Текст книги "Секреты американской космонавтики"

Глава 15
На орбите «Эксплорер-1»

Справедливости ради надо сказать, что, потерпев неудачу с запуском «Авангарда», американцы не были намерены сдаваться. Теперь уже было не до национальной гордости, и все надежды возлагались на бывшего «врага Америки», ставшего к тому времени гражданином США, Вернера фон Брауна и его команду. Он получил полную свободу действий, и на него делалась теперь основная ставка. Указание министра обороны Нейла МакЭлроя о подготовке предложений по запуску спутника с помощью баллистической ракеты «Юпитер-С» фон Браун получил 8 ноября 1957 года, и спустя три дня уже представил проект на рассмотрение военного ведомства.

Предложенная схема запуска несколько отличалась от той, которую немец представлял своим коллегам несколькими годами раньше. Вся ракета-носитель в новом варианте должна была состоять из четырех ступеней, только первая из которых («Редстоун») должна была быть жидкостной. Вторая ступень состояла из связки одиннадцати твердотопливных ракет «Сержант», третья – из трех таких ракет, четвертая – из одного «Сержанта» с неотделяемой полезной нагрузкой. Это и был тот самый американский спутник, который окрестили «Эксплорер-1». Общий вес ракеты-носителя составлял 29 тонн, общая длина 23 метра, диаметр – 1,8 метра. Спутник весил 13,97 килограмма.

В комплект научной аппаратуры, которую установили на спутнике, входил счетчик Гейгера – Мюллера для исследования космических лучей, особая сетка и микрофон для регистрации микрометеоритов, а также датчики температуры. Данные с приборов должны были поступать непрерывно через четыре гибкие штыревые антенны. Питание аппаратуры осуществлялось ртутными батареями.

Ракета-носитель «Юпитер» на старте

Запустить спутник через 60 дней после русских, как обещал, фон Браун не смог. И все-таки ему потребовалось не так уж много времени, чтобы восстановить паритет.

Первый американский спутник был запущен 1 февраля 1958 года с космодрома на мысе Канаверал, через 119 дней. Его «забросили» на орбиту с высотой перигея 347 километров и высотой апогея 1859 километров.

В ходе полета «Эксплорера-1» был проведен эксперимент, разработанный в Лаборатории реактивного движения под руководством доктора Джеймса Ван Аллена и подтвердивший гипотезу о существовании радиационных поясов Земли.

«Эксплорер-1»

Полет спутника «Эксплорер-1» продолжался до 31 марта 1970 года. В тот день аппарат сошел с орбиты и сгорел в плотных слоях земной атмосферы. Продолжительность его полета составила более 12 лет.

А вот «несчастливый» «Авангард-1» кружит над Землей до сих пор. И будет продолжать накручивать витки еще тысячи лет, если его не уничтожит какой-нибудь шальной метеорит. Но это так, к слову.

Глава 16
Секретный проект американского флота

Одной из причин неудач американской космической программы в течение первых лет космической эры аналитики называют ее раздробленность. Действительно, запустить свои собственные космические аппараты стремились и Армия США, и ВВС, и Флот. У каждого вида вооруженных сил существовала собственная программа, а соревнование между ними иногда приобретало весьма грубые формы. Я не буду подробно описывать всю эту подковерную борьбу за деньги налогоплательщиков, а расскажу только об одном ее эпизоде, без взаимосвязи с другими событиями.

Как уже упоминалось, «гражданскую» программу «Авангард» (программа запуска первого американского спутника) курировал американский флот. Командование ВМС было так уверено в успехе, что не сильно утруждало себя оказанием реальной помощи специалистам. Все изменилось после того, как полетел первый советский спутник, а ракета «Авангард», призванная восстановить паритет с Советами, разбилась на взлете. Пока флотские эксперты выясняли причины катастрофы, их опередили представители Армии США, сумевшие вывести в космос первый американский космический аппарат.

Удар по престижу Флота оказался столь силен, что американские адмиралы решили во что бы то ни стало обзавестись и собственными носителями, и собственными спутниками. Так как время было упущено, было решено пойти по пути наименьшего сопротивления и разработать такую космическую систему, которая позволяла бы проникнуть в космос быстро и с минимумом затрат.

