Игорь Афанасьев - Большой космический клуб. Часть 2
Еще одним слагаемым успеха Ariane явился позитивный опыт разработки и создания криогенных ЖРД. Европа присоединилась к «водородному клубу» в 1979 г., за ней последовали Китай (1984 г.), Япония (1986 г.), Советский Союз (1987 г.) и Индия (2001 г.).
В 1962 г. во Франции начались исследования варианта РН Diamant со второй ступенью, оснащенной кислородно-водородным двигателем Н-2 тягой 6 тс, и третьей ступенью с аналогичным двигателем Н-3 тягой 0,4 тс. Через 2 года этот проект был заменен на Diogene (от Diamant-Hydrogene), включающий вторую ступень Опух с четырехкамерным двигателем НМ-4 тягой 6 тс (уменьшена до 4 тс в 1965 г.). Первый прожиг НМ-4 был проведен в июле 1967 г., однако программу остановили в 1968 г. после 85 стендовых испытаний. Одновременно исследования криогенных двигателей проводила Германия. В 1967-68 гг. фирма МВВ испытала камеру сгорания тягой 13 тс, давление в которой достигало 280 атм. В 1968 г., когда ELDO рассматривала возможность установки криогенного ЖРД на второй ступени ракеты Europa 3, Франция и Германия выступили с альтернативными предложениями. В 1970 г. их проекты были объединены в двигателе Н-20 тягой 20 тс (давление в камере 130 атм). Однако этот ЖРД так и не был разработан — программа Europa 3 была отменена. В июле 1973 г. пошел проект L-3S (Ariane), в котором было решено применить третью ступень с двигателем НМ-7. Этот криогенный (кислородно-водородный) ЖРД впервые в Европе был доведен до стадии летной эксплуатации.
Схема РН Ariane 1: 1 — головной обтекатель; 2 — ПГ для демонстрационного полета; 3 — кислородно-водородная третья ступень; 4 — двигатель НМ-7А третьей ступени; 5 — вторая ступень на долгохранимом топливе; 6 — двигатель Viking IV второй ступени; 7 — первая ступень на долгохранимом топливе; 8 — торовый бак с водой; 9 — аэродинамические стабилизаторы; 10 — двигательная установка первой ступени (Drakkar) — связка из четырех двигателей Viking VРН Ariane могла выводить два спутника сразу: установка «верхнего» КА на переходник SYLDA (Фото с сайта www.capcomespace.net)Первый полет Ariane был намечен на 15 декабря 1979 г. Обратный отсчет прошел нормально, он транслировался в прямом эфире по радио и телевидению. В 11:30 заработали четыре двигателя Viking… но носитель остался стоять на стартовом столе. Через восемь секунд после включения двигатели были аварийно отсечены: на линии редуктора давления через 1,7 сек после зажигания произошел взрыв.
РН не была повреждена и могла быть повторно запущена, но ее следовало, как выражаются наши европейские коллеги, «реконфигурировать»… 23 декабря ракета вновь была готова стартовать.
24 декабря 1979 г. — первый старт Ariane 1 (Фото Arianespace)Однако обратный отсчет остановился за 52 секунды до подъема РН — возникли проблемы в наземном электрооборудовании…
Наконец, 24 декабря 1979 г. первый полет Ariane завершился полным успехом. Для ЕКА это было самое счастливое Рождество за всю историю организации…
23 мая 1980 г. неустойчивость горения в камере двигателя D на 112-й секунде полета второй РН Ariane привела к ее разрушению.
19 июня 1981 г. третий полет РН Ariane был полностью успешным. Европейский носитель заступил на свою долгую «космическую вахту».
РН постепенно совершенствовалась, пройдя стадии от Ariane 1 до Ariane 4, самого успешного носителя ЕКА вплоть до настоящего времени. Ступени ракеты заменялись на новые, вокруг первой навешивались ускорители — как с РДТТ, так и с ЖРД. Эту «рабочую лошадку» Европы сменила современная и гораздо более мощная, однако во многом спорная версия Ariane 5. Но это уже совсем другая история.
Справедливости ради отметим, что, помимо разработок РН общеевропейских, французских и английских, усилия в этом направлении предпринимали также другие страны субконтинента.
В частности, итальянцы к началу 1960-х гг. запустили большое число исследовательских ракет с авиационной базы Рердасдефогу (о. Сардиния). Помимо изделий, полученных от NASA, Италия применяла также ракеты собственного производства (на базе РДТТ фирмы Bombrini-Parodi-Delphino (BPD), основанной еще в 1913 г. для производства порохов, взрывчатых веществ и боеприпасов).
