруженных подводных лодок или с
самолетов. С другой стороны, число самолетных средств дальнего
обнаружения, таких как Е-2С Hawkey и Е-3 Sentry окажется
недостаточным для обеспечения эффективного предупреждения.
Поэтому уже в течение ряда лет в США большое внимание
уделяется разработке и развертыванию так называемых «заго-
ризонтных» РЛС с дальностью действия почти 4 тыс. км. В
настоящее время разрабатываются две системы таких РЛС:
система стационарных РЛС ВВС США CONUS OTH-B (CONtinental
U.S. Over The Horizon-Backscatter) и система меньших по
размеру «перемещаемых» РЛС ВМС США ROTHR (Relocatable
Over The Horizon Radar) предназначающаяся для защиты
боевых групп кораблей.
В обеих этих системах, работающих на так называемых
«пространственных» волнах (т. е. с использованием отражений
от ионосферы) используется излучение непрерывных колебаний,
что позволяет повысить среднюю мощность и снизить уровень
помех аппаратуре, работающей в соседних частотных
диапазонах.
Система ОТН-В состоит из 12 двухпозиционных РЛС
AN/FPS-118, перекрывающих 60-град. сектора для защиты
подходов к территории США с восточного, западного, южного и
северо-западного направлений (для защиты от нападения с
северного направления предусматривается использование 12 РЛС
дальнего действия AN/FPS-117, разрабатываемых фирмой
General Electric по программе «Сик иглу», и 36 РЛС с меньшей
дальностью действия фирмы Unisys). Эта система обеспечит
обнаружение и сопровождение воздушных целей (в том числе
и низколетящих) во всем диапазоне дальностей работы. К
началу 1988 г. был развернут лишь восточный сегмент этой системы
в шт. Мэн. К 1990 г. планируется принятие на вооружение всей
системы.
Работа станций этой системы осуществляется в диапазоне от
5 до 28 МГц, мощность излучения 1200 кВт. Передатчик и
приемник каждой РЛС разнесены на 80—140 км. Длина прием-
— 88 —
ной антенной решетки от 1,5 до 2,4 км, длина передающей прием-
ной антенной решетки 1,1 км при высоте от 10,5 до 40,5 км.
Для эксплуатации и технического обслуживания каждой РЛС
восточного сегмента системы требуется по 20 чел. (и еще
дополнительно 30 чел. для охраны установки и выполнения некоторых
других вспомогательных функций). Для центра управления
работой восточного сегмента системы требуется 400 чел.
В центре управления восточного сегмента этой системы
устанавливаются 16 компьютеров VAX фирмы DEC: четыре для
обработки связных сообщений и 12 для обнаружения
(сопровождения и опознавания) корреляции целей, управления работой РЛС
и оценки параметров ионосферы. Передающие и приемные
установки РЛС восточной сети имеют 12 компьютеров VAX. В
результате обеспечивается полное резервирование: если один
компьютер отказывает, всегда имеется «горячий резерв».
Ожидается, что программные средства этого восточного сегмента
состоят из 300 строк кода.
Общая стоимость работ по развертыванию 12-секторной
системы ОТН-В оценивается в 2,5 млрд долл.
Система ROTHR состоит из РЛС AN/TPS-71. Каждая такая
РЛС предназначена для обнаружения и сопровождения целей в
60-град. секторе в диапазоне дальностей от 930 до 2300 км.
Система сможет обнаруживать самолеты до того, как они
приблизятся на расстояние пуска управляемых ракет. В конечном
счете эта система предназначается для защиты морских
коммуникаций, для чего будет осуществляться контроль за
стратегическими перевалочными пунктами и другими океанскими районами
в периоды напряженности или в военное время.
К началу 90-х годов планируется развертывание по меньшей
мере девяти РЛС системы ROTHR общей стоимостью свыше
1 млрд долл. Первая РЛС должна была быть развертута к
1988 г. на о-ве Амчитка (Аляска), вторая будет находиться в
шт. Виргиния, третья — на о-ве Гуам.