Но не надо думать, что все это делалось ради принципа. Чтобы обосновать финансирование проекта, моряки сформулировали в своей программе вполне актуальные и необходимые для военных задачи: создание и запуск разведывательных, инспекционных и навигационных спутников, а также системы перехвата вражеских космических аппаратов.

Последняя задача была даже важнее, чем все остальное, поэтому с нее и решили начать. Особую роль в ее выполнении должна была играть Военно-морская станция испытания систем оружия NOTS (Naval Ordnance Test Station) в Чайн-Лейк, штат Калифорния, работавшая под руководством Бюро артиллерии флота. С 1943 года эта станция отвечала за создание ракетного вооружения для ВМС США. В качестве «пробного шара» сначала было решено использовать твердотопливную ракету-носитель на базе армейских тактических ракет «Сержант». Однако Армия «встала в позу» и морякам пришлось искать другой выход из создавшегося положения.

Новое предложение, оформленное в начале 1958 года, получило название «Проект «PILOT» (Precursor In-situ Lunar Oxygen Testbed) и представляло собой шестиступенчатую ракету-носитель с воздушным запуском. Как должен помнить читатель, подобный способ запуска отвергли при подготовке «Авангарда». Теперь же о нем вновь вспомнили.

Проект базировался на имеющихся в распоряжении флота материально-технических средствах. Ракета могла доставить на орбиту небольшой спутник, и задумывалась как прототип будущей разведывательной системы ВМС быстрого развертывания, а также как средство запуска орбитальных мишеней для противоспутниковых систем, и, возможно, самих противоспутников. О том, что это должна была быть система действительно быстрого развертывания, говорят хотя бы заложенные в проект требования к ней. Ракету предполагалось развернуть на орбите за шесть часов с момента получения приказа. А это означало запуск практически одновременно не менее 24 космических аппаратов.

В самом начале 1958 года проект «PILOT» был одобрен техническим директором космического отдела Бюро артиллерии флота Джоном Николаидесом (John Nikolaides), который предложил немедленно начать разработку, чтобы выполнить ее за четыре месяца. После этого проект «PILOT» получил в кулуарах неофициальное название NOTSNIC (сочетание NOTS и Николаидес).

В качестве первой ступени системы NOTSNIC предполагалось использовать модифицированный палубный истребитель F-4D-1 «Скайрэй». Самолет был предоставлен Бюро аэронавтики для высокоскоростных испытаний элементов морского ракетного вооружения.

Непосредственный вывод на орбиту должна была осуществить запускаемая с борта истребителя небольшая ракета-носитель длиной 4,38 метра, диаметром 76,1 сантиметра и массой 950 килограммов. Она подвешивалась под левым крылом F-4D-1 на стандартном бомбодержателе. Для балансировки под правым крылом висел сбрасываемый топливный бак такой же массы. Даже с учетом массы самолета-носителя, NOTSNIC является самой миниатюрной из всех известных систем для запуска спутников.

Вторая и третья ступени носителя состояли из четырех ракет HOTROC (модификация противолодочных ракет ASROC), собранных попарно в связку. Через 3 секунды после отделения от самолета запускалась первая пара ракет, а 12 секунд после их выключения – вторая. После этого в течение 100 секунд аппарат двигался по инерции к верхней точке баллистической траектории, где на высоте около 80 километров происходило отделение второй и третьей ступеней и запускалась четвертая ступень.

На четвертой ступени стоял двигатель Х-241, созданный для третьей ступени ракеты-носителя «Авангард». Впоследствии его заменили на Х-248. Через 3 секунды после выгорания четвертой ступени происходил запуск пятой. После выработки топлива в пятой ступени спутник оказывался на околополярной орбите с высотой перигея 60 километров и апогеем 2400 километров. На такой орбите спутник не имел шансов даже один раз обогнуть земной шар. В связи с этим через 53 минуты 20 секунд полета в апогее должен был включиться маленький двигатель шестой ступени, интегрированный с полезным грузом. Этот двигатель поднимал перигей до безопасной высоты.

