Первушин Антон. Битва за звезды: Ракетные системы докосмической эры

Подождите немного. Документ загружается.

372

Глава 4

Жизнь ракеты «Юпитер-С» была короткой, но счастли-

вой. Она использовалась всего два года, но зато именно ей

было суждено вывести на орбиту Земли первый искусствен-

ный спутник производства США.

Искусственный спутник Земли и проект «RAND».

Популяризатор космонавтики и бывший сотрудник ракет-

ного центра Пенемюнде Вилли Лей в своей книге «Ракеты и

полеты в космос» честно пытался вспомнить, кто из немец-

ких ракетчиков, вывезенных в США, первым сформулировал

на английском языке идею искусственного спутника Земли,

то есть беспилотного космического аппарата, вращающегося

вокруг нашей планеты по замкнутой орбите. Попытка эта не

увенчалась успехом. Возможно, это был плод «коллективного

бессознательного», порожденного работами Германа Оберта,

который в 1923 году сформулировал концепцию орбиталь-

ной станции. Вальтер Дорнбергер в книге воспоминаний

указывает, что при обсуждении будущих разработок в Пене-

мюнде было предложено для воздаяния почести первым

путешественникам в космос

помещать их набальзамиро-

ванные тела в стеклянные

шары, запускаемые по орби-

там вокруг Земли. Видимо,

эта мысль прочно засела в

головах немецких ракетчи-

ков (которые уже видели се-

бя в этих шарах), что и при-

вело к возникновению про-

екта «Рэнд».

В марте 1946 года авиа-

ция армии США, которая

вскоре получила статус са-

мостоятельного вида воору-

женных сил — ВВС США,

по контракту с корпорацией

«Дуглас Эйркрафт компани»

подготовила научный доклад

«Предварительный проект

Старт ракеты «Jupiter С»

Гонка за лидером

373

экспериментального космического корабля для полетов во-

круг Земли». Этот доклад считается первым документом

проекта «Рэнд» (от английского сокращения «RAND» —

Исследования и разработки»), положившего начало деятель-

ности одноименной военно-политической организации. Как

признают американские исследователи деятельности «Рэнд»,

ее сотрудники «содействовали обоснованию в 50-х годах и

в последующие годы использования космических средств

в интересах разведки и контроля за мероприятиями по

контролю над вооружениями, прогнозирования погоды, кар-

тографирования и геодезической съемки, связи, исследова-

ния планет и межпланетного пространства, решения других

задач».

В архиве Института космической политики Университе-

та Джорджа Вашингтона имеется полный текст историче-

ского доклада «Рэнд». В этом документе предпринята первая

попытка оценить возможности создания космического аппа-

рата, который будет вращаться вокруг Земли как ее спутник.

Хотя этот документ был призван прежде всего оценить тех-

нические проблемы, решение которых приблизит начало

освоения космоса, в нем содержится ряд недвусмысленных

деклараций политического характера. Так, во введении к до-

кладу подчеркивается, что, несмотря на неясность перспек-

тивы, касающейся начала космической деятельности, два мо-

мента не вызывают сомнения: «1) Космический аппарат,

оснащенный соответствующим приборным оборудованием,

по всей вероятности, станет одним из наиболее эффектив-

ных средств научных исследований XX века. 2) Запуск спут-

ника Соединенными Штатами возбудит воображение чело-

вечества и наверняка окажет влияние на события в мире,

сравнимое со взрывом атомной бомбы».

В докладе содержались первоначальные оценки облас-

тей возможного практического применения искусственных

спутников Земли. Таких областей рассматривается три: воен-

ное использование, научные исследования и дальняя связь:

«Военное значение вывода аппаратов на околоземные ор-

биты обусловлено в первую очередь тем обстоятельством,

что средства защиты от воздушного нападения быстро совер-

шенствуются. Современная радиолокационная техника об-

374

Глава 4

нарркивает самолеты на расстоянии до нескольких сотен

миль и способна предоставить точные данные об их движе-

нии. Зенитная артиллерия и управляемые снаряды способны

поражать воздушные цели на значительном удалении, а при-

менение дистанционных взрывателей повышает в несколько

раз эффективность зенитных средств. В этих условиях боль-

шое внимание уделяется повышению скорости ракетных си-

стем, что существенно затруднит их перехват. С учетом этого

обстоятельства можно предположить, что в будущем для на-

падения с воздуха будут использоваться в значительной сте-

пени и почти исключительно высокоскоростные беспилот-

ные ракетные системы. <...> Следовательно, разработка

искусственного спутника Земли будет иметь самое непо-

средственное отношение к созданию межконтинентальной

баллистической ракеты. Следует также отметить, что искус-

ственный спутник Земли представляет собой наблюдатель-

ный аппарат, который не может быть сбит противником, не

имеющим в своем распоряжении подобных технических

средств».

4 октября 1950 года, ровно за семь лет до старта первого

в мире советского искусственного спутника Земли, аме-

риканский ученый Кечкемети в рамках проекта «Рэнд»

представил исследовательский меморандум «Ракетный ап-

парат — спутник Земли: политические и психологические

проблемы». В меморандуме анализируются «вероятные по-

литические последствия, которые вызовет запуск искусствен-

ного спутника Земли в США и его успешное использование

в интересах военной разведки». Главное содержание этого

документа составляют главы, анализирующие влияние запус-

ка спутника на национальную безопасность, на обществен-

ное мнение в зарубежных государствах, на секретность, суве-

ренитет, другие политические аспекты проблемы. Автор об-

ращает внимание на то обстоятельство, что «технические

возможности и вероятные области применения искусствен-

ных спутников Земли не дают оснований квалифицировать

их как «оружие» в прямом смысле этого понятия. Однако

указанные выше его возможные функции однозначно имеют

непосредственное отношение к проблемам национальной

безопасности... Подключение этих качественно новых и не-

обычных технических средств к военной системе государст-

ва, независимо от того, будут они использоваться как инстру-

мент насилия или нет, вероятнее всего, будет расценено дру-

гими государствами как свидетельство изменения баланса

силы. И как только этот факт станет достоянием мировой

общественности, запуск спутника превратится в политиче-

скую проблему».

Из меморандума Кечкемети видно, что эксперты, рабо-

тавшие над проектом «Рэнд», еще в начале 50-х годов пре-

красно понимали, какое значение в политической и военной

сфере будет иметь запуск первого искусственного спутника.

Речь уже не шла о стеклянных шарах с телами покорителей

космоса — воображению конструкторов рисовались целые

орбитальные группировки, осуществляющие слежение за

территорией потенциального противника.

Значение спутников понимал и президент США Дуайт

Эйзенхауэр. Будучи профессиональным военным (а в годы

Второй мировой войны — Верховным главнокомандующим

Союзных сил в Европе), Эйзенхауэр знал, какую опасность

представляет отсутствие достоверной информации о воз-

можностях и намерениях врага в условиях глобального про-

тивостояния. Американские историки космонавтики приво-

дят такое высказывание Эйзенхауэра, относящееся к марту

1954 года: «Современное оружие облегчило для враждебного

государства с закрытым обществом планировать нападение в

услозиях секретности и таким образом пытаться добиться

преимущества, которое недоступно государству с открытым

обществом».

Неудивительно поэтому, что еще в июле 1955 года на

встрече в Женеве Эйзенхауэр выступил со своим планом

«Открытого неба», в соответствии с которым СССР и

США могли бы вести воздушное фотографирование терри-

тории друг друга, чтобы не подвергать себя «страхам и

опасностям внезапного нападения». Разумеется, его предло-

жение было отвергнуто Никитой Хрущевым, и Эйзенхауэ-

ру ничего не оставалось, как продолжать поиски путей

и средств для снижения степени неопределенности оценок

реальных военных и других возможностей Советского

Союза.

Гонка за лидером 375

376

Глава 4

Обратимся к протоколу заседания Совета национальной

безопасности от 8 мая 1956 года, которое вел сам президент

Эйзенхауэр. При обсуждении «практического действия»

№ 1545 (пункт «b») «было рекомендовано продолжить по-

литику, изложенную в решении СНБ № 15520, имевшую

целью обеспечить запуск одного или нескольких искусствен-

ных спутников Земли к 1958 году — в период Международ-

ного геофизического года, имея при этом в виду, что реали-

зуемая в этих целях программа не повлияет на работы по

созданию межконтинентальных баллистических ракет и

баллистических ракет средней дальности, и одновременно

этой программе будет придан соответствующий приоритет в

министерстве обороны в связи с разработкой других систем

оружия, предписанных решением СНБ № 15520».

