/
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
МОСКВА 1990
ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
информационных изданий по астрономии, геодезии,
исследованиям космического пространства и Земли из космоса
Главный редактор: акад. Р. 3. САГДЕЕВ
Члены редакционной коллегии:
проф. Т. А. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков,
акад. А. А. Боярчук, чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже,
к. т. н. В. Д. Власов, проф. В. Г. Горбацкий,
д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, проф. Я. Л. Зиман,
акад. К. Я. Кондратьев, к. ф.-м. н. Э. В. Кононович,
д. ф.-м. н. А. П. Кропоткин, проф. М. Я. Маров, проф. А. Г. Масевич,
<. т. н. Я. П. Медведев, д. ф.-м. н. Д. И. Нагирнер, проф. Ю. М. Нейман,
проф. И. Д. Новиков, проф. Л. П. Пеллинен, проф. В. В. Подобед,
к. х. н. Л. Д. Ревина, к. ф.-м. н. Я. Я. Самусь, проф. В. А. Сарычев,
А. Я. Седякина (ученый секретарь редколлегии)
д. ф.-м. н. В. И. Слыш, акад. В. В. Соболев,
д. ф.-м. н. А. В. Тутуков, к. ф.-м. н. В. Г. Шалаев,
д. ф.-м. н. В. В. Шевченко, к. ф.-м. н. К. Б. Шингарева,
к. ф.-м. н. Я. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора)
Научный редактор — к. т. н. Б. И. Ермишкин
ВИНИТИ, 1990
ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1, Выбор путей освоения космоса в США
Управлением освоения космоса НАСА в конце 1988 г,
был выпущен документ "За пределами Земли: Пилотируемое
освоение Солнечной системы в 21 в/ В нем даны
прогнозы НАСА по направлениям, ^будущих исследований.
Отмечается, что новые МВКА и системы для него должны быть
рассчитаны для работы на орбите в течение более 2 недель,
Качественно иная совокупность требований накладывается
на системы, которые предназначаются для функционирования
на орбите в течение 20-30 лет. Разрабатываемая в
настоящее время ООКС будет оснащена первым поколением
космического технологического оборудования,
рассчитанного на долголетнюю работу на орбите. Одним из основных
выводов этого документа является утверждение
необходимости проведения новых работ применительно к освоению
космоса, в т.ч. по искусственной гравитации, пролетному
аэродинамическому торможению, обращению с криогенными
компонентами в космосе, системам жизнеобеспечения с
замкнутыми циклами и т.п. Наиболее важными для решения будущих
задач считаются следующие современные программы:
- ООКС "Свобода", которая будет основой для
дальнейших проектов освоения космоса, включающих длительное
пребывание астронавтов в космосе;
- "Пасфайндер", в рамках которой создается
техническая база гражданских программ освоения космоса США;
- биологических исследований, которая должна заложить
основы для выбора условий длительного пребывания людей
в космосе как применительно к ООКС, так и к экспедициям
по освоению Солнечной системы;
1-2 3
- разработки более грузоподъемной транспортной
космической системы для повышения возможностей по доставке на
орбиту оборудования, топлива и астронавтрв.
Эти выводы во многом совпадают с мнением члена
редакции журнала "Laser Focus Worid'^jno основным составляющим
стратегии НАСА по пилотируемому освоению космоса. К ним
отнесены обеспечение гарантированного вывода объектов в
космос^, ввод в эксплуатацию ООКС, принятие решений о
поддержке инициатив, направленных на приближение
времени колонизации Луны и/или Марса и т.п. Однако
возможности по выводу объектов в космос с помощью МВКА
являются ограниченными вследствие морального старения
конструкции. Дополнительное финансирование программы может
повысить безопасность МВКА, но не придаст ему новых
технических качеств.
Значительную роль в обеспечении вывода объектов в космос
могут сыграть коммерческие инициативы. Однако фирмы
ракетно-космической промышленности реально представляют
риск космического бизнеса, требующего многолетних
программ для выживания в годы неудач. После катастрофы
МВКА с орбитальной ступенью "Челленджер" администрация
США не форсировала коммерциализации космоса. Правда, в
настоящее время заявляется, что администрация Дж. Буша
намерена исправить ошибки коммерческой космической
политики администрации Р.Рейгана. В конце 1988 г. после
реорганизации управления коммерческих программ НАСА
появились реальные сдвиги. Этим управлением был выпущен
''Каталог технологического оборудования и ресурсов для
коммерческих пользователей", в котором приведены данные
космических, авиационных и наземных установок и приборов для
работ в условиях микрогравитации, экспериментального
оборудования, датчиков и т.п. Указаны соглашения НАСА с
промышленностью по коммерциализации космоса, дана
информация о центрах содействия коммерциализации космоса
НАСА, приведены данные о ведущихся разработках и т.п.
Управление выходит с множеством инициатив в т.ч. по
привлечению к работам малых фирм с высоким
научно-техническим потенциалом. Так в феврале 1989 г. были выбраны
100 предложений 39 фирм для проведения второго этапа
перспективных разработок. На эти цели выделены 48 млн. долл.
Перспективные разработки проводит также управление ООКС
НАСА, которое по контрактам с общим объемом 8 млн долл.
4
в 1989 фин. г. планирует получить результаты исследований
по следующим направлениям:
- орбитальные системы регулирования параметров, в т.ч.
температуры, электрической мощности, состава газовой
среды в кабине и т.д.;
- наземные системы управления и информационные
системы ООКС;
- математическое обеспечение и проектирование
перспективных автоматизированных устройств;
- телероботиз ированные системы.
На 1990 фин.г. финансирование этой программы
управления ООКС НАСА установлено на уровне 17 млн долл.
На 1992 и 1993 фин. г. предусматривается финансирование
на уровне 100 млн долл. Предполагается получение
дополнительных ассигнований от управления
научно-исследовательских работ ВМС США, управления перспективных
НИОКР МО США (DARPA) и других военных ведомств,
которые, по-видимому, будут заинтересованы в разработке
техники для пилотируемого освоения космоса.
Вместе с тем, неудачи первого этапа коммерциализации
космоса, напр, с созданием космической биотехнологии
фирмой McDonnell Douglas, породили скептицизм среди
руководства ряда фирм. Фирма McDonnell Douglas,
разрабатывавшая установку по электрофорезу биологических
препаратов для получения лекарственных средств, была
вынуждена прекратить многомиллионную программу
вследствие появления менее дорогой наземной технологии, которая
снизила церспективность получения прибыли от внедрения
космической технологии. По мнению представителей ряда
фирм ООКС не даст простора для развития коммерческих
космических технологий, в частности из-за бюрократических
преград доставке сырья на ООКС и возврату на Землю
готовой продукции. Не исключается вероятность следующей
катастрофы МВКА в 90-х гг.
Современные оценки показывают очень высокую
стоимость космической продукции. Так по мнению проф. Г.Руп-
пе из Мюнхенского технического университета стоимость
таких продуктов будет на уровне 100 долл./г при объеме
производства ~3000 т/год, что потребует ~170 полетов
МВКА. Такая интенсивность транспортных космических
операций потребует повышенного внимания к защите
окружающей среды, обеспечению надежности, упрощению назем-
5
ных межполетных и предстартовых операций и
технологичности орбитального производства. Приоритеты в
космической продукции Г.Руппе распределил в следующем порядке:
- предохранительные и лечебные средства против
СПИД 600 т/год
онкологических заболеваний 1000 т/год
постудных заболеваний 200 т/год
- высокотемпературные сверхпроводники и другие
материалы для электроники 1200 т/год
По оценке Г.Руппе цена электроэнергии от космических
энергетических установок составит ~ 75 цент/кВт-ч, что
много выше обычных цен. В расчетах предполагалось, что
для получения 100 ГВт, обеспечивающих потребности
населения Земли, необходимо иметь 20 космических
энергетических установок по 5 ГВт каждая. Масса каждой такой
установки на геостационарной орбите составит 150 000 т,
а на низкой околоземной орбите - 600 000 т. Ресурс
установок принят 30 лет.
По данным Г.Руппе стоимость пилотируемой экспедиции
на Марс достигнет 600.10^ долл., т.е. в течение 20 лет
будет необходимо ежегодно затрачивать по 30 млрд долл.
на подготовку этой экспедиции. Ожидается, что такая
экспедиция может состояться не ранее 2035 г.
Существенным препятствием в развитии
коммерциализации космоса является высокая стоимость доставки грузов
на орбиту и обратно на Землю, которая, в свою очередь,
связана с развитием коммерческих транспортных космических
систем. Последние могут развиваться лишь в случае, если
будет гарантированный рынок. По мнению президента фирмы
Orbital Sciences Томпсона снижение стоимости
транспортных космических операций возможно, если администрация
США гарантирует фрахт коммерческих носителей на 453 т
ежегодно, начиная с середины 90-х гг. Конкуренцию могут
выдержать только те фирмы, которые смогут выводить
объекты по цене ниже 2207 долл./кг. Многие ожидали, что,
администрация Дж. Буша форсирует программу разработки
ракеты-носителя (РН) с пониженной ценой вывода ALS,
однако этого не случилось и управление СОИ (SDIO) не
планирует использование ALS на первом этапе
развертывания своей системы ПРО.
Наряду с крупными ракетно-космическими фирмами
McDonnell Douglas» General Dynamics и Martin Marietta, которые
6
имеют возможность выполнять коммерческие пуски с
использованием РН, разработанных по правительственным заказам,
развиваются новые фирмы со своими коммерческими РН,
Хотя некоторые бизнесмены называют эти фирмы "живыми
мертвецами" из-за недостаточной по их мнению активности
этих фирм в создании РН и проведении пусков, факты
последнего времени свидетельствуют о несомненном прогрессе.
Так фирма Space Services 30 марта 1989 г. провела пуск
коммерческой РН "Старфайр-1" с блоком полезной нагрузки
(БПН) "Консорт-1". Пуск был проведен с полигона Уайт-
Сандс. Полезной нагрузкой было экспериментальное
оборудование для исследований жидкостей, эпоксидных смол и
образования пенопластов в условиях микрогравитации, а
также получения металлических сплавов из порошковых
заготовок. Период микрогравитации продолжался 15 мин,
поскольку полет происходил по суборбитальной траектории.
На первой ступени РН длиной 16 м был применен РДТТ
ТХ-664-4 фирмы Morton Thiokol,a на второй - канадский
РДТТ "Блек Брант VC" фирмы Bristol Аеговрасе^БПН
"Консорт-1" был разработан в центре содействия
коммерциализации космоса НАСА при Алабамском университете
(г. Хантсвилл). По мнению К.Лейна, бывшего директора
управления коммерческого транспорта министерства
транспорта США, пуск РН "Старфайр-1" является началом
возникновения новой эры активной коммерциализации носителей.
По заявлению президента фирмы Слейтона, продолжаются
работы с центром при Алабамском университете и
готовятся предложения для DARPA. Следующий полет БПН
"Консорт-1" был запланирован на октябрь-ноябрь 1989 г.
Фирма предполагает получить заказы в Западной Европе
на использование носителей серии "Старфайр" для
экспериментов в условиях микрогравитации в течение до
20 мин и для аэродинамических испытаний моделей при
скоростях полета до М= 20.
Фирма Orbital Sciences совместно с Hercules Aerospace по
состоянию на август 1989 г. разработала, изготовила и
доставила на авиабазу ВВС Эдварде РН воздушного
пуска "Пегас". Первый орбитальный пуск был запланирован
на октябрь 1989 г. РН рассчитана на доставку полезной
нагрузки с массой 453 кг на низкую околоземную орбиту
или 272 кг на орбиту с высотой 463 км. Фирма Hercules
Aerospace изготовила для РН 3 РДТТ с корпусами из
7
композита с графитовым армированием. Первые 2 пуска РН
финансированы DARPА,которое надеется получить данные
о военной применимости этой РН. Последующие пуски
планируется проводить для фирмы Ball Aerospace, которая
изготовляет малые ИСЗ применительно к выводу их в конце
1990 и начале 1991 гг. Намечаются пуски РН с
экспериментальным оборудованием фирмы ЗМ для проведения
исследований по материаловедению. Фирма Orbital Sciences
подписала протркол о намерениях с фирмой Arianespace по
маркетингу РН "Пегас" в Западной Европе. Стоимость пуска
РН оценивается в 6-8 млн долл., которой будет
соответствовать цена вывода на низкую околоземную орбиту 13245-
17660 долл/кг.
В конце 1989 г. предполагалось осуществить пуск с
авиабазы ВВС Ванденберг одномодульного носителя SMLV
фирмы American Rocket.На суборбитальную траекторию
должен быть выведен коммерческий груз. Модуль SMLV,
оснащенный гибридным ракетным двигателем (ГРД) с тягой
315 кН, должен быть основной сборочной единицей будущей
22-модульной промышленной РН ILV-Ь В ГРД
используется топливо "жидкий кислород + полибутадиеновый бло$ в
камере сгорания". Время работы ГРД составляет 70 с. Вытес-
нительная подача жидкого кислорода осуществляется сжатым
гелием. Корпус ГРД изготовлен из у глеро доэпокси дно го
композита. Сопло снабжено системой управления вектором
тяги за счет впрыска перекиси водорода в закритическую
часть сопла. В первом полете предполагается получить
период условий микрогравитации 10 мин.
Следующий трехмодуйьный вариант носителя должен
обеспечить условия микрогравитации в течение ~ 20 мин.
Для третьего коммерческого пуска выбрана двухступенчатая
РН Slingshot (ILV-S^Orynemf РН будут собираться из
модулей. Грузоподъемность этой РН на низкую околоземную
орбиту определена в 135-700 кг.
Основной вариант промышленной РН ILV-1 с числом
модулей по 4 ступеням 12 - 6=3 = 1 рассчитывается на
вывод 1500 кг на низкую околоземную орбиту.
Предусматривается разработка нового модуля с тягой 2225 кН. Из новых
модулей будет собираться новая РН ILV-2 с
грузоподъемностью 6800 кг на низкую околоземную орбиту.
Отмечается заинтересованность НАСА в проведении первого пуска
8
SMLV, выразившаяся в поставке 272 кг перекиси водорода.
Отсутствие перекиси водорода могло привести к срыву
испытания.
По состоянию на июнь 1989 г. НАСА сдает в аренду
стартовое оборудование и сооружения для подготовки и
проведения пуска РН "Сигнус* фирме Conatec. Пуски будут
проводиться с полигона Уайт-Сандс и с о. Уоллопс. Первый
пуск РН "Сигнус* запланирован • на 1990 г. Для
коммерческих пусков будут предлагаться 2- и 3-ступенчатые
РН на базе ракеты военного назначения, РДТТ второй
ступени будет поставлять фирма Morton Thiokolt а
третьей ступени - Morton Thiokol или Bristol Aerospace,
Кроме того, НАСА стимулирует частные фирмы на
вложение средств в разработку инфраструктуры ООКС. Так
фирма Boeing Commercial Space; надеется разработать
систему снабжения ООКС. Но в целом, рынку коммерциализации
космоса США угрожает опасность проникновения
иностранных фирм и организаций, субсидируемых правительствами.
Эта угроза в 1989 г, является большей, чем до
катастрофы МВКА. Выход из положения видится в широком
международном взаимодействии на кооперативной или
корпоративной основе, главным образом с западноевропейскими
странами. В.А.Карелин
MAd Astra", 1989t J., * 6, 3.9-41
MAerospace DailyM7l989f 149, » 36, 295; tf 62t500a
MAstronautik'\ 1989# 26, #1, 13-14
"Aviation Week and Space Technology", 1988, 129,
M 25,34-36,37, 39
"Defense Daily", 1989, 163» 1» 50, 402; Jfr 54, 435
"Flight International", 1989, П5, № 4169, 40
"Laser Focus World", 1989, 25, К 5, 19
"News Butletin/Astronautical Society of Western
Australia", 1989, bl, № 7,71
"Satellite News", 1989, 12, tf 33,3
"Space Age Times", 1989, 15, И9-10, 22-?3
2. Перспективная программу космических исследований НАСА
20-летняя годовщина посадки американских астронавтов
на поверхность Луны, которая отмечалась 20 июля 1989 г.,
дала толчок американской администрации для провозила-
2-1 9
шения новой программы освоения Луны как базы для
пилотируемых полетов на Марс. Об этой программе объявил вице-
президент США Ден Квейл, который является главой
Национального космического совета (NSG). Бюджет НАСА на
1980 фин.г. составит 12,3 млрд долл. (в 1989 фин.г. он
был 10,7 млрд долл.), из которых 5 млрд долл.
направляются на НИОКР.
Уже в 1989 фин.г. НАСА истратило около 55 млн долл.
на поисковые исследования проекта полета на Луну. Затраты
на весь проект оцениваются в 100 млрд долл., а, если
учесть программу полетов на Марс, они могут превысить
400 млрд,, долл. Затраты на развертывание обитаемой
орбитальной космической станции (ООКС) в 1984 г.
оценивались в 8 млрд долл., а по оценкам 1986 г. эта сумма
возросла до 18 млрд долл.
К проектам полетов на Луну и Марс проявляют, интерес и
советские специалисты. Полет на Марс, по советским
оценкам, может начаться в 2005 или 2010 гг. На первом этапе
программы Советского Союза *Mapo-94" предусматривается
запуск в 1994 г. одного-двух автоматических КА к
Марсу. В состав * КА войдут орбитальный модуль, один или два
шара-зонда, одна пара пенетраторов для изучения механических
характеристик поверхности Марса и несколько спускаемых
аппаратов, которые станут автоматическими
метеорологическими станциями. С помощью ТВ-аппаратуры, установленной
на борту орбитального аппарата, должна производиться
съемка поверхности Марса. На втором этапе намечено создать
обитаемую станцию на бколомарсианской орбите, на борт
которой автоматическими аппаратами будут доставляться
образцы пород с поверхности Марса для проведения химических и
биологических анализов. В 2005-2010 гг. может быть
осуществлен третий этап, который станет генеральной
репетицией пилотируемого полета с посадкой на поверхность Марса.
Пилотируемые полеты на Марс в связи с
колоссальными затратами на них скорее всего будут осуществляться
совместно несколькими государствами. Для перспективных
пилотируемых программ потребуются новые носители большой
грузоподъемности. НАСА совместно с ВВС США начало
НИОКР по РН ALS (Advanced Launch System), которая
должна обеспечить существенное снижение затрат на вывод
полезных нагрузок (ПН) в космос. Концепцией ALS
предусматривается создание семейства РН модульной конструкции, обес-
10
печивающего разнообразные нужды гражданского и военного
секторов космоса. Только НАС А будет выделять на НИОКР
по ALS до 1992 г. по 2 млн. долл. в год. Общая стоимость
первого этапа НИОКР оценивается в 15-20 млн. долл.
НАСА изучает также проект пилотируемого мини-МВКА
PLS (Personal Launch System)), предназначаемого для доставки
астронавтов на борт ООКС. Этот аппарат будет напоминать
западноевропейский МВКА "Гермес". В середине 1989 г.
заключено соглашение между фирмами Aerospatial
(Франция) и Lockheed (США) о совместной работе над
проектом PLS. На первых порах фирма A^rospatial будет
играть роль помощника фирмы Lockheed. Последняя,
объединившись с фирмой Boeing, сосредоточит свои усилия на
разработке аппарата CERV (Crew Espace Re-Entry Vehicle)
для обслуживания ООКС "Свобода".
США ведут разработку грузового варианта МВКА "Спейс
Шаттл", который именуется "Шаттл-С". Если конгресс
начнет выделять на этот аппарат достаточные средства,
начиная с 1991 фин.г., то его первый полет может состояться
в ноябре 1994 г. Грузоподъемность "Шаттл-С" при выводе
на орбиту высотой 354 км и наклонением 28° (запуск с
мыса Канаверал) составит 45 т. Возможно создание
носителя с двумя-тремя ускорителями на криогенных
компонентах топлива многократного использования. Одно из
главных назначений "Шаттл-С" - доставка на сборочную орбиту
крупногабаритных компонентов ООКС "Свобода", что
сократит затраты времени на ее развертывание.
НАСА расширяет сотрудничество с западноевропейскими
странами. Наиболее тесное сотрудничество осуществляется
с Европейским космическим агентством (ЕКА). Имеются
соглашения с организациями Италии, ФРГ, Франции,
скандинавских государств и Великобритании. Национальный центр
космических исследований Франции (CNES) сотрудничает
с НАСА по проектам "Галилей" и "Топекс-П осей дон".
Последний имеет целью изучение топографии Мирового океана
в течение двух-трех лет, исследовать его циркуляцию и ее
влияние на климат Земли. Затраты на проект "Топекс-По-
сейдон" оцениваются в 800 млн долл. (по курсу 1988 г.),
а финансовое участие Франции - в 800 млн фр. Запуск ИСЗ
"Топекс-Посейдон" РН "Ариан" намечен на 1992 г. ИСЗ
"Топекс-П осей дон" будет изготовлен, по заказу НАСА,
наземная станция для управления полетоц ИСЗ будет разверну-
2-2 1]
та в США. Аппаратура ИСЗ разрабатывается американскими
и французскими фирмами. Например, фирма Alcatel Espace
(Франция) изготовит в 1991 г. РЛ-альтиметр, который
будет определять высоту волн с точностью несколько
сантиметров. Б.И.Ермишкин
"Aviation Magazine International", 1989, № 991,27-31
•Н. Программа ООКС в условиях сокращенны^ ассигнований
на 1990 Фин.г.
Предлагаемое при обсуждении в конгрессе США
ограничение финансирования программы ООКС показало, что новое
руководство НАСА оценивает возникающие проблемы с более
роялистачных и прагматических позиций, чем прежнее
руководство. Конгресс не принял во внимание доводы НА.СА о
том, что сокращение ассигнований повысит общую стоимость
программы, задержит ввод ООКС в эксплуатацию и отрица-
грльно скажется на моральном климате и энтузиазме
разработчиков из государственных организаций- и частных фирм,
г читается, что сокращение заказов на авиционно-космичес-
кую технику со стороны правительственных ведомств США
является наиболее крупным за последние 20 лет. Однако
новое руководство НАСА нашло выход из создавшейся ситуации
за счет предложения для обсуждения нового плана
разработки ООКС со сниженными возможностями. Новый вариант
ООКС готовила группа специалистов из
научно-исследовательского центра (НИЦ) Лэнгли НАСА. При этом
предполагалось, что ассигнования на 1990 фин.г. на ООКС будут
сокращены на ^400 млн долл. из запрошенных
2,050 млрд долл.
В основу концепции нового варианта ООКС заложены
предложения о сокращении экипажа с 8 до 4 астронавтов и
уменьшении числа полетов МВКА для сборки и ввода ООКС?
в эксплуатацию с постоянным пребыванием астронавтов на
орбите до 15. Совместно с подрядчиками из промышленных
фирм были подготовлены более конкретные предложения, в
т.ч.:
- использовать на ООКС существующие скафандры для
работы в открытом космосе, которые применяются
астронавтами на МВКА;
12
- сократить потребляемую ООКС электрическую мощность
до 38 кВт постоянного тока (ранее предполагалось исполь-
эовать 75 кВт переменного тока). При этом 20 кВт будут
расходоваться на эксплуатацию ООКС, а 18 кВт - отданы
в распоряжение пользователей;
- использовать открытую кислородную систему для
обеспечения заданного состава атмосферы в
герметизированных модулях. Кислород будет доставляться на борт в
сжиженном виде. Ранее система жизнеобеспечения
предполагалась с замкнутым циклом по кислороду;
- уменьшить размеры блистеров для визуального
наблюдения за сближением и стыковой орбитальной ступени
МВКА или исключить их из конструкций. Ранее
планировалось смонтировать 2 таких блистера в торцах переходных
отсеков для получения углового поля зрения 360°;
- сократить число посадочных мест для монтажа внешних
полезных нагрузок (ПН) с экспериментальным оборудованием;
- исключить возможность выполнения операций по
сближению и стыковке со всеми ЛА, кроме орбитальной
ступени МВКА* За счет этого будут упрощены требования к
разработке стыковочных приспособлений;
- исключить возможность монтажа отдельных систем
обработки информационных данных пользователей;
- сократить перечень устройств и приспособлений для
жизнеобеспечения астронавтов. Исключить из перечня
стиральную машину и сушилку, посудомоечную машину и т.п.;
- снизить требования к характеристикам систем связи и
ориентации и стабилизации ООКС;
- снизить требования к параметрам системы наведения,
навигации и управления;
- упростить оборудование наземной инфраструктуры,
применяемое при подготовке ПН и для тренировок по работе с
ПН; в ряде случаев разработка оборудования может быть
отнесена на более поздние сроки;
- использовать локальные радиаторы системы
терморегулирования с однофазной рабочей средой. Ранее
предусматривалась централизованная система теплоотвода с двухфазной
рабочей средой;
- в системе ориентации и стабилизации использовать
модульные гидразиновые ЖРД. Ранее предусматривались
ЖРД на перекиси водорода..
13
Еще ранее НАСА отказалось от использования солнечно-
термодинамической энергетической установки на ООКС из-за
большего возможного риска, чем при использовании батарей
солнечных элементов. Однако НИОКР по этой установке
будут продолжаться. Считается, что использование только
батарей солнечных элементов позволит сократить
эксплуатационные расходы на 1,5-2,0 млрд долл. за 30 лет работы
ООКС за счет удешевления технического обслуживания.