Передающая и приемная антенны РЛС этой системы
крепятся к бетонным площадкам, а другие ее составные части —
процессоры сигналов, процессоры данных, передатчики и
приемник — размещаются в 43 экранированных фургонах, которые
могут перевозиться по воздуху, морем или по железной дороге
к другим подготовленным для установки местам (такое переме-
'щение может быть осуществлено за несколько недель).
Мощность передатчика составляет 200 кВт. Приемник может
отстоять от передатчика на 90—180 км, однако их сигналы
синхронизируются с точностью до нескольких микросекунд. Каждая
передающая решетка имеет длину 330 км, высоту 37 м и состоит
из ряда металлических башен, с которых свисают антенные «ло-
гопериодические полотна». Приемная антенна состоит из 372
пар широкополосных несимметричных вибраторов высотой по
5,7 м. Длина антенной решетки почти 3,2 км, что позволяет
— 89 —
уменьшить уровень помех от местных предметов и улучшить
разрешение.
«Сердцем» системы является центр управления ОСС, на
который поступают «задания» и который формирует сообщения для
передачи на центры командования и управления ВМС.
В центре ООС размещены четыре больших ЭВМ фирмы DEC
для обработки данных и две меньших по размерам связных
ЭВМ. В местах размещения приемника и передатчика
устанавливаются по четыре небольших ЭВМ управления этой фирмы.
Кроме того, в месте размещения приемника имеются еще две
ЭВМ фирмы Raytheon для обработки сигналов.
Персонал каждого центра ОСС состоит из семи офицеров и
61 рядового ВМС; технического обслуживания каждого
приемника и передатчика проводят 20—25 специалистов
фирмы-контрактанта.
Предложены также загоризонтные РЛС для работы на так
называемой «поверхностной» волне с дальностью обнаружения
целей примерно 320 км. В таких РЛС радиоволны огибают
поверхность земли, чему способствует соленая вода океана,
отражаются от цели и возвращаются тем же путем к приемнику.
К преимуществам таких РЛС относятся малые размеры,
относительно низкая стоимость и более высокая точность измерений.
Возможна установка такой РЛС на борту корабля с
совмещенным размещение передатчика и приемника или в виде
комбинированной установки с размещением приемников на корабле, а
передатчиков — на берегу.
Отделение радиолокационных систем английской фирмы
Marconi уже проводит разработку радиолокационной системы на
поверхностной волне для защиты побережья. Мощность
передатчика этой системы составит всего лишь примерно 4 кВт. Эта
система окажется эффективной для обнаружения низколетящих
самолетов, крылатых ракет и кораблей на дальностях до 320 км.
Еще одной важной задачей является опознавание и
уничтожение удаленных кораблей противника при использовании метода
«загоризонтного целеуказания» ОТНТ. Для этого разработаны
РЛС с использованием техники «инверсного синтезирования
апертуры» ISAR. Такие РЛС устанавливаются на палубных
самолетах ПЛО S-3 Viking и на патрульных самолетах ПЛО
берегового базирования Р-ЗС Orion. Устанавливаемая на этих
самолетах РЛС AN/APS-137(V) является первой станцией с
большой дальностью действия, которая может осуществлять в
реальном времени классификацию надводных кораблей. При высоте
полета самолета 9 км обнаружение и классификация целей
производятся на расстоянии до 320 км.
Станция AN/APS-137(V) является усовершенствованным
вариантом РЛС обнаружения перископов подводных лодок,
которыми уже оснащены самолеты S-3A. Метод ISAR, в отличие от
обычных РЛС с синтезированием апертуры, использует переме-
- 90 -
щение цели и измеряет доплеровское частотное смещениег
ассоциируемое с таким перемещением. В результате получают в
реальном времени изображение с высокой устойчивостью к
помехам и воздействию ложных целей. Н. Я. Щербак
«Sea Power», 1987, 30, № 11, 34—41
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
41. Эксперименты в условиях микрогравитации
Американская фирма Payload Systems заключила
соглашение с СССР о проведении экспериментов (выращивание
кристаллов белкового вещества) в условиях микрогравитации на
советской орбитальной станции «Мир». Министерство торговли США
после консультаций с министерством обороны выдало
экспортную лицензию на проведение этих экспериментов. Необходимое
оборудование будет доставлено в СССР в опломбированных
контейнерах. Достигнута договоренность о том, что советская
сторона их вскрывать не будет. Советской стороне не сообщается,
какие именно белковые вещества используются при
экспериментах. Оборудование для проведения эксперимента сравнительно
простое, оно не включает никаких электромеханических
устройств. Советским космонавтам на станции «Мир» предстоит
включать и выключать это оборудование, а также наблюдать за
процессом кристаллизации.