Последний старт «классической» Ariane 44L. 15 февраля 2003 г. (Фото Arianespace)Итальянское правительство в 1959 г. впервые выделило средства для национальной программы космических исследований, что позволило образовать Центр аэрокосмических исследований CRA (Centro Ricerche Aerospaziali) в Римском университете и оборудовать базу на о. Сардиния для запуска зондирующих ракет на высоту до 960 км. Цель этих пусков: определение температуры и ветров в верхних слоях атмосферы посредством создания облака паров натрия.
Накопленный опыт позволил говорить о расширении работ. Через три года Римский университет заключил с NASA договор о сотрудничестве в программе, названной San Marco. Предусматривалось создание одноименного итальянского ИСЗ и его запуск с помощью американской ракеты-носителя.
Спутник San Marco 1 на последней ступени РН Scout (справа) и общий вид итальянского морского космодрома с подготовленным к старту носителем (Фото John Ives и John Raymont)Поскольку база на Сардинии не позволяла осуществлять запуски крупных ракет из-за высокой плотности населения и большого количества морских и воздушных трасс в этом районе, группа специалистов во главе с Луиджи Брольо (Luigi Broglio), известным в итальянской прессе как «наш фон Браун», высказала идею разместить стартовые сооружения для американской РН Scout на платформах в Индийском океане. Идея стала столь популярна в Италии, что ее даже благословил римский папа Павел VI как «пример международного сотрудничества ради прогресса науки».
Итальянский морской космодром «Сан-Марко» (San Marco) был сооружен в бухте Нгвана в 5 км от побережья Кении. Состоит из двух платформ — «Сан-Марко» и «Санта-Рита», расположенных на расстоянии около 500 м одна от другой, приводимых в стартовое положение с помощью выдвижных стальных опор на морское дно и связанных кабелем. Платформа «Сан-Марко» (длина 90 м) включает ПУ и монтажно-испытатель-ный ангар для сборки РН. «Санта-Рита» переоборудована из платформы для бурения нефтяных скважин. На ней размещен пункт управления запуском и оборудование для слежения за полетом РН.
На первом этапе программы, в апреле и августе 1963 г., с американского полигона на о. Уоллопс двумя ракетами Shotput были выведены на суборбитальную траекторию прототипы итальянского спутника. Тогда же платформа «Санта-Рита» прибыла из Италии к африканскому побережью. Во время предварительных испытаний, в марте и апреле 1964 г., с нее были запущены три зондирующие ракеты Nike Apache.
Следующим этапом программы стал запуск первого итальянского спутника San Marco 1 с о. Уоллопс 15 декабря 1964 г.
Платформа «Сан-Марко» с сооружениями, необходимыми для сборки и запуска РН Scout, была готова в 1966 г. На третьем этапе с нее 26 апреля 1967 г. успешно стартовал «рабочий» спутник San Marco 2. Через три года Explorer 42, названный «Ухуру» (Uhuru), стал первым американским ИСЗ, запущенным иностранной стартовой командой. Всего же с космодрома «Сан-Марко» на орбиту выведены девять КА (4 итальянских, 4 американских и 1 британский). Морской космодром применялся также при пусках зондирующих ракет для экспериментов по итальянским и американским программам.
С 1988 г., после вывода ракеты Scout из эксплуатации, комплекс «Сан-Марко» не используется, хотя основные его системы сертифицированы до 2014 г. Итальянское космическое агентство ASI ведет переговоры о пусках с платформы российского носителя «Старт-1».
Спутники San Marco массой 113–274 кг предназначались для исследования атмосферы и ионосферы в экваториальной зоне. КА имели сферическую форму и состояли из двух концентрических оболочек — легкой внешней и сравнительно тяжелой внутренней, скрепленных эластичными связями. Во внутренней оболочке размещались контейнеры с тензометрами, электроникой и батареями электропитания. Аэродинамическое торможение — и, соответственно, смещение внешней оболочки относительно внутренней — позволяло измерять плотность верхней атмосферы.
Стабилизация ИСЗ — вращением. Для определения пространственной ориентации служили 6 солнечных датчиков. Два телеметрических передатчика работали на частоте 136,74 МГц, командный приемник — на частоте 149,52 МГц. К корпусу спутника крепились четыре штыревые (0,48 м) и две развертываемые (2,54 м) антенны.
Итальянский спутник STV, созданный в рамках ESRO-ELDO для контроля бортовых систем РН и приобретения опыта траекторных измерений западноевропейскими станциями слежения, «участвовал» в летных испытаниях ракеты Europa. К сожалению, ни в одном из пусков аппарат на орбиту не вышел: во всех случаях подводил носитель.
