Журнал "Новости космонавтики"



 

Информационный период номера 1 – 31 июля 2000 г.
 


Российский модуль “Звезда”

Международная космическая станция

Запуски космических аппаратов

Предприятия. Учреждения. Организации

Пилотируемые полёты

Космонавты. Астронавты. Экипажи

Автоматические межпланетные станции

Космическая наука

Искусственные спутники Земли

Ракеты–носители. Ракетные двигатели

Противоракетная оборона

Совещания. Конференции. Выставки

Юбилеи

Короткие новости
 

Космический
"Гейзер",
бьющий вниз

К.Лантратов. «Новости космонавтики»

   5 июля в 02:43:59.996 ДМВ (23:44:00UTC 23 июня) с 39-й пусковой установки 200-й площадки Пятого государственного испытательного космодрома Байконур ракетой-носителем 8К82К «Протон-К» (серия 38902) был запущен КА «Космос-2371», принадлежащий Министерству обороны РФ. Пуск был выполнен боевыми расчетами ЦИ-2 КБ общего машиностроения Росавиакосмоса при участии специалистов РВСН.
   В 02:53:00.7 РН вывела на опорную орбиту спутник вместе с РБ 11С861 (ДМ-2) №90Л. В результате двух включений РБ спутник был переведен на геостационарную орбиту в район точки 90°в.д., после чего в 09:20:05.6 ДМВ он отделился от блока 11С861 [1]. Спутник вышел на орбиту, параметры которой, по данным ИТАР-ТАСС, составили:

   - наклонение – 1.5°;
   - расстояние от поверхности Земли – 35872 км;
   - период обращения – 24 час.