Соглашение с СССР о проведении экспериментов в условиях
невесомости заключила также западногерманская фирма
Hayzer-Threde. Она выплатит 200 тыс. марок за предоставление
для этих целей в 1989 г., 1990 и 1991 гг. трех спускаемых
аппаратов «Фотон» (иное название для спускаемых аппаратов
кораблей «Восток» и «Биоспутников»). Указывается, что такой
спускаемый аппарат имеет диаметр 2 м, объем для размещения
полезной нагрузки составляет 4,7 м3, максимальную массу
полезной нагрузки 500 кг. До возвращения на Землю спускаемый
аппарат может находиться на орбите от двух до четырех недель.
Советская сторона согласилась на то, что оборудование для
проведения экспериментов будет также поставляться в
опломбированных контейнерах и на круглосуточную охрану контейнеров
сотрудниками фирмы. Они же будут устанавливать контейнеры
в спускаемом аппарате и извлекать их оттуда после
возвращения аппарата на Землю. Масса оборудования для проведения
экспериментов фирмы Hayzer-Threde в 1989 г. 50—60 кг, в 1990
и 1991 гг. — по 100—150 кг. Как заявил представитель фирмы,
стандартная плата за проведение эксперимента в спускаемых
аппаратах «Фотон», составляет 15 тыс. долл./кг, однако фирма
получила скидку, как один из первых клиентов.
Западноевропейский консорциум Intospace заключил
соглашение с китайской корпорацией Great Wall Industry Corp. о
проведении экспериментов по выращиванию кристаллов белковых
— 91 —
веществ с использованием спускаемых аппаратов китайских
спутников. Комплект оборудования для проведения
экспериментов, получивший название COSIMA, должен быть установлен
на спутнике, запуск которого был намечен на август 1988 г.,
а спустя примерно год — еще на одном спутнике. Комплект
позволяет выращивать примерно 200 кристаллов, поэтому затраты
могут быть распределены между многочисленными
потребителями. Французская фирма Matra заключила соглашение с этой
же корпорацией КНР о проведении летом 1988 г. экспериментов
с использованием спускаемых аппаратов китайских спутников.
В 1987 г. фирма уже провела такие эксперименты.
«Interavia Air Letter», 1988, № 11443, А
«Aviation Week and Space Technology», 1988,
128, № 9, 22, 23
42. Модификация исследовательского зонда
Американская фирма Hughes Aircraft проводит повторную
сборку и модификации аппаратных средств исследовательского
зонда, предназначающегося для отделения от КА «Галилей» и
спуска в атмосфере Юпитера. Эти работы вызваны старением
аппаратных средств КА вследствие задержек запуска. Как
известно, КА «Галилей» в составе орбитальной ступени и
исследовательского зонда должен был быть запущен в направлении
Юпитера еще в 1986 г., однако вследствие временного
прекращения полетов МВКА запуск этого КА был отложен на октябрь
1989 г. К этому моменту «возраст» КА достигнет девяти лет.
Вследствие использования верхней ступени IUS вместо
ракеты «Центавра» полет КА к планете займет больше пяти лет,
в течение которых он пройдет возле Венеры (февраль 1990 г.),
дважды — возле Земли (декабрь 1990 и 1992 гг.) и возле
астероидов Гаспра (1991 г.) и Ида (август 1993 г.).
Будут модифицированы парашют зонда, аккумуляторные
батареи на гидроокиси лития, узел пиропатрона развертывания
вытяжного парашюта и узел пиропатронов для обеспечения
отделения парашюта. Об использовании четырех приборов для
проведения научных исследований уже объявлено, применение
пятого рассматривается, а шестой — радиометр —
модернизируется.
