Игорь Афанасьев - Большой космический клуб. Часть 2

• Название: Большой космический клуб. Часть 2
• Автор: Игорь Афанасьев
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2006
• ISBN: 5-93345-006-5

Книга «Большой космический клуб» рассчитана на широкий круг читателей и рассказывает об образовании, становлении и развитии неформальной группы стран и организаций, которые смогли запустить национальные спутники на собственных ракетах-носителях с национальных космодромов.

---

Первые старты в космос «взволновали воображение галлов».

В октябре 1959 г. организуется Общество по созданию баллистических снарядов SEREB (Societe I'Etude et la Realisation d'Engins Balistiques). Для Франции начинается эпоха выбора «базовых методов» в части конструктивно-компоновочных схем ракет, систем управления, двигателей, конструкционных материалов…

Первый проект французского космического носителя был выпущен в мае 1960 г. и предполагал запуск трехступенчатой ракеты (одна жидкостная и две твердотопливные ступени) с полезным грузом 25 кг. К 1961 г. масса ПГ была повышена до 50 кг для орбиты 300 км; запуск планировалось осуществить в середине 1964 г. Основой проектных решений явилось наличие крупных ракет с ЖРД «Изумруд» (Emeraude) и «Сапфир» (Saphir), при этом «соразмерные» твердотопливные ракеты должны были формировать верхние ступени РН.

Ракета Emeraude была разработана в 1960 г. как укрупненная модификация ракеты Vesta. Компоненты долгохранимого самовоспламеняюшегося топлива — белая дымящая азотная кислота и скипидар — вытеснялись в двигатель Vexin[8] тягой 28,5 тс газами твердотопливного газогенератора, охлаждаемыми водой перед подачей в топливные баки.

Старт ракеты «Изумруд» (Фото CNES)

Данные компоненты топлива уступали по энергетике азотному тетроксиду с несимметричным диметилгидразином, но представлялись французским инженерам лучше отработанными и более дешевыми. Газогенератор также был введен для экономии: его масса и стоимость при равной газовой производительности с баллонной системой (работающей, например, на гелии) были ниже. Управление вектором тяги — отклонением камеры ЖРД по двум осям плюс аэродинамическими рулями. Эти конструктивно-компоновочные особенности стали характерными и для последующих проектов французских ЖРД и РН.

Следует отметить, что к 1961 г. национальный Научно-исследовательский авиационный институт ONERA (Office National d'Etudes et des Recherches Aeronautiques) осуществил около 300 пусков высотных ракет в рамках программ исследования верхних слоев атмосферы и создания боевых ракет. Так, многоступенчатая твердотопливная ракета Antares, предназначенная для отработки теплозащиты боеголовок, могла с ПГ около 100 кг развить скорость М=7 и достичь высоты порядка 150 км. С 1959 по 1961 г. было запущено 12 ракет этого типа. Другая многоступенчатая ракета с РДТТ — Baranis — развивала скорость М=12 и могла поднять ПГ массой 30 кг на высоту 1200 км, 60 кг — на высоту 945 км и 100 кг — на высоту 750 км.

Наработки по РДТТ легли в основу «Топаза» (Topaze VE. 111[9]) — первой в стране экспериментальной УПРАВЛЯЕМОЙ ракеты, выпущенной малой серией. «Топаз» играл роль «летающей модели» первой ступени перспективной французской БРСД. В частности, в марте 1962 г. был проведен запуск двух двухступенчатых ракет «Агат» (Agate VE. 211). Используя в качестве первой ступени «Топаз», «Агат» мог поднимать макет боеголовки на высоту около 70 км и возвращать его на землю с помощью парашюта.

Ракета «Топаз» перед пуском (Фото CNES)

Лидер страны генерал Шарль де Голль (Charles de Gaule), проводя последовательную линию на повышение международного авторитета и оборонной мощи Франции, всемерно поощрял национальные ракетные разработки[10]. В этой связи отметим: несмотря на прогресс в вопросе об использовании ракеты Blue Streak в качестве первой ступени европейской РН, Франция (SEREB) интенсивно осуществляла собственные исследования ракет большой дальности. Именно эти наработки и послужили основой для французского «рывка в космос».

Наконец, Emeraude VE. 121 в соединении с ракетой Topaze VE. 111 в качестве второй ступени образовывали ракету Saphir VE. 231.

В ходе последующих разработок SERE В предложил два новых варианта РН, способных вывести на номинальную орбиту высотой 360 км ИСЗ массой 80 и 100 кг при запусках в 1965 и 1966 гг. соответственно. Таким образом появился проект экспериментального носителя «Алмаз A» (Diamant А). При этом Национальный центр космических исследований CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) взял на себя финансирование работ по преобразованию «Сапфира» VE.231 в космическую РН.