Полезная нагрузка системы NOTSNIC представляла собой миниатюрный космический аппарат массой 1,05 килограмма и диаметром около 20 сантиметров. Он получал электропитание от аккумуляторов и нес единственный прибор – инфракрасный сканер. Это было довольно примитивное устройство, предназначенное для получения изображения земной поверхности. Маленькое зеркальце фокусировало луч света на инфракрасном фотоэлементе, вращение космического аппарата вокруг своей оси давало одну строку изображения, а поступательное движение позволяло сформировать «картинку» целиком. Работу сканера проверили при экспериментах на самолете. Надо признать, что качество изображения было крайне низким. Тем не менее его было решено использовать на спутниках, с тем чтобы набраться опыта при создании в будущем аналогичных систем с улучшенными характеристиками.

Для приема информации со спутников предполагалось оперативно развернуть во всех частях земного шара систему наземных станций. Их персонал, состоящий из моряков, должен был передать полученный сигнал на станцию Чайн-Лейк для дешифровки. Во время первых стартов предполагалось, что сеть станций будет служить и для подтверждения факта вывода спутников на орбиту. Малые размеры аппарата не позволяли сделать это оптическими средствами, а малая емкость батарей гарантировала передачу информации на Землю только в течение первых трех витков.

Как я уже отметил, важнейшей задачей программы NOTSNIC являлось создание противоспутниковых систем. Вражеские аппараты предполагалось уничтожать над пустынными районами Тихого океана. По мнению разработчиков, в этом случае противник даже не поймет, почему замолчал тот или иной спутник. Ракета-перехватчик должна была выводить головную часть по баллистической траектории в район пролета цели, где начинался этап самонаведения. Головка самонаведения противоспутника создавалась на базе аналогичного устройства ракеты «Сайдуиндер». Маневрирование должно было осуществляться с помощью микродвигателей на сжатом газе, а поражение спутников противника – осколочной боевой частью.

За четыре месяца, которые отвел на разработку Николаидес, создать систему запуска не удалось, хотя над ней практически без выходных трудились около пятидесяти специалистов станции NOTS и еще около сотни привлеченных со стороны инженеров и техников. Но и шесть месяцев, которые потребовались для завершения работ, являются довольно впечатляющим результатом. К июлю 1958 года NOTSNIC был готов к летным испытаниям, к которым приступили без промедления.

Перед началом реальных пусков были проведены два пуска ракет с наземного старта. Первый полет с двумя работающими двигателями состоялся 4 июля. Испытание закончилось уже через две секунды после начала из-за взрыва двигателя. Причиной, вероятно, стала трещина в топливном заряде одного из твердотопливных ускорителей. Вторая ракета взорвалась на Земле за восемь секунд до старта из-за повреждений в электросети стенда.

25 июля палубный истребитель F-4D-1 (бортовой номер 130475) взлетел с аэродрома на базе ВВС США «Инью-керн» севернее Лос-Анджелеса. Пилотировал машину летчик-испытатель Уильям Уэст. Под левым крылом истребителя, державшего курс на юго-запад, висел странноватый предмет, напоминающий большую бомбу с четырьмя крыльями. На высоте почти 11 километров над проливом Санта-Барбара самолет начал разгоняться с набором высоты. Когда альтиметр показывал высоту 12,5 километра, а угол подъема траектории составил 50 градусов, пилот нажал рычаг открытия замков бомбодержателя. Тотчас самолет, освобожденный от груза, резко накренился на правый борт, и пилоту стоило немалых усилий не потерять над ним контроль. Тем не менее Уэст смог в какой-то момент заметить облачко дыма и яркую вспышку. «Птица» взорвалась!» – передал летчик по рации, теряя объект из вида.

Пилот самолета сопровождения, летевший поодаль, подтвердил доклад Уэста.

В Чайн-Лейк, куда поступала вся информация об испытаниях, уже начали анализировать причины неудачи, как вдруг от оператора наземной станции сопровождения в Крисчерче в Новой Зеландии пришло сообщение о странных слабых сигналах, подтверждающих факт выхода объекта на околоземную орбиту. Что за сигналы принял оператор, гадают до сих пор. Вполне возможно, что это были помехи или отражение какого-то другого сигнала. А возможно, что оператор «услышал» то, что очень хотел услышать. И хотя все данные говорят за взрыв ракеты в самом начале полета, участники работ по программе NOTSNIC до сего дня убеждены, что 25 июля ими был запущен спутник. Ну, пусть потешат свое самолюбие, если так хочется.