Этот зонд будет отделен в июле 1995 г. перед выводом в
декабре КА «Галилей» на орбиту вокруг Юпитера. Зонд войдет в
облака атмосферы этой планеты 7 декабря 1995 г. со скоростью
160 тыс. км/ч, а за три минуты скорость будет погашена до
скорости, соответствующей числу М=1, замедление составит
350 g. После этого зонд будет выполнять спуск в атмосфере и
пройдет 240 км. Через 75 мин давление дотигнет 15—20
значений давления на уровне моря земной поверхности и зонд
разрушится. , Н. Я. Щербак
«Flight International» 1988 133, № 4100, 46
СОДЕРЖАНИЕ
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Проект бюджета НАСА на 1989 фин. г 3
2. Рекомендации НАСА по НИОКР 5
3. Планы ESA до 2000 г. 6
4. Ракетно-космическая техника ФРГ для 21 в 6
5. Ассигнования на космическую программу Японии в 1988 фин, г. 8
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
6. Американская печать о перспективах сокращения ядерных
вооружений 9
7. Военное использование ИСЗ И
8. Работа по программе СОИ 13
9. Военное использование космоса во Франции 27
10. Серийная аппаратура пользователей системы «Навстар GPS» 28
11. Программа «Лайтсат» 32
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
12. Развитие спутниковой связи для гражданской авиации ... 33
13. Персональное спутниковое связное обслуживание .... 40
14. Лазерные линии связи между спутниками 42
15. Запуск Японского связного ИСЗ CS-За и ИСЗ «Уестар-бЗ» (КНР) 44
16. Многоцелевой спутник для Индии 45
17. Новые западноевропейские метеорологические ИСЗ .... 48
18. Спутниковые навигационные системы «Лоран-С» и «Навсат» 49
19. Спутниковая навигационная система «Навсат» 53
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ
20. Программа МВКА США в 1988 г 54
21. Американские космонавты 57
22. Возможность отсрочки полета МВКА «Спейс Шаттл» ... 58
23. Подготовка к полету STS-26 МВКА «Спейс Шаттл» .... 59
24. Контракты на разработку грузового МВКА США .... 60
25. Потребность в новых материалах для воздушно-космического
самолета «Хотол» 60
26. Предстоящее участие ESA в программе ООКС 62
27. Сокращение ассигнований на разработку ООКС 63
28. План запусков ИСЗ в США одноразовыми РН 64
29. План запуска шведского ИСЗ китайской РН 65
30. Реализация планов коммерческих пусков ракет-носителей США 66
31. Ракеты-носители ILV и «Конестога» 69
32. Ход разработки японской ракеты-носителя Н-2 70
— 93 —
33. Сопло с высокой компенсацией 71
34. Дефекты в ЖРД НМ-7В третьей ступени ракеты-носителя «Ари-
ан-3» 72
35. Разработка космических ядерных энергетических установок v . 73
АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
36. Модификация терминала спутниковой связи 76
37. Разработка рубидиевого стандарта частоты для ИСЗ
спутниковой системы связи «Милстар> 79
38. Программа разработки гибридных интегральных схем СВЧ-мил-
лиметрового диапазонов волн 82
39. Перспективы разработки систем с объединением информации от
многих датчиков 83
40. Радиолокационные средства загоризонтного обнаружения и
целеуказания 88
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
41. Эксперименты в условиях микрогравитации 91
42. Модификация исследовательского зонда 92
Технический редактор Я. В. Касьянова
Сдано в набор 03.08.88 г. Подписано в печать 16.08.88 г.
Формат бумаги 60x907i6. Бумага типографская № 2
Литературная гарнитура. Высокая печать
Усл. печ. л. 6,0. Усл. кр.-отт. 6,125. Уч.-изд. л. 6,098. Тир. 425 экз. Зак. 923
Адрес редакции: 125219, Москва, А-219, ул. Усиевича, 20а.
Тел. 152-54-85
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ,
140010, Люберцы, 10, Московской обл., Октябрьский просп., 403
ОПЕЧАТКИ
Страница
11
13
28
28
Строка
'16 снизу
7 сверху
15 сверху
21—22
сверху
Напечатано
интерес ИСЗ
(высота 2000 км)
будут выполняться по
спутника и «Локстар»
Следует читать
интерес к ИСЗ
(высота 20000 км)
будут выполняться на
спутника «Локстар»