Технологическая капсула А-1 перед установкой в носовую часть ракеты Diamant А (Фото CNES)

Были разработаны новый отсек оборудования (фирма MATRA), третья ступень (Nord-Aviation) и головной обтекатель, под которым размещалась т. н. «технологическая капсула» А-1 (предназначена для контроля работы систем носителя во время выхода на орбиту).

Новую третью ступень Р.6 (со стеклопластиковым корпусом) испытали в полете на специальном ускорителе «Рубин» (Rubis VE.210), созданном на базе ракеты Agate (РДТТ массой 1900 кг, тягой 22 тс в течение 27 сек). На «Рубине» отработали также сброс обтекателя, закрутку до 300 об/мин и разделение ступеней.

18 декабря 1961 г. правительство дает «зеленый свет» проекту Diamant А. Разработкой руководит SEREB, в качестве субподрядчиков привлечены гиганты французской аэрокосмической индустрии LRBA, SNECMA, Sud-Aviation, Nord-Aviation, MATRA, SEPR, ONERA, Управление порохов, SAGEM, SFENA, SAT, ASir Equipement и др.

Отработка «Алмаза» начинается с испытаний модифицированного «Топаза». РДТТ ступени снаряжают зарядом нового твердого топлива Isolane массой 1500 кг. Полеты «Топаза» в качестве второй ступени проходят без серьезных затруднений. А вот жидкостная первая ступень («Изумруд») «капризничает»: ее тесты сопровождаются авариями и взрывами в полете. Всего с начала программы космической РН было запущено 12 «Агатов», девять «Топазов» и два «Рубина». Из пяти полетов «Изумруда» три оказались аварийными[11].

На этом фоне король «драгоценных камней» Французской республики — «Алмаз» — готовился к своему первому старту с полигона Хаммагир.

Французский ракетный испытательный центр Хаммагир (Hammaguir) был организован 24 апреля 1947 г. в пустыне Сахара на военной базе Колон-Бешар (Colomb-Bechar), Алжир. Он использовался для испытаний тактических ракет классов «земля-земля», «воздух— земля», «земля-воздух», а также для запуска исследовательских ракет и РН Diamant. Были проложены две полетные трассы: западная длиной около 480 км и юго-восточная длиной 2900 км.

Основные сооружения комплекса — башня обслуживания, вспомогательная башня и стартовый стол, а также центр управления запуском.

При сборке и предстартовой подготовке РН задействовалась башня обслуживания, передвигавшаяся по рельсам. На ней располагался мостовой кран, шесть рабочих площадок (3,5 х 6,5 м) и два вспомогательных подъемника.

Вспомогательная башня, сооруженная непосредственно у стартового стола, имела пять этажей (первый этаж — подземный), на которых размещалось оборудование для предстартовой подготовки РН, подвода питания и регистрации данных.

Для слежения за полетом ракет, а также приема от них телеметрической информации на полигоне было установлено оптическое и радиооборудование. На больших расстояниях применялись радиолокаторы «Аквитания» и TPL; их максимальная дальность действия достигала 2300 и 3200 км соответственно.

Точные траекторные измерения орбит спутников обеспечивались системой COTAR2, включавшей двухантенный интерферометр. Дальность действия системы ~ 2000 км.

Телеметрическую информацию со спутников принимала специализированная станция «Аякс».

26 ноября 1965 г. первая РН Diamant А стартовала из Хаммагира с первым французским спутником А-1 на борту. Основная цель запуска — испытания ракеты. Через 93 сек после старта ЖРД первой ступени закончил работу. В этот момент ракета находилась на высоте 43 км, скорость ее полета составляла 1,7 км/сек. Еще через 2 сек первая ступень отделилась (с помощью 12 тормозных «пороховиков» на передней юбке), и включился РДТТ второй ступени. Он проработал 44 сек; РН поднялась на высоту 166 км, угол тангажа составил 42,7°.

Стартовый комплекс РН Diamant на космодроме Хаммагир: 1 — центр управления; 2 — вспомогательная кабель-заправочная мачта; 3 — стартовый стол; 4 — РН Diamant A; 5 — подвижная башня обслуживания; 6 — электроподстанция; 7 — линии связи; 8 — пожарный резервуар; 9 — трейлер с азотной кислотой; 10 — хранилище спецодежды для персонала (Фото с сайта www.capcomespace.net)
Старт первой космической РН Diamant A 26 ноября 1965 г. Франция — третья в космосе! (Фото CNES)

На 149-й секунде полета был сброшен головной обтекатель. Пустая вторая ступень отделилась на 280 секунде. Одновременно четыре небольших РДТТ обеспечили закрутку третьей ступени с ИСЗ до 270 об/мин. Двигатель ступени включился на 437-й секунде и проработал 55 сек.

Спутник отделился от отработавшей третьей ступени на 619-й секунде полета и вышел на орбиту со следующими параметрами (в скобках приведены расчетные значения):

— наклонение — 34,24°;

— высота перигея — 527 км (510±35 км);

— высота апогея — 1808 км (2250±330 км);