Орбитальные элементы, полученные из Центра Годдарда NASA, показывают, что КА «Космос-2371» был выведен на орбиту с наклонением 1.43°, высотой 35874x35915 км и периодом 1441.7 мин, а к 26 июля после нескольких маневров был стабилизирован в точке стояния 80°в.д. КА «Космос-2371» присвоено международное регистрационное обозначение 2000-036A. Он также получил номер 26394 в каталоге Космического командования США.
   Судя по точке стояния и многочисленным сообщениям зарубежных и российских агентств [2], КА «Космос-2371» является очередным спутником-ретранслятором (СР) «Гейзер» системы «Поток».
   КА этого типа относятся ко второму поколению отечественных космических средств, создание которого было начато в соответствии с принятым правительством пятилетним планом на 1971–75 гг. Согласно этому плану, во второй половине 70-х – начале 80-х годов планировалось начать развертывание Глобальной космической командно-ретрансляционной системы (ГККРС) на базе космических комплексов «Поток» и «Луч» [3, с.204]. Необходимость в таких КА появилась как раз в середине 70-х, так как уже в 1974 г. в самарском ЦСКБ начались проработки КА оптико-электронной разведки «Янтарь-6КС». На нем должна была стоять аппаратура «Сплав», обеспечивающая оперативную передачу специнформации с КА ОЭР через СР на наземный пункт приема в масштабе времени, близком к реальному [4].
   17 февраля 1976 г. вышло Постановление Совмина СССР, предусматривающее разработку СР для системы «Поток». Головным разработчиком КА было определено НПО прикладной механики Минобшемаша (главный конструктор – М.Ф.Решетнев). Комплекс «Поток» создавался для решения задач системы наблюдения, технологического управления и спецсвязи [5, с.132]. Видимо, первоначально главной его функцией должна была быть передача информации с КА ОЭР «Янтарь-6КС». 1 июля 1977 г. вместо этого комплекса решено было разработать «Янтарь-4КС» на базе фоторазведчика «Янтарь-2К». Кроме того, «Поток» предназначался для ретрансляции специнформации и с КА радиотехнической разведки «Целина-2», разработка которых началась в марте 1973 г. в НПО «Южное» [3, с.209]. СР, осуществляя прием со всех этих аппаратов, должен был передавать специнформацию на фиксированный пункт [9]. О возможности работы комплекса «Поток» в обратном направлении (Земля – СР – низкоорбитальный КА) ни в одном из источников информации не говорилось.
   На спутнике должны были устанавливаться ретрансляторы «Сплав-2» и «Синтез» разработки НПО «Элас» Минэлектронпрома (главный конструктор – Г.Я.Гуськов) [5, с.21]. Есть основания предполагать, что ре-транслятор «Сплав-2» предназначался для приема информации с КА оптико-электронного наблюдения (по аналогии со «Сплавом» на «Янтаре-6КС»), а ретранслятор «Синтез» – с КА радиотехнической разведки. Согласно [6, с.127], система «Сплав» со спутником «Поток» была принята в эксплуатацию 21 января 1986 г., а система «Синтез» с КА «Поток» – 1 февраля 1991 г.
   Работы по созданию геостационарного СР «Гейзер» для системы «Поток» начались в НПО ПМ в 1979 г. В качестве конструктивной основы аппарата в НПО ПМ была специально создана новая платформа унифицированного ряда КАУР-4. Впервые в практике предприятия на ней имелся бортовой комплекс управления на базе БЦВМ. Также впервые на платформе установили четыре стационарных плазменных двигателя коррекции СПД-70. С их помощью система коррекции орбиты позволяла удерживать отклонения от заданного положения на ГСО в пределах 0.2° по долготе. Трехосная система ориентации, использующая гиростабилизаторы и электрореактивные (термокаталитические гидразиновые) двигатели ориентации в качестве исполнительных органов, обеспечивает точность пространственного положения аппарата 0.1°. Оба типа двигателей созданы в ОКБ «Факел» (г.Калининград). Солнечные батареи КАУР-4 площадью 40 м2 имеют одностепенные приводы для наведения на солнце. Платформа КАУР-4 использовалась в дальнейшем как база для всех геостационарных КА последующих разработок НПО ПМ. В том же варианте, что и для «Гейзера», она стала основой СР «Альтаир». Ее же различные модификации пошли для КА «Экспресс», «Галс», «Гелиос», «Экспресс-А», SESat [6, с.126]. Именно по их внешнему виду можно составить представление о платформе «Гейзера». Надо заметить, что если модификации КАУР-4 имели возможность коррекции наклонения орбиты (коррекция по широте), то в своем изначальном виде у платформы такой возможности предусмотрено не было (КА «Гейзер» и «Альтаир» корректировали только свое положение по долготе). Это становится ясным, если сравнить наклонения орбит давно запущенных «Гейзеров» с наклонениями орбит выводивших их РБ серии ДМ или с наклонениями запущенных примерно в то же время КА предыдущего поколения типа «Горизонт» и «Грань», у которых коррекция широты предусмотрена не была. По данным Центра Годдарда, наклонения орбит первых «Гейзеров» уже превышают 10° – например, у КА «Космос-1366» («Гейзер» №11Л) оно более 13°. У «Космоса-2291» (запущен в 1994 г.) наклонение составляет 2.9°, в то время как у запущенного в том же году первого «Экспресса» (создан на базе модифицированной КАУР-4 с коррекцией по широте) наклонение орбиты остается до сих пор менее 0.1° [10].
   Антенна КА «Гейзер» представляет собой активную фазированную решетку (АФАР) [6, с.126]. Информация о ней появилась в октябре 1991 г. в проспекте международной коммерческой системы спутниковой связи «Сокол», которая должна была создаваться на базе аппаратов типа «Гейзер». АФАР позволяет проводить электронное сканирование, т.е. изменять направление диаграммы путем электронного управления элементами без механического перенацеливания антенны и тем самым сопровождать движущийся объект. Угол и профиль диаграммы направленности при этом не изменяется. Антенна обеспечивает 16 приемных и 16 передающих лучей. Диаграмма направленности каждого из них может перенацеливаться в пределах ±8.5° [7, 11]. Из этого следует, что АФАР предназначается для работы с подвижными объектами, т.е. с низкоорбитальными КА, и работает с ретранслятором «Сплав-2».