С учетом этих предложений были представлены 3
варианта с несколькими альтернативами по конкретным
системам в каждом. Эти варианты требуют 7-12 полетов
МВКА с современной грузоподъемностью для выполнения
сборки ООКС. По мнению группы специалистов НИЦ Лэнгли ввод
ООКС в эксплуатацию с постоянным пребыванием
астронавтов возможен в июне 1997 г. после 10 полетов МВКА для
сборки. В каждом полете ~ 20 т груза будут доставляться
на орбиту с высотой 352 км. В этот груз включены также
крепежные узлы, оборудование сближения, стыковочные
приспособления и т.п., которые не будут оставляться на
орбите. Группа считает возможным следующий план-график
сборки ООКС:
- март 1995 г. Первый полет МВКА с элементами
ферменной конструкции, соединительными узлами, рабочими
платформами и подвижным транспортером;
- июнь 1995 г. Доставка вспомогательных материалов
для сборки, правой опорной рамы антенны Ки -диапазона
частот, силовой рамы двигательной установки и элементов
ферменной конструкции;
- сентябрь 1995 г. Доставка второй силовой рамы
двигательной установки, заднего переходного отсека и стыковочных
приспособлений;
-декабрь 1995 г. Доставка элементов ферменной
конструкции, панелей солнечных батарей и вспомогательных
материалов для сборки;
~ март 1996 г. Доставка лабораторного модуля длиной
10,8 м, уменьшенного по сравнению с современным модулем
длиной 12,6 м;
- июнь 1996 р. Доставка 2 переходных отсеков;
- сентябрь 1996 г. Доставка герметизированного склад-
ского модуля, 19 стоек оборудования лабораторного модуля,
герметизированного переходного отсека со стыковочными
устройствами и опорной рамы антенны S - диапазона частот;
14
- декабрь 1996 г. Доставка жилого модуля;
- март 1997 г. Доставка передового переходного отсека
с воздушным шлюзом;
- июнь 1997 г. Доставка экипажа из 4 астронавтов,
герметизированного складского модуля, негерметизированного
грузового отсека и расходных материалов,
В предыдущих планах-графиках сборки эксплуатацию ООКС
в режиме посещения считалось возможным начать после
4 полета МВКА в конце 1995 г. Эксплуатация ООКС с
постоянным пребыванием астронавтов намечалась после 11
полета МВКА* По новому плану-графику полная сборка
международной ООКС "Свобода* будет завершена после 20
полета МВКА в 1999 г.
Национальный научно-исследовательский совет США в
августе 1989 г. счел необходимым обратить внимание на
следующие нерешенные проблемы программы ООКС:
- не оценены возможности испытаний систем и
подсистем в наземных условиях для гарантии работоспособности
на орбите;
- уверенность в возможностях моделирования и машинных
экспериментов, ведущая к отказу от наземных и летных
испытаний, пока "еще не имеет подтверждения практикой;
- не определены с учетом естественных процессов и
технической эволюции коэффициенты запаса по таким
параметрам как мощность солнечных батарей,
грузоподъемность МВКА и т.п.;
- недостаточное внимание уделяется оценке
совместимости всех предполагаемых пользователей ООКС;
- для ООКС пока не предусматривается беспилотная
доставка модулей США вследствие отсутствия устройств
для беспилотного автоматического сближения и стыковки;
- не существует плана владения ситуацией в случаях
отказа или ошибок математического обеспечения, хотя
признается наличие факторов, снижающих надежность программ
ЭЦВМ;
- успешная эксплуатация ООКС зависит от ряда линий
связи. Однако пока нет уверенности, что эти линии связи
не могут быть нарушены умышленно или случайно;
- требуется большее внимание к разработке
перспективных устройств автоматизации с целью повышения
эффективности эксплуатации ООКС пользователями;
15
- требуется повышение внимания к микробиологическому
и токсинному контролю на борту ООКС;
- существующая структура управления ООКС усложняет
достижение конечных целей программы;
- необходима аттестация ООКС для создания базы
внесения изменений и обеспечения дисциплины изменений.
По состоянию на август 1989 г. фирмы Lockheed
Missiles and Space и Boeing Aerospace объединились для работы над
спасательным Л А для возвращения астронавтов ООКС на
Землю в экстремальных ситуациях. Группа участвует в
конкурсе за контракт на предварительную разработку CERV.#
в которой будет предложен ряд схем. Возможные конструкции
включают ряд типов баллистических спускаемых аппаратов и
крылатый вариант. CERV будет выводиться и
пристыковываться к ООКС либо с помощью орбитальной ступени МВКА,
либо с использованием РН. В конкурирующую группу фирм
входят Rockwell International и McDonnell Douglas.
Техническое задание на CERV HACA планировало выдать не
позднее октября 1989 г.
Для получения первых результатов от ООКС НАСА
выбрало 27 экспериментальных исследований, 14 из которых будут
размещены на конструкции во время сборки ООКС, а 13 -
одобрены для разработки применительно к возможной
установке на ООКС после сборки. Эти исследования включают
сбор и анализ космической пыли, изучение приемников и
передатчиков систем лазерной связи, обнаружение космических
излучений, антипротонов, позитронов, антиядер, первичной
материи и др. экзотических частиц. Ряд установок будет
использован для определения экологического состояния Земли.
Управление научных и прикладных исследований НАСА объявило
также имена 23 победителей конкурса за места для ПН на
борту микрогравитационной лаборатории США USML,
микрогравитационной открытой' платформы США и международной
микрогравитационной лаборатории IML. Экспериментальные
исследования включают широкий диапазон работ по
технологии материалов, таких как выращивание кристаллов теллу-
рида кадмия в условиях микрогравитации, получение
кристаллов арсенида галлия, исследование процессов переноса пара
и т.д.
Планы США по изменению технических характеристик
ООКС в сгорону их снижения вызвали отрицательную
реакцию в Западной Европе и Японии. В сентябре 1989 г.
16
представитель агентства ЕКА в Вашингтоне пытался
убедить руководство НАСА отклонить предложения о
пересмотре конструкции ООКС. Как считает ЕКА, в результате
осуществления этих планов будут увеличено время сборки
ООКС и снижены ее технические возможности, что
является неприемлемым для Японии и ЕКА. Если электрическая
мощность будет сокращена на 50%, то доступная мощность
(18 кВт) будет отдана в первую» очередь пользователям
из США. Альтернативные предложения ЕКА по конструкции
ООКС в условиях сокращенных ассигнований США включают
использование лабораторного модуля ЕКА и Японии
взамен лабораторного модуля США, исключение летного теле-
роботизированного поста обслуживания с передачей его
функций канадскому роботизированному манипулятору и т.п.
В июле 1989 г, ЕКА намечало открыть специальную
программу для будущих пользователей модуля "Колумб"
на период 1993-1994 гг. Программа предназначается для
оказания помощи пользователям в освоении условий
микрогравитации. На октябрь 1989 г, былр запланировано
принятие решения о варианте полярной платформы, которая
является одним из основных вкладов ЕКА в программу ООКС.
Первый вариант, предлагаемый фирмой British Aerospace,
является новой сложной конструкцией. Вариант фирмы
Matra (Франция) более простой и основан на конструкции
ИСЗ телеэондкрования„ Земли "Слот*.
Сокращение технических возможностей измененной
ООКС при исключении доступа ЕКА к размещению внешних
ПН вызвало недовольство западноевропейской научной
общественности, которая намерена побудить ЕКА к более
активным действиям. Такое развитие событий ожидалось
некоторыми в Западной Европе, поскольку вопрос о внешних
ПН не отражен в соглашениях об участии ЕКА в программе
ООКС. ЕКА считает возможным получить в будущем право
размещать внешние ПН в обмен на предоставление для
использования США западноевропейских систем и оборудования
по бартерным соглашениям. ЕКА будет предлагать для
таких соглашений создаваемую фирмой Dormer систему
инструментального определения положения в пространстве,
упрощенную систему аналогичного назначения
Бирмингемского университета (Англия), систему контроля параметров
среды в герметизированных модулях и т.д. Одним из
возможных вариантов таких соглашений может быть предостав-
3-1 17
ление пользователям США мест на платформе свободного
полета. Внешние ПН считаются необходимыми для
выполнения ряда работ, в т.ч. астрономических исследований*
Отмечается, что по современному механизму принятия решений,
действующему между ЕКА и НАСА, необходим консенсус.
Однако НАСА имеет право принимать односторонние решения,
если консенсус не, достигнут. Указывается на значение
протокола о намерениях между ЕКА и НАСА в части сохранения
согласованного плана-графика сборки ООКС и ее технических
характеристик. В. А. Карелин
"Aerospace Daily". 1989f 150, № 57, 475; № 59, 490-
491
••Air et Cosmos", 1989, 271 № 1251, 31-33
11 Aviation Week and Space Technology", 1989, 130,
№ 2, 29-30; Ш,№ 3,69-70,72; № 7,32; № 8, И
••Defense Daily", 1989, I«i2, № 16,128; 163, № 56, 448;
№ 58,464; № 62, 497; Ш, № 1,5; № 2,13; № 12*100;
№ 35, 282^283, 285
"Flight International", 1989, 136, № 4177, 24-25
••Nature", 1989, 341, И 6238, 93
••New Scientist", 1989, Ш, N 1679, 20.
4. Коммерциализация космических исследований в США
Конгресс й правительство США поддерживают
мероприятия по расширению коммерческого использования достижений
ракетно-космической промышленности США. Летом 1989 г.
Административно-бюджетное управление (ОМВ) внесло
предложение о коммерциализации ряда разработок НАСА,
планируемые по государственному бюджету. К числу возможных
коммерческих разработок ОМВ отнесло: стыковочное
устройство ООКС, орбитальную ступень МВКА с удлиненным
сроком службы, летные автоматические дистанционные
устройства, лабораторию для приборных наблюдений, установку
для технологических исследований ООКС, лабораторию
нейтральной плавучести.
Частные средства будут поступать тремя различными
путями: за счет внебюджетного финансирования,
коммерциализации и передачи в частные руки космических объектов. Для
получения внебюджетных средств правительство дает гаран-
18
тии частному сектору, чтобы побудить его вкладывать свои
средства в космические программы. Цели коммерциализации,
преследуемые частным сектором, отличаются от целей
правительства. Правительственный аппарат должен понимать
эти отличия, чтобы добиться реального привлечения частных
средств. Частный сектор стремится получить прибыль от
вложения своих средств в космическую технику такую же,
как и в других областях хозяйства. Правительство хочет
привлечь частные средства, не теряя своего контроля над
критическими компонентами космической программы, и
при затратах, не превышающих тех, которые достигаются
при обычном порядке финансирования.
Вероятность достижения коммерциализации зависит от
технического и финансового риска, уязвимости проекта к
недостаткам финансирования, графиков работ и других
решений, а также от размеров рынка. Факторами, влияющими на
коммерциализацию являются: критическое отношение к проекту
НАСА и других правительственных организаций; вероятность
альтернативного использования космической техники;
вероятность создания неправительственных рынков и их
потенциальная емкость.
Возможные несколько путей финансирования. Первый -
обычные правительственные закупки, когда правительство
вкладывает деньги, является владельцем техники, сдавая
ее в аренду неправительственным организациям. Второй -
частный сектор финансирует изготовление объекта, а потом
продает его на комиссионных началах; правительство
приобретает объект после завершения его строительства, если
объект имеет важнейшее значение для правительственных
космических операций. Третий - правительство берет в
аренду у частных организаций космический объект или другим
способом оплачивает эксплуатацию объекта. Четвертый -
совместное финансирование строительства объекта и
совместная эксплуатация его. В каждом конкретном случае
могут устанавливаться доли финансового вклада
правительственных и частных организаций.
Специалисты НАСА решают вопрос о привлечении частных
средств для строительства конкретных объектов. Например,
считается наиболее целесообразной аренда у частных
организаций таких объектов как установка для технологических
исследований ООКС и лаборатория нейтральной плавучести.
Частное финансирование и правительственная собственность
3-2 10
считаются наиболее подходящей формой для изготовления
орбитальной ступени МВКА с удлиненным сроком службы»
Б.И.Ермншкин
"Aerospace America", 1989, ^# № 9,13-16
5. Космические программы Японии и КНР
Япония и КНР рассчитывают в течение ближайщих 5-
10 лет достигнуть уровня ведущих космических держав.
Обе страны разрабатывают тяжелые носители и обе планируют
в 21 веке приступить к осуществлению пилотируемых
космических полетов.
Основными задачами КНР в ближайшее пятилетие станут
качественное и количественное наращивание флота носителей,
разработка спутниковой метеосистемы, продажа услуг по
запуску ИСЗ зарубежными пользователями. В последней
области КНР уже имеет определенные успехи. Между США
и КНР подписано соглашение о выводе спутников
американского производства китайскими РН. По условиям соглашения,
КНР- обязалась в период с 1989 по 1994 гг. обеспечить
вывод на орбиту полезные грузы не более чем девяти
пользователям (не более 2-х спутников за 3 года). Особо
отмечено, что осуществление вывода на орбиту зарубежных
полезных грузов китайскими РН не должно ущемлять
интересы других зарубежных организаций. В этой связи
предусмотрено проведение ежегодных консультаций между
представителями США и КНР относительно возможного изменения
числа запусков китайских ракет. В ближайшее время
китайскими РН будут выведены на орбиту ИСЗ американского
производства "Аэиясат-1" и "Австралсат-2А и 2В".
Япония не проявляет стремления к предоставлению
коммерческих услуг по запуску. Однако она намерена
экспортировать большинство высокотехнологичных разработок. Новая
японская РН Н-2, первый запуск которой запланирован на
1992 г,, может использоваться в коммерческих целях,
однако Япония планирует использовать ее лишь для обеспечения
собственной космической программы. На полигоне Танегасима
ведется строительство стартового комплекса РН Н-2.
Комплекс сравним по масштабам с комплексом РН "Титан* на
мысе Канаверал (США).
20
Предполагается, что ассигнования на японскую
космическую программу, составляющие Х5О млрд йен (1,2 млрд
долл. США) в 1989 г., в 1999 г, составят 300 млрд йен
(2,4 млрд долл.). Японские разработки пилотируемых
космических программ имеют целью устранить зависимость
Японии от США в этой области.
К середине 90-х годов планируется создать КК
многоразового использования НОРЕ, который будет запускаться
с помощью РН Н-2, В Япбнии ведутся интенсивные
разработки воздушно-космического самолета (ВКС)
горизонтального взлета и посадки. На создание турбопрямоточного
двигателя со сверхзвуковым горением тратится почти столько
же средств, сколько и в США, Три японских специалиста
по полезной нагрузке проходят подготовку к полету на
борту МВКА по программе "Спейслэб*, намеченному на
июль 1991 г. Из троих кандидатов для полета будут
отобраны один или двое.
В 1989 и в 1990 гг. Япония планировала осуществить
по меньшей мере три крупные космические программы. Это
запуск геостационарного метеорологического ИСЗ GMS-4
(успешно осуществлен 5 сентября 1989 г. РН Н-1) для
непрерывных метеонаблюдений за тихоокеанским регионом,
запуск (ориентировочно в феврале 1990 г.)
океанографического ИСЗ M0S-1B, запуск связного ИСЗ нового
поколения BS-3A (август-сентябрь 1990 г.). Осенью 1991г.
планируется запуск еще одного связного ИСЗ нового
поколения. Все запуски будут осуществлены РН Н-1.
В течение нескольких ближайших лет Япония планирует
осуществить следующие запуски:
РН M-3S-2 миниатюрного КА Muses~Af
предназначенного для проведения маневров в районе Луны. В ходе
одного из них от КА отделится небольшой орбитальный
аппарат для проведения экспериментов на лунной орбите.
РН M-3S-2 КА Solar-А, предназначенного для
наблюдения солнечных вспышек (запуск намечен на 1991 г.).
РН Н-1 ИСЗ ERS-1 для микроволнового зондирования
земной поверхности (запуск намечен на 1992 г.).
Экспериментального ИСЗ ETS-6 для демонстрации
методов межспутниковой связи и трехосной стабилизации.
Свободнолетящей платформы многоразового пользования
Space Flyer. Платформа .будет выводится на орбиту с
21
помощью РН Н-2 и возвращаться с помощью МВКА "Спейс
Шаттл". Первый полет платформы намечен на 1993 г.
ИСЗ для исследования Вселенной в рентгеновских лучах
Astro-D. Запуск намечен в 1993 г. с помощью РН М-
3S-2.
Геостационарного метеорологического ИСЗ GMS -5. Намечен
на 1994 г. РН Н-2.
Китайская космическая программа также
характеризуется Bbici сим динамизмом* В ближайшие 10-20 лет КНР будет
запускать большое количество научных ИСЗ и, возможно,
осуществит пилотируемый космический полет. Уже упомянутое
соглашение между США и КНР о запуске ИСЗ американского
производства китайскими РН несомненно окажет
долгосрочное влияние на космическую программу КНР. Первый
китайский коммерческий запуск состоится в начале 1990 г. На
орбиту с помощью РН "Великий поход-3" будет выведен
ИСЗ "Азиясат~.1". Этот запуск должен быть одобрен
комитетом "Коком ^ в который входят США, Япрния и страны
Западной Европы. Запуски двух других ИСЗ ("Австралсат-2А
и 2В" с помощью китайских РН (в 1991 и 1992 гг.,
соответственно) получили одобрение "Коком*.
КНР планирует расширить в 90-х годах объем
коммерческих услуг по запуску за счет создания пяти новых
носителей. Два из них - усовершенствованные варианты ныне
используемых РН "Великий поход". РН CZ-2E- самый
мощный носитель из упомянутых двух. Первый ее запуск
запланирован на 1991 г. Длина РН - около 50 м, масса ПН,
выводимой на низкие орбиты - 8,3 т. Возможности РН
позволяют произвести запуск пилотируемого КК. Работы в
этом направлении уже ведутся. В течение 1989-1994 гг.
кандидаты в китайские астронавты будут названы.
В разработке находится также РН CZ-3A, первый запуск
которой запланирован на "1992 г. Масса ПН, доставляемой
на переходную к стационарной орбиту - 2,5 т (для
сравнения: РН CZ-3 может доставить на ту же орбиту 1,4 т), В
1988 г. был осуществлен первый запуск РН CZ-4. Длина
РН около 40 м, масса ПН, доставляемой на полярную
орбиту - 2,5 т. Используются первая и вторая ступени PHCZ-3,
третья ступень спроектирована специально для выведения
ПН на маловысотные полярные орбиты. С помощью этой РН
был запущен первый китайский метеорологический ИСЗ на
22
полярной орбите, В начале 90-х годов будет запущен
также геостационарный метеорологический ИСЗ.
КНР продолжает запуск возвращаемых ИСЗ как по
военным программам, так и в рамках международных
экспериментов по космическому материаловедению. К началу
1989 г, таких ИСЗ было запущено 11. На одном из них
была установлена платформа фирмы Mat га для
экспериментов в условиях микрогравитации, на другом -
западногерманская аппаратура для проведения эксперимента по
выращиванию кристалла протеина. Планируется запуск шведского
почтового ИСЗ "Мейлстар". Т.А.Антонова
"Aviation Week and Space Technology", 1989, 130,
» 12,127, 129
6. Космические исследования в Японии
1 октября 1989 г. исполнилось 20 лет с момента
создания Национального управления Японии по космическим
разработкам NASD A (National Space Development Agency),
на которое была возложена задача расширения прикладного
использования космоса. Если в момент создания NASD A
уровень развития космической техники в Японии был
близок к нулю, то сейчас ее космический бюджет уже
превышает 200 млрд иен, а в космическом секторе работает
9,15 тыс. человек.
Наиболее значительную роль в космическом секторе
Японии играет Национальная аэрокосмическая лаборатория
(NAL). Лаборатория NAL ведет фундаментальные
исследования по аэродинамике космических аппаратов
(автоматических и пилотируемых, космопланов) и по двигателям.
Лаборатория NAL разработала турбонасосный агрегат (ТНА)
жидкого кислорода для двигателя LE-7, устанавливаемого
на первой ступени РН Н-2.
Наряду с управлением NASDA руководство космическими
исследованиями в Японии осуществляет Институт
космических и астронавтических наук (ISAS)» который
находится в ведении министра образования. В состав института
ISAS входят четыре центра, находящиеся в: 1) Ношаро -
разработка ЖРД, работающих на жидких кислороде и
водороде; 2) Усу да - слежение и управление полетом ИСЗ
23
Таблица 1
Основные характеристики японских РН, разработанных
IS AS и NASD A
Обозначение
РН
Количество
ступеней
Высота,
м
Диаметр,
м
Масса,
т
Грузоподъемность, кг
L-4S
M-4S
М-ЗС
М-ЗН
M-3S
M-3S2
N-1
N-2
Н-1
Н-2
4
4
3
3
3
3
3
3
3
3
IS AS
16,5
23,6
20,2
23,8
23,8
27,8
NASDA
32.6
35.4
40,3
49.0
0,
1,
1,
1,
1,
1,
2
2
2,
4
735
,41
,41
41
41
41
.44
.44
,44
.0
9.4
43,6
41,6
48.7
49.5
62,0
90.С
135,
139.
256
При выводе на
орбиту высотой
250 хм К
наклонением 31°
26
180
195
290
290
77 0
При выводе
на
геостационарную
орбиту
) 130
2 350
3 550
.0 2000
(центр имеет параболическую антенну диаметром 64 м);
3) Санрику - запуски шаров-оондов; 4) Кагосима - запуск
ракет, разработанных ISAS (за время существования
запущено более 300 ракет, включая 19 РН типа М, 25 -
24
типа "Лямда", Ц6 - типа "Каппа" и 133
экспериментальных ракет; на орбиты выведено 18 ИСЗ). Характеристики
РН и ИСЗ, разработанных институтом ISAS и управлением
NASDA, представлены в таблицах 1 и 2. Институт ISAS
создал ряд РН небольшой грузоподъемности для вывода
ИСЗ на низкие околоземные орбиты, а управление NASD A -
крупные РН для вывода геостационарных ИСЗ.
Твердотопливные РН института IS'AS стоят не дороже 6 млрд иен,
а стоимость РН Н-2 управления NASD A - 15 млрд иен.
После ввода в эксплуатацию РН Н-2 институт IS AS
сможет запускать автоматические КА к Луне и Венере.
Институтом ISAS уже запущено 11 КА научного назначения
для изучения рентгеновских источников излучения, кометы
Галлея, потоков частиц из межзвездного пространства и
т.п. В настоящее время институт ISAS получает около
15% ассигнований, направляемых японским правительством
йа космические исследования»
Управление NASDA подчиняется непосредственно премьер-
министру Японии. Оно отвечает за гражданское
использование космоса. Его бюджет в 1989 фин. г. составил
106,7 млрд иен (около 70% всего бюджета на космос), В
центральном аппарате управления NASD А работает 950
исследователей, задача которых осуществлять руководство
разработкой и изготовлением ИСЗ прикладного назначения
и РН в частных фирмах, а также обеспечивать запуски ИСЗ
и управлять их полетом. Первый запуск ИСЗ, разработанного
управлением NASD А, состоялся в сентябре 1975 г. (ИСЗ
ETS-1), В феврале 1977 г. был запущен ИСЗ ЕТ S -2, а
в июле 1977 г. - геостационарный метеорологический
GMS. В течение восьми последних лет управление NASD A
запустило восемь ИСЗ прикладного назначения, в том числе
ИСЗ для телефонной связи (CS-2a и 2b, CS-За и 3b:
JCSAT-1), ТВ-вещания (BS-2a и 2 b, BS-2X, BS-3a /
и ЗЬ) и метеорологических наблюдений (GMS-2,3 и 4).
Частный сектор Японии ведет разработку перспективных
связных ИСЗ серии CS-4, запуски которых начнутся в
1994 г. В Японии имеются две группы фирм,
занимающихся изготовлением и эксплуатацией связных ИСЗ: DJCSAT
(Japan Communications Satellites), объединяющая японские
фирмы; 2) Mitsui и Uoh совместно с американскими
фирмами Hughes Communications и Space Communications. ИСЗ
JCSAT-1 был выведен на орбиту РН "Ариан" в марте
4-1 25
(о
Таблица 2
Перечень японских ИСЗ,выведенных на орбиты в 1970-1989 гг. н планируемых к запуску в
1990-1996 гг.
Обозначение
1
Дата запуска
2
Масса
кг
3
Орбита
4
Ракета-
носитель
5
Назначение
6
Организация,
отвечающая за
разработку
ИСЗ
7
"Осуми'
MS-T1
MS-F2
REXS
MS-T2
SRATS
ETS-1
ISS
11
16
28
19
16
24
9
29
февр.
февр.
сент.
авг.
февр.
февр.
сент.
февр.
1970
1971
1971
1972
1974
1975
1975
1976
г.
г.
г.
г.
г.
г. .
г.
г.
24
63
66
75
56
86
82
139
Эллиптическая
Круговая
Эллиптическая
То же
ш
ш
Круговая
То же
L-4S-5
M-4S-2
М-4 S-3
M-4S-4
М-ЗС-1
М-ЗС-2
N-1-1
N-1-2
Экспериментальный
То же
Научный
То же
Экспериментальный
Научный
Экспериментальный
Научный
IS AS
То же
ш
г
*
То же
IS - ТЗ 19 февр. 1977 г. 129
k ETS-2 23 февр. 1977 г. 130
GMS 14 поля 1977 г. 303
CS 15 дек. 1977 г. 350
EXOS-A 4 февр. 1978 г. 126
ISS-b 16 февр. 1978 г. 141
BSE 8 апр. 1978 г. 350
EXOS-B 16 сент. 1978 г. 90
ECS. в февр. 1979 г. 130
CORSA-b 21 февр. 1979 г. 96
MS-T4 17 февр. 1980 г. 185
Эллиптическая
Геостационарная
То же
Э JUibiiiii веская
Круговая
Геостационарная
Эллиптическая
Геостационар-
ная*
Круговая
То же
М-ЗН-1
N-1-3
'Дельта*
(США)
То же
М-ЗН-2
N-1-4
* Дельта*
(США)
М-ЗН-3
-1-5
М-ЗС-4
М-3 S-1
Экспериментальный
То же
Метеорологический
Связной
Научный
То же
Экспер. ТВ-связь
Научный
Эксперим ента ль-
ный
Научный
Экспериментальный
ISA5
NASDi
То же
ISAS
NASD A
То же
IS AS
NASDA
ISAS
To же
Продолжение табл. 2
1
ECS-b
ЕТС-4
ASTRO-A
GMS-2
ASTRO-В
ETS-3
CS-2a
CS-2b
SPEAC
BS-2b
EXOS-C
22
11
21
11
20
3
4
6
28
23
14
февр.
февр.
февр.
авг.
февр.
сент.
февр.
авг.
нояб.
янв.
Фево.
2
1980
1981
1981
1981
1982
1982
1983
1983
1983
1984
1984
1
Г.
г.
г.
г.
г.
г.
г.
г.
г.
г.
г.
