Школьная энциклопедия. Сравнение пилотируемых космических кораблей первого поколения

Американские космические аппараты «Вояджер»

«Вояджер» (путешественник) — наименование американских космических аппаратов для исследования Юпитера, Сатурна и их спутников, а возможно, Урана с пролетной траектории с использованием поля тяготения Юпитера и Сатурна для пертурбационного маневра.

Масса космического аппарата 798 кг. Герметичный корпус (имеет форму многогранной призмы с центральным проемом) смонтирован на обратной стороне отражателя остронаправленной антенны. Большинство приборов вынесены на специальном кронштейне, причем часть их установлена на сканирующей платформе.

Электропитание от трех (вынесенных на кронштейне) изотопных генераторов, имеющих в период полета около Юпитера общую мощность 421 Вт, а в период пролета около Сатурна — 384 Вт. Ресурс установок 10 лет. В трехосной системе ориентации используются датчики Солнца и Канопуса, а также инерциальный измерительный блок. Исполнительными органами системы служат 12 микродвигателей (4 по каждой оси) тягой по 0,9 Н. Еще 4 таких микродвигателя обеспечивают коррекции траектории. Запас гидразина для микродвигателей рассчитан на 7 лет.

Система терморегулирования использует жалюзи на пяти гранях корпуса и на сканирующей платформе с научными приборами, многослойную теплоизоляцию, теплозащитные экраны из полированного алюминия, металлические и пластмассовые солнечные бленды, а также радиоизотопные нагреватели с тепловой мощностью 1 Вт.

Радиотехническая система включает остронаправленную антенну с отражателем диаметром 3,66 м и ненаправленную антенну. Частота приема для обеих антенн 2113 МГц, частота передачи 2295 МГц (диапазон S). Сдублированная бортовая цифровая вычислительная машина имеет основную память емкостью 4096 18-разрядных слов, а также резервную такой же емкости. В состав научной аппаратуры входят телевизионная камера с широкоугольным объективом (фокусное расстояние 200 мм), камера с телеобъективом (1500 мм), детекторы космических лучей, оборудование для регистрации радиоизлучения Юпитера и Сатурна в диапазоне 10 Гц — 56,2 кГц, детекторы заряженных частиц низкой энергии, фотополяриметр с 150-миллиметровым телескопом системы Кассегрена, детекторы плазмы (две чаши Фарадея), ультрафиолетовый спектрометр и другое.

На космических аппаратах «Вояджер» установлены идентичные медные граммофонные пластинки в комплекте с вращающимся диском, звукоснимателем и наглядной инструкцией по проигрыванию. На пластинках записаны «звуки Земли», которые должны дать представление о нашей планете представителям внеземной цивилизации, если к ним попадут космические аппараты. Продолжительность звучания пластинки 110 мин. На ней записаны обращения Генерального секретаря ООН Вальдхайма, приветствия на 60 языках, включая мертвые, азбука Морзе, музыкальные отрывки, крик ребенка, звуки прибоя, дождя, извержения вулкана и т. д. Пластинка несет также видеозапись 115 изображений.

Запущены два космических аппарата «Вояджер» с помощью ракеты носителя «Титан-3Е», снабженных дополнительным разгонным блоком: «Вояджер-2» 20.8.1977 по «медленной» траектории к Юпитеру, «Вояджер-1» 5.9.1977 по «быстрой» траектории. 10.12.1977 «Вояджер-1» вошел в пояс астероидов, 15.12.1977 обогнал на траектории «Воядж-2», а 8.9.1978 вышел из пояса астероидов. 5.3.1979 «Вояджер-1» совершил пролет около Юпитера на расстоянии 280000 км, а 12.11.1980 прошел около Сатурна на расстоянии 124000 км от вершин его облачного покрова и около его спутника Титана (минимальное расстояние от Титана ~4500 км). Космический аппарат «Воядж-2» вошел в пояс астероидов 10.12.1977, вышел из него 21.10.1978. 9.7.1979 совершил пролет около Юпитера на расстоянии 648000 км. Траекторию пролета около Сатурна космического аппарата «Воядж-2» предполагалось выбрать за несколько месяцев до пролета. Первый вариант предусматривал пролет около Сатурна по траектории, обеспечивающей оптимальные условия для исследования спутника этой планеты Титана и околопланетного пространства, в частности проход за кольцами Сатурна для их радиозатменного зондирования. Второй вариант предусматривал пролет космического аппарата «Воядж-2» около Сатурна по траектории, обеспечивающей пертурбационный маневр в поле тяготения планеты с переходом на трассу полета к Урану (в этом случае аппарат пройдет на расстоянии 353000 км от Титана). Был выбран второй вариант. Космический аппарат «Воядж-2» 26.8.1981 совершил пролет около Сатурна на расстоянии 101 тыс. км и перешел на траекторию полета к Урану. Он совершил пролет около Урана в январе 1986 года и под влиянием тяготения этой планеты перешел на трассу полета к Нептуну, около которого прошел в 1989 году. Вероятность сохранения работоспособности космического аппарата до Урана оценивается в 65% до, Нептуна — не более 40%.

2 января 1959 года советская космическая ракета впервые в истории достигла второй космической скорости, необходимой для межпланетных полетов, и вывела на лунную траекторию автоматическую-межпланетную станцию «Луна-1». Это событие положило начало «лунной гонки» между двумя сверхдержавами - СССР и США.

«Луна-1»

2 января 1959 года СССР осуществил пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на лунную траекторию автоматическую межпланетную станцию «Луна-1». АМС пролетела на расстоянии 6 тыс. км. от лунной поверхности и вышла на гелиоцентрическую орбиту. Целью полёта было достижение «Луной-1» поверхности Луны. Вся бортовая аппаратура работала корректно, но в циклограмму полёта закралась ошибка, и АМП на поверхность Луны не попала. На результативности бортовых экспериментов это не отразилось. В ходе полёта «Луны-1» удалось зарегистрировать внешний радиационный пояс Земли, впервые измерить параметры солнечного ветра, установить отсутствие у Луны магнитного поля и провести эксперимент по созданию искусственной кометы. К тому же «Луна-1» стала космическим аппаратом, который сумел достичь второй космической скорости, преодолел земное притяжение и стал искусственным спутником Солнца.