   Стоит добавить, что антенна НПО «Элас», аналогичная антенне «Гейзера», была использована на КА «Купон» (изготовлен в НПО им.С.А.Лавочкина) для системы связи «Банкир» Центробанка РФ [8, 11]. Было заявлено, что бортовой ретрансляционный комплекс «Купона» в штатной комплектации должен включать 16 ретрансляторов Ku-диапазона с шириной полосы 36 МГц. Рабочий диапазон частот составляет от 14.20 до 14.50 ГГц для линии «Земля–борт» и 10.96–11.12 и 11.46–11.70 ГГц для линии «борт–Земля». (Каждый частотный поддиапазон используется для передачи двух независимых сигналов, использующих взаимно ортогональные поляризации.) [11] Видимо, такими же характеристиками обладает и ретранслятор «Сплав-2» на «Гейзере». По внешнему виду АФАР «Купона» можно получить представление и об АФАР «Гейзера».
   Антенны ретранслятора «Синтез» для связи с наземным фиксированным пунктом, видимо, обычного параболического типа. Они работают в C-диапазоне на частотах 4.40–4.68 ГГц для линии «Земля–борт» и 3.95–4.00 ГГц для линии «борт–Земля». Именно такие частоты были зарегистрированы в точках стояния будущих «Гейзеров». Их регистрация под названием POTOK в Международном комитете по регистрации частот (International Frequency Registration Board, IFRB) состоялась 8 декабря 1981 г. Ретрансляторы Ku-диапазона для точек POTOK не регистрировались, очевидно, потому, что они работают только «вверх», т.е. с низкоорбитальных КА на СР, и не могут приниматься на Земле. Всего же в 1981 г. в IFRB было зарегистрировано три точки, позволяющие обеспечить глобальный охват: POTOK-1 – 13.5°з.д., POTOK-2 – 80°в.д. и POTOK-3 – 168°в.д.
   КА «Гейзер», как, впрочем, и все геостационарные аппараты разработки НПО ПМ, рассчитан на вывод сразу на целевую орбиту с помощью РН «Протон» с РБ 11С861 (блок ДМ).
   Запуск первого спутника состоялся 18 мая 1982 г. Вслед за ним 28 декабря 1982 г. стартовал первый низкоорбитальный КА ОЭР «Янтарь-4КС1». Первые летные испытания выявили необходимость специального системного проектирования подобных комплексных космических систем в целях достижения высокой загрузки каналов ретрансляции при одновременном обеспечении необходимого пространства обслуживания. Поскольку при первом опыте создания систем ретрансляции такого системного проектирования не проводилось, а лишь оценивалась достаточность пропускной способности СР, то эффективность использования спутников «Гейзер» оказалась невысокой. Тем не менее, введение СР в орбитальную группировку стало необходимым этапом в создании Единых космических систем и ценным опытом в построении единого глобального космического информационного поля [5, с.133].
   Вслед за комплексом «Янтарь-4КС1»/«Гейзер» с 1984 г. начались испытания комплекса «Целина-2»/«Гейзер», в ходе которых проверялся канал передачи специальной информации через СР на наземный приемный пункт [5, с.184].
   Всего за период 1982–95 гг. было выведено на орбиту девять КА «Гейзер». «Космос-2371» стал десятым КА серии. Все запуски «Гейзеров» и их работа на ГСО отражены в таблице [8, 10].
   За все время эксплуатации СР «Гейзер» размещались лишь в двух из трех зарегистрированных точках POTOK: 80°в.д. и 13.5°з.д. Точка 168°в.д. почти за 20 лет ни разу не использовалась.
   В ходе эксплуатации «Гейзеров» выявилась и еще одна деталь: их малая загруженность при работе по прямому назначению. Как писала 5 февраля 1992 г. газета «Известия», Вооруженные Силы использовали на тот момент лишь около 30% емкостей своих геостационарных и высокоэллиптических КА связи. Видимо, именно поэтому с 1991 г. периодически часть ресурсов КА «Гейзер» сдавалась в аренду.
   Запуск КА «Космос-2371» стал первым пуском «Гейзера» за почти 5 лет. По полученным в Центре Годдарда орбитальным элементам можно было предположить, что его предшественник «Космос-2319» до сих пор работает. Во всяком случае, в июле этот «Гейзер» был стабилизирован в точке POTOK-2: его долгота составляла 80.16°в.д. (т.е. отклонение от зарегистрированной точки стояния укладывалась в заявленные 0.2° по долготе). Правда, за пять лет работы наклонение орбиты выросло до 2.15°, из-за чего орбиту КА нельзя, строго говоря, считать геостационарной. Однако, видимо, такое наклонение еще не является помехой для нормальной работы КА. 
   Еще один «Гейзер» («Космос-2291») в последний раз корректировал долготу около 5 февраля и по состоянию на начало июля находился в 14.5°з.д., а в начале августа – в 15.0°з.д. Отклонение от заявленной точки на 1–1.5° значительно превышает точность удержания по долготе в 0.2°, и, вероятно, «Космос-2291» уже не работает. Логично было предположить, что как только в точке 80°в.д. заработает «свежий» СР – и если у «Космоса-2319» остался запас топлива – он будет переведен в точку 13.5°з.д. Так оно и случилось: элементы на «Космос-2319» за 6 августа показали существенное уменьшение периода обращения. Аппарат сманеврировал и перемещается на запад.
   Что касается дальнейших перспектив развития ГККРС, то, видимо, вскоре на смену «Гейзеру» должен прийти новый, более современный КА. Как видно из [12], к 2001 г. планируется вместо КА «Гейзер» начать запуски на ГСО КА «Гарпун». Возможно, под этот СР еще 8 октября 1985 г. в IFRB точно в тех же орбитальных позициях, что и для ретрансляторов POTOK, были зарегистрированы три ре-транслятора FOTON. Для последних рабочие частоты тоже лежат в диапазоне C, правда, в более широком интервале: 3.40–4.80 ГГц и 5.00–7.075 ГГц. А к 2004 г. СР «Гарпун» и два других СР («Гелиос» и «Стрелец») должен заменить один КА «Рассвет 2».