Еще одним свидетельством того, что республиканская ад-

министрация Эйзенхауэра отдавала приоритет разработке

искусственных спутников Земли для решения задач в инте-

ресах вооруженных сил, являются разработки корпорации

«Рэнд» в конце 50-х годов. В 1956 году началась отработка

возвращаемого космического разведывательного аппарата.

Одновременно велись работы над космическими разве-

дывательными системами, передающими на Землю инфор-

мацию в реальном масштабе времени. По инициативе гене-

рала Шривера специалисты проекта «Рэнд», занимавшиеся

раньше отработкой разведывательного оборудования для вы-

сотных аэростатов, перешли в проект «WS-117L», имевший

целью создание разведывательного спутника.

Спутник Фрэда Зингера «MOUSE». Идея искусствен-

ного спутника Земли обсуждалась не только на закрытых

заседаниях Совета национальной безопасности США и меж-

ведомственной корпорации «Рэнд», но и на различных науч-

ных конференциях, материалы которых были вполне доступ-

ны всем заинтересованным лицам.

Так, на 4-м Международном конгрессе по астронавтике,

проходившем в 1953 году в Цюрихе, Фрэд Зингер из Уни-

верситета штата Мериленд заявил, что в США имеются

предпосылки для создания искусственного спутника Земли,

сокращенно названного «MOUSE» (сокращение от «Mini-

mum Orbital Unmanned Satellite of Earth» — «Автоматиче-

ский искусственный спутник Земли с минимальной орбитой

движения»). В более ранних докладах и статьях рассматрива-

лись вопросы, преимущественно касающиеся двигателей,

причем основное внимание в них обращалось на то, чтобы

создать условия для вывода третьей ступени в качестве бес-

пилотного спутника в безвоздушное пространство. В докладе

же Зингера главным был вопрос о полезной нагрузке. В част-

ности, были затронуты проблемы использования ракет-спут-

ников для научных исследований, оборудования их необхо-

димыми приборами, вероятного веса спутников и способов

передачи данных на Землю.

Гипотетический спутник Зингера представлял собой авто-

номную приборно-измерительную систему, помещенную в

прочный шар, которая по достижении заданной высоты отде-

лялась от третьей ступени составной ракеты. Этот шар-спут-

ник весом около 45 килограммов стабилизировался вращени-

ем. Ось приборно-измерительного блока должна быть посто-

янно направленной к Солнцу; в этом своеобразном «полюсе»

спутника предполагалось разместить солнечные батареи для

питания радиопередатчика. Орбита спутника должна была

проходить через оба географических полюса Земли и нахо-

диться на удалении 300 километров. Предположительный пе-

риод обращения спутника составлял 90 минут.

Двухполюсная орбита была выбрана потому, что она про-

ходит над двумя определенными точками, с которых можно

принимать передачу данных, а именно над полюсами. Дан-

ные измерений приборов должны записываться на медленно

движущейся ленте (5 см/мин). Прием информации со спут-

ника предлагалось осуществлять следующим образом: при

выходе «MOUSE» на один из полюсов в воздух поднимается

самолет, выполняющий функцию приемной радиотелемет-

рической станции; по радиосигналу, посланному с самолета,

включается передатчик спутника, и все записанное на ленте

передается в течение 5 минут на самолет. После этого запись

на магнитной ленте стирается и лента снова оказывается го-

товой к записи новых данных.

Разговор об искусственном спутнике был поднят Зинге-

ром и на 3-й Конференции по космическим полетам в Гэй-

Гонка за лидером 377

378

Глава 4

денском планетарии, проходившей 4 мая 1954 года Он

опять утверждал, что его проект — это не проект далекого

будущего, и что его вполне можно осуществить в настоящее

время.