3 1
130
638
188
296
180
385
35O
350
-
350
200
4
Геостационарная *
То же
Круговая
Геостаци онар-
ная
Эллиптическая
Круговая
Геостационарная
То же
5 i
-1-е
-2-1
M-3S-2
N-2-2
М-3 -3
N-1-7
N-2-2
N-2-4
На ОС 'Спейслэб*
Геостационарная
Эллиптическая
N-2-5
М-3
6 .
То же
Научный
Метеорологический
Научный
Экспериментальный
Связной
То же
Научный
ТВ-связь
Научный
7
NASDA
То же
IS AS
NASDA
ISAS
NASDA
To же
V
ISAS
NASDA
ISAS
GMS-3 з авг. 1984 г.
MS-TS 8 янв. 1985 г.
"Планет-А" 19 авг. 1985 г.
BS-2b 12 февр. 1986 г.
EGS
13 авг. 1986 г.
ASTRO-C 5 февр. 1987 г.
M0S-1 19 февр. 1987 г.
ETS-5
27 авг. 1987 г.
CS-3a 19 февр. 1988 г,
CS-3b 1988 г.
JCSAT-1 март 1989 г.
303
138
125
350
685
420
740
550
550
550
Геостационарная
Гелиоцентрическая
То же
Геостационарная
Круговая
То же
То же
Геостационарная
То же
N-2-6
M-3S2-1
M-3S2
N-2-7
Н-1-1
M-3S2
N-2-8
Н-1-2
Н-1-3
Н-1-4
'Ариан*
Метеорологический
Космический
зонд
Научный
ТВ-связь
Экспериментальный
Научный
Листанц. зон»
дирование
Экспериментальный
Связной
То же
NASD-A
FSAS
То же
NASDA
То же
IS AS
NASDA
То же
т
JCSAT
со
о
Окончание табл. 2
1
CMS-4
BS-2X
EXOS-D
MUSE5-A
BS-3a
"Солар-А'
BS-3b
IMS-1
FMPT
ERS-1
2
октябрь 1989 г.
декабрь 1989 г.
22 февр. 1989 г.
1990 г.
1990 г.
1991 г.
1991 г.
1991 г.
1991 г.
1992 г.
1 *
34S
1250
300
4 | 5
Н-1-5
- ' - 'Ариан'
Эллиптичес- M-3S2
кая
•Планируемые запуски
190
55O
-
550
1400
M-3S2
Геостационар- Н-1-6
ная
Круговая M-3S2
Геостационар- Н-1-7
ная
1 в |
Метеорологический
ТВ-связь
Научный
Научный
ТВ-связь
Научный
ТВ-связь
Круговая МВКА (США)Научныя
Тоже МВКА (СШ А ) То же
Н-1-8
Дистанш зон-
7
NASDA
NHK
ISAS
ISAS
NASDA
rSAS •
NASDA
То же
»
дирование
ETS-6
1992 г.
2000
Теотейл* 1992 г.
SFU 1993 г.
ASTRO-D 1993 г.
CMS-5 1994 г.
Геостационар- Н—2-1
ная
НАСА
Круговая М-3 S2
Геостационар- Н-2-3
ная
Экспериментальный
Научный
То же
Метеорологический
JEM 1996 г. Круговая МВКА (США) Научный
Примечание. * ИСЗ не вышел на геостационарную орбиту и не функционирует.
NASDA
ISAS
NASDA
ISAS
NASDA
To же
1989 г. Второй ИСЗ этой серии (аналогичный ИСЗ HS -393
фирмы Hughes) будет вьюеден на орбиту РН "Титан-3"
фирмы Martin Marietta. ИСЗ "Супербёрд", разработанный фирмой
Space Communications Corp, и изготовленный фирмой Ford
Aerospace, запускается РН "Ариан". Этот ИСЗ имеет
мощность излучения 1ООО Вт.
Управление NASD А ведет разработку
экспериментального модуля JEM (Japanese Experimental Module), стоимость
которого составит около 300 млрд иен. Модуль будет
состоять из герметичного отсека и открытой платформы. После
ввода модуля в эксплуатацию в 1999 г. он будет
применяться для наблюдений за Землей и для изучения возможностей
использования космического пространства для осуществления
технологических процессов, которые невозможны на
поверхности Земли. Например, для изготовления полупроводниковых
кристаллов совершенной формы, композиционных материалов
на основе керамических волокон и оптических материалов,
а также для разделения с помощью электрофореза
биологических клеток, используемых в фармацевтических препаратах»
Транспортировка грузов на борт модуля JEM и доставка
на поверхность Земли полученных материалов должна
осуществлять с помощью японского мини-МВКА НОРЕ, Основные
характеристики модуля JEM: диаметр - 4,0 м; длина -
10,0 м; масса в момент запуска - 15,7 т. Б.И.Ермишкин
"Aviation Magazine International", 1989f № 991,
32-33, 35-36
7. Продолжение космических исследований в КНР
Решение президента Буша от 5 июня 1989 г. об
аннулировании лицензии, выданной фирме Hughes Aircraft на запуск
ее связного ИСЗ с помощью китайской РН 'Великий
поход-3" в апреле 1990 г., как полагают специалисты, не
вызовет длительных отрицательных последствий на
китайскую авиационно-космическую промышленность. Это решение
может лищрть КНР заказа стоимостью 140 млн долл., но
Китай надеется на сохранение других заказов на
использование китайских РН. КНР планирует произвести в 1991 и
1992 гг. запуски двух ИСЗ "Австралсат", изготовителем
которых является фирма Hughes. Однако английско-китайский
32
консорциум Asiasat, опасаясь запрета президента Буша,
зарезервировал для запуска своего ИСЗ РН "Ариан".
Представитель AsiaSat оправдал этот акт тем, что
метеорологические условия в Китае после апреля становятся
неблагоприятными для проведения запусков, а после июня запуски
становятся невозможными.
Китайская авиационно-космическая промышленность,
созданная в 50-х годах, обеспечивает в настоящее время
производство большинства видов самолетов, космических
аппаратов, ракет-носителей, ракет и другой промышленной
продукции. Авиационно-космическая промышленность
является стержнем развития сложной промышленной продукции КНР
и китайское правительство разрабатывает конкретные планы
перевода ее на более высокий уровень в следующем
десятилетии. В программе НИОКР и производства министерства
аэронавтики и астронавтики на 1988-1995 гг.
предусмотри выпуск ряда новых военных и гражданских самолетов,
перспективных тактических и стратегических ракет, РН серии
"Великий поход" и различных ИСЗ.
Центральное правительство КНР делает все возможное
для развития авиационно-космической промышленности»
включая увеличение ассигнований на ее развитие и
выделение специальных средств на разработку ключевых
технологий, хотя правительство испытывает финансовые трудности.
Правительственная фирма CGWIC (China Great Wall
Industry Corp.)образовала в Бразилии совместную фирму Avibras,
отделение которой International Communications Satellite
Corp. Ltd (ICSC) стремится получить заказ на
запуск Двух бразильских связных ИСЗ в 1993 и 1995 vv.
Отделения фирмы CGWIC в США и ФРГ ведут поиск
партнеров для обеспечения запусков ИСЗ китайскими РН. В
Бразилии фирма ICSC использует связи фирмы Avibras
и низкие цены на китайские РН для расширения рынка.
Сотрудничество между китайской и бразильской космической
промышленностью началось в июле 1989 г., когда во
время визита в КНР президента Бразилии Жозе Сарнея было
подписано соглашение о сотрудничестве с КНР в сумме
150 млн долл. КНР обязалась совместно с Бразилией
изготовить два ИСЗ для мониторинга урожая и
картографирования природных ресурсов Китая, Запуски ИСЗ
китайскими РН намечены на 1992 и 1993 гг.
5-1 33
Согласно данным Китайской академии космической
технологии ведется разработка новых связных ИСЗ для запусков в
90-х годах, расчетный срок службы которых будет
увеличен до 8 лет. Китайская промышленность имеет возможность
изготавливать 8-10 ИСЗ в год и запускать до четырех ИСЗ.
Благодаря этому КНР может стать поставщиком на
международный рынок ИСЗ и РН. Б.И.Ермишкин
"Aerospace America'1, 1989, 27, № 9, 6-8
VAerospace Daily", 1989, ;i51,, ]» 21,295
8. Деятельность французской Фирмы Matra
Отделение Matra-Espасе фирмы Matra Group Missile and
Sattelite Manufacturing Co. добилось больших успехов в
получении заказов на разработку и изготовление космической
техники разнообразного назначения. После заключения
контракта стоимостью 150 млн долл. на разработку системы
"Локстар* с консорциумом European Space Telecommunications,
Matra-Esрасе заключила в июле 1989 г, аналогичный
контракт с испанским правительством на изготовление ИСЗ
"Испаниясат" и надеялась в сентябре 1989 г. получить
заказ на изготовление для Бразилии нового поколения ИСЗ
"Бразилсат*.
ИСЗ для дистанционного зондирования (ДЗ) *Спот*« 22
февраля 1986 г.. был выведен на орбиту ИСЗ "CnoT-l". К
середине 1989 г. с борта ИСЗ было получено более 1,5 млн
снимков участков поверхности Земли размером 60*60 км
при разрешающей способности 10 м. ИСЗ *Спот-2*
оснащен дополнительным прибором DOR IS, который позволяет
очень точно определять местоположение наземных маяков
и ИСЗ. В стадии изготовления находится ИСЗ "Спот-3"
(срок запуска - 1992 г.), который будет эксплуатироваться
до конца 1990-х годов. Французское правительство дало
Matra-Espace заказ на изготовление ИСЗ "Спот-4" со
сроком готовности 1994 г. ИСЗ "Cnoiwl* будет запущен РН
"Ариан-4" в конце расчетного срока службы ИСЗ *Спот-3"
и должен обеспечить ДЗ до 2000 г. Расчетный срок службы
ИСЗ "Спот-4" увеличен до 5 лет (у ИСЗ мСпот-1" он был
2,5 года, но ИСЗ "CnoT-l" сохранил работоспособность
после 3,5 лет работы).
34
Бортовая аппаратура ИСЗ "Спот-4" усовершенствована:
введен ИК-прибор, который более подходит для анализа
растительности; обеспечивается более простое получение
цветных снимков с разрешающей способностью 10 м. Ряд
разработок для ИСЗ "Спот" используется в ИСЗ для
ведения военной разведки Телиос": корпус ИСЗ Телиос" такого
же типа, как и у ИСЗ "Спот"; аналогичную конструкцию
имеет центр управления полетом; • будут использоваться те
же бортовые запоминающие устройства на магнитных
лентах. Разработка ИСЗ "Гелиос" ведется под руководством
Matra-Espace. Правительство Франции дало согласие на
разработку ИСЗ Телиос-2", который будет изготавливаться
совместно с Италией и Испанией. Успешная эксплуатация
ИСЗ 'Спот* и решение об изготовлении ИСЗ мСпот-4"
укрепили положение Франции, работающей совместно с
Бельгией и Швецией.
Снимки ИСЗ "Спот" могут приобретаться получателями во
всех странах мира на коммерческой основе без какой-
либо дискриминации. Продажа снимков производится фирмой
Spot Image, на территории США ее отделением - Spot
Image Corp.i а в Австрии - фирмой Spot Image Services.
Снимки с ИСЗ "Спот* принимаются наземными станциями
(НС), расположенными в: Тулузе (Франция); Кируне
(Швеция); Принс-Альберте (Канада); Гатино (Канада); Маспало-
масе (Испания); Хайдерабаде (Индия); Куибе (Бразилия);
Лакдрабаиде (Таиланд); Хатояма (Япония); Исламабаде
(Пакистан). Ожидается, что вскоре войдут в эксплуатацию
НС в Риаде (Саудовская Аравия) и других местах.
Matra-Espace разработала электронную компьютерную
аппаратуру для увеличения снимков с ИСЗ "Слот",
обеспечивающей получение значительно большого количества
деталей, чем существующие географические карты. База
данных системы "Спот" имеет большую ценность не только
для военных организаций в качестве средства разведки, но
и для: фермеров при поиске участков земли, обеспечивающих
увеличение урожая и повышение качества
сельскохозяйственной продукции; картографии, планировании использования
земель и поиске полезных ископаемых.
Отделение Matra SEP Imageric et Informatique (MS 21)
является лидирующей организацией в мире по ДЗ Земли. MS 21
продала 7 (из 14) НС системы "Спот", которые находятся
во Франции, Швеции, Испании, Бразилии, Пакистане, Бангла-
5-2 35
деш и США. MS 21 осуществляет экспорт установок для
составления карт на основе данных комической съемки.
Например, установка '"Магеллан* поставлена Индии, а в Перу -
установка для кадастра земель. Отделение MS 21
увеличило свою активность на рынках Среднего Востока и Азии,
оно страмится стать поставщиком разведывательной
информации для систем командования, контроля, связи и разведки
(С I) блока НАТО и отдельных государств. Заключено
соглашение с фирмой CAP Sesa-Difense о создании
совместной организации для обеспечения информацией
командований ВВС и систем боевого управления.
Орбитальная станция "Колумб" является, также
объектом внимания Matra-Espace. Научные исследования на борту
ОС "Колумб* должны быть значительно более
автоматизированы по сравнению с орбитальной лабораторией "СпейсЛэб".
Если на борту "Спейслэб" отношение численности, экипажа к
числу лабораторных установок было 0,6, то на ОС "Колумб"
оно станет меньше ОД. Увеличится длительность научных
экспериментов, потребуется вмешательство в ход
эксперимента. Фирма Matrа была выбрана в качестве разработчика
и поставщика установок для проведения научных
исследований. Установки для проведения исследований по физиологии
и ботанике уже созданы, завершается разработка установки
по физике жидкостей. Комплекс "Бароко" для ОС "Колумб"
разрабатывается по заказу центра CNES. Комплекс бу-
дот представлять собой лабораторию для проведения
дистанционных исследований. Он станет базой для обеспечения
взаимодействия между различными исследовательскими
институтами, обработки данных, разработки роботизированных
устройств и т.п.
Фирма Matra Group насчитывает 25 тыс.
сотрудников (инженеров, техников и административных работников),
включая 3,6 тыс. человек, участвующих в разработке
военной техники, и 1,4 тыс. человек - космической техники.
Проект "Розетта" предусматривает запуск в 2001 г.
автоматического К А (массой около 4 т) для встречи с
кометой Чурумова-Герасименко, забора вещества ядра кометы
(на глубине до 3 м) и доставки его на Землю для детальных
исследований. Затраты на осуществление проекта
оценивается в 8ОО млн долл. Программа проекта "Розетта"
разработана агентством ЕКА совместно с НАСА. На борту К А
"Ро"предусматривается установка ТВ-камер, бурильной
установки и камер для хранения вещества, взятого из
ядра кометы. В разработке КА и его оборудования примут
участие западноевропейские и американские организации.
Корпус КА будет создан на основе К А "Маринер Марк-2"
(США), спускаемый аппарат и капсулу для возврата на
Землю поставит агентство ЕКА.
После запуска в 2001 г. К А встретится с кометой
Чурумова-Герасименко в 2005 г. Спускаемый аппарат
сядет на поверхность ядра кометы и соберет образцы мягких
и твердых пород (камни, пыль, газообразные вещества) как
на поверхности ядра, так и из глубины до 3 м с помощью
бурильной установки. Общая масса образцов вещества из
ядра кометы, которые будут доставлены на Землю в 2010 г,
составит 20 кг. Б.И.Ермишкин
••Flight International", 1989, 136, № 4180, 28-30
ВОЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
9. Запуски военных ИСЗ и военные НИОКР
25 сентября 1989 г. с мыса Канаверал РН "Атлас-1*
был запущен последний ИСЗ серии "Флитсатком* (F-8).
Этот запуск первоначально планировался на июнь 1987 г.,
но задержался более чем на два года из-оа: а) разрушения
РН "Атлас-Центавр" молнией в марте 1987 г., когда
готовился запуск "Флитсатком" (F-6); б) повреждения бака
жидкого водорода ступени "Центавр" на стартовом столе
одним из элементов башни обслуживания. ИСЗ серии "Флит-
сатком" (изготовитель фирма TRW) обеспечивают
надежную связь в UHF -диапазоне между Белым Домом и
командующими соединений. Первый ИСЗ этой серии был запущен
в феврале 1978 г.
Запуск F -8 ИСЗ "Флитсатком" был 69-м запуском РН
"Атлас-Центавр* (первый запуск был произведен в 1962г.),
в том числе восемь запусков производились в
исследовательских целях. Из 69-ти пусков 58 были успешными. Летом
1989 г. изготовитель РН -"Атлас'' фирма General Dynamics
37
получила заказ от фирмы Hughes на проведение пусков,
начиная с 1992 г., 10 ИСЗ нового поколения, которые должны
заменить ИСЗ серии "Флитсаткбм". Таким образом, по
состоянию на конец лета 1989 г. фирма General Dynamics
имела заказы на проведение 17 коммерческих пусков,
включая ИСЗ: ПЕвтелсат-2" (РН "Атлас-1", один ИСЗ); CRRES -
научного назначения (РН 'Атлас-!*, один ИСЗ); GOES - для
метеорологических наблюдений (РН "Атлас-1", три ИСЗ); "Ин-
телсат-7* (РН. повышенной грузоподъемности "Атлас-2 AS1*
два ИСЗ). Модификация РН "Атлас-2" в качестве РН
средней грузоподъемности будут использоваться для запуска 11
связных ИСЗ ВВС США. Фирма General Dynamics ведет
переговоры об использовании своих РН для запуска: а)
небольшого итальянского ИСЗ SAX для исследований в области
рентгеновской астрономии; б) солнечной гелиосферной
обсерватории SOHO для исследований солнечнооемных связей.
Перспективные военные ИСЗ связи *Милстар"
изготавливаются фирмой Lockheed Missiles and Space Со$(Саннивейл,
шт. Калифорния), а ее основным субподрядчиком является
фирма TRW Electronic Systems Group(PeflOH до-Бич, шт.
Калифорния). В течение нескольких лет при выполнении программы
"Милстар* встретились трудности, которые привели к
затягиванию сроков разработки и перерасходу средств примерно
на 35%. В секретном приложении к отчету за 1988 фин.г.
говорится, что перерасход может составить 1 млрд долл.
(основная причина перерасхода - изменения в сроках
предоставления средств на закупку компонентов системы).
Министр обороны США Ченьи доложил; в июле 1989 г. на
заседании подкомитета палаты представителей по военным
ассигнованиям, что затраты на систему "Милстар" уже превысили
4 млрд долл. Одобрено производство первых 130
терминалов для системы "Милстар" и началась сборка первого ИСЗ,
Президент Буш при рассмотрении бюджета министерства
обороны добавил 98 млн долл. на программу "Милстар"
в 1990 фин. г. и 102 млн долл. - в 1991 фин. г.
В феврале 1989 г. РН "Титан--^" был запущен
очередной ИСЗ серии DSP, предназначенных для раннего
обнаружения пусков МБР, Работы по программе DSP (Defense
Support Program), которая обозначалась также как Code-647
и IMEWS (integrated Missile Early Warning Satellite) были
начаты в 1970 г. До 1989 г. было запущено 13 ИСЗ
серии DSP, из которых 5 относились к первому поколению,
38
а 8 - ко второму. По другим данным, всего было запущено
16 ИСЗ серии IMEWS (при первом запуске ИСЗ не вышел
на расчетную орбиту). ИСЗ, запущенный в феврале 1989 г.,
получил обозначение DSP-16 (это означает, что один из
предшествующих ИСЗ или потерпел неудачу при запуске, или
продолжает храниться на складе). ИСЗ DSP-16 относится
к третьему поколению, в состав которого войдет 9 ИСЗ.
На борту ИСЗ третьего поколения устанавливается ИК-
телескоп диаметром 30,5 см, работающий совместно с
6 тыс. ИК-детекторов. ИСЗ выводятся на геостационарную
орбиту и размещаются над Атлантическим, Тихим и
Индийским океанами. Система DSP обеспечивает предупреждение
о запусках боевых МБР, а также слежение за летными
испытаниями ракет и запусками РН СССР и КНР .Чувствительность
ИК-аппаратуры достаточна для обнаружения реактивных
самолетов. Обеспечена защита аппаратуры от средств РЭБ и
лазерных излучений. Основные характеристики ИСЗ: длина -
10 м; диаметр - 4,15 м; масса - 2,5 т. В будущем
количество ИК-детекторов намечено увеличить до 24 тыс,
ВМС США начали работы по программе Spins at (Special
Purpose Inexpensive Satellite - недорогие ИСЗ
специального назначения), в соответствии с которой
предусматривается изготовление небольших ИСЗ для запуска с
помощью РН "Скаут" или "Пегас". По< состоянию на начало
1989 г. было намечено изготовить три ИСЗ Maestro
(Multiple Autonomous Experimental Spacecraft for
Telecommunications Recording and Observation- экспериментальный
автономный KA многоцелевого назначения: для связи, записи и
наблюдений) и один ИСЗ Profile (Passive Radio Frequency
Interference Location Experiment - эксперимент по
определению местоположения методом пассивной
интерференции сигналов радиочастотного диапазона).
Сенатский комитет по делам вооруженных сил (SASC)
в июле 1989 г. обратил внимание на недостаточную
живучесть и надежность американских ИСЗ военного
назначения. Эти недостатки являются следствием прошлых
решений военных организаций, отдававших предпочтение
эффективности ИСЗ в мирное время, отодвигая на второй план
требования военного времени* Военные заказчики, игнорируя
затраты на резервирование аппаратуры военных ИСЗ и
обеспечение их выживаемости в боевых условиях, искажали
данные о реальных затратах на проведение космических
операций. Комитет SASC сообщил о наличии информации о
том, что Советский Союз уделяет большое внимание
вопросам эффективности своих ИСЗ в военное время. США
располагают небольшим числом сложных ИСЗ, которые нечем
заменить в случае их вывода из строя в военное время.
СССР, наоборот, имеет возможности для значительного
увеличения количества военных ИСЗ, что позволит
увеличить эффективность космических систем и быстро
компенсировать потери военного времени.
Комитет SASC считает, что сама по себе система
противоспутниковой обороны не обеспечит укрепления позиции
США без значительного увеличения выживаемости ИСЗ,
стойкости к средствам РЭБ, обеспечения высокой
готовности к проведению запусков ИСЗ и их изготовления.
Космическое управление ВВС США намечает проводить
на конкурсных началах разработку методов повышения
выживаемости военных ИСЗТ Объявление о конкурсе
намечалось объявить в ноябре 1989 г. Задача конкурса
"определить, оценить и разработать комплекс конструктивных мер
по вариантам обеспечения выживаемости SEO (Survivability
Enhancement Options) KA стратегических оборонительных
систем SDS (Strategic Defonse System), находящихся на
низких, средних и больших высотах". Предполагалось выдать
до трех контрактов сроком на 18 месяцев для исследований
первого этапа с целью: анализа и выявления недостатков
существующих технологий SEO; выбора предпочтительных
SEO -компонентов для каждого из режимов боевых действий;
объединения выбранных компонентов в узлы и блоки КА
систем SDS; анализа "синергическкх эффектов
SEO«-компонентов при {заботе в составе узлов и блоков"; определения
эксплуатационных концепций и возможных границ
использования SEO -компонентов. На втором этапе исследований
предусматривается: проектирование и изготовление
экспериментальных образцов; лабораторные, полевые и летные
испытания; составление спецификаций конструктивных параметров
SEO-компонентов для использования на большинстве ИСЗ
систем SDS*
Существующая система управления полетом военных ИС$
состоит иа двух центров *• объединенного центра космических
операций CSOC (вблизи Колорадо-Спрингз, шт. Колорадо)
и Объединенного центра космических испытаний CSTS (Сан-
40
нивейл, шт. Калифорния) - а также сети стационарных
наземных станций (НС) для слежения и контроля за работой
ИСЗ. Министерство обороны (МО) США составило план
закупки до 1998 г. 84 подвижных станций на сумму
1,6 млрд долл. Подвижные НС предназначаются для
управления полетом шести групп эксплуатационных военных
ИСЗ и проведения четырех программ НИОКР. Порле 1998 г.,
когда войдут в строй новые ИСЗ» потребуется ввести в
эксплуатацию новые подвижные НС, которые по своей
конструкции и программному обеспечению будут совместимы
с новыми ИСЗ.
Существующие стационарные НС обеспечивают работу
ИСЗ серий DSP и DMSP, а для разведывательного
комплекса BSTS (Boost Surveillance and Tracking System -
систека разведки и слежения на активном участке полета
МБР), систем связи "Милстар* и DSCS, а также для
навигационной системы GPS разрабатываются подвижные
НС. МО подготовило для подкомитета палаты
представителей по военным ассигнованиям специальный доклад
"Военные космические операции: использование подвижных
наземных станций для управления полетом ИСЗ*' (GAO/IMTEC-
89-53).
Подвижные НС станут дополнением и резервом для
стационарных НС в случае их выхода из строя. Из 84
подвижных НС, закупка которых предусмотрена МО, 86
(стоимостью 1,5 млрд долл.) предназначаются для обеспечения
эксплуатации ИСЗ, а 8 (стоимостью 68,4 млн долл.) - для
проведения НИОКР. По состоянию на лето 1989 г. были
изготовлены 31 эксплуатационная и 8 исследовательских
подвижных НС. Из этого количества только одна
эксплуатационная и исследовательские НС обеспечивают не только
контроль за работой ИСЗ, но и передачу команд на борт
ИСЗ. В настоящее время запланировано приобрести
следующее количество подвижных НС: программа DSP - 6
(стоимость 501,7 млн долл.); комплекс BSTS ~ 7 (-424,4 млн
долл.); система 'Милстар'-^г (409,9 млн долл.);
система DSCS - до 7 (127 млн долл.); программа DMSP - 33
(58 млн долл.); система GPS- 1 (4,8 млн долл.). Три
из четырех подвижных НС, предназначенных для обеспечения
НИОКР, - подвижная НС для центра CSTC, НС S
-диапазона и НС для контроля - обеспечивают передачу данных и
41
управление полетом. Использование подвижных НС повышает
выживаемость военных спутниковых систем. Б.И.Ермишкин
"
Aerospace Daily", 1989, 151, П 19, 175-176; № 19,
179; № 32, 296
"Defense Daily", 1989, 164, № 18, 145-146,
"Feight International", 1989, 136, №4180,14;
№ 4185,16
"News Bull./ Astronaut. Soc; West. Austral/1, 1989,
И, №7,68,70
10. Военные НИОКР в США
Министерство обороны (МО) США планирует продолжать
эксперименты, которые были начаты с помощью блока
приборов на борту РН "Дельта-181" в феврале 1988 г. в
интересах программы СОИ. МО намечает вывести на орбиту
высотой 885 км в начале 1992 г. ИСЗ MSX (Midcourse
Space Experiment), на борту которого будут установлены
радиометры и спектрометры, работающие в ИК-, видимом
и УФ~диапазонах спектра для слежения за полетом МБР. ИСЗ
MSX (масса около 3 т) позволит проверить работоспособность
разнообразной аппаратуры по обнаружению и слежению за
полетом МБР.