«Пионер-4»

3 марта 1959 с космодрома на мысе Канаверал был запущен американский космический аппарат «Пионер-4», который первым совершил облёт Луны. На его борту были установлены счётчик Гейгера и фотоэлектрический сенсор для фотографирования лунной поверхности. Космический аппарат пролетел на расстоянии 60 тыс. километров от Луны на скорости 7,230 км/с. На протяжении 82 часов «Пионер-4» передавал на Землю данные о радиационной обстановке: в лунных окрестностях радиации обнаружено не было. «Пионер-4» стал первым американским космическим аппаратом, которому удалось преодолеть земное притяжение.

«Луна-2»

12 сентября 1959 года с космодрома Байконур стартовала автоматическая межпланетная станция «Луна-2», которая стала первой в мире станцией, достигшей поверхности Луны. Собственной двигательной установки у АМК не было. Из научного оборудования на «Луна-2» были установлены счётчики Гейгера, сцинтилляционные счётчики, магнитометры и детекторы микрометеоритов. «Луна-2» доставила на лунную поверхность вымпел с изображением герба СССР. Копию этого вымпела Н.С. Хрущев вручил президенту США Эйзенхауэру. Стоит отметить, что СССР демонстрировал модель «Луна-2» на различных европейских выставках, и ЦРУ смогло получить неограниченный доступ к модели для изучения возможных характеристик.

«Луна-3»

4 октября 1959 года с Байконура стартовала АМС «Луна-3», целью которой было изучение космического пространства и Луны. В ходе этого полёты впервые в истории были получены фото обратной стороны Луны. Масса аппарата «Луна-3» - 278,5 кг. На борту космического аппарата были установлены системы телеметрической, радиотехнической и фототелеметрической ориентации, позволявшие ориентироваться относительно Луны и Солнца, система энергопитания с солнечными батареями и комплекс научной аппаратуры с фотолабораторией.

«Луна-3» совершила 11 оборотов вокруг Земли, а затем вошла в земную атмосферу и прекратила своё существование. Несмотря на низкое качество снимков, полученные фотографии обеспечили СССР приоритет в наименовании объектов на поверхности Луны. Так на карте Луны появились цирки и кратеры Лобачевского, Курчатова, Герца, Менделеева, Попова, Склодовской-Кюри и лунное море Москвы.

«Рейнджер-4»

23 апреля 1962 года с мыса Канаверал стартовала американская автоматическая межпланетная станция Рейнджер-4. АМС несла капсулу весом 42,6 кг, содержавшую магнитный сейсмометр и гамма- спектрометр. Американцы планировали произвести сброс капсулы в районе Океана Бурь и в течение 30 суток проводить исследования. Но бортовая аппаратуры вышла из строя, и Рейнджер-4 не смог обрабатывать команды, которые поступали с Земли. Продолжительность полёта АМС «Рейнджер-4» 63 часа и 57 минут.

«Луна-4С»

4 января 1963 года ракета-носитель «Молния» вывела на орбиту АМС «Луна-4С», которая должна была впервые в истории космических полётов совершить мягкую посадку на поверхность Луны. Но старт в сторону Луны по техническим причинам не произошёл, и 5 января 1963 года «Луна-4С» вошла в плотные слои атмосферы и прекратила существование.

Рейнджер-9

21 марта 1965 года американцы запустили Рейнджер-9, целью полёта которого было получение детальных фото лунной поверхности на последних минутах перед жёсткой посадкой. Аппарат был сориентирован таким образом, чтобы центральная ось камер полностью совпадала с вектором скорости. Это должно было позволить избежать «смазывания изображения».

За 17,5 минут до падения (расстояние до поверхности Луны составляло 2360 км) удалось получить 5814 телевизионных изображений лунной поверхности. Работа Рейнджера-9 получила высшие оценки мирового научного сообщества.

«Луна-9»

31 января 1966 года с Байконура стартовала советская АМС «Луна-9», которая 3 февраля совершила первую мягкую посадку на Луне. АМС прилунился в Океане Бурь. Со станцией состоялось 7 сеансов связи, продолжительность которых составляла более 8 часов. Во время сеансов связи «Луна-9» передавала панорамные изображения лунной поверхности вблизи места посадки.

«Аполлон-11»

16-24 июля 1969 года состоялся полёт американского пилотируемого космического корабля серии «Аполлон». Этот полёт знаменит в первую очередь тем, что земляне впервые в истории совершили посадку на поверхность космического тела. 20 июля 1969 года в 20:17:39 лунный модуль корабля на борту с командиром экипажа Нилом Армстронгом и пилотом Эдвином Олдрином прилунился в юго-западной части Моря Спокойствия. Астронавты совершили выход на лунную поверхность, который продолжался 2 часа 31 минуту 40 секунд. Пилот командного модуля Майкл Коллинз ждал их на окололунной орбите. Астронавтами в месте посадки был установлен флаг США. Американцы разместили на поверхности Луны комплект научных приборов и собрали 21,6 кг образцов лунного грунта, который доставили на Землю. Известно, что после возвращения члены экипажа и лунные образцы прошли строгий карантин, не выявивший никаких лунных микроорганизмов.

«Аполлон-11» привёл к достижению цели, поставленной президентом США Джоном Кеннеди – осуществить высадку на Луну, обогнав в лунной гонке СССР. Стоит отметить, что факт высадки американцев на поверхность Луны вызывает у современных учёных сомнения.

«Луноход-1»

За время работы «Луноход-1» преодолел 10 540 метров, двигаясь со скоростью 2 км/ч, и обследовал площадь 80 тыс. кв.м. Он передал на землю 211 лунных панорам и 25 тыс. фото. За 157 сеансов с Землёй «Луноход-1» принял 24 820 радиокоманд и произвёл химический анализ грунта в 25 точках.

15 сентября 1971 года ресурс изотопного источника тепла исчерпался, и температура внутри герметичного контейнера лунохода начала падать. 30 сентября аппарат на связь не вышел, а 4 октября учёные прекратили попытки войти с ним в контакт.

Стоит отметить, что битва за Луну продолжается и сегодня: космические державы разрабатывают самые невероятные технологии, планируя .