   Источники:
   1. Пресс-релиз РВСН от 05.07.2000.
   2. Сообщения Florida Today, Space.com, SpaceViews.com, InfoArt от 05.07.2000.
   3. Военно-космические силы. Военно-исторический труд. Книга 1. М., 1997.
   4. Янтарная история - 2. Новости космонавтики №8, 1999, с 69.
   5. Военно-космические силы. Военно-исторический труд. Книга 2. М., 1998.
   6. НПО ПМ. 40 космических лет. Железногорск: НПО ПМ, 1999.
   7. М.Тарасенко. Комментарий к запуску КА «Космос-2319». Новости космонавтики №18, 1995.
   8. Military Space. CIS/USSR. Communications / Jane's Space Directory. Edited by Phillip Clark. Thirteenth Edition, 1997-98, p. 151-152.
   9. С.Голотюк. Спутникостроители с берегов Енисея. Новости космонавтики №10, 1999, с.65.
   10. По данным Джонатана МакДауэлла «Geostationary Orbit Catalog: Current orbits» на сайте http://hea-www.harvard.edu/~jcm/space/ book/LOGS/logindex/geo.html.
   11. М.Тарасенко. Система «Банкир». Новости космонавтики №23, 1997, с.37-39.
   12. Схема «Состояние и перспективы развития космического сегмента систем спутниковой связи». Журнал «Вестник воздушного флота – аэрокосмическое обозрение», март-апрель, 1998, с.18.