Запуск ИСЗ MSX (стоимость 400 млн долл.) будет
произведен JL£2^SШ^Л22Ё2ШШS2K^iiJ^IШШLz^ фирмы Martin
Marietta. РН создается на базе МБР *Титан-2* со
следующими конструктивными изменениями: а) устанавливается
восемь дополнительных твердотопливных ускорителей (ТТУ)
"Кастор-4" фирмы Thiokol, которые крепятся к корпусу
первой ступени; б) увеличивается запас топлива на борту
вторцй ступени для обеспечения ее ориентации истабилизации
при орбитальном полете. Усовершенствованная РН "Титан-2"
обеспечит вывод на полярную орбиту при запуске с
космодрома Ванденберг полезной нагрузки (ПН) массой 3,4 т
(обычная РН может вывести ПН массой до 1,9 т).
Космическое управление ВВС в ноябрю 1989 г. намечало
выбрать три фирмы для разработки на конкурсных
началах мер по повышению выживаемости SEO (Survivability
Enhancement Options ) - варианты по повышению
выживаемости) ИОЗ стратегической обороны SDS, находящихся на
4 2
низких, средних и больших высотах. Разработчики обязаны:
определить недостатки существующих технологий активного
обеспечения выживаемости; предложить новые меры SEO
для каждого вида сближения ИСЗ SDS с ИСЗ противника;
наметить методы воплощения предложенных концепций в
конструкцию существующих ИСЗ; разработать
спецификации, технические требования и.планы испытаний для второго
этапа работ.
ВВС США летом 1989 г, заключили контракт с
фирмой Comsat Systems Div.(cpoK - 18 месяцев, стоимость
337,4 тыс. долл.) на разработку многосторонних
мероприятий по восстановлению работоспособности военных систем
связи (PCS)» вышедших из строя в результате
нападения противника или стихийных бедствий. В работе должны
быть изучены меры по перестроению линий связи (наземных,
радио, микроволновых и спутниковых) с целью
восстановления работоспособности систем связи. НИОКР будут
проводиться под руководством Управления оборонительных
связей (DCА) МО США.
Комитет палаты представителей конгресса по
ассигнованиям летом 1989 г. рекомендовал прекратить дальнейшие
работы по засекреченным спутниковым системам разведки.
Комитет в проекте доклада , по бюджету на 1990 фин. г.
не упомянул, каких именно типов разведывательных ИСЗ
этот запрет будет касаться, но обозреватели
предполагают, что речь идет об ИСЗ "Лакросс*, предназначенных
для съемки территории СССР с целью наблюдения за
советскими подвижными ракетными комплексами. Один из ИСЗ
"Лакросс" был выведен на орбиту до начала августа
1989 г., а второй предполагалось запустить с помощью
МВКА "Спейс Шаттл" (орбитальная ступень "Колумбия")
в августе 1989 г. Согласно заключению комитета,
многомиллиардные дополнительные затраты на новые спутниковые
системы разведки не приведут к заметному увеличению
возможностей по проверке соблюдения договоров об
ограничении вооружений, Б.И.Ермишкин
"Aerospace Daily", 1989, JJU, № 5# 39; № 21, 190
"Air et Cosmos", 1989, Д, № t253» 39
"Defense Daily", 1989, 1JH, tf 34, 277
43
6-2
11. Использование военных лазерных приборов
Представители ряда частных и правительственных
организаций летом 1989 г. создали новую организацию F—MADE
(Forum for the Military Applications of Directed Energy) -
форум по военному использованию направленной энергии) для
обмена информацией с министерством обороны (МО) США»
конгрессом и общественностью по вопросам роли и значения
лазерной и оптической аппаратуры,* а также систем
направленной энергии, используемых в современных вооружениях.
Руководство организации F-MADE размещается в центре
прикладной оптики университета шт. Алабама и имеет
представительства в Вашингтоне и Саратоте (шт. Калифорния).
Как заявил бригадный генерал Малкольм О.Нейл
(начальник Лаборатории командования Армии) расположённой
в Адельори, шт. Мэриленд), "лазерные, электро-олтические
системы будут играть важную роль для увеличения боевой
эффективности вооруженных сил США при ведении
современных боевых действий". Членами организаций F-MADE
являются многие крупные военные и промышленные
специалисты, обладающие опытом разработки лазерных и
электрооптических устройств, например: д-р Шен Шей из лаборатории
им. Линкольна при Массачусетском технологическом
институте (Бостон, шт. Массачусетс); д-р Юджин Пересини
из фирмы Hughes Aircraft Co. (Эль-Сегундо, шт. Калифорния);
проф. Барри Джонсон из университета шт. Алабама
(Хантсвилл, шт. Алабама); Роберт Пасю из Риверсайдского
исследовательского центра (Нью-Йорк); д-р Джон Маккаллум
(аппарат помощника министра обороны по исследованиям и
инженерии); д-р Рудольф Базер (центр Армии по ночному
видению и электро-оптические лаборатории); Уильям Кэн-
нон (лаборатории Райт по аэронавтике, ВВС США); д-р
Уолтер Суй (Ливерморская национальная лаборатория им. Лоу-
ренса, шт. Калифорния); д-р Дуглас Танимото (фирма Laser
Power OpticstСан-Диего, шт. Калифорния).
Согласно официальному заявлению аппарата бывшего
министра обороны США Каспара Уайнбергера "Лазерная
аппаратура по своему потенциалу оказывает большое влияние на
все виды вооружений США, в которых применяются
оптические и электро-оптические элементы до!я ведения разведки,
обзора, управления и обнаружения". Все новые виды
вооружений, в которых имеются электро-оптические устройства,
44
должны проверяться на стойкость к лазерному оружию в
порядке установленном советом DSARC (Defense Systems
Acquisition Review Conncil - совет по рассмотрению
и закупкам оборонительных систем).
Наиболее распространенными приборами являются
лазерные дальномеры, которые работают по принципу
РЛС: лазерный луч через оптику направляется на цель,
небольшая часть лазерного излучения отражается от цели
и улавливается приемным устройством дальномера. По
времени между посылкой лазерного импульса и поступлением
отраженного сигнала вычисляется с очень высокой точностью
дальность до цели. Вычисленная дальность высвечивается
на окуляре дальномера с помощью диода LED (Light
Emitting Diole).
В тактических подразделениях американской армии
используются дальномеры типов AN/GVS-5 и AN/PVS-6,
известные также под наименованием набора MELIOS (Mini
Eye-Safe Laser Infrared Observation Set - миниатюрный
безопасный для зрения набор лазерных ИК-приборов для
наблюдений). Армия США намечает закупить 4 тыс.
наборов MELIOS. В отличие от лазерных дальномеров
предыдущих поколений прибор MELIOS не наносит вреда
глазам солдат. Головным разработчиком прибора MELIOS
является фирма Optik Electronic Corp. (OEC), находящаяся
в Далласе (шт. Техас). В дальномере используется лазер
на стержне эрбия с длиной волны излучения 1,54 мкм
(ИК-диапазон). Согласно утверждению фирмы ОЕС,
дальномеры MELIOS эффективны при дальностях до 10 км
и обеспечивают уточнения дальности с интервалом в 3 с.
Фирма Hughes предлагает для дальномера MELIOS NaY AG~
лазер, дополненный устройством сдвига частоты типа Рамана,
чтобы обезопасить зрение солдат.
Лазерные дальномеры широко используются на танках
блока НАТО и стран Варшавского договора. Например,
дальномер на танке М-1 обеспечивает точное измерение
дальностей до целей в диапазоне от 200 м и почти до 8 км. В
этом приборе используется NdYAG -лазер. Прибор (масса
9 кг) устанавливается в башне командира на танках М-1 и
М-1А1. Ведется разработка нового дальномера на СО2
-лазере, в которой участвуют фирмы GEC Avionics (Атланта) и
Kollsman Military Systems Division (Мерримэк, шт. Нью-
Гемпшир). Армия намечает закупить для установки нэ
45
танках М—1А1 не менее 4 тыс. новых лазерных
дальномеров.
Даэерные устройства наведения в отличие от
дальномеров оснащаются значительно более мощными лазерами.
Благодаря устройствам кодирования обеспечивается
постоянное слежение и наведение на заданную цель. Лазерные
маяки устанавливаются на ракетах Hellfire
(разновидность ракет Maverick), на снарядах 155-мм пушки
Copperhead, на снарядах гаубицы Merlin и на
авиабомбах с лазерным наведением. Последние широко
использовались в войне во Вьетнаме для разрушения таких неподвижных
целей как мосты. Одна авиабомба с лазерным наведением
может обеспечить поражение цели.
В вооруженных силах США наиболее широко используются
два вида лазерных устройств наведения, которые
изготавливаются отделением фирмы Hughes Aircraft, расположенным
в Эль-Сегундо (шт. Калифорния). Первое устройство для
размещения на земле или на подвижной машине (G/VLLD)
обозначается ANj/TVQ-2 или Glid и имеет массу более
20 кг. Оно обычно устанавливается на треноге. Второе
называется MULE (Modular Universal Laser Equipment
модульное универсальное лазерное оборудование) и
обозначается как AN/PAQ-3. Оно имеет массу около 17 кг и
может устанавливаться внутри машины или на отдельной
треноге. В соответствии с программой модернизации (PIP)
создан новый прибор MULE, масса которого сокращена до
9,5 кг. Этот прибор соответствует требованиям Морской
пехоты США и частей особого назначения.
Для наведения на крупные неподвижные цели
используются лазерные маркеры, которые оснащаются менее мощными
лазерами и которые обеспечивают меньшую точность
наведения, чем лазерные устройства наведения. Граница между
приборами этих двух типов постепенно стирается. За
разработку и использование лазерных устройств каведения
отвечает ракетное командование (MICOM) Армии, которое
расположено в Хантсвилле (шт. Алабама), а за лазерные
маркеры - лаборатория ночного видения, которая входит в состав
командования по связи и электронике (СЕСОМ),
размещенного в Форт-Монмауте (шт. Нью-Джерси).
В Арм^и США получило также распространение
автоматическое оружие с лазерными прицелами. Эти прицелы были
впервые установлены в 70-х годах на автоматах Arneri-
46
can -180 (калибр 5,6 мм, скорострельность 1200
выстрелов в минуту). Недостаток лазерного прицела -
утяжеление автомата за счет необходимости иметь к прицелу
элементы электропитания. Особенно эффективны оказались
автоматы с лазерным прицелом при подавлении
беспорядков заключенных. Лазерный прицел AN/PAQ-4 может
устанавливаться на различных образцах стрелкового оружия:
автомате-гранатомете М-* 16/М-203; пусковой установке
противотанковых ракет АТ-4; легком пулемете М-60
(калибр 7,62 мм), который находится на вооружении в блоке
НАТО. Прицел AN/PAQ—4 эффективен при дальности
стрельбы до 100 м. Ведется разработка нового прицела с
дальностью стрельбы до 900 м, который будет
устанавливаться на легких пулеметах М-60 и тяжелых пулеметах
М-2 фирмы Browning (калибр 12,7 мм). Боевая
эффективность стрелкового оружия заметно увеличивается при
использовании лазерных прицелов совместно с приборами
ночного видения. Прицелы AN/PAQ-4 работают в ИК-
диапазоне и поэтому их излучения могут быть обнаружены
только приборами ночного видения и другими ИК~лрибора-
ми.
Лазерные приборы связи имеют несколько недостатков:
они могут работать только при прямой видимости, при
отсутствии дымовых завес и плотных туманов; их может
обнаруживать противник с помощью соответствующих
приборов. Ожидается, что наибольшее применение в качестве
средств полевой связи получат полупроводниковые лазеры,
совмещенные с волоконными кабелями.
По заказу материального командования Армии США
изготавливаются лазерные навигационные приборы MAPS
(Modular Azimuth Positioning System
- модульная система определения азимута), в которых и
используются лазерные гироскопы. В приборах ATACMS
(Army Tactical Missile System
- система для армейских тактических ракет) также
применяются лазерные гироскопы. Б.И.Ермишкин
•"Defense Electronics", 1989, 21, № 7, 73-74, 76-78
47
12. Участие Фирмы OSC в разработке космической
технцки военного и гражданского назначения
Фирма Orbital Sciences Corp. (OSC) стала восходящей
звездой в американской промышленности, производящей
военную и космическую технику. Персонал фирмы, насчитывающий
450 человек, занят производством передовой космической
техники, включая РН, транспортные системы, электронную
аппаратуру и системы обработки данных по заказам
министерства обороны (МО) США, НАСА и коммерческих
организаций.
Наибольшее внимание общественности привлекла РН
''Пегас*', которая разрабатывается для МО фирмой OSC
совместно с фирмой Hercules Aerospace Co. (Уилмингтон,
шт. Делавэр). Запуск РН 'Пегас" намечается производить
с борта военного самолета В-52 или самолетов
гражданского назначения. С помощью РН 'Пегас* предполагается
выводить на орбиты легкие ИСЗ военного, научного и
коммерческого назначения.
Фирма ведет также разработку ракеты "Старбёрд*, с
помощью которой намечается проводить эксперименты по
программе СОИ. С помощью орбитального транспортного
аппарата TOS, который разрабатывает фирма OSC.f
предусматриваются запуски с околоземных орбит перспективных
связных ИСЗ и ИСЗ научного назначения. Фирма OSC ведет
также: разработку сложной аппаратуры для слежения и наведения
по заказам ВВС и НАСА; изготовление для ВВС станций
слежения за полетом ИСЗ.
Прибыли фирмы OSC в 1989 г. составят по прогнозу
90 млн долл. (в 1988 г. они были лишь 60 млн долл.),
и, как утверждает глава фирмы Дэвид Томпсон, в течение
пяти лет они возрастут до 350 млн долл. в год. В
настоящее время 85% продукции фирмы OSC выполняется по
заказам МО, К середине 90-х годов фирма намечает
довести до 30% долю коммерческой продукции. В конце
1989 г. намечалось завершить строительство нового
предприятия фирмы OSC с общей площадью 2600 м^,
расположенного вблизи г. Феникс (шт. Аризона), в котором будут
изготавливаться компоненты космической техники, их
сборка и испытания. В койне 1990 г. намечается произвести
запуски шести ракет "Старбёрд" фирмы OSC с мыса
Канаверал и о-ва Уейк, за полетом которых будут наблюдать
48
члены экипажа МВКА "Спейс Шаттл". Эти запуски будут
частью эксперимента по программе СОИ, Б.И.Ермишкин
"Defense Electronics0, 1989, 21, № 7, 63
13. Военные спутники связи Великобритании "Скайнет"
В декабре 1988 г. с запуска ИСЗ "Скайнет-^В" началось
развертывание нового варианта английской военной
спутниковой системы связи (ВССС) 'Скайнет", оснащенной
геостационарными ИСЗ. На 8 ноября 1989 г, намечался запуск
с помощью американского МВКА "Спейс Шаттл" второго
ИСЗ этой серии "О$айнет~4А", а в 1990 г, должен
состояться запуск ИСЗ "Скайнет-4С". В состав ВССС "Скай-
нет" входят стационарные и подвижные (наземные и морские)
станции. На борту ИСЗ установлены два ретранслятора
UHF-диапазона (главным образом для связи с
подводными лодками), обеспечивается связь по четырем каналам
SHF-диапазона и имеется один канал EHF-диапазона для
передачи команд на борт ИСЗ. ВССС "Скайнетт"
предназначается для обеспечения связью тактического и
стратегического назначения английских вооруженных сил.
Министерство обороны Великобритании поручило
фирме Marconi Space Systems разработку усовершенствованных
ИСЗ *Скайнет~4" (запуск намечен на 1996 г.) и "Скайнет-
4Е (1997-1998 гг.). Эти работы оцениваются в 150 млн
ф.ст. и будут ускорены в случае выхода из строя одного
из ИСЗ существующей серии "Скайнет~4А, 4В и 4С". В
усовершенствованных ИСЗ будет увеличена стойкость к
средствам РЭБ противника и установлена система более
гибкого управления лучами диаграммы направленности.
Фирмой Marconi изучаются возможности создания ИСЗ
серии ^Скайнет^-б" со сроком запуска первого ИСЗ в
2001 г. Новые ИСЗ должны иметь более высокую
пропускную способность и обеспечивать . высокую степень
защищенности от средств РЭБ, лазерных излучений,
электромагнитных импульсов, возникающих при ядерных взрывах, и
от кинетического оружия. Б.И.Ермишкин
"Flight International", 1989, JL36, № 4185, 4
7-1 49
ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМОСА
14. Перспективы дистанционного зондирования Земли
Охрана окружающей среды стала заботой общественности
всех развитых государств. Президент США Джордж Буш в
послании по бюджету на 1990 фин. г. обратил особое
внимание на охрану окружающей среды и' на необходимость
изучения и мониторинга глобальных изменений на Земле. В
наибольшей степени внимание обращено на образование
озоновой дыры в атмосфере Земли и увеличение концентрации
углекислого газа.
Начаты исследования по Международной геофизической и
биохимической программе (IGBP), по Инициативе
глобальных изменений (МРЕ) и по программе "Миссия к
планете Земля'7 (МРЕ). Перечисленные программы должны
выявить различия между естественными природными явлениями
и антропогенными факторами, приводящими к
климатическим изменениям. Специалистами предусматривается
проведение длительных наблюдений в глобальном масштабе с
измерениями солнечной радиации, концентрации озона,
изменений в растительном покрове и ледяных полях. Для
получения перечисленных данных необходима дистанционная
аппаратура, работающая в видимом, ИК- и микроволновом
диапазонах и обладающая высокой объемной и спектральной
разрешающей способностью. Чтобы обнаружить тенденции в
климатических изменениях, необходимо разработать точную,
стабильную аппаратуру, поддающуюся калибровке и
обеспечивающую глобальный охват. Технические требования к
детекторам, охлаждающим устройствам, материалам и оптике
дистанционной аппаратуры выходят за пределы возможностей
современного уровня техники. Для обеспечения обработки
больших потоков информации потребуется внедрение новейших
достижений из различных отраслей науки и техники.
На протяжении всей истории развития планеты Земля,
которая насчитывает более 4 млрд лет, происходили
многочисленные изменения. Например, на протяжении последнего
миллиона лет существования Земли периоды потепления
многократно сменялись ледниковыми периодами, когда
ледники толщиной более километра покрывали большие
площади Канады и Северной Европы. Во время ледниковых
50
периодов уровень Мирового океана понижался на несколько
десятков сантиметров. Естественные климатические
изменения происходят и в настоящее время. Деятельность
человека, которая приводит к казалось бы незначительным
изменениям, может вызвать серьезные необратимые
изменения климата Земли.
Отрицательное воздействие деятельности человечества
на окружающую среду, как установлено сейчас,
ускоряется. Недавние открытия озоновых дыр в атмосфере и их
взаимосвязь с галогеноу глеродным и соединениями является
примером того, как незначительные изменения в составе
Земли и ее атмосферы могут нанести серьезный ущерб
высокоорганизованным формам жизни.
Выявление воздействия антропогенных факторов на
природу не является простой задачей, так как в природе
происходят естественные циклические изменения. Циклы обрат-
Ной связи могут вызывать стабилизирующее и
дестабилизирующее воздействие на окружающую среду. Факторы
воздействия человека на природные циклы могут играть роль
спусковых механизмов, которые приведут к возникновению
труднообратимых процессов. В частности уже замечен рост
концентрации С02 и СН4 B атмосфере, который согласно
расчетам может привести к значительному потеплению климата
Земли уже к 2100 г.
Дистанционное зондирование (ДЗ) из космоса является
единственно доступным методом изучения Земли как
замкнутой системы. Только космическое ДЗ обеспечивает,
получение с необходимой частотой синоптических данных,
которые позволят изучать глобальные процессы. ИСЗ,
оснащенные соответствующей аппаратурой, дадут возможность
получать комплексную информацию с высокой степенью
точности. Измерения с помощью наземной аппаратуры,
которые также являются необходимыми, могут только
дополнять основной поток информации от космического ДЗ.
Стержнем исследований НАСА на начальном этапе явится
Система наблюдений за Землей (EOS)» в состав которой
войдут ИСЗ, выведенные на солнечно-синхронные полярные
орбиты. Система EOS обеспечит проведение наблюдений в
глобальном масштабе и накопление данных о целом ряде
климатологических параметров. Вслед за системой EOS
НАСА намечает развернуть систему геостационарных ИСЗ
для ДЗ Земли. Каждый из геостационарных ИСЗ сможет
7-2 31
вести постоянные наблюдения эа 20% поверхности земного
шара от 60° юли. до 60° с.ш. В системе EOS будут
использоваться как стандартные приборы для
систематических наблюдений, так и индивидуальные (активные) или
пассивные) приборы, которые будут разработаны" группами
ученых для проведения специализированных исследований.
Приборы активного типа предназначаются для изучения
характеристик земной поверхности, а пассивные приборы - для
наблюдения за атмосферой Земли. • ч
Определение характеристик поверхности Земли
производится в основном приборами РЛ-типа и спектрометрами для
съемки участков Земли. РЛ-ПРиборы (активного типа)
работают в миллиметровом диапазоне и могут проводить
круглосуточные наблюдения при любых метеорологических
условиях; они используются также в качестве альтиметров
и для наблюдений за океанами. Съемочные спектрометры
являются приборами пассивного типа. Они обеспечивают
получение снимков с высокой спектральной и объемной
разрешающими способностями. Большое значение приобретают РЛ«*
приборы синтезированием апертуры (SAR)« Приборы типа
SAR обеспечивают проведение всепогодных наблюдений с
целью изучения динамики изменения влажности
поверхностных слоев Земли, ледовых полей, растительного покрова и
водных поверхностей. С помощью приборов SAR получаются
снимки поверхности Земли с высокой разрешающей
способностью, используемые для определения изменений физических
характеристик, составления морфологических карт и
археологических исследований. Приборы SAR работают в L—,С- и
Х-диапаэонах при различной поляризации, В приборах SAR
производится электронное сканирование поперек трассы
движения ИСЗ при углах наклона от 15 до 55° от местной
вертикали.
В Великобритании ведется разработка пяти новых
приборов для изучения парникового эффекта в атмосфере Земли
ич. для определения степени истощения озонового слоя.
Разработка приборов "** поддерживается Советом научных и
технических исследований (SERC) и ведется
специалистами из университетов Оксфорда, Кембриджа, Лондона,
Эдинбурга, Шеффилда, Рединга и Абериствита, ЭпплтонскоЙ
лаборатории им. Резерфорда, метеорологической службы и
Британской организации наблюдений за Антарктикой (ВAS).
52
С помощью новых приборов будут определяться
концентрации химических веществ в атмосфере Земли, тепловой
баланс атмосферы, характеристики ветров и океанских
течений. Эти данные помогут ученым составлять прогнозы
климатических изменений из-за загрязнений атмосферы и
разрушения озонового слоя. На разработку новых приборов
потребуется 15 млн ф.ст. в течение ближайших четырех лет.
Приборы будут устанавливаться на борту западноевропейских
и американских ИСЗ, выводимых на полярные орбиты.
Доплеровский прибор для измерения ветров в верхних
слоях атмосферы, который будет установлен на первом
полярном ИСЗ агентства ЕКА, поможет изучать процессы
перемешивания химических веществ в атмосфере.
Микроволновый прибор для динамического зондирования лимба Земли
имеет целью определять концентрацию химических веществ
в атмосфере Земли, чтобы прогнозировать долгосрочные
изменения в окружающей среде. Этот прибор будет
установлен на втором полярном ИСЗ и сможет определять
концентрации 24-х веществ, которые способствуют разрушению
озонового слоя.
Спектроскопия ИК-излучений атмосферы Земли позволит
определять содержание широкого ряда озоноразрушающих
химических веществ. Сканирующий радиометр (вдоль трассы
полета ИСЗ) создается на основе прибора, который
находится на борту ИСЗ ERS -1 и предназначается для
измерения температуры поверхностных слоев Мирового океана.
Совет SERC надеется, что два прибора, установленных
на борту ИСЗ ERS-1 и ИСЗ UARS (Upper Atmospheric
Research Satellite), | запуск которого намечен на
1990 г., окажут большую помощь в ДЗ Земли.
Перспективный радиометр для сканирования, вдоль
трассы полета ИСЗ ERS-1 разработан специалистами Эпплтон-
ской исследовательской лаборатории им. Резерфорд 2,
Лаборатории космических наук Муппаша и Оксфордского
университета. Б.И.Ермишкин
"Fligh International", 1989, П6, № 4185, 26
••Signal", 1989,44, № 1, 23-28
53
15. Соглашение между СССР и США о совместном
использовании спутниковых навигационных систем
Glonass и GPS гражданской авиацией
Советский Союз начал развертывание спутниковой
навигационной системы (СНС) Glonass, а США - аналогичной
СНС GPS. По состоянию на весну 1989 г. в системе
Gionass было 8 ИСЗ, а к концу 1989 г. количество ИСЗ
намечалось довести до 10-12. Развертывание системы
Glonass должно завершиться до 1995 г. Тогда в системе
будет 24 ИСЗ (включая 3 резервных ИСЗ). После завершения
развертывания системы GPS в ее составе также будет
находиться 24 ИСЗ (включая 3 резервных ИСЗ в
эксплуатационном состоянии). ИСЗ системы GPS должна находиться
в шести орбитальных плоскостях с наклонением 55° и
высотой орбиты 20200 км Л(период обращения 12 часов).