В последний раз самостоятельно отправило астронавтов на околоземную орбиту. После финальной миссии шаттла Atlantis с экипажем из четырех человек отправкой людей к Международной космической станции (МКС) занималась исключительно Россия. В распоряжении страны до сих пор имеются простые и надежные корабли серии «Союз», которые успешно летают в космос со времен СССР - с апреля 1967 года. Однако монополии России в качестве космического перевозчика скоро придет конец: на этот год НАСА с партнерами запланировали проведение серии ключевых испытаний аппаратов, которые сделают США безусловным лидером в пилотируемой космонавтике. Подробнее - в материале .

О возвращении программы пилотируемых полетов НАСА объявило в сентябре 2014 года. Тогда на специальной пресс-конференции глава НАСА, генерал-майор морской пехоты США в отставке Чарльз Болден назвал две компании, которые агентство выбрало для заключения многомиллиардного контракта на строительство пилотируемых многоразовых космических кораблей, предназначенных для доставки астронавтов к МКС. Победителями тендера стали и , которые представили проекты кораблей Dragon V2 и CST-100 (от Crew Space Transportation) соответственно. Общая стоимость работ по созданию аппаратов составила 2,6 миллиарда долларов для SpaceX и 4,2 миллиарда долларов для Boeing.

«Для НАСА и нации это был непростой, но наилучший выбор. Мы получили многочисленные предложения от наших аэрокосмических компаний. Высококвалифицированные американские фирмы, единые в желании вернуть отправку человека в космос с территории США, соревновались за то, чтобы служить нации и покончить с нашей зависимостью от России. Я приветствую их инновации, тяжелый труд и патриотизм», - сказал Болден. Выбор в пользу SpaceX и Boeing он объяснил успешным сотрудничеством агентства с этими частными компаниями и уверенностью НАСА в их соответствии высоким требованиям агентства.

Главным конкурентом SpaceX и Boeing считалась компания Sierra Nevada, которая предлагала НАСА летать к МКС на глубоко модернизированной версии орбитального самолета HL-20 - корабле Dream Chaser. Причины, по которым НАСА выбрало именно SpaceX и Boeing, а также распределение между ними финансирования очевидны: агентство больше доверяет крупным и надежным партнерам и вместе с тем приветствует здоровую конкуренцию со стороны молодых и перспективных компаний. С аэрокосмическим и оборонным гигантом Lockheed Martin агентство не заключило контракт, поскольку компания уже работала над марсианским кораблем Orion. Расширять сотрудничество с Orbital ATK (тогда - Orbital Sciences) в НАСА тоже не стали, поскольку к МКС уже летали ее грузовики Cygnus.

«Для грузового транспорта SpaceX выиграла двенадцать миссий (в настоящее время к МКС летает грузовая версия Dragon - прим. «Ленты.ру» ), а Orbital - восемь. Денежная премия Orbital выше, хотя у них меньше миссий, поскольку НАСА не хочет зависеть от одного источника. Для пилотируемого полета, как я ожидаю, будут выбраны Boeing или Lockheed, которые выиграют большую часть финансирования, а мы, надеюсь, будем вторыми», - так в июне 2010 года оценивал перспективы компании SpaceX ее глава . Как стало известно через четыре года, он не ошибся.

Выбор НАСА в качестве основных партнеров для пилотируемых миссий к МКС SpaceX и Boeing привел к тому, что в 2014 году из Sierra Nevada, безуспешно пытавшейся в судебном порядке оспорить результаты тендера, было уволено около ста сотрудников, работающих над Dream Chaser. Со своей стороны агентство пообещало всяческую поддержку этой молодой компании, но не в рамках программы пилотируемых полетов. Тогда же, в 2014 году, американцы полагали, что уже к 2017-му астронавты будут отправляться на МКС исключительно с территории США, без помощи российской стороны. Взятые на себя обязательства компании SpaceX и Boeing, как показало время, выполняют, но примерно с годовым отставанием.

Аппарат Dragon V2 является глубоко модернизированной версией грузовика Dragon, успешно летающего к МКС. Корабль имеет практически моноблочную конструкцию, в грузопассажирском режиме позволяющую, вместе с полезной нагрузкой в 2,5 тонны, отправлять к МКС до четырех человек. В пассажирском режиме корабль берет на борт до семи человек. В 2017 году SpaceX планирует завершить производство трех кораблей Dragon V2, один из них в ноябре должен совершить первый тестовый беспилотный полет к МКС. Аппарат, как ожидается, состыкуется со станцией и покинет ее спустя 30 суток.

Внутреннее пространство Dragon V2 организовано, по словам SpaceX, с максимально возможным удобством для экипажа. Кресла пилотов выполнены из углеродного волокна высшего качества с отделкой из алькантары. В капсуле для астронавтов четыре окна с видом на внешнее пространство. На специальной панели члены экипажа Dragon V2 смогут в режиме реального времени отслеживать состояние космического корабля во время полета. Также астронавты получат возможность вручную настраивать температуру на борту корабля (в пределах от 15 до 26 градусов Цельсия). На случай внештатных ситуаций предусмотрена система эвакуации.

Первому полету Dragon V2 будут предшествовать огневые испытания двигателей Draco и SuperDraco. Последние распечатываются на трехмерном принтере и устанавливаются в качестве элементов спасательной системы и для управляемой посадки корабля. Также SpaceX испытает специальный скафандр, позволяющий астронавтам выдержать нагрузки в случае разгерметизации пассажирской капсулы Dragon V2. Аналогичную опцию для своего костюма в 2017 году сделает Boeing. Аппараты Dragon V2 и CST-100 будут приземляться при помощи парашютов - необходимые для этого системы испытают в этом году.

Пуск Dragon V2 будет осуществляться при помощи ракеты среднего класса Falcon 9 со стартового комплекса SLC-39 в Кеннеди (Флорида), откуда ранее в космос отправлялись миссии Space Shuttle и Apollo. Пилотируемая 14-дневная миссия Dragon V2 (с двумя астронавтами на борту) запланирована на май 2018 года. В интересах SpaceX выдержать заявленные сроки, поскольку именно финансирование НАСА разработок грузовых и пилотируемых кораблей позволило компании избежать участи Sierra Nevada; Boeing это касается в меньшей степени.