По свидетельству участников конференции, заявление

Фрэда Зингера произвело очень сильное впечатление на

представителей прессы и промышленников. После выступле-

ния доктора Гарри Векслера из Бюро погоды США, который

сказал, что искусственный спутник, движущийся по орбите

вокруг Земли, будет иметь огромную ценность для метео-

рологов, так как облегчит им наблюдения и повысит точ-

ность краткосрочных и долгосрочных прогнозов, почти ни у

кого не осталось сомнений в целесообразности создания

спутника.

Проект «Orbiter». Весной 1954 года Комитет по косми-

ческим полетам «Американского ракетного общества» раз-

работал предложения по созданию искусственного спутника

Земли, которые были представлены на рассмотрение различ-

ным ведомствам.

К тому времени уже активно работала межведомствен-

ная корпорация «Рэнд», а потому реакция на предложения

Комитета последовала очень быстро. 25 июня 1954 года в

здании Научно-исследовательского управления Военно-мор-

ских сил в Вашингтоне состоялась встреча, на которой при-

сутствовали как представители «Общества», так и другие

американские ракетчики: Вернер фон Браун, профессор Зин-

гер, профессор Уиппл из Гарварда, Дэвид Янг из фирмы

«Аэроджет» и некоторые офицеры управления.

На повестке стоял вопрос, можно ли в ближайшее время

произвести запуск искусственного спутника Земли крупных

размеров на орбиту, находящуюся на удалении в 320 ки-

лометров от Земли. Под ближайшим временем подразуме-

вался период в 2-3 года. Вернер фон Браун заявил, что это

можно сделать раньше, и изложил свои соображения

относительно использования ракеты «Редстоун» в качестве

первой ступени и нескольких связок ракет «Локи» («Loki»,

доработанная немецкая ракета «Тайфун» на твердом топли-

ве, предназначенная для установки залпового огня типа «Ка-

Гонка за лидером

379

тюши») в качестве последующих ступеней. По его расчетам,

скорость последней ступени — одна ракета «Локи» — была

бы вполне достаточной, чтобы выйти на орбиту вокруг Зем-

ли. Основное преимущество этой схемы заключалось в

том, что в ней могли быть использованы уже существующие

ракеты.

Каждый из участников встречи выступил затем с предло-

жениями по своей специальности, в результате чего было

принято предварительное решение считать проект искусст-

венного спутника профессора Зингера весьма полезным, но

осуществимым только после того, как будет закончена ка-

кая-либо более простая разработка, предусматривающая за-

пуск легкого спутника.

Вслед за этим представители ВМС посетили Редстоун-

ский арсенал, чтобы убедиться в реальности того, о чем гово-

рил Вернер фон Браун. Так на свет появился проект «Орби-

тер» («Project Orbiter»). А еще через некоторое время по со-

гласованию с начальниками Артиллерийско-технического

управления армии и Научно-исследовательского управления

ВМС руководителем проекта был назначен капитан 2 ранга

Джордж Гувер.

Еще в ходе предварительного обсркдения проекта было

принято решение вывести спутник «Орбитер» на орбиту во-

круг Земли, осуществив пуск из точки на экваторе с таким

расчетом, чтобы плоскость орбиты совпала с плоскостью эк-

ватора Земли. Запуск был предварительно назначен на лето

1957 года.

Но к этому времени серьезное развитие получили и дру-

гие проекты. 29 июля 1955 года пресс-секретарь Белого дома

Джеймс Хэгерти официально объявил о предстоящем запус-

ке спутника по программе ВМС «Авангард». Выбор был сде-

лан, и проект «Орбитер» отодвинули на второй план.

Метаморфозы программы «Vanguard». Разумеется, в

рамках такой серьезной программы, как «Авангард» («Van-

guard»), рассматривалось несколько вариантов как самого

спутника, так и ракеты-носителя, которая сможет вывести

его на орбиту.