   Старт «Гейзера»

Ю.Журавин. «Новости космонавтики»

   По Постановлению Правительства РФ №87 от 1 февраля 2000 г. в текущем году планировалось запустить КА системы «Поток» в точку стояния 80°в.д. Подготовка к старту «Гейзера» должна была начаться в конце февраля 2000 г., когда для его запуска из Центра Хруничева на космодром планировалось отправить РН «Протон-К» серии 39301. Однако на 2-й и 3-й ступенях этой РН были установлены ДУ выпуска до 1996 г., когда на Воронежском механическом заводе была вновь введена спецприемка изготавливаемых двигателей. После двух аварий «Протона» в 1999 г. было решено РН с подобными ДУ без модернизации не пускать. Поэтому уже 15 марта Госкомиссия приняла решение заменить ДУ на 2-й и 3-й ступенях РН 39301. «Протон» к тому моменту был уже уложен в железнодорожные вагоны для отправки на Байконур. Его выгрузили для демонтажа ДУ, снятые двигатели отправили в Воронеж для доработки. Старт СР пришлось перенести на май, а позже – на середину июня. 
   Под «Гейзер» же была выделена РН серии 38902. На ее 2-й и 3-й ступенях были установлены модернизированные ДУ (соответственно комплекты 17 и 14/1). Это были вторые комплекты модернизированных после аварий 1999 г. двигателей. По решению Государственной комиссии, пуски двух РН с модернизированными ДУ должны были предшествовать старту Служебного модуля «Звезда» на РН с такими же модернизированными двигателями.
   Задержки с поставкой ДУ и КА привели в середине мая к переносу старта «Гейзера» на начало июля. Его «обошел» не только «Экспресс-А» №3, но и Sirius 1. Причем запуски «Экспресса-А», Sirius'а, «Гейзера» и «Звезды» все планировались на промежуток между 23 июня и 12 июля. Это был очень напряженный график. Был момент, когда запуски «Гейзера» и «Сириуса» даже намечались оба на 30 июня. Поэтому выдвигались предложения о переносе старта «Гейзера» на 20 июля. Однако по требованию заказчика старт был назначен на 5 июля. (Подробности всех этих перипетий с пусками «Протонов» описаны в статье «”Протоны” ставят новые рекорды» на с.28.)
   Вывоз РН с КА на ПУ39 состоялся утром 2 июля. Между предыдущим пуском с этой ПУ 24 июня КА «Экспресса-А» №3 и вывозом РН с «Гейзером» прошло всего 8 суток! За это время ПУ39 была восстановлена и подготовлена к очередному пуску.
   Сам пуск прошел успешно, хотя и оказался на грани аварии. На 194 сек полета (1/3 времени работы 2-й ступени) телеметрия зафиксировала полное прекращение наддува бака горючего 2-й ступени. До этого момента наддув шел нормально. В сложившейся ситуации возникла прямая угроза начала кавитации на турбонасосных агрегатах ДУ 2-й ступени: горючее расходовалось, бак опустошался, но заполнение освобождаемого пространства газом наддува не происходило. В результате падало давление в баке, а следовательно, и на входе в ТНА. На заключительном этапе работы двигателей второй ступени ситуация была на грани аварии. Спасло положение то, что к концу работы ступени нарастает перегрузка. К тому же горючее оказалось не слишком насыщено газом, да и двигатели оказались хорошего качества и с большим запасом на кавитацию. Подобной неисправности ни разу не наблюдалось за всю историю пусков «Протонов» с 1965 г. По мнению специалистов Центра Хруничева, причиной происшедшего стала разгерметизация магистрали наддува. Причем, по телеметрии, газогенератор наддува на двигателе и обратный клапан в баке горючего были исправны. Разрыв произошел, скорее всего, между ними. Наиболее вероятное место – сильфон, соединяющий два участка газопровода наддува.
   Вплоть до момента отсечки ДУ 2-й ступени кавитация в их ТНА не началась. Полет на участке работы 3-й ступени и РБ проходил нормально. КА был выведен в расчетную точку на ГСО.

 

 

Волонтерство в благотворительном фонде.