Аэрокосмический гигант перенес первый тестовый и беспилотный полет CST-100 с декабря 2017-го на июнь 2018-го. После этого в августе того же года должен состояться пилотируемый полет корабля Boeing с экипажем из двух человек. Как и Dragon V2, корабль CST-100 способен доставлять на околоземную орбиту до семи человек. Корабль, получивший название Starliner, как и Dragon V2, будет проходить предстартовую подготовку в Космическом центре Кеннеди. Запуски Starliner будут проводиться с тяжелой ракеты Atlas V с площадки 41-го космодрома на мысе Канаверал, а в случае необходимости - на носителях Delta IV и Falcon 9, а также создаваемой ракеты Vulcan.

Причины, по которым компании SpaceX и Boeing отложили первые пуски разрабатываемых кораблей, принципиально отличаются друг от друга. Первая компания, в отличие от второй, располагает значительно более скромными ресурсами, которые отчасти потребовалось задействовать для выяснения и устранения причин, приведших к аварии Falcon 9 в сентябре 2016 года. Тогда эксперты из НАСА раскритиковали SpaceX из-за заправки ракеты за полчаса до старта. Это означает, что в случае нештатной ситуации при заправке топливом Falcon 9 астронавты будут находиться уже в головной части ракеты, а не на безопасном от нее расстоянии. Именно на минимизацию возможных рисков SpaceX и потратила так много времени.космодрома Sea Launch .

Даже если Boeing не успеет в заявленные сроки подготовить CST-100, свои обязательства перед НАСА компания, скорее всего, выполнит в полном объеме. Агентство уже проявило заинтересованность в приобретении у Boeing двух кресел на «Союзах» на осень 2017-го и весну 2018-го и трех - на 2019 год. такие рокировки тоже выгодны в связи с планируемым временным сокращением численности российского сегмента МКС с трех до двух человек.

Трудности, с которыми сталкиваются партнеры НАСА по пилотируемой космонавтике, по всей видимости успешно разрешаются и носят рабочий характер. Можно быть уверенным, что страна, шесть раз высаживавшая людей на Луне и отправившая на Марс тонный ровер, справится и с этими задачами. В конечном итоге через год-два в распоряжении США будет парк космических кораблей, состоящий как минимум из грузовых Dragon и Cygnus, пилотируемых околоземных Dragon V2 и CST-100, а также лунно-марсианского Orion (его тоже можно использовать для полетов к МКС, но нецелесообразно - слишком дорого). Это обеспечит не только независимость США от российских «Союзов» и их готовящейся замены - кораблей «Федерация», но и обеспечит внутринациональную конкуренцию между как минимум четырьмя космическими компаниями.

Капитан К. Маршалов

В долгосрочной перспективе космическая разведка будет играть роль одного из ключевых элементов в системе военной разведки вооруженных сил США. Она призвана своевременно обеспечивать военно-политическое руководство (ВПР) страны достоверной информацией.

Основную часть космической разведки страны составляют системы, обеспечивающие получение видовой разведывательной информации с использованием оптикоэлектронных средств (ОЭС). Эти системы являются источником получения в мирное время детальных изображений интересующих объектов и территорий, расположенных в любой точке Земли, или предприятий оборонных отраслей промышленности.

Количество аппаратов видовой разведки, оснащенных ОЭС, по состоянию на август 2013 года достаточно большое и продолжает увеличиваться. Кроме того, возрастает роль коммерческих космических аппаратов (КА) съемки земной поверхности.

По состоянию на июль 2013 года в США разведка из космоса ведется с помощью космических аппаратов (КА) двойного назначения, таких как "Уорлдвью" (WorldView), "ГеоАй" (GeoEye), "ЛэндСат" (LandSat), а также военного назначения-"КиХоул" (KeyHole) и "ОРС" (ORS). В конце 2013 года планируется запуск нового КА военного назначения -"КестрелАй" (KestrelEye).

Космический аппарат "WorldView-1" был выведен на солнечно-синхронную орбиту (ССО) высотой 496 км 18 сентября 2007 года. Он способен обеспечивать ежедневную съемку площадью 750 тыс. км 2 .

КА оснащен телескопом с апертурой 0,6 м для съемки только в панхроматическом режиме с пространственным разрешением до 0,5 м. Данный аппарат может вести съемку различного вида: кадровую, маршрутную (вдоль береговых линий, дорог и других линейных объектов) и площадную (зоны размером 60х60 км), а также стереосъемку Расчетный срок его активного пребывания на орбите не менее семи лет; масса КА около 2,5 % ширина полосы захвата 17,6 км.

Информация, полученная с "Уорлдвью-1", применяется для выполнения таких задач, как: составление и обновление топографических и специальных карт и планов вплоть до масштаба 1:2 000; создание цифровых моделей рельефа с точностью 1-3 м по высоте; контроль строительства объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа; обновление топографической подосновы для разработки проектов генпланов перспективного развития городов, схем территориального планирования районов; мониторинг состояния транспортных, энергетических и информационных коммуникаций.

КА "WorldView-2" массой 2,8 т был запущен 8 октября 2009 года на солнечно-синхронную орбиту (ССО) высотой 770 км, обеспечивающую его прохождение над любым районом Земли каждые один-два дня (в зависимости от широты). Владельцем КА является компания "ДиджиталГлоуб" (DigitalGlobe). Это средство разрабатывалось параллельно с "Уорлдвью-1". В проекте создания нового КА участвовали такие фирмы, как "Болл аэроспейс" (Ball Aerospace), "Истмен Кодак" (Eastman Kodak), ITT и "БАэ системз" (BAE Systems).

"Уорлдвыо-2" оснащен оптоэлектронной аппаратурой для съемки земной поверхности в панхроматическом (с пространственным разрешением 0,46 м) и многоспектральном (с разрешением 1,8 м) режиме. Ширина полосы захвата составляет 16,4 км, скорость передачи данных достигает 800 Мбит/с.

Аппарат оснащен восьмиканальным спектрометром высокого разрешения, который включает традиционные спектральные каналы в четырех диапазонах: красном, зеленом, синем и ближнем инфракрасном-1 (NIR-1), а также четыре дополнительных спектральных канала тоже в четырех диапазонах: фиолетовом, желтом, "крайнем красном", ближнем ин-фракрасном-2 (NIR-2).

Спектральные каналы могут обеспечить более высокую точность при детальном анализе состояния растительности, выделении объектов, анализе береговой линии и прибрежной акватории. Расчетный срок активного пребывания на орбите не менее семи лет.