Летные испытания системы воздушного старта были зажаты жесткими сроками предстоящего эксперимента «Аргус» – серии высотных ядерных взрывов, запланированных на конец августа – начало сентября 1958 года. Именно поэтому военные поспешили продолжить пуски NOTSNIC^.

Второй испытательный пуск состоялся 8 августа. Как и первая попытка, он окончился неудачей – одна из ракет HOTROC второй ступени взорвалась при воспламенении, из-за чего пилоту пришлось выполнять резкий маневр уклонения.

По требованию проектантов, 16 и 17 августа были проведены повторные наземные испытания. Оба пуска закончились неудачей – аэродинамические стабилизаторы обломились через три секунды после включения твердотопливных двигателей. Пришлось проводить специальные мероприятия и лишь после этого продолжать летные испытания.

Третья попытка запуска ИСЗ состоялась 22 августа. Вскоре после сброса ракеты пилот потерял ее из виду, но наземная станция в Новой Зеландии вновь зафиксировала сигнал. По мнению Николаидеса, спутник вышел на орбиту и на первом и третьем витках передавал изображения. Однако сигналы были слишком слабы, чтобы их можно было дешифровать. Других данных о запуске спутника, кроме слов Николаидеса, нет, поэтому эксперты никогда не верили в успех и этого старта.

Следующую попытку предприняли 25 августа. Через 3,75 секунды после сброса взорвался один из двигателей второй ступени, и обломки ракеты рухнули в воды Тихого океана. Туда же упали обломки еще одной ракеты, которую попытались запустить 26 августа. На этот раз двигатель твердотопливной ступени просто не воспламенился. Аварией завершилось и последнее испытание, проведенное 28 августа. На этом первая фаза проекта NOTSNIC была завершена.

О дальнейшей судьбе проекта NOTSNIC известно очень мало. Несмотря на то, что минуло уже больше сорока лет, американский флот хранит в секрете как ход работ, так и полученные результаты. Известно только, что моряки сосредоточили свои усилия на создании противоспутников, отказавшись от других планов. Чтобы запутать противника, они неоднократно переименовывали программу, называя ее то «Калеб», то «Хай-Хо», то «Вайперскан». Но можно сказать только одно: создать эффективную противоспутниковую систему они так и не смогли. Не пригодился и разрабатываемый носитель. А вот инфракрасный сканер «пристроили» на первые разведывательные спутники и отработал он довольно хорошо, доказав, тем самым, что усилия проектантов из проекта NOTSNIC не пропали даром.

Глава 17
Операция «Аргус»

Коль скоро я упомянул в предыдущей главе об операции «Аргус», не буду откладывать на потом рассказ о ней. Тем более что и по срокам проведения она хорошо вписывается в общую хронологию повествования.

Сегодня мы уже стали забывать о том ядерном безумии, которое охватило человечество на рубеже 1950-х—1960-х годов. Совершенствуя свои системы вооружений, главные противники в глобальном противостоянии чуть ли не ежедневно взрывали ядерные и термоядерные устройства. Причем проводились эти испытания во всех природных сферах: в атмосфере, под землей, под водой и даже в космосе. Положить конец этому безумию удалось только в 1963 году, когда СССР, США и Великобритания подписали договор о запрещении испытания ядерного оружия в трех средах (в атмосфере, под водой и в космическом пространстве). Но к тому моменту человечество успело много чего натворить.

Начало использования космического пространства в качестве ядерного испытательного полигона датируется летом 1958 года, когда в обстановке повышенной секретности в США началась подготовка к проведению операции «Аргус». Американцы окрестили ее в честь древнегреческого всевидящего стоглазого чудовища. Кому-то такая аналогия показалась уместной, хотя увидеть какую-либо связь между этим монстром и сутью проводимого эксперимента весьма проблематично.