При точном расчетном размещении ИСЗ в любой точке
поверхности земного шара в зоне прямой видимости будет
не менее пяти ИСЗ. Весной 1989 г. в составе системы
GPS было 11 ИСЗ, восемь из которых обеспечивали
передачу навигационных сигналов (в числе восьми ИСЗ был
ИСЗ эксплуатационной серии, запуск которого был
произведен 14 февраля 1989 г.). Полное развертывание
системы GPS должно завершиться в середине 90-х годов.
Система GPS обеспечивает стандартное навигационное
обслуживание SPS (Standart Positioning Service) для всех
гражданских и коммерческих пользователей с точностью
100 м в горизонтальной плоскости, 157 м - по вертикали,
385 не - по времени. Точное навигационное обслуживание
PPS предусматривается только для военных пользователей.
Советская система Glonass специально предназначена для
определения местоположения и скорости полета гражданских
самолетов, но может обслуживать и других пользователей.
Она обеспечивает примерно такую же точность
навигации, как и система GPS (100 м по горизонтали и 150 м
по вертикали).
Международной организацией гражданской авиации
ICAO был создан специальный комитет по разработке
перспективной системы навигации для самолетов FANS
(Future Air Navigation System Gommitte), который после
четырех лет исследований в 1988 г. предложил новую перс
пективную концепцию навигации самолетов. Комитет FANS
54
пришел к заключению, что только спутниковая система
навигации может удовлетворить все требования гражданской
авиации в глобальном масштабе. Наиболее целесообразно
использовать в интересах гражданской авиации системы
GPS и Glonass, Между американскими и советскими
специалистами в области гражданской авиации весной 1989 г.
достигнуто соглашение о создании совместной спутниковой
системы CNS (Communication, Navigation and Surveillance —
связи, навигации и разведки), которая обеспечит прием и
расшифровку навигационных сигналов как от системы GPS,
так и от системы Glonass. Взаимосвязь между этими
системами обеспечит дополнительное резервирование на
случай выхода из строя одного из ИСЗ и окажет
благотворное влияние на управление воздушным движением (УВД),
разработка стандартизированных терминалов и использование
их на самолетах всех государств мира обеспечит надежную
глобальную навигацию самолетов с высокой точностью.
Экономические и эксплуатационные преимущества системы С N5
проявятся с особой силой в тех районах мира, где не
существует наземных средств УВД.
Совмещение двух навигационных систем обеспечит
дополнительное резервирование и возможность автономного
мониторинга FAIM (Receiver Autonomons Integrity Motitoring)
с помощью самолетных терминалов. Станет реальностью
возможность создания систем, предотвращающих
столкновение самолетов в воздухе, и уменьшение расстояний между
соседними самолетами в полете* Система CNS обеспечит
также возможность: повышения безопасности при подлете
к аэропортам, не оснащенных системами точной посадки
MLS (Microwave Langing Systems - микроволновые
системы посадки); ведения автоматической зависимой разведки
ADS (Automatic Dependent Surveillance) B качестве замены
вспомогательных РЛС разведки (SSR), обеспечивающих
УВД во многих отдаленных и гористых районах. В
режиме ADS самолет определяет свое местоположение не
зависимо от наземных служб УВД и передает его в центр
управления полетом, где положение самолета воспроизводится на
дисплее псевдо-РЛС соответствующего диспетчера.
Комитет FANS одобрил концепцию системы CNS после
изучения десяти различных вариантов сценария воздушного
движения. Затраты на систему CNS составят около 1 млрд
долл, в год, что на 5,2-6,6 млрд долл. меньше, чем пот-
55
ребовалось бы при развертывании наземных служб УВД
в глобальном масштабе. Перед советскими и
американскими специалистами стоят сейчас следующие задачи:
~ Определить эксплуатационные характеристики и
особенности навигационных сигналов, передаваемых с борта
ИСЗ GPS и Gionass, включая точность навигации
гражданских пользователей и структуру сигналов для
гражданских пользователей.
- Выявить сходства и различия при использовании
систем GPS и Gionass гражданскими пользователями»
оформив это в виде перечней общих признаков и различий.
Определить наиболее важные вопросы и дать предложения
по путям их решения.
- Оценить особенности эксплуатации и достоинства
самолетных терминалов при использовании систем GPS и
Gionass (определить возможные варианты
конструкции терминалов и дать рекомендации по вариантам,
заслуживающим более углубленного изучения),
- Определить эксплуатационные качества выбранных
вариантов терминалов в результате независимо проведенных
испытаний по взаимно согласованной программе.
- Разработать эксплуатационные характеристики и
стандарты терминалов для гражданских пользователей систем GPS
и Gionass (определить минимум обязательных
эксплуатационных требований).
- Дать рекомендацию по выбору стандартных технических
требований к терминалам для гражданских пользователей,
которые должны получить применение во всех странах мира.
Для облегчения задач организации ЮАО по выбору
поставщиков терминалов комитет FANS предложил концепцию
RNPC (Required Navigation Performance Capability -
требуемые эксплуатационные возможности навигации).
Концепция RNPC станет перечнем стандартных
тактико-технических требований, которым должно удовлетворять
навигационное оборудование, поступающее от различных поставщиков.
Б.И.Ермишккн
"Airet Cosmos", 1989,Д, № 5# 75
"ICAO Bulletin", I989t~44, № 5, Г 2-13
56
16. Запуски и разработке VJQ3 прикладного назначе^ця
27 августа 1989 г. со стартового комплекса 17В на
мысе Канаверал РН "Дельта-492." был успешно запущен
связной ИСЗ по заказу фирмы British Satellite Broadcasting
(Великобритания), получивший наименование "Марко Поло-1".
ИСЗ сначала вышел на переходную к геостационарной
орбиту высотой 185 Л 36 ООО км, 29 августа его
перевели на геостационарную орбиту, а 31 августа 1989 г.
были раскрыты панели солнечных батарей, ИСЗ должен был
занять расчетную точку стояния 31° з.д., чтобы
обеспечивать передачу на территории Великобритании до пяти ТВ-
программ.
ИСЗ "Марко Поло-1* представляет собой ИСЗ HS -376
фирмы Hughes, которая согласно контракту с фирмой
BSB отвечает за изготовление ИСЗ, выбор РН для запуска
ИСЗ и за контроль работы ИСЗ во время пребывания на
орбите. Такие условия контракта весьма благоприятны для
заказчика, так как он не несет никаких затрат до момента
успешного ввода ИСЗ в эксплуатацию.
5 сентября 1989 г. с космодрома Танегасима
(Япония) РН Н-1 был успешно выведен на переходную с
геостационарной орбиту ИСЗ GMS _4, а через 16 часов после
запуска ИСЗ вышел на геостационарную орбиту. Расчетная
точка стояния ИСЗ GMS-4, который после ввода в
эксплуатацию получит наименование "Химавари-4", - 150° в.д.
ИСЗ "Химавари-4" повысит точность метеорологических
прогнозов на территории Японии, он заменит ИСЗ "Хима-
вари-3", расчетный срок службы которого истекает в бли-
жайщее время (ИСЗ "Химавари-3 * был запущен в августе
1984 г. РН N-2). Предыдущая попытка запустить ИСЗ
GMS-4, которая была предпринята 8 августа 1989 г.,
оказалась неудачной. Двигатель первой ступени РН Н-1 был
выключен до отрыва РН от стартового стола по команде от
ЭВМ, обнаружившей неисправный клапан в рулевом
двигателе РН.
При подготовке к запуску ИСЗ "Инсат-10" был
поврежден 19 июня 1989 г. в результате падения на него крюка
подъемного крана. Падение крюка произошло из-за
запутывания силовых кабелей, которое не могли наблюдать
специалисты, собиравшие ИСЗ. До момента падения на крюке
не было никакой нагрузки: крюк опускался для того, чтобы
8-1 57
зацепить и поднять на высоту корпус кондиционера, в
котором намечалось разместить ИСЗ. Комиссия пришла к
заключению, что повреждение ИСЗ было случайностью, в
которой нельзя винить ни бригаду сборщиков, ни технологию
сборки. Специалисты фирмы Ford Aerospace»
изготовившей ИСЗ, считают, что ИСЗ "HHcaT-lDff может быть
отремонтирован и подготовлен к запуску в 1990 г.
27 октября 1989 г. РН "Ариан-44ЬМ (V-34) был
запущен первый ИСЗ серии "Интелсат-Ф" (масса 4215 кг).
Запуск ИСЗ задержался на 22 суток из-за неисправности
РН "ApHaH~44L*\ Согласно плану по состоянию на конец
октября 1989 г. следующие запуски РН "Ариан-441-*
должны состояться в следующие сроки: V -35А - 13 декабря
1989 г. для вывода на орбиты японских ИСЗ "Супербёрд-
1В" и BS-2X; V-36A - 19 января 1990 г. (ИСЗ "(}пот-2
шесть небольших радиолюбительских ИСЗ США "Микросат" и
Великобритании "Уосат- D и Е*); V -37 - конец февраля -
начало марта 1990 г. (ИСЗ TDF-2 и DFS-2); V-38 -
апрель 1990 г. (ИСЗ "Евтелсат-2" и МОР-2); V-39 -
июнь 1990 г. (ИСЗ "Скайнет-4С" и Gstar -4); V -40 -
июль 1990 г. (ИСЗ SBS -6 и Тэлэкси-'б"). В результате
анализа причин задержки запуска РН 'Ариан—44 1/
выяснилось, что около 200 электромеханических реле фирмы Teie-
dyne (США), которые используются в бортовом
программно-временном устройстве, чрезмерно
перегреваются. Принято решение заменить эти реле на следующей РН
"ApttaH-44L", которая находится в Гвианском космическом
центре (Куру, Французская Гьиана).
В 1992 г. намечается произвести запуск первого ИСЗ
серии "Локстар" для развертывания спутниковой системы
"Локстар", с помощью которой смогут определять свое
местоположение подвижные пользователи. В качестве
разработчика и изготовителя двух ИСЗ "Локстар" выбрана
французская фирма Matra. Ожидалось, что в- ноябре
1989 г. будет заключен контракт с фирмой Matra
стоимостью около 1 млрд фр.фр. на изготовление двух ИСЗ
"Локстар". В качестве базы для конструкции ИСЗ 'Локстар*
выбран ИСЗ "Евростар". Основные характеристики ИСЗ
"Локстар" - масса - 1425 кг; мощность системы
электропитания - 1800 Вт; две бортовые антенны прямоугольной
формы для работы в диапазонах S и L; мощность усили-
58
телей S -диапазона - 120 Вт; эффективная мощность
излучения в S -диапазоне - 51 дБВт.
В состав системы "Локстар" войдут: две станции связи,
центр обработки сообщений, центр хранения и передачи
данных, сеть наземных маяков, центр управления полетом ИСЗ.
Намечается изготовить 15 тыс. терминалов системы "Лок-
стар" на предприятиях 2-4 фирм. Стоимость терминала
составит около 1,5 тыс* долл. (терминалы американских
систем 'Геостар" и "Куалкомм" стоят более 4 тыс. долл.),
В начале сентября 1989 г. американская фирма Orion
Satellite Corp* заключила контракт стоимостью 360 млн
долл. с английской фирмой British 'Aerospace на
изготовление и запуск двух ИСЗ "Орионсат". Запуски ИСЗ будут
производиться американской РН "Дельта-2": первый ИСЗ -
э конце 1992 г.; второй - весной 1993 г. ИСЗ должны
разместиться на геостационарной орбите над Атлантическим
океаном (точки стояния 47° и 37,5° з.д.), чтобы
обеспечивать связь между США, Европой и Америкой. В
изготовлении ИСЗ "Орионсат" (масса около 2 т) наряду с фирмой
British Aerospace примут также участие фирмы: Matra
(Франция), Fokker (Нидерланды), Telesat (Канада),
Marquardt и Eagile Richer (США). ИСЗ "Орионсат*
создается на базе ИСЗ "Евросат". Имеются заказы уже
на 13 ИСЗ "Евростар": "Инмарсат-2* - 4; "Телеком-г* -
3; "Испаниясат" - 2; "Локстар" - 2, "Орионсат" - 2.
Б.И.Ермишкин
#eAir et Cosmosf\ 1989, 27f № 1253, 37, 41, 43;
№1256,42
"Spaceflight", 1989, 31, № 10, 325, 331, 332
17. Запуск западноевропейского ИСЗ *Оликт-1*
11 июля 1989 г. агентство ЕКА с помощью РН "Ари-
ан-3" (масса 240 т) с космодрома Куру во Французской
Гвиане вывело на орбиту самый крупный связной ИСЗ
"Олимп-1" (масса 2595 кг). Основные характеристики
ИСЗ: система ориентации и стабилизации - относительно
3-х осей; диаметр корпуса - 2,9 м; высота копуса - 5,6 м;
мощность панелей солнечных батарей - 3,6 кВт; размах
панелей солнечных батарей - 25,7 м. В последующем за
50
счет использования более крупных панелей солнечных
батарей с размахом 56 м мощность системы
электропитания может быть увеличена до 7 кВт.
На борту ИСЗ "Олимп-1" установлены: двухканальный
ретранслятор, работающий в диапазоне 11,7-12,5 ГГц,
для непосредственного ТВ-вещания; ретранслятор для
обеспечения специализированной деловой связи с помощью
наземных терминалов, оснащенных антеннами диаметром
менее 3 м; двухканальный экспериментальный ретранслятор,
работающий в диапазоне 20/20 ГГц совместно с двумя
бортовыми полностью управляемыми антеннами; маяк,
излучающий сигналы в диапазоне 20/30 ГПх, для изучения
условий прохождения этих сигналов в ионосфере.
ИСЗ "Олимп-!" (расчетный срок службы 5 лет)
обеспечит проведение разнообразных экспериментов. Канадские
организации примут участие в исследованиях по прохождению
сигналов диапазона 20/30 ГГц, которые позволят увеличить
емкость каналов связи, снизить мощность ретрансляторов,
уменьшить ширину лучей диаграммы направленности антенн
и размеры антенн наземных терминалов. Одной из проблем
при использовании диапазона 20/30 ГГц является
ослабление сигналов во время выпадения сильных осадков.
Намечается изучить эту проблему и проверить эффективность
мероприятий по компенсации ослабления сигналов.
Работы по программе "Олимп" были начаты в 1979 г.
с целью: создания межконтинентальных и внутриевропей-
ских средств связи; обеспечения связи между подвижными
абонентами; развертывания систем непосредственного
ТВ-вещания; обеспечения коммерческих пользователей
телефонной и видео связью, обмена данных между ЭВМ;
обслуживания различными видами связи развивающихся стран.
На первом этапе НИОКР, проведенном в 1980-1981 гг.,
были отработаны основные принципы конструкции ИСЗ
''Олимп" - использование набора модулей, включая: модуль
обслуживания, в котором должно размещаться большинство
вспомогательного оборудования; двигательный модуль с
соответствующими топливными баками и трубопроводами; мен*
дуль связной аппертуры. Перспективные ИСЗ серии "Олимп"
должны иметь следующие основные характеристики:
расчетный срок службы 10 лет; стартовая масса - 3800 кг;
масса ПН - 600 кг; мощность системы электропитания -
до 7 кВт..
60
Непосредственная разработка конструкции ИСЗ была
начата в 1982 г. на средства восьми государств (доля в %):
Великобритании - 39,13 (головной разработчик, система
энергопитания, система ориентации и стабилизации,
передача телеметической информации и команд, специальное обору~
дование); Италия - 31,49 (руководство разработкой ПН,
двигательная установка, система терморегулирования,
конструкция .модуля связной аппаратуры); Канада - 11,02
(панели солнечных батарей, разработка конструкции и
изготовление микроволновых компонентов, испытания ИСЗ);
Нидерланды - 10,4 (несущие конструкции); Бельгия - 3,18
(передающая аппаратура); Испания - 2,69 (антенны);
Дания - 1,17 (оборудование для системы энергопитания);
Австрия - 0,92 (наземное вспомогательное оборудование).
Головным разработчиком ИСЗ является фирма British
Aerospace (Великобритания), а основными субподрядчиками -
фирмы Aeritalia, Fokker, Selenia-Spazia, Spar Aerospace Ltd
(Канада). Фирма Spar отвечает за
изготовление панелей солнечных бй*гарей, за конструкцию и
изготовление усилителей для ре>трасляторов, оказывает помощь в
сборке связной аппаратуры и проводит испытания ИСЗ в
своих лабораториях DFL (David Florida Laboratories),
расположенных в Оттаве, Другая Канадская фирма Com Dev
of Cambridge (Онтарио) отвечает за конструкцию и
изготовление бортовых микроволновых компонентов.
Сборка узлов связной аппертуры ИСЗ "Олимп-!"
производилась специалистами фирмы British Aerospace с
помощью специалистов фирмы Spar. Для испытаний ИСЗ
потребовалось провести модернизацию испытательного
оборудования и сооружение новых стендов, как например, безэ-
ховой камеры, в которой можно было разместить такой
крупный ИСЗ как "Олимп-1". Специалисты фирмы British
Aerospace вели работы как на своей базе в Стевенид-
же, так и в лабораторияхDFL фирмы Spar (Канада) и
Лаборатории реактивного движения (JPL),
принадлежащей НАСА.
Вывод ИСЗ "Олимп-!." на орбиту производился с помощью
последней РН серии "Ариан-3". В последующем будут
попользоваться РН серии "Ариан-4" (масса 480 т). На
начало ноября 1989 г. намечался запуск с помощью РН "Ари-
ан-4" ИСЗ "Интелсат-6", имеющего следующие
характеристики: масса - 4215 кг; диаметр - 3,6 м; высота - 11,8 ы;
61
мощность солнечной системы электропитания - 2,25 кВт,
ИСЗ "Интелсат-ЛЗ * обеспечивает связь в С-диапазоне по
38 стволам, и по 10 стволам в К и -диапазоне (всего
120 тыс. телефонных каналов и 3 ТВ-программы). С
помощью РН серии "Ариан" уже запущено пять ИСЗ "Интел-
сат-5" и намечается вывести на орбиту по три ИСЗ "Ин-
телсат-6" и "Интелсат-7*\ Б.И.Ермишкин
"Air et Cosmos", 1939, 27, №1253,37
"Canadian Aviation", 1989, 62, № 10, 18
18. Перспективный западноевропейский ИСЗ хуш передачи
данных
Согласно планам Западной Европы в 90-х годах
предусматриваются многочисленные запуски автоматических и
пилотируемых КА, при эксплуатации которых будут
производиться такие операции как сборка конструкций на
орбите, обеспечение встречи и стыковки различных модулей,
дистанционное управление монтажными работами на
орбите, проведение экспериментов в условиях микрогравитации и
наблюдений за Землей. Для обеспечения перечисленных
операций потребуется более совершенные средства связи с
большими потоками информации. В наибольшей степени от
надежности средств связи будут зависеть орбитальная станция
(ОС) "Колумб" и МВКА "Гермес". В связи с этим предусмат^
ривается развертывание спутниковой системы передачи
данных DRS (Data Relay System), в состав которой войдут
геостационарные ИСЗ. Система DRS обеспечит постоянную связь
между наземными станциями (НС) и ИСЗ, находящимися на
низких околоземных орбитах (LEO)* Система DRS сделает
Западную Европу независимой от других государств при
осуществлении своих космических программ.
Идея разработки системы DRS и входящих э ее состав
Европейских ИСЗ для передачи данных (EDRS)
получила поддержку министров государств-членов агентства ЕКА,
которые встретились в Гааге 9-10 ноября 1987 г.
Разработка ИСЗ EDRS должна была начаться в 1989 г. после
завершения предварительных работ по программе DRPP
(Data Relay Preparatory Program). Большую заинтересованность
к системе DRS проявляют итальянские организации»
62
ИСЗ EDRS станут основным компонентом Европейской
космической инфраструктуры (ESI), в состав которой
войдут:
- герметизированный модуль (АРМ) ОС "Колумб"
для проведения научных исследований технологических
процессов коммерческого назначения;
- управляемая человеком платформа 'свободного полета''
(MTFF) при ОС "Колумб", которая станет европейской
лабораторией для исследований в условиях микрогравитации;
- полярная платформа при ОС "Колумб" (PPF), с
помощью которой будут проводиться наблюдения за Землей
и научные исследования;
- РН "Ариан-5", обеспечивающие автономию Западной
Европы по выводу тяжелых полезных нагрузок (ПН);
- МВКА "Гермес" как средство поддержания автономии
Западной Европы при проведении орбитального обслуживания.
К системе DRS предъявляется ряд серьезных технических
требований.. Система должна обладать более высокой
надежностью, чем существующие системы, так как она
предназначается для обслуживания пилотируемых полетов. С
помощью ИСЗ EDRS будет обеспечиваться непрерывная связь
пилотируемых космических кораблей (КК) с наземными
центрами управления полетом.
Наблюдения за Землей и ее атмосферой требуют обычно
глобального охвата. Для передачи на Землю данных
наблюдений требуется или широкая сеть наземных станций (НС),
обеспечивающих прием информации в реальном времени,
или запись части информации на бортовые запоминающие
устройства для последующей ее передачи на
немногочисленные НС. Система ИСЗ типа ERDS позволяет обеспечить
передачу данных наблюдений в реальном времени при
небольшом числе НС. Непрерывная связь между экипажем
ОС и специалистами, находящимися на Земле, требуется и
при проведении исследований в условиях микрогравитации.
Система DRS обеспечит непрерывную связь с
автоматическими КА, на борту которых будут проводиться
эксперименты с помощью роботизированных устройств и
дистанционной аппаратуры.
Система DRS должна обеспечивать: двустороннюю связь
между ИСЗ, находящимися на LEO, и соответствующими
наземными центрами управления полетом; определение
точного местоположения ИСЗ на орбитах.
63
В состав DRS должны входить:
а) По крайней мере два геостационарных ИСЗ,
находящиеся на максимально возможном удалении друг от друга
по долготе,
б) Терминалы LST (Leo User Terminal),
устанавливаемые на борту ИСЗ на низких орбитах (до высоты 1ООО км)
и обеспечивающие связь с ИСЗ EDRS.
в) Система оперативного контроля OCS (Operational
Control System) для контроля за работой всей системы
DRSh интерфейса с наземными пользователями. В систему
OCS должны входить Центр оперативного контроля (ООС)
и Центр МСС (Mission Control Center) для интерфейса
с пользователями и управления ресурсами системы.
г) Терминалы UET (User Earth Terminals) для
наземных пользователей, обеспечивающие прием данных
непосредственно от ИСЗ ERDSt
Архитектура системы DRS находится еще в стадии
изучения. В соответствии с состоянием НИОКР на 1988 г. в
системе DRS предусматривается использование линий связи
оптического, S- и К а-диапазонов. Выбор прототипа ИСЗ,
на основе которого будет создан ИСЗ ERDS, еще не
произведен. В Италии изучается возможность применения для
этой цели ИСЗ "Италсат", Важным аспектом при разработке
системы DRS является обеспечение ее совместимости с
американской системой TDRSS и японской DRTS.
Б.И.Ермишкин
"Int. Symp. Eur. Space: Manned Space Syst/'f
Strasbourg, 25-29 Apr., 1988t Nordwijk, 1988
19. Разработка ИСЗ для прямого ТВ—вешания на ^рритории
Испании
В июне 1989 г. фирма Matra (Франция) была выбрана
в качестве изготовителя ИСЗ серии "Испаниясат", первый
из которых должен быть введен в эксплуатацию в 1992 г.
к началу Олимпийских игр в Барселоне» В соответствии
с контрактом стоимостью 1 млрд фр. фр, (около 150 млн
долл.) должно быть изготовлено два ИСЗ типа "Евростар",
которые разработаны и изготавливаются фирмами Matra
64
и British Aerospace (Великобритания) ♦ ИСЗ "Испа-
ниясат" должны осуществлять: прямое ТВ-вещание,
распределение ТВ-программ и обеспечение различными видами
связи Пиренейского полуострова и Канарских островов;
передачу испанских ТВ-программ странам Латинской
Америки и на часть территории США; обеспечение связью военных
и правительственных орранизааий Испании.
ИСЗ "Испаниясат" будзт иметь массу 1850 кг при
расчетном сроке службы 10 лет и 2040 кг - при 15-ти
летнем сроке службы. На борту ИСЗ будет установлено три
усилителя мощностью по 110 Вт (на основе ЛБВ), которые
обеспечат прямое ТВ-вещание в Ки-диапазоне. Пять
ретрансляторов на борту двух ИСЗ предназначаются для
обслуживания Испании. По одному из ретрансляторов мощностью
110 Вт на борту каждого ИСЗ будут использоваться для
передачи испанских ТВ-программ в Америку. Распределение
ТВ-программ и связь на территории Испании и Канарских
островов будут осуществляться с помощью 12 усилителей
мощностью по 55 Вт (на основе ЛБВ), которые будут
установлены на борту каждого ИСЗ. Система "Испаниясат"
предоставит в распоряжение пользователей всего 16
активных каналов.
Связь в интересах военных и правительственных
организаций должна осуществляться с помощью ретрансляторов
мощностью по 40 Вт (на основе ЛБВ) Х-диапазона. На
борту каждого ИСЗ будет находиться по два ретранслятора
(один активный, а другой резервный). В качестве
поставщиков ЛБВ для ИСЗ "Испаниясат* рассматриваются фирмы
AEG (ФРГ) и Thomson (Франция).
ИСЗ "Испаниясат" должен запускаться РН "Ариан-^", но
для этой цели можно использовать также американские
РН "Атлао-Центавр-2* и гТитан-3".
ИСЗ "Евростар* принят также за основу для
разработки ИСЗ системы определения местоположения "Локстар".
При создании ИСЗ "Испаниясат" предполагается в
максимально возможной степени использовать конструктивные
элементы других ИСЗ типа "Евростар". Например, несколько
бортовых антенн будет почти такими же, как и на ИСЗ
французской военной системы связи "Телеком-2". ИСЗ "Ев-
ростар* изготавливаются фирмой Satcom International, кото-
9-4 65
рая была создана в 1981 г\ фирмами Matra и British
Aerospace. Б.И.Ермишкик
"Aviation Week and Space Technology", 1989,131,
№3,93
20. Запуски ИСЗ GMS ~4 (Япония) и TV-Sat 2 (ФРГ)
После двух неудачных попыток запусков, предпринятых
7 июля и 8 августа 1989 г., удалось вывести на орбиту
6 сентября 1989 г. японский метеорологический ИСЗ
GMS _4. Трехступенчатая японская РН Н-1 (масса 126 т)
вывела ИСЗ GMS -4 на орбиту высотой 238 X 36 000 км и
наклонением 28,7 . После включения бортового апогейкого
РДТТ, которое было произведено 6 сентября, ИСЗ перешел
на геостационарную орбиту (масса ИСЗ 325 кг). На перевод
ИСЗ в расчетную точку стояния (124° в.д.), испытания и
проверки бортовой аппаратуры отводится 3,5 месяца.