Области применения данных дистанционного зондирования, полученные с КА "Уорлдвью-2", такие же, как у предыдущего варианта.

В 2014 году предполагается вывести на ССО третий по счету космический аппарат типа "WorldView". Его орбита будет проходить на высоте 617 км. Ожидается, что разрешение аппаратуры разведки, установленной на КА, составит около 0,3 м в панхроматическом режиме. Запуск "WorldView-3" позволит компании "Диджитал-Глоуб" закрепить лидирующие позиции в качестве крупнейшего мирового производителя в сфере поставки изображений из космоса на коммерческой основе.

КА "GeoEye-1" был запущен 6 сентября 2008 года. Он оснащен оборудованием, которое способно получать панхроматические (с разрешением 0,41 м) и многоспектральные (1,65 м) изображения. Для коммерческого использования доступны панхроматические (с разрешением 0,5 м) и многоспектральные (2 м) снимки. Масса аппарата составляет около 2 т, ширина полосы захвата достигает 15,2 км, срок активного существования - семь лет с возможностью продления до 15 лет.

КА "ГеоАй" способен получать изображения земной поверхности площадью до 700 тыс. км 2 в сутки в панхроматическом режиме съемки и до 350 тыс. км2 - в многоспектральном режиме. Кроме того, он может осуществлять повторную съемку любой точки Земли каждые три дня.

Аппарат находится на ССО высотой около 700 км и совершает 15 витков вокруг Земли в сутки. Он имеет возможность быстрого перенацеливания камеры для съемки в разных направлениях на одном витке. Также на одном витке КА способен получать стереоизображения.

Информация, полученная с КА "GeoEye-1", применяется в следующих областях: создание и обновление топографических и специальных карт и планов вплоть до масштаба 1: 2000; создание цифровых моделей рельефа с точностью 1-2 м по высоте; инвентаризация и контроль строительства объектов инфраструктуры, транспортировки и добычи нефти и газа; обновление топографической подосновы для разработки проектов генеральных планов перспективного развития городов, схем территориального планирования районов; инвентаризация и мониторинг состояния транспортных и информационных коммуникаций.

По состоянию на июль 2013 года в законсервированном состоянии находится КА "GeoEye-2", который может быть выведен на орбиту по мере необходимости. Предполагается, что данный аппарат способен делать снимки с разрешением 0,34 м на местности в панхроматическом режиме.

КА "LandSat-7", предназначенный для съемки земной поверхности со средним разрешением, является совместным проектом управлений НАСА, NOAA и USGS. Он снабжен аппаратурой ЕТМ (Enhanced Thematic Mapper), которая обеспечивает съемку земной поверхности в четырех режимах - VNIR (Visible and Near Infrared), SWIR (Shortwave Infrared), PAN (Panchromatic) и TIR (Thermal Infrared).

На КА "LandSat-8" (проект LDCM - Landsat Data Continuity Mission), выведенном на ССО 11 февраля 2013 года, установлены два приемника: оптико-электронный и тепловой.

Оба космических аппарата решают следующие задачи: создание и обновление топографических и специальных карт масштаба 1: 200 000; обновление топографической подосновы для разработки проектов схем территориального планирования; сельскохозяйственное картографирование; автоматизированное создание карт растительности, ландшафтов и природопользования; мониторинг и прогнозирование процессов заболачивания, засоления, эрозии, степных пожаров и т. п.

Космический аппарат "KeyHole-11" является основным средством оптико-злектронной разведки (ОЭР) США. По состоянию на июль 2013 года она включает три усовершенствованных КА данного типа, выведенных на орбиту в 2001, 2005 и 2011 годах с расчетным сроком активного существования не менее семи-восьми лет.

Эта система решает задачи планово-периодической разведки, а также используется для обеспечения разведывательной информацией контингента ВС США, участвующего в военных конфликтах.

Засекреченность работ в области создания космических средств разведки позволяет лишь предположительно оценивать достигнутый уровень развития системы "KeyHole-11".

Орбитальное построение аппаратов ОЭР "KeyHole11", их маневрирование и установленное бортовое оборудование обеспечивают выполнение таких задач, как: беспропускной просмотр всей земной поверхности в течение суток в полосе обзора 1 250-3 600 км (в зависимости от высоты орбиты КА); ведение разведки любого объекта с 9.30 до 12.30 ч и с 12.30 до 15.30 ч по местному времени и получение его стереоизображений в видимом диапазоне волн; ведение разведки в ИК-дипазоне волн в ночное время с 20.00 до 02.00 ч по местному времени; получение изображений объектов с высоким разрешением и оперативная передача их в центр обработки информации (г. Вашингтон) по радиоканалам через КА-ретрансляторы SDS в масштабе времени, близком к реальному; оперативная дешифровка и передача полученной развединформации в зависимости от ее важности высшему ВПР страны, командованию вооруженных сил на ТВД и т. д. (через 1-2 ч после съемки объектов).

Предположительно КА оснащен телескопом диаметром 2,4 м, который обеспечивает линейное разрешение на местности до 0,15 м в панхроматическом режиме; масса КА достигает 13-17 т. 28 августа 2013 года на орбиту выведен очередной аппарат этой серии.

КА оперативно-тактического назначения "ORS-1" производит съемку в панхроматическом и многоспектральном режиме. Основное назначение данного КА - вскрытие боевого состава и положения группировок войск, выявление объектов в интересах применения средств поражения (целеуказания), сбор данных о системах управления войсками и оружием противника, вскрытие инженерного оборудования местности, контроль результатов нанесения ударов средствами поражения.

КА "ORS-1" массой около 450 кг был выведен на низкую околоземную орбиту ракетой-носителем "Минотавр-1" 30 июня 2011 года. Срок активной эксплуатации аппарата составляет до трех лет.

Приходько Валентин Иванович

«Черная тема».

Все, что не подлежит огласке, на языке американского разведсообщества называется «черной темой». Таковой в течение долгих десятилетий являлась космическая разведка, которой в США начали заниматься еще до того, как научились запускать спутники. Не удивляйтесь, но это именно так.

Правда, документы о своих первых спутниках-шпионах американцы рассекретили лишь в 1995 году. С тех пор эта история обросла массой подробностей, что позволяет достаточно детально рассказать о первых шагах в данном направлении, а также о том, что из этого получилось.