380

Глава 4

Например, со своей версией «Авангарда» выступили Курт

Штелинг, сотрудник Морской исследовательской лаборато-

рии, и Раймонд Миссерт из университета штата Айова, Они

предложили произвести запуск облегченного искусственного

спутника, предварительно поднятого на большую высоту с

помощью воздушного шара

Конструктивная схема Штелинга-Миссерта была следую-

щей: первая ступень представляла собой связку из четырех

пороховых ускорителей с тягой по 27 тонн каждый и с

продолжительностью работы 7-8 секунд; эти ускорители

должны были весить вместе около 5400 килограммов при

весе полезной нагрузки порядка 680 килограммов — таким

образом, воздушному шару пришлось бы поднять всего

6100 килограммов. Начальное ускорение должно было со-

ставить 19 g, а высота пуска ракеты — 24 километров. Пред-

полагалось, что к моменту полного выгорания топлива в дви-

гателе первой ступени на высоте около 32 километров ско-

рость ракеты возрастет до 2,377 км/с.

Вторая ступень представляла собой ракету с жидкостным

реактивным двигателем общим весом до 560 килограммов.

Эта ракета несла в качестве полезной нагрузки аппаратуру

управления (22 килограмма) и третью ступень (90 кило-

граммов). Двигатель ракеты должен был работать в течение

80 секунд, обеспечивая тягу 1800 килограммов. Начальная

перегрузка в момент отделения первой ступени пред-

положительно составляла лишь 2,6 g. Если бы вторая ступень

продолжала двигаться по вертикали, то при выключении

двигателя она могла бы набрать высоту в 320 километров и

иметь скорость 4,8 км/с. Но при отклонении второй ступе-

ни от вертикали и переходе на круговое движение по орбите

она могла оказаться в момент выключения двигателя на вы-

соте всего лишь в 240 километров и иметь скорость порядка

5150 м/с.

Третьей ступенью должна была служить пороховая раке-

та на долгогорящем топливе с тягой 900 килограммов и

продолжительностью горения 20 секунд, по истечении кото-

рых ракета выходила бы на орбиту на высоте 320 километ-

ров, двигаясь со скоростью 8 км/с, то есть на 120 м/с быст-

рее, чем это необходимо для данной орбиты. Если же траек-

тория подъема оказалась бы другой, то ракета в этот момент

достигла бы высоты всего лишь 240 километров, но зато дви-

галась бы со скоростью 8,13 км/с, которая на 150 м/с пре-

вышает необходимую.

Если произвести запуск этой ракеты из точки, располо-

женной на уровне моря, то двигатель первой ступени следует

выключить на высоте 7 километров. Вторая ступень при

этом будет иметь конечную скорость 4,1 км/с, а третья сту-

пень поднимется на высоту 240 километров, но ее скорость

будет недостаточна для движения по орбите. В качестве воз-

душного шара предполагалось использовать полиэтиленовый

шар «Скайхук» емкостью 85000 м

Примерно через месяц после того, как был предложен

запуск ракеты с воздушного шара, несколько авторов пред-

ложили заменить воздушный шар реактивным самолетом.

Их доводы были простыми, но вескими: несмотря на то что

современные реактивные самолеты могут поднять полную

трехступенчатую ракету только на высоту около 12 километ-

ров вместо необходимой высоты в 21 километр, сопротивле-

ние атмосферы будет здесь не очень большим. В то же время

реактивный самолет может не только сообщить ракете свою

собственную скорость порядка 1000 км/ч (290 м/с), но и

осуществить запуск под желаемым углом. Наконец, запуск

ракеты с самолета позволяет сократить стоимость экспери-

мента и сделать его технически более простым.

Несмотря на известные преимущества, которые давал

«авиационный запуск», при осуществлении проекта «Аван-

гард» было решено все же придерживаться «классической»

схемы старта трехступенчатой ракеты с Земли по вертикаль-

ной траектории.

Наибольший прирост скорости за счет вращения Земли

может быть получен там, где линейная скорость вращения

Земли наибольшая, то есть на экваторе, где она достигает

примерно 1600 км/ч. Эта скорость будет еще большей, если

стартовую позицию выбрать на вершине горы, расположен-

ной на экваторе; при этом можно будет в значительной мере

избежать и сопротивления наиболее плотных слоев атмосфе-

ры. Очень подходила бы для этого гора Кения в Восточной

Африке, лежащая почти точно на экваторе и имеющая высо-

Гонка за лидером 381