Предыдущие ИСЗ серии GMS были запущены в следующие
сроки: GMS-1 (РН США "Дельта") - июль 1977 г.| GMS-2
(японская РН N-2) -август 1981 г.; GMS-3 (РН N-2) -
август 1984 г. Конструкция ИСЗ серии GMS разработана
фирмой NEC (Япония), а изготавливаются они фирмой
Hughes Aircraft (США). На борту ИСЗ установлены:
радиометр, работающий в видимом и ИК-диапазонах? детектор
солнечного ветра; система сбора метеорологической информации.
РН Н-1 (может вывести на геостационарную орбиту ПН
массой до 550 кг) будет использована для запуска еще
четырех японских ИСЗ: M0S-1B - 1990 г.; BS -ЗА - 1990 г.;
JERS -1 - 1991 г.; BS -ЗВ - 1991 г. До 1993 г. должен
быть произведен первый запуск более мощной японской РН
н-2;
9 августа 1989 г. РН *Ариан-4" был запущен ИСЗ для
прямого ТВ-вешания TV-Sat 2 (ФРГ), Для ввода ИСЗ в
эксплуатацию потребовалось менее трех недель. В начале
сентября 1989 г. ИСЗ стал передавать две ТВ-программы
60 млн жителей ФРГ. В дальнейшем четыре (из пяти)
ТВ-ретрансляторов ИСЗ TV-Sat 2 будут обслуживать
территорию ФРГ. Предыдущий ИСЗ этой серии TV-Sat 1,
который был запущен 21 ноября 1988 г.» не был введен в
66
эксплуатацию из-за отказа механизма развертывания
панелей солнечных батарей". Б.И.Ермишкин
"Air et Cosmos", 1989,^7, ^ 1251,31
''Flight International01 1989, П6, № 4180, 14
"Satellite News", 1989, 12, №33,2
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ,
РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ И НАЗЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
21» Организационные проблемы программы наццоналыдаго,
воздушно-космического самолета США
Ход обсуждения в конгрессе США финансирования а
1990 фин.г. программы национального
воздушно-космического самолета США (НВКС) по состоянию на конец
июля - начало августа 1989 г. показал возможность цела**
направленного продолжения работ по программе. Так
подкомитет палаты представителей по науке, космосу и технике,
контролирующий работы НАСА по программе НВКС, одобрил
выделение 127 млн долл. на 1990 фин. г. Администрация
Дж*Буша, ревизуя план федерального бюджета, предложила
сократить ассигнования ца НВКС от МО США с 300 млн
долл. до 100 млн долл. и передать руководство прог<~
раммой НАСА. Однако комитет по вооруженным силам
палаты представителей отклонил этот вариант и предложил
поправку о выделении ассигнований от МО США в размере
285 млн долл.
Национальный научно-исследовательский совет
рекомендовал определить полный объем ассигнований на НВКС
на 1990 фин.г. в размере 254 млн долл. с равными долями
от НАСА и МО США. Совет рекомендовал также задержать
до 1993 г. принятие решения о постройке эксперимент
тальных ЛА Х-30. По мнению журнала "Aviation Week and
Space Technology" эти рекомендации совета
администрации Дж. Буша представляют сильную поддержку программы
НВКС. Журнал напоминает обещание президента США
продолжать программу НВКС как высокоприоритетное национальное
дело по разработке и демонстрации гиперзвуковой авиацион-
0-2 67
но-косм и ческой техники, предназначенной в конечном
счете для обеспечения одноступенчатого выхода на орбиту.
На состоявшейся 20-21 июля 1989 г, первой
конференции AIAA по НВКС директор программы отметил, что
значение НВКС выходит за рамки обычных программ
разработки Л А. Она представляет собой революционный подход
к разработке технических решений, созданию математическо-
программного обеспечения, планированию эксплуатации
и решению естественно-научных проблем. Она означает
отход от стереотипов мышления относительно потенциальных
возможностей авиационно-космической техники.
Применительно к оценке роли и места НВКС по отношению
к аналогичным разработкам в других странах центральное
финансово-контрольное управление (GAO) в августе 1989 г.
опубликовало результаты своего анализа. Было отмечено,
что ни одна западноевропейская страна, ни Япония^по-види-
мому/не в состоянии самостоятельно разработать и построить
ВКС из-за большого объема научно-исследовательскиЭс работ
и ограниченного финансирования. Вместе с тем постройка
ВКС в рамках агенства ЕКА считается возможной. Японский
ЕЖС, вероятно, также будет создаваться по международной
программе. Наблюдаются с одной стороны интерес
правительств и промышленности этих стран к участию в программе
НВКС, а с другой стороны некоторая осторожность
относительно совместных работ с США. Такая осторожность
объясняется опытом кооперации с США по программе ООКС
"Свобода", возможным военным назначением программы
НВКС, жестким контролем США над передачей
технологий и т.п.
Как США, так и другие страны еще официально не
утвердили планы постройки ВКС. Уровень правительственных
ассигнований и вложений . промышленности в НИОКР по
ВКС во всех странах по 1989 г. был значительно ниже, чем
в США (3,3 млрд долл.). Ни одна западноевропейская или
японская программа не является столь технически
прогрессивной как программа НВКС по обеспечению
одноступенчатого выхода на орбиту с использованием силовой
установки с ПВРД со сверхзвуковым горением (ПВРД-СГ). В
выводах по анализу конкретных иностранных программ ВКС
GAO отмечает:
Минй-МВКА "Гермес" (Франция). Стоимость разработки
в рамках ЕКА определена в 5 млрд долл. Франция планирует
68
ёложить 45% из 606 млн долл. стоимости первого этапа
разработки (1989-1990 гг.). Франция не планирует пока
разработку ВКС с ВРД, но возможно начнет 3-летнюю
программу (1990-1992 гг.) совершенствования
технологии для ВКС с ВРД. Эта программа не будет связана с
бюджетными ассигнованиями на программу мини-МВКА
Термес". Фирма Dassault продолжает системное
исследование по идентификации наиболее приемлемых
принципиальных схем будущей транспортной космической системы
(ТКС) с ВРД и наиболее важных отраслей техники для
разработки этой ТКС. Во Франции 2 двигателестроительных
фирмы и ONER А ведут исследования по ВРД для ТКС,
однако первые результаты ожидаются не ранее 1990 г.
Принципиальные схемные решения ТКС многоразового
использования STS-2000 рассматриваются фирмой Aerospatiale.
ВКС "Зенгер-2" (ФРГ). В 1988 г. федеральное
министерство науки и техники начало программу по гиперзвуковой
авиационно-космической технике, в работах по которой
участвуют фирмы Dornier, МВБ и MTU* Первый этап
программы (1988-1992 гг.) (233 млн долл.) будет включать
проведение схемных и технологических исследований,
второй этап (1993^-2000 гг.) - разработку летного
экспериментального образца в рамках международной кооперации и
третий этап (2001-2005 гг.) - летные испытания
экспериментального образца, в основу которого будет заложена
схема ВКС "Зенгер-2" фирмы МВБ.ВКС "Зенгер-2*
представляет собой двухступенчатую систему с силовой
установкой первой ступени с ТРД и ПВРД. В ФРГ надеются,
что ВКС *'3енгер-2лг будет принят ЕКА для совместной
разработки западноевропейскими странами после завершения
программы мини-МВКА "Гермес". ПВРД-СГ в ФРГ пока не
рассматриваются из-за слишком высокой степени
технической новизны и требуемого большого финансирования.
ВКС "Хотол" (Великобритания). Фирмы British Aerospace
и Rollsz Royce продолжают НИОКР по
одноступенчатому ВКС "Хотел* полностью многоразового использования,
который должен будет взлетать с обычной взлетнопоса-
дочной полосы с помощью ракетной тележки. Правительство
Великобритании в 1986-1987 гг. выделило 3 млн долл.
на НИР по оценке возможности создания ВКС, однако
участвовать в финансировании дальнейших работ отказалось в
расчете на международную кооперацию и внутреннее финан-
69
сирование частного сектора. Правительство намерено в
1991-1992 гг, содействовать организации международной
программы по ВКС "Хотел", но без финансирования со своей
стороны. Фирма British Aerospace ведет поиски источников
финансирования внутри страны, а также в Западной Европе
и США в рамках международной кооперации.
МВКА НОРЕ (Япония). Япония не имеет особого
национального плана по постройке ВКС, однако по
правительственным ассигнованиям проводятся координированные
перспективные НИОКР по направлениям, необходимым для
разработки ВКС, NASD А разрабатывает МВКА НОРЕ на базе
ракеты-носителя Н-2. Этот МВКА будет использоваться для
летных испытаний и эксплуатации в интересах
научно-исследовательских организаций. Институт .космических
исследований и астронавтики (ISAS) разрабатывает
высокоманевренный экспериментальный К A HIME&, который
предназначается для исследований проблем гиперзвукового полета,
рабочих процессов в ВРД при таких скоростях и для
экспериментальных исследований в верхней атмосфере. Япония
планирует израсходовать 2,34-3,12 млрд долл. в следующие
15 лет на работы по ВКС. Вместе с тем Япония считает
целесообразной разработку ВКС в условиях международной
кооперации. Она заинтересована, в первую очередь, в
кооперации с США.
Австралия. В этой стране проводятся исследования
некоторых подсистем для ВКС с ВРД. Имеются стенды с ударными
трубами для воспроизведения реальных условий полета со
скоростями М> 5. Эти стенды могут быть использованы для
испытаний подсистем "Хотол", *Термес*\ "Зенгер~2" и
ПВРД-СГ США. Образован консорциум фирм, планирующий
построить космопорт для приема будущих ВКС на мысе
Йорк.
В отчете GAO указывается* что анализировалось
состояние финансирования программ советских ВКС, однако
полученных пока результатов не достаточно для проведения каких-
либо сопоставлений.
В отличие от других стран в США НАСА и МО США
проводят исследования по гиперзвуковой технике с
начала 5О~х гг; Современная программа НВКС была начата в
1983 гв управлением перспективных НИОКР МО США
(DARPA) под названием "Копе каньон*. Основным ее
содержанием являлись исследования по ПВРД-СГ. В период 1984-
70
1985 гг. эти работы составили первый этап программы
НВКС, в результате которого были определены
принципиальная схема НВКС, наиболее важные для реализации НВКС
отрасли техники, вероятности ошибочных решений при
разработке и проектировании, а также пути снижения этих
вероятностей. В работах по первому этапу принимали
участие 3 головных подрядчика по планеру - фирмы McDonnell
Douglas» Boeing и Lockheed и 3 - по силовым
установкам - фирмы General Applied Science Laboratory, Marquardt и
Aerojet General.no итогам этих работ ВВС США, НАСА и
DA RP-A признали, что создание НВКС для
одноступенчатого выхода на орбиту возможно.
В работах по планеру второго этапа сначала
принимали участие 5 головных подрядчиков, однако после
промежуточного анализа состояния работ в августе 1987 г,
остались только 3 - фирмы General Dynamics, Me Donnell
Douglas и Rockwell ШегпаНопа^Если будет принято
предложение национального научно-исследовательского совета, то
второй этап закончится не в сентябре 1990 г», а весной
1993 г. Т.о. принятие решения о постройке 2
экспериментальных ЛА Х-30 откладывается, а первый полет может
состояться в 1997 г. По существующему плану первый
полет Х-30 был намечен на конец 1994 г. Положительное
значение нового плана по предложению совета заключается
в получении больших средств и времени на технологические
разработки, предшествующие проектированию Х-30. По
предложению совета на технологические разработки до
принятия решения о проектировании Х-30 должны быть
выделены 836 млн долл, в т.ч. на 1990 фин.г. 254 млн долл,
с равными долями от НАСА и МО США, на 1991 фин.г.
277 млн долл., из которых 158 млн долл. от МО США и
119 млн долл. от НАСА и на 1992 фин.г. 305 млн долл.,
из которых 233 млн долл. от МО США и 72 млр долл. от
НАСА. Принятие нового плана потребует внесения корректив
в планы головных подрядчиков - фирм General Dynamics,
McDonnell Douglas, Rockwell International, Pratt and Whytney и
Rocketdyne. Эти фирмы намерены вложить 200 млн долл.
в работы по своим направлениям до конца 1990 г.
Управление программой НВКС организовано с учетом
участия двух ведомств в финансировании работ. Высшим
органом управления является объединенное бюро программы
НВКС JPO, которое включает 2 координированно действую-
71
щих директората: собственно объединенного бюро и базовых
технологий. Директорат базовых технологий через кураторов
по целевым задачам и технических руководителей
осуществляет свою техническую политику в организациях
подрядчиков. Куратор по целевым задачам несет ответственность за
выполнение работ по плану, который согласован с этапами
основной программы, и за соблюдение финансового плана.
Он является представителем заказчика в структуре
административного управления участвующей в работе
организации. При заключении контрактов он действует как технический
консультант коммерческого представителя JPO. Технический
руководитель является высококвалифицированным специалистом
в определенной области техники и несет ответственность
за успех решения задачи.
Для обеспечения технической помощи, проведения
консультаций, выбора направлений разработок и т.д. образованы
национальные научно-технические группы по следующим
направлениям:
- аэродинамика;
- расчетная газодинамика и машинные газодинамические
экспер именты;
- полетные системы;
- силовые установки для высокоскоростного полета;
- силовые установки для низкоскоростного полета;
- новые материалы;
- новые конструкции.
Технические руководители входят в составы
соответствующих национальных научно-технических групп,
комплектуемых из специалистов научно-исследовательских центров
НАСА, университета им. Дж.Гопкинса и лабораторий ВВС
США на авиабазе Райт-Паттерсон.
Организованы также специальные целевые группы, в т.ч.
по оценке алгоритмов и программ расчетной газодинамики,
переходных режимов в пограничном слое,
воздухозаборникам, соплам и т.п. Так целевая группа по воздухозаборникам
в результате своей работы должна обобщить накопленный
опыт по теоретическим расчетам, конструированию и
испытаниям воздухозаборников для выявления проблем, решение
которых будет необходимо в процессе разработки НВКС.
В конце 1987 г. стало очевидно, что необходимы
большие усилия и ресурсы для разработки таких материалов,
которые необходимы для удовлетворения требований по сухой
72
массе НВКС. Для ускоренной разработки новых
материалов 5 головных подрядчиков согласились совместно
разрабатывать 5 классов материалов. Было решено ликвидировать
дублирование работ, взаимно информировать друг друга о
достигнутых результатах по этим классам материалов,
включая данные об инновационной деятельности, и образовать
объединенную управленческую группу для координации работ.
Было признано целесообразным следующее распределение
работ:
- монолитный а л юм ин ид титана - фирма Rockwell
International;
- композиты с матрицей из алюминия-титана - фирма
McDonnell Douglas;
- углеродоуглеродные и керамические композиты - фирма
General Dynamics;
- материалы с высокой стойкостью к ползучести - фирма
Pratt and Whitney;
- материалы с высокой теплопроводностью и
электропроводностью - фирма Rocketdyne.
Отмечается, что по середину 1989 г. разработка материа
лов велась успешно. В работах участвовали более 125
субподрядчиков. Считается, что образование такого
консорциума не входит в противоречие с общим курсом управления
программой НВКС на конкурсную разработку с одной
стороны и использование результатов всех конкурсных работ
для общего положительного выхода программы - с другой
стороны. Так при периодических анализах достигнутых
результатов, проводимых руководством программы, данные
конкурирующих организаций становятся доступными для всех
в интересах более полного и эффективного использования
накопленного опыта. Принятый прогрессивный стиль
управления программой направлен на более эффективное
использование всех ресурсов и выполнение установленного плана-
графика проведения работ. В.А.Карелин
"Aerospace Daily", 1989, Щ, № 18, 167
"AIA>A Paper", 1989, № 5001, 5002, 5003
"Aviation Week and Space Technology", 1989,130,
№ 2, 18
"Defense Daily", 1989, 163, № 64, 513; 164. № 3,
19; № 26, 208-209.
10-1 73
22. Программы воздушно-космических самолетов
На первой конференций AIAA по национальному воздушно-
космическому самолету (ВКС) США в июле 1989 г. был
представлен также доклад о программе НИОКР ФРГ по
гиперзвуковой технике применительно к разработке ВКС "Зен-
гер". Данные доклада позволяют сделать некоторые
сравнения о ходе работ над ВКС в США и ФРГ. Текущая программа
ФРГ, рассчитанная на 5 лет до конца 1992 г., направлена
на определение основных технических характеристик
транспортной космической системы "Зеигер^, подготовку
экспериментального гиперзвукового ЛА и разработку
технических проблем гиперзвуковых ЛА. Долгосрочная программа
разработки включает создание экспериментального гиперзвукового
ЛА в середине 90-х гг., проведение летных испытаний при
скоростях до М = 5,6 в 1999-2000 гг., проектирование
ВКС агентства ЕКА в период до 2005 г. и проектирование
пилотируемой орбитальной ступени в период до 2006-2007 гг.
В работах по программе участвуют фирмы MB В, Dornier,
MTU, MAN и т.д. Основные технические проблемы
разработки ВКС связаны с созданием новых ВРД, в т.ч. турбо-
ПВРД, воздухозаборников, новых несущих конструкций, а
также с разработкой методов расчета аэродинамических форм
планеров и обтекания с гиперзвуковыми скоростями.
По состоянию на январь 1989 г. двухступенчатый ВКС
"Зенгер" в пилотируемом варианте был: рассчитан на
грузоподъемность 3,3 т, а в грузовом беспилотном варианте - на
14 т (таблица). Фирмой Dornier был проведен анализ
различных вариантов внутрифюзеляжного бака жидкого водорода
на первой ступени ВКС. Для несущей конструкции планера
первой ступени EHTV планируется применение титановых
сплавов, что даст возможность использовать теплозащиту только
на отдельных участках поверхности. Для передних кромок
будут применяться детали из материала на основе карбида
кремния.
В силовой установке с турбо-ПВРД предполагается
применить параллельное расположение агрегатов, что позволит
использовать проточные тракты ПВРД для отсоса
пограничного слоя с целью снижения донного сопротивления при
трансзвуковой скорости полета. Анализ условий полета ВКС на
этапе разделения ступеней показал целесообразность резкого
разворота по тангажу в точке отделения на высоте >. 30 км
74
Основные расчетные характеристики ВКС "Зенгер"
Характеристика
Величина
Стартовая масса ВКС в целом, т
Первая ступень EHTV
Стартовая масса, т
Масса топлива, т
Крейсерская скорость, М
Максимальная скорость полета, М
Максимальная дальность, км
Максимальная высота полета, м
Рабочий ресурс, лет
полетов
летных часов
Стартовая тяга силовой установки, кН
Максимальная тяга, кН
Грузоподъемность (маке), т
Орбитальная (вторая) ступень HORUS
Стратовая масса, т
Масса топлива, т
Гарантийные остатки топлива и газов, кг
Длина ступени, м
Размах крыльев, м
Поверхность планера в плане, м^
Тяга основного ЖРД АТС-1200, кН
Уд. импульс ЖРД, кгс.с/кг
Тяга каждого из 2 ЖРД орбитального
маневрирования, кН
Уд. импульс ЖРД орбитального
маневрирования, кгс.с/кг
Грузоподъемность на орбиту ООКС, т
Орбитальная (вторая) ступень С ARGUS
(грузовая)
Стартовая масса, т
Масса топлива, т
Сухая масса (без обтекателя)^ т
Грузоподъемность на орбиту высотой 200 км,
10-2
340
244
95
0,8-4,4
6,8
2x3700
37000
25
300-500
1000-1500
1050 (без
форсажа)
1750 (с
форса жом)
96
96
68,5
350
28,3
15,7
205
1200
472
40
437
3,3
96
71
10
14
75
при скорости М= 6,8. Операция по разделению ступеней будет
начинаться с запуска 2 ЖРД орбитального маневрирования
и механического подъема ступени на угол атаки 8°.
Возникающая при этом дополнительная сила аэродинамического
сопротивления будет компенсироваться работой ЖРД, а
полученная аэродинамическая подъемная сила ступени составит
5000 кН. Время переходного процесса при запуске основного
ЖРД достигает ~ 4 с. Этого времени достаточно для отвода
орбитальной ступени на расстояние, на котором работа
этого ЖРД на номинальном режиме будет безопасной для
EHTV.
Были произведены существенные изменения в конструкции
орбитальной ступени HORUS. Аэродинамическая форма была
оптимизирована с использованием программы САТ1А0 В
результате внутренний объем для 5 членов экипажа и 3,3 т
полезной нагрузки был доведен до 48 м . Множество
топливных баков в предыдущем варианте было заменено на
центральный баковый отсек с баком жидкого кислорода в средней
части по соображениям центровки орбитальной ступени.
Гиперзвуковое аэродинамическое качество ступени задано 1,9 при
угле атаки 25°. Уд. нагрузка на поверхность определена
127 кг/м2, что в 2 раза меньше, чем у МВКА США.
Считается, что грузоподъемность 3,3 т достаточна для
обеспечения всем необходимым 3 астронавтов на ООКС или
другом пилотируемом объекте в течение 2 мес. и доставки
1000 кг оборудования, инструментов и приборов.
По состоянию на май 1989 г. считалось, что программа
национального ВКС США развивалась в направлении создания
научно-технических заделов и разработки компоновочных
решений, необходимых для проектирования
экспериментального Л А Х-30. Усилия в основном были сосредоточены на
исследованиях перспективных ВРД, поисках новых материалов,
проблемах гиперзвуковой газодинамики, вопросах компоновки
планера ВКС совместно с силовой уртановкой и разработках
важных для функционирования ВКС подсистем.
При выборе двигательной установки руководствовались
соображениями работоспособности и возможностями по
удовлетворению требований технического задания.
Предпочтительной была признана силовая установка на базе
комбинированных ПВРД/СПВРД, которые обеспечат тягу на большей части
траектории от старта до выхода на орбиту. Исследуются
различные типы ВРД для низких скоростей полета и ЖРД -
76
для выхода на орбиту. ПВРД и ПВРД со сверхзвуковым
горением (СПВРД) были испытаны в ударных и
аэродинамических трубах и потенциал этих ВРД по обеспечению
требуемых характеристик при скоростях полета М^ 25 уже
не вызывает сомнений. НИР в 1989 г. были направлены на
определение среднего уд. импульса и удельных
характеристик ряда вариантов силовой установки на базе общей
принципиальной схемы.
При поисках материалов для конструкции планера и
силовой установки предпочтение отдается алюминийтитановым
сплавам, углеродоуглеродным и керамическим композитам,
композитам с металлической матрицей, материалам с
высокой стойкостью к ползучести и композитам с высокой
теплопроводностью. Ускоренную разработку этих типов материалов
стимулировало образование национального консорциума по
материалам. В консорциум входят фирмы McDonnell Douglas,
Rockwell International, General Dynamics, Rocketdyne** Pratt
and Whitney. Наибольшие средства консорциум намерен
вложить в разработку композитов с металлической матрицей
(38,874 млг долл.) и углеродоуглеродных или керамических
композитов (32,64 млн долл.) из общей суммы
146,482 млн долл. Кроме разработки материалов
консорциум будет создавать технологию заводского изготовления
таких материалов с увязкой сроков подготовки производства
с графиком основных работ по ВКС.
Поскольку Х-30 будет являться ЛА для летной оценки
аэродинамических расчетов, то современная программа
НИОКР в значительной мере сосредоточена на разработке
детализированных расчетных газодинамических моделей
и корреляции этих моделей с результатами многочисленных
экспериментов. Расчетная газодинамика использует
возможности суперкомпьютеров США для профилирования
воздухозаборников, камер сгорания и сопл ВКС
Глубина исследований по ряду подсистем ВКС доведена
до состояния, когда становятся необходимыми испытания
на гиперзвуковом ЛА. Наибольший успех достигнут в
анализе подсистем горючего с шугообразным или жидким
водородом, заправки криогенными жидкостями, подачи
компонентов топлива, теплообменников и турбонасосных агрегатов и
т.п. Имеются достижения в разработке радиоэлектронной
аппаратуры, пилотажного оборудования кабины и приборного
оборудования.
77
НИСЖР по ВКС США ведут 15 университетов и
исследовательских организаций, 34 крупных фирмы, в т.ч. Aerojet
TechSystems, Du Pont Aerospace, DuPont Chemical и т.п.
Состояние программы и финансирование обсуждаютоя в 11
комиссиях и комитетах конгресса США. Программа
контролируется 7 правительственными ведомствами, в т.ч. Центральным
финансово-контрольным управлением, Административным и
бюджетным управлением, Советом национальной
безопасности и т.д.
В Кембриджском университете (Англия)
разрабатываются методы расчета массовых характеристик ВКС с
использованием таких расчетных параметров как доля
орбитальной скорости, создаваемая работой ВРД а,
нормированная разность уд. расходов» топлива ЖРД и ВРД/3, сила
аэродинамического сопротивления D и т.п. При этом
нормирование проводилось по уд, расходу топлива ЖРД. Под уд.
расходом топлива понималось обратное значение величины
уд. импульса. В предложенном в качестве примера
численном расчете для одноступенчатого ВКС со стартовой
массой 250 т при разгоне с помощью ВРД до 1490 м/с (а =
я 0,187) и h = 0,55 масса ВКС в конце активного участка
траектории составит 50,2 т при массе горючего 58,5 т и
массе окислителя 141,3 т. Увеличение а до 0,56 при
прежних остальных параметрах позволит иметь массу ВКС в
конце активного участка траектории 72,7 т при большем на
60% запасе топлива и большей на 37% массе конструкции.