Я не намерен изобретать велосипед, поэтому в своем рассказе воспользуюсь материалами известного американского историка космонавтики Дуэйна Дея (Dwayne A. Day). Он исследовал рассекреченные документы и поведал всему миру и о том, как все начиналось, и как дальше развивались события, и каких успехов достигла спутниковая разведка в США, и какие неудачи были на этом пути. Однако обо всем по-порядку.

В 1954 году из недр организации, носившей название «РЭНД» (о ее деятельности я уже рассказывал в этой книге), вышел отчет под заголовком «Обратная связь» (Feed Back). Он содержал результаты исследований, проведенных в предшествующие восемь лет. В отчете утверждалось, что спутник, использующий телевизионную камеру, может дать полезные фотографии Советского Союза и выявить большие структуры, такие как аэродромы, заводы и порты.

Но этот документ мог бы еще долго пылиться в архивах с грифом «Совершенно секретно», если бы в Центре авиационных разработок имени Райта на авиабазе Райт-Паттерсон в Дейтоне, штат Огайо, с ним не ознакомились младшие офицеры Квентин Рип (Quentin Riepe) и Джеймс Кулбау (James Coolbaugh). Материалы отчета так их заинтересовали, что они загорелись идеей реализовать содержащиеся в отчете идеи на практике. Им удалось собрать некоторое количество денег с различных лабораторий электроники на базе и приступить к разработке технологий, необходимых для спутника.

Рип, Кулбау и еще несколько человек, которых дали им в помощь, считали, что идея спутника с телевизионной камерой на борту жизнеспособна – в частности потому, что уже полным ходом шла разработка межконтинентальной баллистической ракеты Atlas, мощности которой хватало для запуска аппарата на околоземную орбиту.

К 1956 году над проектом спутника, который теперь назывался Weapons System 117L (WS-117L, «Система оружия»), работало с полдюжины офицеров военно-воздушных сил во главе с подполковником Биллом Кингом (Bill King). Они провели конкурс для выбора подрядчика по разведывательному спутнику. Победила компания Lockheed, инженеры которой заявили, что телевизионная камера недостаточно хороша для разведывательной съемки. У них также были опасения, что при записи телевизионных сигналов на магнитную ленту могут возникнуть проблемы, так как бобины с лентой будут вращаться с высокой скоростью.

Вместо этого сотрудники Lockheed предложили использовать фотокамеру с пленкой, делавшей длинный и узкий снимок, который проявлялся прямо на борту. Далее фотографии планировалось сразу же сканировать и передавать изображение на Землю по радио. Такой спутник получил название фототелевизионного (film-readout satellite).

Несмотря на привлекательность этой идеи, ВВС США отказали проекту спутника в финансировании. Они не посчитали нужным тратить деньги на то, что не имеет крыльев и не может сбрасывать атомные бомбы.

Проект Lockheed не получил поддержки и в других правительственных структурах США. Сами понимаете, что такого понятия как частные инвестиции в космическую отрасль тогда еще просто не было.

Однако уже в 1957 году два эксперта по разведке из «РЭНДа» – Мертон Дэвис (Merton Davies) и Амром Катц (Amrom Katz) – выдвинули предложение о доставке пленки на Землю с помощью возвращаемой капсулы. Они считали, что применение новых материалов для покрытия капсулы поможет сохранить ее содержимое от губительного воздействия высоких температур при прохождении плотных слоев атмосферы. По их мнению, пленка содержала намного больше информации, чем можно было передать по радиоканалу.

Дэвису и Катцу удалось убедить в своей правоте руководителей программы WS-117L. Но так как денег у программы было очень мало, решили обратиться к ЦРУ за средствами для разработки этого нового полезного груза.

Вероятно, работа по созданию разведывательного спутника продолжалась бы в таком неспешном режиме еще достаточно долго, если бы не первый советский спутник. Он все изменил.

Командование американских военно-воздушных сил вдруг решило, что космос жизненно необходим, и резко увеличило финансирование программы WS-117L. Фототелевизионный спутник вскоре получил наименование Sentry («Часовой»). В ВВС планировали построить «пионерный» вариант, чтобы проверить технологию, а затем и усовершенствованную версию, которая бы производила разведку для практического использования.

Но эту разработку, по самым скромным подсчетам, можно было завершить не ранее 1960 года. В то время как малый возвращаемый спутник с фотопленкой можно было сделать намного быстрее и запускать меньшей ракетой Thor.

По рекомендации своих научных советников, президент США Дуайт Эйзенхауэр утвердил эту новую спутниковую программу в феврале 1958 года и распорядился, чтобы она разрабатывалась скрытно. Имелось в виду, что программа настолько секретна, что лишь несколько человек должны были знать, что она вообще существует. Программой стало заведовать Центральное разведывательное управление, которое платило за камеру и за космический аппарат; ВВС предоставляли ракету и всевозможное обеспечение.

Во главе работ по фоторазведывательному спутнику встал кадровый сотрудник ЦРУ Ричард Бисселл (Richard Bissell). Разработка современных технических средств для слежения за территорией СССР была для него не в новинку. Несколькими годами ранее именно Бисселл возглавлял работы по разведывательному самолету U-2, выполнявшему секретные полеты над СССР, Китаем и другими социалистическими странами.

Проект получил название Corona («Корона»). Правда, это имя, как и большинство кодовых имен разведывательных спутников, обычно писалось одними заглавными буквами: CORONA. Любопытно, как родилось это название. Бисселл диктовал технические требования к спутнику офицеру, который тут же печатал их на печатной машинке Smith-Corona. И когда потребовалось имя для спутниковой программы, именно этот офицер и пред ожил Corona. Простенько, и никто не догадается. Так и получилось.

В самом начале разработки Бисселл сделал важное изменение в конструкции космического аппарата. Первоначально проектом предусматривалась установка небольшой камеры внутри маленького вращающегося спутника. Однако Бисселл узнал о разработке более мощной камеры в молодой компании Itek. Эта камера, созданная по проекту Уолтера Левисона (Walter Levison), качалась взад и вперед, давая изображение на длинной полосе пленки с высоким разрешением. В дальнейшем она получила название панорамной камеры, но требовала стабильной платформы.

Как нельзя лучше для этих целей подходила верхняя ступень ракеты-носителя Agena, которую сначала хотели отделять от спутника после запуска, но потом решили сделать частью конструкции разведывательного аппарата. На ней предполагалось устанавливать камеру, а экспонированную пленку можно было направлять на приемную катушку в отделяемом возвращаемом аппарате. Бисселл посчитал такое решение оптимальным, и предоставил компании Itek контракт на разработку такой камеры.

В конце 1950-х годов спутник CORONA считался «промежуточным» вариантом. Планировалось, что ЦРУ построит 20 таких аппаратов и, начиная с 1959 года, будет с интервалом около месяца выводить их в космос. К моменту запуска последнего из этих аппаратов, должен был появиться более крупный и сложный спутник ВВС Samos. О нем я расскажу чуть позже.

Однако этим планам не суждено было сбыться. Все оказалось не так просто, и космос еще не раз и не два показывал свой норов.

Первый испытательный запуск CORONA состоялся в феврале 1959 года с космодрома на базе ВВС США Ванденберг в Калифорнии. Он был неудачен. Как и второй пуск, и третий. При четвертом запуске аппарат нес первую разведывательную камеру, но так и не вышел на орбиту.

Возникали и другие проблемы. К лету 1960 года CORONA потерпела двенадцать неудач подряд. Бывало, возвращаемые аппараты уходили на неправильные орбиты. Бывало, сгорали в атмосфере. Участники программы всерьез опасались ее закрытия, но президент Эйзенхауэр считал CORONA слишком важной и продолжал поддерживать.

Наконец в августе 1960 года первая возвращаемая капсула успешно опустилась на Землю. Американцы всего на несколько часов опередили в этом вопросе своих главных конкурентов – Советский Союз. Правда, советским конструкторам удалось возвратить с орбиты живых существ, собак Белку и Стрелку.

Несколько слов о том, как американцы возвращали пленку с орбиты. Капсула с разведывательными материалами после отделения от основного аппарата входила в атмосферу, где и происходило ее торможение. При этом корпус капсулы обгорал в плотных слоях. Когда скорость снижалась до разумных пределов, происходил отстрел теплозащитного экрана и оставался округлый контейнер, называемый «ведром». На большой высоте выпускался маленький парашют, который вытягивал основной купол. На нем капсула и опускалась к северо-западу от Гавайских островов. Когда «ведро» спускалось над океаном, над ним пролетал транспортный самолет ВВС и тянул за собой трос, удерживаемый двумя длинными шестами. Трос был усажен крючками, и один или несколько из них должны были зацепить и прочно держать стропы парашюта. Затем экипаж самолета втягивал трос и маленькую капсулу.

Первые фотографии территории СССР американцы получили во время полета четырнадцатой CORONA (открытое наименование спутника – Discoverer-14). Снимки были не очень хороши, но выявили множество военных объектов на обширной советской территории, о которых руководители американской разведки даже не подозревали.

Вскоре запуски CORONA стали регулярными. Поначалу их надежность оставляла желать лучшего: 25 % успешных миссий в 1960 году, 50 % – в 1961 году, 75 % – в 1962 году.

Как вы помните, к этому времени CORONA должна была уже смениться спутниками Samos, более мощными и более совершенными космическими аппаратами, разработку которых вели ВВС США. К лету 1960 года эта программа сильно разрослась. Теперь она состояла из фототелевизионных спутников Samos Е-1 и Samos Е-2, а также спутника с возвращаемым аппаратом Samos Е-5. Samos Е-1 был оснащен камерой низкого разрешения, предназначенной главным образом для демонстрации технологии. Samos Е-2 имел камеру более высокого разрешения и претендовал на звание рабочего спутника. Внутри большой герметичной возвращаемой капсулы спутника Samos Е-5 устанавливался сильно увеличенный вариант базовой камеры CORONA.

Название Samos Е-3 относилось к закрытому проекту фототелевизионного спутника, использующего технологию, отличную от аппаратов E-1 и E-2. Наконец, Samos Е-4 был картографическим спутником, разработка которого была прекращена после того, как в 1959 году стартовала другая программа, известная как KH-5 ARGON (КН – Key Hole – «замочная скважина»). Этот аппарат использовал ракету Thor и оборудование CORONA, в частности возвращаемый аппарат.

Как я уже отмечал, программа CORONA рассматривалась как временная. Предполагалось, что когда она закончится, ЦРУ уйдет из области спутниковой разведки, полностью передав это поле деятельности ВВС. Однако у летчиков дела с Samos не ладились. К лету 1960 года были закрыты проекты Samos Е-1 и Samos Е-2, хотя три испытательных запуска аппаратов этих типов все же состоялись. Затем утвердили проекты двух новых спутников, которые, как и CORONA, использовали возвращаемые капсулы. Одним из них был аппарат, названный Samos Е-6, другим – спутник особо высокого разрешения GAMBIT.

Samos Е-6 использовал большой возвращаемый аппарат и две панорамные камеры, разработанные компанией Eastman Kodak. Первый его запуск состоялся в 1962 году и был неудачным. Еще четыре запуска также были неудачны, и к 1963 году проект был закрыт.

А CORONA тем временем продолжала работать. Она стала очень надежной и успешной разведывательной системой. Тем более что непрерывно шли работы по совершенствованию как самого спутника, так и камер, которые на него ставились.

Первые модели, известные как KH-1, KH-2 и KH-3, вскоре заменили на КН-4, обладавшие большими возможностями. В этом аппарате, известном как MURAL, было две камеры вместо одной. Каждая камера была слегка наклонена в сторону другой, и они делали снимки поверхности под разными углами. Так получали стереофотографии, которые позволяли экспертам делать точные измерения наземных объектов.

Сначала самые малые объекты, которые можно было обнаружить на пленке, имели размер 10 метров. Но к 1963 году этот показатель был улучшен до 4 метров, а к 1968 году – до 2 метров. Однако фотографии были недостаточно хороши для того, чтобы определить технические характеристики объекта, к примеру, сколько топлива может нести данная ракета или самолет.

Спутники типа Samos Е-5, которые могли бы внести некоторую ясность в эти вопросы, запускались в начале 1960-х годов трижды. Ни один из стартов не был успешным, поэтому программа была закрыта, а мощную фотокамеру от Samos адаптировали для использования на космическом аппарате типа CORONA и его возвращаемой капсуле. Такой аппарат получил название KH-6 LANYARD.