В.А.Карелин
"AIAA Paper", 1989, № 5007
"IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine**,
1989,4, J» 5,3-12
"Journal of Spacecraft and Rockets", 1989f 26f № 2,
124-126. """-
23. Прогнозирование вероятностей аварий трарспортных
космических систем
Анализ» выполненный с использованием доступных данных,
показывает, что аварии при пусках наиболее часто связаны
с двигательными установками (ДУ). Различают аварии,
вызванные конструктивными недостатками, и такие, которые
78
обусловлены недостатками в процессе изготовления
носителя, монтажа, испытаний, проверок и т.д. Аварии,
вызванные конструктивными недостатками, в основном
происходят в нескольких первых пусках носителя, в то время
как аварии обусловленные технологическими причинами
могут возникать случайно в течение всего срока
эксплуатации носителя. Аварийность (А) принято выражать в виде
отношения числа аварийных пусков к общему числу пусков.
На примере кривых А для ракеты-носителя (РН) "Титан-
34 D" можно видеть, что как конструктивная А, так и
технологическая А снижается с увеличением числа пусков. Для
этой РН после 149 пусков общая А составляла 0в047 при
технологической А на уровне 0,02-0,04. Аналогичные
результаты и тенденции совершенствования были получены при
анализе А РН "Атлас" и "Дельта", что, по-видимому,
является следствием общности конструкторских концепций
РН, включающих использование нерезервированных подсистем,
большие коэффициенты запаса, перешедшие от МБР, и
сложные процессы предстартовой подготовки с большой
затратой ручного труда.
Вследствие повышенной А ДУ был выполнен более
детальный анализ этого явления. Была принята следующая
классификация аварий ДУ:
- некритический отказ BF, который не вызывает
последствий за пределами двигательного отсека, напр,
выключение ЖРД;
- катастрофическая авария CF, которая
распространяется за пределы двигательного отсека и приводит к потере
носителя и полезной нагрузки (ПН);
- катастрофическая авария ДУ ступени SF, которая
происходит в полете и приводит к потере ПН.
Установлено, что 2/3 аварий ДУ с ЖРД вызвано
отказами узлов, расположенных вне двигательного отсека. Так,
что оценка надежности с учетом только ЖРД и узлов ДУ
только в двигательном отсеке будет давать завышенные
результаты. Анализ А ДУ различных типов и других подсистем
РН (таблица) показывает, что ДУ с ЖРД на топливе
"жидкий кислород + жидкий водород" еще не были причинами
катастрофических аварий, хотя в одном случае при пуске РН
"Сатурн-5" выключение 2 ЖРД могло стать катастрофическим
из-за особенностей конструкции части ДУ вне двигательного
отсека. Для ДУ ступени получена А 0,007 вследствие утечки
79
Существующая аварийность и прогнозируемая вероятность аварийности
подсистем носителей
Подсистема и
вид аварии
Объект
статистического
анализа
Зафиксированная А
Прогнозируемые значения
для новых систем
Вероятность А
Отношение
к
зафиксированной
А
ДУ на топливе J-£, Для узлов вне двигательного
"ж.О2/ж. Н2" RL-1G, отсека
BF основной 0,014-0,016 0,007-0,014 0,7
CF ЖРД МВКА 0-0,003
SF
0,007
0,001-0,003
0,001-0,002
1
0,2
ДУ на
высок окипящих
топливах и
"ж. 02/ RPM
BF
CF
SF
PH
Для узлов вне
двигательного отсека
0,006-0,008 0,004-0,006 0,7
0-0,002 0-0,002 1
0-0,0012 0-0,001 1
Бустерный РДТТ
Секциониро- РН
ванный/СУВТ "Титан" 0,006
Монолитный "Кастор"
"Дельта" 0,0006
Усовершенствованные РДТТ
0,003-0,006 0,75
0,001-0,002 2,5
Подсистема
наведения
"Титан"
"Дельта"
"Центавр"
Резервированные подсистемы
0,004-0,009 0-0,002 0,15
Другие под- "Титан" Резервированные подсистемы
системы "Дельта" с контролем
работоспособности
"Центавр" 0-0,022 0,003-0,007 0,45
Обозначения: СУВТ - система управления вектором тяги
80
топлива в баковом отсеке ступени "Центавр". ДУ с ЖРД на
высококипящих топливах давали меньше некритических
отказов, однако катастрофическая А была практически на том
же уровне. Применительно к ДУ с РДТТ наибольшая
статистическая информация имеется по РДТТ "Кастор", для
которых катастрофическая А по 1600 РДТТ составляет
0,0006. Для бустерного РДТТ РН "Титан"
катастрофическая А получена 0,006.
Прогнозирование вероятности А ЖРД на топливе "жидкий
кислород + жидкий водород" для перспективной транспортной
космической системы ALS может быть осуществлено путем
нормативной экстраполяции А узлов ДУ вне двигательного
отсека и катастрофической А двигательного отсека. Бустер-
ные РДТТ с секционированным корпусом, по-видимому/будут
более надежными по сравнению с современными.
Повышенная вероятность А бустерных РДТТ с монолитным
зарядом твердого топлива получена на основе принятой
зависимости А от размера РДТТ одной конструктивной схемы.
В соответствии с техническим заданием надежность
ALS должна быть 0,98, т.е. допускается А 0,02 для
системы в целом. Если для системы наведения
прогнозируемая вероятность А будет 0,001, а для других
подсистем - 0,005, то допустимая вероятность А всех ДУ
составит 0,014.
Используемые методы нормативной экстраполяции
базируются на статистических данных по А систем или
подсистем. Они отражают результаты опытной отработки
конструкций. Вместе с тем развиваются методы достижения
заданной .надежности на стадии проектирования. Так в Юго-
западном научно-исследовательском институте выполняется
программа разработки метода вероятностного анализа
конструкций PSAM. Это метод предназначается для
использования при расчетах наиболее ответственных узлов и
деталей следующего поколения основных ЖРД МВКА. В
долгосрочной Перспективе он может быть использован очень
широко для эффективного расчета конструкций, на
работоспособность и характеристики которых значительное
влияние оказывают случайные переменные. Случайные
переменные узла или детали, к которым, в частности, относятся
геометрические размеры, масса, собственная частота
колебаний и т.п., могут быть охарактеризованы
экспериментально или теоретически различными моделями распределения и
и1 81
функциями плотности вероятности. Для связи случайных
переменных и процессов используются модели отклика, которые
дают зависимости величин выходных характеристик
конструкции или системы от независимых случайных переменных,
таких как свойства материала, нагрузки, допуски на
геометрические размеры и т.п. Выходными характеристиками
дпя несущей конструкции могут быть напряжения, изгибы,
напряжения потери устойчивости, собственная частота
колебаний и т.п. Модели отклика находятся методами
численного решения, экспериментально или другими
доступными методами. Совместное использование функций
случайного распределения для совокупности деталей или узлов с
моделями отклика, выраженное в виде алгоритма, позволяет
осуществить быстрое интегрирование вероятностей и
оценить чувствительность конструкции к различным воздействиям
в различных их случайных сочетаниях. Разработанная
программа NESSUS для нелинейной оценки стохастических
конструкций под нагрузкой содержит модули для описания*
случайных пространственных полей температур или давлений
но поверхности, моделей отклика, быстрого интегрирования
вероятностей и т.д. Программа была применена для расчета
А газового баллона с фланцевым уплотнением. При этом
Л характризовалась величиной утечки газа. Задача свелась
к расчету вероятности превышения допустимой величины
утечки через уплотнение вследствие неопределенностей в разности
давлений по сторонам уплотнения, предварительном натяже-
нии болтов, жесткости болтов и жесткости уплотнительного
кольца. Была разработана модель отклика, включающая
расчет ширины зазора в уплотнении и расчет величины расхода
в функции ширины задора. Расчеты по программе NESSUS
с использованием заданных диапазонов неопределенностей
дали удовлетворительные результаты. Фирма Rocketdyne с
помощью этого метода проводит анализ турбинных лопаток
ЖРД с целью определения участков, где имеется вероятность
превышения допустимых напряжений вследствие случайностей
в свойствах материалов, ориентации монокристаллов,
производственных допусках и т.п.
В целом, как считают, метод PSAM позволяет
оценивать вероятность А системы при движении с низших
наиболее простых уровней структуры, в то время как
статистические методы отражают движение с верхних наиболее
сложных уровней. В долгосрочной перспективе по мнению фирмы
82
L-Systems возможна разработка методов выявления
признаков и управления относительными вероятностями
некритических отказов в двигательном отсеке и
катастрофических аварий. Предполагается, что сложные системы
мониторинга работоспособности и регулирования дадут
возможности для дальнейшего снижения А ДУ с ЖРД на всех
этапах1 эксплуатации. В.А.Карелин
••Aerospace America*', 1988,^6, № 11,36-39-; 1989,
24. Первый этап рроектировария мини-МВКА "Гермес"
Разработка мини-МВКА "Гермес" увязывается с
созданием ракеты-носителя (РН) "Ариан-5", первый пуск
которой намечен на 1995 г, с нового стратового комплекса
ELA-3 Гвианского космического центра, РН длиной
~5О м со стартовой массой ^700 т рассчитывается на
грузоподъемность на переходную геостационарную орбиту
6,9 т или на низкую околоземную орбиту - 18 т. Одним
из назначений РН будет вывод на орбиту мини-МВКА с
массой >23 т. Первый беспилотный старт мини-МВКА
планируется на 1998 г. В 19S9 г. должен быть осуществлен
старт с 3 астронавтами на борту. Считается, что для
выполнения полета пилотируемого мини-МВКА надежность
РН должна быть не ниже 99,9%.
Для предыдущих РН серии "Ариан" считалось
достаточным иметь надежность 0,9. Если для РН "Ариан-Зм
было достаточным, что 4 ЖРД "Викинг" первой ступени
запускались до отрыва от стартового стола, а бустерные
РДТТ - после отрыва, то для РН "Ариан-5" принято
дополнительное условие, что запуск бустерных РДТТ происходит
после контроля функционирования ЖРД "Вулкан" на
криогенном топливе. С целью повышения надежности проведено
упрощение конструкции ЖРД третьей ступени. Здесь
применяется ЖРД на самовоспламеняющемся топливе с вытеснитель-
ной подачей компонентов. Приборное оборудование и
системы связи будут иметь 2-3-кратное дублирование и их
функционирование будет постоянно контролироваться средствами
самоконтроля. Программа повышения надежности включает
проведение нескольких сотен испытаний ЖРД "Вулкан",
Новый стандарт надежности, заложенный в проект РН
"Ариан-5", будет одним из факторов сохранения и упрочне-
И-2 ■ 83
ния положения фирмы Arianespace на мировом рынке
коммерческих, выводов ИСЗ.
По утверждению наблюдателя из ФРГ создание мини-МВКА
базируется на обычной современной ракетно-космической
технике. Вместе с тем требуются новейшие исследования
по многочисленным научным направлениям прежде всего
для достижения максимальной безопасности и надежности.
Это относится как к применению конструкционных
материалов и бортовых компьютеров с искусственным
интеллектом, так и к поиску аэродинамической схемы для
обеспечения оптимальных летных качеств при дозвуковых и
гиперзвуковых скоростях полета. В качестве конструкционных
материалов предлагаются титановые и алюминиевые сплавы,
в для теплозащитных покрытий - у глероднокерам ические
композиты,
В соответствии с контрактом на 2,9 млрд фр.фр. фирмы
Aerospatiale, Dassault и еще ~ 220 западноевропейских
фирм обязались к концу 1990 г. выполнить первый этап
проектирования (НИОКР) мини-МВКА, В результате должно
быть показано удовлетворение требований по
аэродинамическим характеристикам в широком диапазоне скоростей
полета, по тепловому режиму конструкции, по
работоспособности топливных элементов и т.п. Должны быть согласованы
условия монтажа мини-МВКА на РН, а также условия
стыковки и совместного полета мини-МВКА с ООКС. Общая
стоимость программы, определенная на совещании
министров стран-членов агентства ЕКА в 1987 г. в Гааге, была
'Л2 млрд фр.фр. (4,5366 млрд долл.). Из них на аван-проект
и предварительные НИР были израсходованы 104,6 млн долл.
Стоимость первого этапа проектирования оценена в
^530 млн долл. Программу финансируют Франция (43,5%),
ФРГ (27%), Италия (12,1%) и еще ряд западноевропейских
государств.
Предварительные НИР позволили определить основную
конструктивную схему мини-МВКА принятой модели 8MICB 2
и некоторые характеристики. Мини-МВКА этой модели
состоит из воздушно-космического аппарата (ВКА) ASH,
ресурсного модуля MRH и модуля двигательной установки МРН,
которые стыкуются последовательно. Общая длина мини-
МВКА составляет 19,3 м, а масса 23,9 т при массе
полезной нагрузки 3 т. За счет массы топлива 6 т
маршевого ЖРД и массы переходных конструкций крепления к РН
84
общая масса мини-МВКА достигнет 31 т. В целом
считается, что модель 8М1СВ2 удовлетворяет поставленным
требованиям по массе при выходе на орбиту 23,35 т.
Начальная орбита имеет перигей 140 км, апогей 463 км и
наклонение плоскости 28,5°.
ВКА будет иметь длину 12» 6 9 м, размах крыльев 9 м
и диаметр фюзеляжа 2,74 м. Его стартовая масса
принята 13,9 т. Ресурсный модуль длиной 5,1 м
предполагается выполнить в виде усеченного двойного конуса. Его масса
будет составлять<8,5 т. Модуль двигательной установки
длиной 1,55 м будет выполнен цилиндрическим. Его масса
составит < 2 т,
Как беспилотный транспортный корабль мини-МВКА должен
иметь грузоподъемность 15 т на орбиту с высотой 400 км
или 8 т - на переходную геостационарную орбиту. Считается
возможным проводить до 6 пилотируемых полетов мини-
МВКА в месяц по автономным программам и по одному
полету в 3 месяца - при действиях совместно с ООКС.
Маневренность мини-МВКА будет на уровне маневренных качеств
космического корабля "Союз*.
На первом и втором этапах проектирования центр CNES
планирует широко использовать машинное моделирование как
всей системы мини-МВКА с era инфраструктурой, так и
отдельных подсистем для сокращения времени работ по
согласованию функционирования подсистем и решения
конструкторских задач. Кроме того, будут применяться машинные
эксперименты для оценки работоспособности различных
материалов, устройств и подсистем при моделированных условиях
реального полета. Напр, для подсистемы активного
терморегулирования, включающей радиаторы отвода тепла или
испарители, разработана машинная модель MSTH. Она
позволяет определять тепловой режим в каждом отсеке мини-
МВКА в зависимости от внешних условий, в т.ч. при входе
в атмосферу. Для несущей конструкции расчетная модель
выполнена в виде сетки, содержащей 18000 узлов. Расчеты
методами конечных разностей позволяют найти деформации
отдельных участков поверхности, несущую способность
конструктивных элементов, оценивать режимы взаимодействия
конструкции с обтекающим потоком для выявления флаттера,
бафтинга и т.п.
Спасательная система, которая стала предусматриваться
после катастрофы МВКА США с орбитальной ступенью "Чел-
ленджер", в современном варианте представляет собой 3
катапультируемых кресла, снабженных защитными кожухами
от внешних воздействий высокоскоростного полета.
На основе мини-МВКА "Гермес" фирма Aerospatiale
разработала свой вариант спасательного, аппарата CERV для
ООКС. Адаптация этого спасательного аппарата к ООКС
будет проводиться совместно с фирмой Lockheed* С
этой це„1ью будут построены еще 2 мини-МВКА, один из
которых будет использован для проведения исследований и
аттестации в летных условиях. В.А.Карелин
"Aeronautique et Astronautiquef\ 1989t №3-4,135-
141
"Air et Cosmos", 1989, 27, № 1239, 43; » 1241,164,
173,175
"Astronomie und Raumfahrt *\ 1989f 27, № 2, 43-44
"Ftug RevueM,lft89f № 7, 6-7 ~*
"Revue Aerospatiale", 1989, J# 60, 24-27
25. Мероррряуия цо обеспечению частичной ра^рхррпрсфбдорти
ИСЗ Hipparcos
8 августа 1989 г. РН "Аркан" вывела
астрономический ИСЗ Hipparcos, который был разработан и
изготовлен по заказу агентства ЕКА, на промежуточную к
геостационарной орбиту высотой 210^ 36 ООО км. Из-за отказа
воспламенения бортового апогейного двигателя не удались
многократные попытки вывести ИСЗ на расчетную
геостационарную орбиту. Для увеличения длительности пребывания ИСЗ
на нерасчетной эллиптической орбите решено повысить высоту
орбиты в перигее до 400-600 км за счет двухчасового
включения сопел системы ориентации (тяга сопла 5Н) с
расходом 29 кг гидразина. Больший расход топлива
допустить нельзя, так как в дальнейшем потребуется обеспечивать
соответствующую ориентацию и стабилизацию ИСЗ в
пространстве.
Как считает агентство ЕКА, ИСЗ Hipparcos при
нахождении на нерасчетной орбите все же сможет определить
положение 120 тыс. звезд, которые заложены в его
бортовую программу. Однако точность определения будет в 10 раз
меньше, чем на геостационарной орбите, но все же в 15 раз
выше, что обеспечивают наземные обсерватории. Каждая из
звезд станет объектом наблюдения 10 раз вместо планиро-
86
вавшихся 80-ти раз. Д-р Перримен (научный руководитель
проекта Hipparcos) считает, что удастся определить
местоположение и звездную величину изучаемых звезд (по
расчетной программе предусматривалось также определение
параллакса звезд и их движений). Длительность ожидаемого
срока службы ИСЗ (расчетный срок службы был 2,5 года)
удастся определить по истечении одного месяца работы на
нерасчетной орбите, когда будут получены фактические дан-
ные по деградации характеристик панелей солнечных батарей
вследствие воздействия заряженных частиц в радиационных
поясах Земли (ЙСЗ будет проходить через эти пояса с
интервалом 10 часов). Частота вращения корпуса ИСЗ вокруг
своей оси будет уменьшена с 60 до 30 об/минв
Б.И.Ермишкин
"Flight International", 1989, 136# № 4186, 24
26. Возможности рроведения астрономических исследований
автоматическимц КА типа "Эксплорер*
НАСА одобрило исследования по изучению возможности
запусков нового поколения автоматических КА для лучшего
понимания процессов, происходящих в черных дырах и
сильно удаленных квазарах, а также для изучения процессов
образования ядер частиц солнечного ветра и
неисследованных слоев атмосферы Земли. Вышеупомянутые исследования
должны проводиться в соответствии с концепцией "Экспло-
рер*. Примером может служить автоматический К А ШЕ
(International Ultraviolet Explorer), от которого непрерывно
поступает поток данных о многочисленных
астрофизических объектах, включая недавно обнаруженную сверхновую
звезду.
В настоящее время ведется разработка нескольких КА
типа "Эксплорер" со сроками запуска в начале 90-х годов
с целью изучения: космического микроволнового фона;
коротковолнового УФ-излучения от близлежащих звезд;
переменных источников рентгеновского излучения. В середине
90-х годов может быть произведен запуск нескольких КА
(с помощью МВКА "Спейс Шаттл" или одноразовых РН)
для проведения ряда исследований:
КА LFUSE (Lyman Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer-
KA "Эксплорер" для спектроскопических исследований Лай-
ман-излучения в дальней части УФ-диапазона). Научным
87
руководителем проекта является д-р Уоррен Моос из
университета Джонса Гопкинса (Балтимор, шт. Мэриленд); в состав
группы входит 19 специалистов из 14 американских и
западноевропейских исследовательских организаций.
КА NAE (Nuclear Astrophysics Explorer - КА "Экспло-
рер" для ядерных астрофизических исследований), с помощью
которого будут изучаться физические процессы в черных
дырах и нейтронных звездах, а также динамика сверхновых
звезд и процессы синтеза ядер. Аппаратура КА обеспечит
получение спектров гамма-излучения с высокой разрешающей
способностью, которые отражают химическое и физическое
состояние изучаемых объектов. Чувствительность аппаратуры
в 100 раз выше, чем у существующей космической
аппаратуры. Исследования проводятся группой из 22 специалистов,
представляющих восемь исследовательских организаций
США и Франции. Возглавляет группу д-р Джеймс Матте-
сон из Калифорнийского университета в Сан-Диего.
К А АСЕ (Advanced Composition Explorer -
перспективный КА "Эксплорер" для изучения состава космических
объектов) предназначается для исследования частиц
солнечного, межпланетарного и галактического происхождения.
Научным руководителем является д-р Эдвард Стоун из
Калифорнийского технологического института (г. Пасадена). В
состав группы исследователей входят специалисты из
американских и западноевропейских университетов и из центра
им. Годдарда (Гринбелт, шт. Мэриленд).
КА MLTE (Mesosphere-Lower Thermosphere Explore*,-. KA
"Эксплорер" для исследований мезосферы и нижних слоев
термосферы) будет изучать химический состав,
энергетические уровни и перемещения атмосферы в мезосфере и
нижних слоях термосферы. Эти районы околоземного
пространства слабо изучены, так как находятся выше достижимости
шаров-зондов и ниже высоты полета ИСЗ. Научный
руководитель - д-р Пол Хавс из университета Энн-Арбор - работает
совместно со специалистами университета шт. Колорадо
(Боулдер) и Лэнглийского НИЦ НАСА (Хэмитон, шт.
Вирджиния).
Исследования К А типа "Эксплорер" потребуют от 100 до
4ОО тыс. долл. на каждый из проектов. Общее руководство
осуществляет отдел астрофизических исследований управления
88
OSSA, которое входит в состав НАСА, и НИЦ им. Год-
дарда. Б.И.Ермишкин
Space Age Times", 1989,15, № 3-5, 29
"S
27. Предложение о запусках малых межпланетных
КА с помощью электромагнитных ускорителей
Сотрудник Лаборатории реактивного движения (JPL)
Росс Джоунс выступил с предложением об использовании
электромагнитных ускорителей (рельсовых пушек) для
запусков большого числа малых КА (массой 1-2 кг) для
исследований Солнечной системы, НИОКР по
электромагнитным ускорителям (ЭМУ) ведутся управлением SDIO
в рамках программы СОИ. ЭМУ, выведенные на
околоземные орбиты, смогут производить запуски автоматических КА
в сторону Солнца, планет Солнечной системы, астероидов,
комет и в межпланетное пространство. Например, с помощью
таких КА можно изучать атмосферы планет и химический
состав вещества комет и астероидов.
Низкая стоимость малых КА даст НАСА возможность
производить ежегодно от 10 до 50 запусков. Эти затраты
будут значительно меньше стоимости только одного
современного межпланетного КА, которая находится в пределах
от 300 до 800 млн долл. Недостаток малых КА -
ограниченность объема для размещения научной аппаратуры -
будет компенсироваться сокращением сроков полета КА.
Например, КА "Вояджер-г" (масса 0,9 т), запущенный с
мыса Канаверал с помощью РН " Атлас -Центавр", затратил
более четырех лет на полет к Сатурну (при этом
длительность полета была значительно сокращена за счет
ускорения КА в гравитационном поле Юпитера). КА массой
около 1 кг может быть с помощью ЭМУ сравнительно просто
разогнан до скорости 9,7 км/с, что позволит совершить
полет к Сатурну за два года. Б.И.Ермишкин
"Space Age Times", 1989,15, № 3-4, 15
89
28. Значение первого пуска ракеты-носителя Тр
14 июня 1989 г. с мыса Канаверал был осуществлен
первый пуск наиболее грузоподъемной ракеты-носителя (РН)
США "Титан-^". РН длиной 52,2 м с 2 бустершими РДТТ
рассчитана на доставку полезной нагрузки с массой 17,69 т
на орбиту с высотой 240-480 км или 4,53 т - на
геостационарную орбиту. Пуск РН "Титан^" представляется
значительным шагом в восстановление транспортного
космического потенциала США после катастрофы МВКА с
орбитальной ступенью "Челленджер" yi аварий РН "Титан-34р *
в 1985 и 1986 гг. По оценке наблюдателя журнала
*'Nature" этот пуск знаменует конец периода, в течение
которого космическая программа США пересматривалась и
реорганизовывалась после произошедшей катастрофы. НА-
личие в распоряжении НАСА и МО США ряда РН м. МВКА
свидетельствут о восстановлении большей части транспортных
космических возможностей и гибкости планирования
космических программ. Прекращение полетов МВКА после
катастрофы задержало вывод 40 разведывательных и других
объектов.
РН Титан-4* предназначается в первую очередь для
военных ведомств, которые достаточно долго находились в
зависимости от функционирования МВКА. После катастрофы МВКА
ВВС США получили средства на постройку 13 РН *Титан-4*в
ВВС США планируют построить еще 20 таких РН и,
возможно, дополнительно 6 РН. Расходы на постройку РН для ВВС
США в период 1988-1994 гг. составят 14,1 млрд долл.
Стоимость РН *THTaH-4" оценивается в 217,8 млн дЬлл.
В первом пуске РН на орбиту был выведен ИСЗ DSP,
оснащенный ИК-телескопом для обнаружения пусков МБР по
факелам РД.
НАСА предполагает использовать РН *Титан-4* для
вывода К A CRAF в сторону кометы Копффа с пролетом
около астероида Бамберга, хотя осуществление этой программы
сначала планировалось с помбщью МВКА. В.А.Карелин
"Nature", 1989, ДД9, №6226, 567
"Space TodayM, 1989, Д № 6, II
90
29, Р§|^9Р9ТРУКЦЦЯ Центра управления, пилоуируемык^
полетами в космическом центре им. Джонсона
Центр управления пилотируемыми полетами в
космическом центре им, Джонсона (Хьюстон, шт, Техас), который
был создан в 60-х годах, подвергся коренной
реконструкции. Если раньше телеметрическая информация,
поступившая в борта космических кораблей (КК), представлялась
на экранах черно-белых дисплеев в виде колонок цифр и
буквенных обозначений очень трудных для восприятия
специалистов центра, то теперь после переоснащения программного
обеспечения и введения элементов искусственного интеллекта
(ИИ) на цветных дисплеях воспроизводятся наглядные и
простые для восприятия графики. Первый этап реконструкции
центра был завершен к сентябрю 1988 г., когда
возобновились полеты МВКА "Спейс Шаттл".
' Как заявил Муратор (руководитель отделения центра),
введение дисплеев для воспроизведения цветных графиков
и диаграмм сильно упростило наблюдение за ходом полета и обес-*
печило быстрое обнаружение неисправностей, возникающих в
каких-либо системах МВКА " Спейс Шаттл*'. Замена старых
консолей производилась поэтапно. Каждый новый блок
программного обеспечения испытывался в ходе реальных
полетов параллельно со старыми блоками воспроизведения
телеметрической информации,
В новом программном обеспечении используется
разновидность ИИ, именуемая экспертной системой, которая
получила широкое распространение в ряде областей науки, от
составления медицинских диагнозов и до интерпретации
сейсмических данных. Особенность экспертной системы,
используемой в центре управления пилотируемыми полетами, -
возможность принятия радикальных решений, от которых
зависит судьба полета, в течение долей секунды. Например,
ТМ-информация, поступающая с борта МВКА "Спейс Шаттл",
позволяет благодаря использованию экспертной системы
очень быстро определить характер неисправности,
возникшей в двигательной установке МВКА. Новая система
управления полетом позволяет не только уменьшить число
операторов, но и сократить на 25% длительность обучения
операторов (с двух до полутора лет). Б.И.Ермишкин
12-2
"Science", 1989, 2i4, № 4908, 1044-1046
91
30, Новре в организации испытаний авиакосмической
техники в США
Производители аэрокосмической техники и
правительственные организации рассматривают возможность создания
независимых лабораторий для проведения испытаний и
верификации различных изделий, а также для анализа
сложных систем. Несмотря на то, что большинство крупных
аэрокосмических компаний имеет собственные
испытательные комплексы, возрастающая сложность военной техники
требует создания таких условия для проведения
квалификационных и приемо-сдаточных испытаний, которые не могут
быть обеспечены силами и средствами одной компании.
Выход из такой ситуации специалисты видят в тесном
сотрудничестве с двумя крупнейшими независимыми
испытательными фирмами США - National Tests Systems (NTS) и
Wale - которые располагают уникальным испытательным
оборудованием: высотными камерами, комплексом
имитации ударной волны, вибрационными стендами, акустическими
камерами и мощными центрифугами. Работа этих
лабораторий в рамках контрактов с различными компаниями и
правительственными организациями, включая неаэрокосми-
ческие и военные, окажется экономически выгодной для обеих
сторон.
NTS является наиболее мощной из упомянутых выше фирм.
В ее состав входят шесть лабораторий. В 1988 г. фирма
выполнила заказы на 29 млн долл. Испытательное
оборудование NTS позволяет имитировать широкий спектр условий
окружающей среды: холод и жару, пыль, ветер, песок,
морской туман, влажность, дождь, изморозь, солнечную
радиацию, большие высоты и условия взрыва. Кроме того,
возможны:
- Создание высокого уровня шумов в сочетании с
высокой температурой. Максимально достижимый уровень
шумов составляет 179 дБ. Фирмой проведены испытания
материалов обшивки ВКС NASP и изоляционных материалов
при температуре 1100° С и уровне шумов 165 дБ.
- Испытания на центрифуге с перегрузками до 1000 Д,
Фирмой разработана центрифуга радиусом ок. 20 м с
приводом от двух 400-сильных дизелей. Центрифуга
предназначена для имитации условий работы ракетных двигателей в
92
момент запуска и изучения характеристик горения при
высоких температурах.
- Имитация воздействия ударной волны. Максимальный
уровень перегрузок, достигнутый при испытаниях, составил
100 тыс. д/ в, течение 1 мкс.
Среди завершенных и перспективных планов фирмы:
- Тепловые испытания стекол пилотской кабины
бомбардировщика В-2* Необходимо выяснить, как влияют перепады
температур и давления на прозрачность стекол.
- Акустические испытания головных частей МБР и их
обтекателей,
- Испытания ракеты Hellfire на совместимость с
пусковым устройством вертолета.
- Квалификационные испытания ракеты класса "воздух-
воздух" AM R A AM.
- Квалификационные испытания четвертой ступени ракеты
MX, полностью снаряженной топливом. .
Значительную долю в общем объем работ фирмы
составляют секретные испытания. Т.А.Антонова
"Aviation Week and Space Technology", 1989,130,
№ 21, 110-111
31. Модернизация "чистой" камеры на предприятия Фирмы
Lockheed
На предприятии фирмы Lockheed в Саннивейле (шт. Ка-
лифония) завершена крупная реконструкция так называемой
"чистой" камеры, что позволит собирать в перспективе
крупногабаритные КА* В результате реконструкции
установлено два новых стенда вертикальной сборки и мостовой
кран грузоподъемностью 30 т. Установлена новая
осветительная система: вместо 164 ртутных газоразрядных
ламп смонтировано 78 галоидных светильников^
Модернизированный по способен выдерживать нагрузку до 90 т.
Перемещение собранных КА из одного помещения в другое
осуществляется на воздушной подушке.
Класс чистоты камеры равен 100 000. Это означает,
что 1 м^ профильтрованного воздуха содержит не более
3,5 млн частиц размером более 0,5 мкм. В камере
создан вертикальный ламинарный воздушный поток, в
93
котором воздух поднимается к потолку, проходя сквозь
высокоэффективные фильтры, и спускается вниз со
скоростью 27 м/мин на уровень пола, проходя вновь через
дополнительные фильтры.
Эффективность системы 99,97%..Обновление воздуха в
камере происходит каждый 4 минуты. В час перемещается
400 тыс. м3 воздуха. Камера имеет площадь 37,2 * 28,2 м.
Высота хамеры 35,4 м. Это позволяет производить
сборку крупногабаритных ИСЗ, в том числе и тех, что
выводятся в отсеке полезной нагрузки МВКА "Спейс Шаттл*'.
Т. А# Антонова
'•Aviation Week and Space Technology", 1989, 130,
№ 24, 303
АВТОМАТИКА И РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
32» Статистический подход к руго^делению ^^ру
погрешности при калибровке изображений РСА
Основная цель использования радиолокационных
изображений состоит в получении некоторых биофизических и
геофизических параметров наблюдаемого участка поверхности
посредством анализа записанных сигналов. Для когерентных
радиолокационных систем, таких как РСА/ (с синтезированием
апертуры), записанный сигнал содержит йак фазовую, так и
амплитудную информацию. И хотя недавние исследования
показали возможность извлечения и использования фазовой
информации из данных РСА, на практике часто используется
только амплитудная информация.
Использование амплитудной информации требует применения
процесса нормализации, с тем чтобы исключить различные
эффекты, связанные с особенностями радиолокационных
систем. Результатом такой нормализации обычно является
оценка эффективной площади рассеяния (о) или
коэффициента рассеяния (^°) на поэлементной основе для
различных объектов, изображение которых должно получаться с
помощью РЛС. Такая нормализация может рассматриваться
как радиометрическая калибровка.
94
При исследованиях в области океанографии или изучения
земных ресурсов объекты, подлежащие визуализации,
обычно распределены и по, своей природе* не являются
точечными целями» По этой причине специалисты Мичиганского
университета (США) изучали особенности радиометрической
калибровки РСА для таких распределенных целей.
В результате проведенных исследований получена модель,
которая может быть использована для получения границы
относительной погрешности применительно к абсолютной или
относительной радиометрической калибровке изображений с
РСА. Хотя для оценки применимости этой модели
использовалась самолетная РСА, модель может быть
применена и к РСА космического базирования. Проверка модели
первоначально осуществлялась с использованием данных,
получаемых с каналов на основной поляризации системы
Р-3 /SAR,
Модель полезна как для разработчиков, так и для
пользователей РСА. Специалисты по анализу изображений и
пользователи могут применить модель для определения
ожидаемых границ относительной погрешности для данной РСА*
Кроме того, полученное с помощью указанной модели
результаты могут быть использованы разработчиками РСА
для оценки того, &о какой степени следует
минимизировать отдельные параметры РСА, чтобы обеспечить
требуемые калибровочные условия.
Наиболее существенные результаты проводившихся
исследований по оценке описанной модели состоят в следующем:
~ Единственным наиболее существенным источником
погрешностей при радиометрической коррекции
изображений РСА является процедура измерения диаграммы
направленности (ДН) антенны по коэффициенту усилений G(69 9 ).
- Если величина отношения амплитуд сигнала и
аддитивного шума А/Ап меньше 4 (12 дБ по амплитуде и
6 дБ по мощности), при радиометрической коррекции
данных РСА могут наблюдаться значительные погрешности.
- Для самолетных РСА, когда участки
поверхности, которые должны калиброваться, наблюдаются при углах
падения менее 20 , возможно существенное повышение
границы относительной погрешности*
- Результаты проведенных исследований показывают,
что для данной РСА не существует единственной величины,
определяющей границу погрешности, поскольку наблюдаются
95
существенные вариации, обусловленные вариациями как угла
падения волны на наблюдаемый участок, так и величины а°
объекта по отношению к эквивалентной шумовой величине а°
РСА (которая также изменяется в функции угла падения
волны).
Таким образом, хотя могут быть предприняты шаги по
ограничению влияния наиболее существенных источников
погрешностей, таких как ДН антенны и эквивалентное шумовое
значение о° РСА, на практике могут встретиться ситуации,
когда наблюдается существенное повышение границы
относительной погрешности.
При определении того, насколько сильно необходима
радиометрическая калибровка РСА, важно принимать во внимание
конкретное применение изображения с этой РСА. Различные
применения изображения с РСА включают: 1) радарграм-
метрию; 2) картирование особенностей поверхности; 3)
классификацию изображений; 4) извлечение относительных или
абсолютных величин о° для проверки моделей
радиолокационного рассеяния или для ввода таких данных в алгоритмы по
прогнозированию биофизических характеристик наблюдаемого
участка поверхности.
Для первых двух применений может потребоваться
незначительная калибровка. Как показали недавние
исследования, для осуществления классификации изображения РСА
требуется информация как об интенсивности изображения, так и
текстуральная информация. При получении величины а° из
изображения РСА граница относительной погрешности для
данной выборки будет определяться: 1) разрешением РСА;
2) размером участка наблюдаемой поверхности; 3) границей
относительной погрешности, связанной с радиометрической
калибровкой РСА.
Таким образом, при определении степени необходимости
радиометрической калибровки, специалисты должны исходить
из числа выборок, которые они хотят получить с данного
участка поверхности.
Испытания показали, что фактические погрешности во
всех случаях не превышали 0,3 дБ предсказанные согласно
модели. М.Е.Фикс
"IEEE Trans. Geosci. and Remote Sens.11, 1989,jtf,
ft 4, 416-427
96
33. Алгоритм RADTRAN для расчета пропускания волн
атмосферой и особенностей наблюдаемой поверхности в
микроволновом диапазоне
Алгоритм RADTRAN предложен Геофизической лабораторией
ВВС США для расчетов пропускания волн атмосферой и
спектра радиояркостных температур в диапазоне частот 1-
300 ГГц. Этот алгоритм *тсто применялся для моделирования
микроволновых систем при изучении их работы в процессе
наблюдений земной поверхности с борта самолета или ИСЗ.
Подобные применения требуют возможности расчета
пропускания волн атмосферой, с тем чтобы получить реальную
модель особенностей наблюдаемого участка поверхности в
микроволновом диапазоне с учетом вариаций поляризации и
частотной зависимости излучательной способности
поверхности.
Часто подобные данные могут быть получены опытным
путем, однако возможности полевых измерений как правило
ограничены. По этой причине и был создан алгоритм
RADTRAN (с соответствующим пакетом программ),
позволяющий моделировать многие факторы численно, что весьма
важно применительно к разработке методов и средств
дистанционного зондирования.
Выбор типа наблюдаемой поверхности в соответствии с
алгоритмом RADTRAN зависит от требований, предъявляемых
потенциальными пользователями. Среди различных типов
выбираемых поверхностей: океанская поверхность в
спокойном состоянии или при наличии волнения; однолетний или
многолетний лед; влажный или сухой снег на суше; влажная
или сухая почва} растительный покров. Простейшая модель
диэлектрического слоя обеспечивает учет земли под снегом,
почвой или растительным покровом. Спокойный океан и
суша также моделируются как простые диэлектрические слои.
Для других типов поверхности требуются более сложные
модели, в частности, с применением слоев, содержащих
случайно распределенные дискретные рассеиватели, или
сплошных сред со случайными характеристиками. При этом уже
учитываются несколько слоев.
Таким образом, различные типы поверхности могут
моделироваться:
- как один слой с однородными диэлектрическими
свойствами;
13-! 97
- как один слой, содержащий случайно распределенные
дискретные рассеиватели;
- как два граничащих слоя, каждый из которых может
иметь приведенные выше характеристики.
Наиболее характерным примером поверхности первого
типа может служить океанская спокойная поверхность,
моделируемая как полупространство с однородной средой и
микроволновыми диэлектрическими свойствами, которые могут
быть рассчитаны по формуле Дебая. Морская поверхность с
вызванным ветром волнением моделируется как слой со
случайно распределенными дискретными рассеивателями с
периодической шероховатой поверхностью. Однолетний и
многолетний морской лед моделируется с помощью граничащих
слоев, причем многолетний морской лед содержит включения
случайных дискретных рассейвателей.
Проводилась проверка работы алгоритма RADTRAN. Для
этой цели с результатами моделирования сравнивались
данные, полученные с помощью микроволнового устройства
зондирования и картирования (SSM/I)f установленного на борту
военного метеорологического ИСЗ DMSP. Результаты
сравнения показали достаточно хорошее «совпадение
экспериментальных и расчетных данных^ В процессе указанного
сравнения выявилась также необходимость в уточнении моделей,
особенно для влажной почвы, снега и морского льда.
М.Е.Фикс
"IEEE Trans. Geoscu and Remote Sens/1, 1989,
j!7, № *4., 433-440
34. Цримеоы применения рскусртвенного интеллекта (ИИ)
в США
ИИ в последние несколько лет начал получать в США
практическое применение. Об этом свидетельствуют
материалы первой национальной конференции по вопросам
использования ИИ, которая состоялась в середине 1989 г. в Стан-
фордом университете. Как заявил сопредседатель конференции
Олэн Рапопорт (президент фирмы Neuron Оа1а,Пало-Альто».
шт. Калифорния), уже вложены миллионы долларов в
"инженерию знаний", которая предназначена для извлечения
соответствующих правил от высококвалифицированных экспертов
98
и еще больше средств в машины специального назначения
типа LISP, в которых используются программы ИИ.
Примером успешного применения ИИ является
переоборудованный центр управления полетом МВКА "Спейс Шаттл".
На конференции в Стандфордском университете обсуждались
только вопросы практического применения ИИ, а не
лабораторные образцы и блестящие идеи. Наиболее характерными
примерами являются системы TARA (Technical Analysis and
Reasoning Assistant) и FRESH (The Force Pequiment
Expert System).
Система TARA - экспертная система, которая
разработана фирмой Manufacturers Hanover Trust Company (г. Нью-
Йорк), для облегчения работы иностранных деловых людей
при операциях с валютой. При обменных операциях
приходится постоянно следить за курсом 15 важнейших валют и
множеством других валют* Маклеры общаются между
собой с помощью 120-канальных телефонных линий связи, они
не имеют возможности отлучиться с биржи на обед. Даже
наиболее квалифицированные маклеры могут предсказать
изменения курсов валют с точностью не выше 60%. Система
TARA значительно облегчает труд маклеров и увеличивает
точность прогнозов. Система учитывает изменения в курсах
валют с опозданием не более 3 секунд, она= автоматически
анализирует полученные данные, выявляет тенденции,
воспроизводит на дисплеях важнейшие данные и выдает
рекомендации.
Система FRESH -* разработана управлением НИОКР
министерства обороны D;ARPA для облегчения боевого
управления военными кораблями. Система разработана в рамках
программы стратегической вычислительной инициативы
(СВИ). Она регулярно эксплуатируется штабом
Тихоокеанского флота США с августа 1987 г. Штаб должен коорди-
наровать передвижения около 300 судов, включая
авианосцы, подводные лодки, крейсеры и танкеры, а также более
2 тыс. самолетов. Все эти боевые силы рассредоточены на
площади 240 млн км2 и в 2450 портах. Любой план
боевого использования таких крупных сил должен учитывать
время, необходимое для выполнения поставленной задачи,
и реальную боевую готовность каждого из подразделений,
которая может значительно отличаться от готовности,
рассчитанной штабом. Расчеты, выполненные старыми
методами, могут оказаться бесполезными. Система FRESH обес-
13-2 "
печивает совмещение методов экспертных систем с
использованием существующих баз данных и систем боевого
управления. Расчеты при внесении изменений в план боевых
операций, которые требовали ранее несколько часов, длятся
всего лишь 30 секунд и имеют точность 99% (ранее
была 90%). Оператор системы FRESH в. течение
нескольких минут может оценить около 100 вариантов плана
операций (при ручных расчетах на оценку десяти вариантов
требовалось несколько часов). Б.И.Ермишкин
"Science", 1939, 244, » 4908, J045
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
35. Развитие средств исследований в условиях
микрогравитации
Фирма MAN Technologie предложила принципиальную схему
баллистического спускаемого аппарата (БСА) многоразового
использования для проведения экспериментальных
исследований в условиях микрогравитации в течение ~ 3 недель.
Вывод БСА на орбиту предполагается осуществлять с
помощью ракет-носителей "Ариан-4" или "Ариан-5". БСА будет
иметь такую же форму, что и пилотируемый спускаемый
аппарат "Аполлон", ЁСА будет состоять из 2 модулей:
полезной нагрузки и обслуживания (вспомогательных
систем). В герметизированном модуле полезной нагрузки будет
размещаться 400-900 кг экспериментального оборудования.
Энергообеспечение будет осуществляться с помощью
аккумуляторных батарей и 4 панелей солнечных элементов. В модуле
обслуживания размещаются двигательная установка,
парашюты и контейнер для небольших экспериментальных объектов,
помещаемых на БСА непосредственно перед стартом.
БСА будет изготовляться существующими технологическими
способами с применением современных материалов, что
позволит иметь низкую стоимость производства.
При завершении этапа орбитального полета будет
включаться основной ЖРД на гидразине и торможение БСА
приведет к сходу его с орбиты и входу в плотные слои атмос-
100
феры. От аэродинамического нагрева БСА защищается
абляционным теплозащитным покрытием толщиной 40 мм. На
заданной высоте раскрывается парашют и БСА опускается в
океан на расстоянии ~400 км от Гвианского космического
центра. БСА поднимается на борт спасательного судна и
транспортируется в Западную Европу. Считается возможным
повторное использование не только модуля полезной
нагрузки, но и части модуля обслуживания.
Экспериментальное оборудование для исследований в
условиях микрогравитации будет подвергаться воздействию
перегрузок в процессе выхода на орбиту (до 3,3 g) и при
входе в атмосферу (до 1,8 g) при установке его на
орбитальной ступени МВКА. При использовании БСА КНР
перегрузки могут достигать 10,5 g, а БСА СССР (типа "Космос") -
16,5 g» Для проверки стойкости оборудования к действию
транспортных перегрузок в США используется центрифуга
лаборатории гравитационной физиологии растений
(Филадельфия) с длиной балки 7 м. Она позволяет испытывать
экспериментальные блоки с массами до 59 кг при перегрузках до
20 g« В качестве примера описаны испытания установки для
исследований диффузии жидкостей в условиях микрогравитации.
Основными частями установки являются 2 притертых
пластины из инертного материала, в каждой из которых соосно
просверлены 140 отверстий. Оппозитные отверстия
заполняются жидкостями, смешение которых предстоит
исследовать в условиях микрогравитации. До испытания за счет
скользящего смещения одной пластины относительно другой
отверстия перекрыты промежутками между отверстиями.
После выхода на орбиту с помощью кулачкового механизма с
моторным приводом скользящая пластина перемещается в
рабочее положение. Для экспериментов на центрифуге
отверстия заполнялись водой с красителем. В реальных
экспериментах отверстия заполняются протеиновыми растворами в
контакте с осаждающими растворами, полимерными
экстракционными системами и т.п. Испытания на центрифуге
показали, что предельно допустимые перегруёки для первой модели
установки составляли < 9g. Модификация конструкции
привела к повышению стойкости до ~ 17,4 g. Исследования
показали также, что кристаллы протеина выдерживают без
деформаций и разрушений перегрузки до 8,76 gt что позволяет
использовать эту установку, как на орбитальной ступени
МВКА, так и на БСА типа "Лайфсат"
101
Совместной разработкой Ренселерского политехнического
института (шт. Нью-Йорк) и научно-исследовательского
центра им. Льюиса НАСА является установка для
изотермической направленной дендритной кристаллизации (УИНДК).
Предполагается, что она может быть использована на
орбитальной ступени МВКА, ООКС и других КА. В летном
варианте УИНДК состоит из 4 основных подсистем:
жидкостного термостата с точностью поддержания температуры
i 0,002 К, фоторегистратора,, камеры кристаллизации и
индикатора начала кристаллизации для включения в действие
фоторегистратора,
Первые эксперименты планируется провести с сукдино-
нитрилом, температура плавления которого 58,1° С. Однако
термостат может быть настроен и на другие температуры.
Фоторегистрация будет производиться с помощью двух
35-мм камер с запасами нленки на 250 кадров в каждой.
Разрешающая способность будет достаточной для измерения
радиусов вершин дендритов < 20 мкм. Инициирование
кристаллизации будет осуществляться охлаждаемым
капилляром в камере кристаллизации. Индикация начала
кристаллизации будет оптической с использованием красного
фотодиода и мозаичного приемника. Зародыш кристалла сравнивается
по размеру с заложенной в память микрокомпьютера
величиной и при достижении ее подается команда на
фоторегистрацию»
УИНДК рассчитывается на автономное функционирование,
хотя предусматриваются возможности для периодического
контроля хода эксперимента наземным оператором и
передачи на установку 32 команд. УИНДК будет монтироваться на
корпусе орбитальной лаборатории исследований материалов
MSLf которая будет устнавливаться в грузовом отсеке
орбитальной ступени МВКА. После некоторых модификаций
УИНДК может быть использована в лаборатории
микрогравитационных исследований материалов США USML, полет
которой включен в новый план-график полетов МВКА,
В.А.Карелин
"Advances in Space Research", 1988, 8, №12, 61-68:
141 — 146 *"•
"Spaceflightм, 1989, 31, №8,269
СОДЕРЖАНИЕ
Программы и проекта исследований
1. Выбор путей освоения космоса в США 3
2. Перспективная программа космических
исследований НАСА 9
3. Программа ООКС в условиях сокращенных
ассигнований на 1990 фин.г. .*.... • • • • • 12
4. Коммерциализация космических исследований в США 18
5. Космические программы Японии и КНР ♦ 20
6. Космические исследования в Японии ........ 23
7. Продолжение космических исследований в КНР . . Ь2
8. Деятельность французской фирмы Matra 34
Военное использование космоса
9. Запуски военных ИСЗ и военные НИОКР 37
10. Военные НИОКР в США 42
11. Использование военных лазерных приборов .... 44
12. Участие фирмы OS С в разработке космической
техники военного и гражданского назначения 48
13. Военные спутники связи Великобритании "Скайнет" 49
Прикладное использование космоса
14. Перспективы дистанционного зондирования Земли . ♦ 50
15. Соглашение между СССР и США о совместном
использовании спутниковых навигационных систем
GIon ass и GPS гражданской авиацией 54
16. Запуски и разработка ИСЗ прикладного назначения 57
17. Запуск западноевропейского ИСЗ "Олимп-1" ... 59
18. Перспективный западноевропейский ИСЗ для
передачи данных .*...» 62
19. Разработка ИСЗ для прямого ТВ-вещания на
территории Испании . 64
20. Запуски ИСЗ GMS-4 (Япония) и TV-Sat 2 (ФРГ) ее
Космические аппараты, ракеты—носители и наземные
комплексы
21. Организационные проблемы программы
национального воздушно—космического самолета США ... 67
22. Программы воздушно-космических самолетов . . . 74
103
23. Прогнозирование вероятностей аварий
транспортных космических систем 78
24. Первый этап проектирования мини-МВКА "Гермес" 83
25. Мероприятия по обеспечению частичной
работоспособности) ИСЗ Hipparcos 86
26. Возможности проведения астрономических
исследований автоматическими КА типа "Эксплорер" . . . 87
27. Предложение о запусках малых межпланетных
КА с помощью электромагнитных ускорителей ... 89
28. Значение первого пуска ракеты-носителя "Титан-^" 90
29. Реконструкция центра управления пилотируемыми
полетами в космическом центре им. Джонсона 91
30. Новое в организации авиакосмической техники в
США 92
31. Модернизация "чистой" камеры на предприятиях
фирмы Lockheed . ♦ % 93
Автоматика и радиоэлектроника
32. Статистический подход к определению
радиометрической погрешности при калибровке
изображений РСА 94
33. Алгоритм PAUTRAN для рачета пропускания волн
атмосферой и особенностей наблюдаемой
поверхности в микроволновом диапазоне 97
34. Примеры применения искусственного интеллекта
(ИИ) в США 98
Научные исследования
35. Развитие средств исследований в условиях
микрогравитации 100
Технический редактор В.Ф.Овчиннйкова Корректор В.Т.Коргуев*
Сдано в набор 14.03.90 Подписано в печать 11.03.90
Формат 60 * 90 1/16 Печать офретная
Уел, печ.л. 6,5 Усл.кр.-отт.6,69 Уч.-иэд.л* 5,88
Тир. 430 экз. Зак. 47Д
Адрес редакции: 125219, Москва, А-219, ул. Усиевича, 20А
Тел. 152-54-94
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ
140010, Люберцы 10, Московской обл.,
Октябрьский проспект, 403
ОПЕЧАТКИ
к Реферативному сборнику сЗарубежные космические
комплексы и системы», № 4, 1990
Стр.
27
28
53
67
60
93
Строка
7 колонка
таблицы
9 строка
сверху
5 колонка
таблицы
4 строка
снизу
5 колонка
таблицы
1 строка
сверху
3 строка
сверлу
4 строка
снизу
6 строка
снизу
6 строка
снизу
5 строка
сверху
Напечатано
-1-^5
—1—6
—2-4 ;
Муппарда
«Инсат—10»
... аппертуры.
100 тыс. д.
Следует читд.ть
NASDA
N—145
N— 1—«
N-2-4
Мулларда
«Инсат— ID»
... аппаратуры.
100 тыс. g
Зак. 47Д