В 1963 году были предприняты три попытки запуска аппаратов нового типа, но лишь один из них был успешным. Поэтому, как только началась разработка другого аппарата, известного как GANBIT, проект LANYARD был закрыт.

Спутник типа GAMBIT нес мощный телескоп, который использовал зеркало для фокусирования изображения на небольшую полоску пленки. Другое зеркало смотрело с аппарата вбок и отражало Землю в камеру. По мере того, как спутник двигался над Землей, изображение поверхности двигалось сквозь камеру. Пленка же протягивалась мимо небольшой щели с той же самой скоростью, с какой двигалось изображение. Такая стрип-камера (strip camera) давала фотографии очень высокого качества, которые можно было использовать для получения технических данных.

Первый GAMBIT, известный как KH-7, был запущен в 1963 году, и этот полет был признан частично успешным. В течение нескольких следующих миссий происходило совершенствование космического аппарата. Первые снимки от GAMBIT показывали объекты на Земле размером около 1,1 метра, но уже через несколько лет камеры спутников делали фотографии, выявляющие объекты поперечным размером около 0,6 метра. Отражающее зеркало могло также слегка двигаться, чтобы изменить угол изображения и получить стереоснимки, а спутник можно было наклонить в одну или другую сторону, чтобы навести на цели, расположенные не непосредственно под ним.

Однако более высокое разрешение досталось спутнику GAMBIT не просто: его камера могла фотографировать лишь небольшие области земной поверхности. Поэтому разведывательные спутники работали, как правило, в паре: CORONA выявляла цели, а GAMBIT производил съемку важнейших из них.

К середине 1960-х годов в США ежемесячно запускались по одному спутнику CORONA и по одному GAMBIT. Каждый спутник работал примерно четверо суток, прежде чем отстрелить свою возвращаемую капсулу и вернуть пленку на Землю.

Приблизительно тогда же появилась новая модель космических аппаратов, известная как КН-4А, со вторым возвращаемым аппаратом, что удвоило возможности спутника. Теперь CORONA делала снимки вскоре после запуска и спускала первый возвращаемый аппарат в течение четырех суток. Затем она переходила на несколько дней в спящий режим, а потом включалась и снимала вновь. Новые снимки доставлялись затем на Землю во второй капсуле, и это удваивало количество возвращаемой пленки при минимальных дополнительных затратах.

Успех CORONA и проблемы со спутниками других типов привел к тому, что ЦРУ осталось вовлеченным в спутниковую разведку дольше, чем планировалось первоначально. Участие цэрэушников продолжалось даже после того, как в начале 1960-х годов было создано Национальное разведывательное управление (National Reconnaissance Office, NRO), чтобы оно руководило спутниковыми разведывательными программами.

В 1962 году отношения между двумя разведывательными ведомствами резко ухудшились. В свете этого ЦРУ начало несколько новых программ спутниковой разведки самостоятельно, без согласия NRO. Одна из них первоначально была названа FULCRUM, а потом переименована в КН-9 HEXAGON. Космический аппарат, созданный в рамках этого проекта, был массивным спутником, размером со школьный автобус. Он оснащался двумя мощными камерами, четырьмя или пятью возвращаемыми аппаратами и требовал для запуска на орбиту мощной ракеты Titan-3.

HEXAGON предназначался для замены CORONA, и уже во время своего первого полета в июле 1971 года он достиг успеха. Его камеры позволяли делать фотоснимки с разрешением всего 20 сантиметров. До середины 1980-х годов было запущено 20 спутников HEXAGON. Каждый из них, в отличие от спутников CORONA с их коротким временем жизни, оставался на орбите помногу месяцев.

В 1967 году состоялась замена спутников КН-7 GAMBIT более совершенной моделью, известной как КН-8. Новый космический аппарат имел более мощную камеру, и в 1970-е годы он уже мог фотографировать объекты размером менее 10 сантиметров.

КН-7 и ранние модели КН-8 имели всего лишь один возвращаемый аппарат, но к 1969 году в эксплуатацию была принята новая модель KH-8, которая несла два возвращаемых аппарата.

Последняя модель CORONA известна как KH-4B, и до 1972 года включительно было запущено 17 таких аппаратов. После этого они были окончательно списаны и заменены на HEXAGON.

Спутники КН-8 GAMBIT продолжали летать до середины 1980-х годов и получали фотографии самого высокого качества, непревзойденные ни одним летавшим аппаратом.

Несмотря на очевидные преимущества, у всех вышеназванных спутников был один существенный недостаток – они работали недостаточно быстро. Точнее, недостаточно быстро на Земле можно было получить результаты разведывательной деятельности, то есть фотопленку. В среднем сделанные с орбиты фотографии могли попасть на стол аналитикам в Пентагоне не раньше чем через неделю после проведения съемки. За эти дни обстановка могла в корне измениться. К примеру, во время вторжения стран – членов Организации Варшавского договора в Чехословакию в 1968 году, один из спутников CORONA сделал хорошие фотографии, которые показывали, что ввод войск вот-вот начнется. Однако они попали на Землю лишь тогда, когда ввод войск уже начался.

В 1960-1970-е годы ЦРУ и NRO исследовали различные технологии обеспечения космической разведки в режиме реального времени. Однако все они оставались непригодны, пока не были созданы чувствительные устройства, которые могли превращать свет непосредственно в электрическую энергию. Первый аппарат нового типа был запущен в 1976 году. Спутник получил обозначение КН-11 KENNAN. Он имел массивное зеркало, в фокусе которого находилась ПЗС-матрица (сокращение от «прибор с зарядовой связью»). Она превращала свет в электрические сигналы, а они преобразовывались в радиосигналы, которые затем передавались на Землю.

Теперь не было необходимости в возвращаемых капсулах, но KH-11 не делал ни снимков больших площадей, как HEXAGON, ни снимков исключительно высокого качества, как KH-8. Поэтому оба этих спутника с доставкой пленки оставались на службе еще более 10 лет после того, как начал работать КН-11.

Сегодняшние американские разведывательные спутники являются наследниками проекта KH-11. Но до того как мы узнаем подробности их устройства, пройдет еще около тридцати лет...