Основной целью проведения операции «Аргус» являлось изучение влияния поражающих факторов ядерного взрыва, произведенного в условиях космического пространства, на земные радиолокаторы, системы связи и электронную аппаратуру спутников и баллистических ракет. Кроме того, предполагалось изучить взаимодействие радиоактивных изотопов плутония, высвобождавшихся во время взрыва, с магнитным полем Земли. По крайней мере, так ныне утверждают американские военные. Но это, скорее, были попутные эксперименты. А главная задача была в испытании боевых ядерных зарядов в реальных условиях.

Отправной точкой проведения эксперимента стала довольно эксцентричная, по тем временам, теория, выдвинутая сотрудником Радиационной лаборатории Лоуренса Николасом Кристофилосом. Он предположил, что наибольший военный эффект от ядерных взрывов в космосе может быть достигнут в результате создания искусственных радиационных поясов Земли, аналогичных естественным радиационным поясам (поясам Ван Аллена).

Чтобы не возвращаться более к этому вопросу, сразу скажу, что проведенный эксперимент подтвердил выдвинутую теорию, и искусственные пояса действительно возникали после взрывов. Их обнаружили приборы американского научно-исследовательского спутника «Эксплорер-4», что позволило впоследствии говорить об операции «Аргус», как о самом масштабном научном эксперименте, который когда-либо проводился в мире.

В качестве места проведения операции была выбрана южная часть Атлантического океана между 35 и 55 градусами южной широты. Такой выбор обусловливался конфигурацией магнитного поля, которое в этом районе наиболее близко расположено к поверхности Земли и могло сыграть роль своеобразной ловушки, захватывая заряженные частицы, образованные взрывом, и удерживая их. Да и высота полета ракет позволяла доставить ядерный боеприпас только в эту область магнитного поля.

Для осуществления взрывов в космосе были использованы ядерные заряды типа W-25 мощностью 1,7 килотонны, разработанные для неуправляемой ракеты «Джин» класса «воздух – воздух». Вес самого заряда составлял 98,9 килограмма. Конструктивно он был выполнен в виде обтекаемого цилиндра длиной 65,5 сантиметра и диаметром 44,2 сантиметра. До операции «Аргус» заряд W-25 испытывался трижды, и он продемонстрировал свою надежность. Кроме того, во всех трех испытаниях мощность взрыва соответствовала номинальной, что было важно при проведении эксперимента.

Ракета Х-17А с ядерным зарядом для ««Аргуса»

В качестве средства доставки ядерного заряда была использована модифицированная баллистическая ракета X-17A, разработанная компанией «Локхид». Ее длина с боевым зарядом составляла 13 метров, диаметр – 2,1 метра.

Для проведения эксперимента была сформирована флотилия из девяти кораблей 2-го флота США, действовавшая под обозначением совершенно секретной оперативной группы № 88. Пуски производились с головного судна флотилии «Нортон-Саунд».

Первое испытание было проведено 27 августа 1958 года. Точное время пуска ракеты, как и во время двух последующих экспериментов, неизвестно. Но, учитывая скорость и высоту полета ракеты, можно ориентировочно считать, что старт состоялся в интервале от 5 до 10 минут до времени взрыва, которое известно. Первый ядерный взрыв в космосе «прогремел» в 02:28 по Гринвичу на высоте 161 километр над точкой земной поверхности с координатами 38,5 градуса южной широты и 11,5 градуса западной долготы, в 1800 километрах юго-западнее южноафриканского порта Кейптаун.

Через три дня, 30 августа, в 03:18 по Гринвичу второй ядерный взрыв был произведен на высоте 292 километра над точкой земной поверхности с координатами 49,5 градуса южной широты и 8,2 градуса западной долготы.

Последний, третий заряд в рамках операции «Аргус», был взорван 6 сентября в 22:13 по Гринвичу на высоте 750 километров (по другим данным – 467 километров) над точкой земной поверхности 48,5 градуса южной широты и 9,7 градуса западной долготы. Даже если считать верной вторую цифру, все равно это испытание является самым высотным из космических ядерных взрывов за всю недолгую историю таких экспериментов.

Немаловажная деталь, о которой вспоминают не столь часто. Все взрывы в рамках операции «Аргус» являлись лишь частью проводимых экспериментов. Их сопровождали многочисленные пуски геофизических ракет с измерительной аппаратурой, которые проводились американскими учеными из различных районов земного шара непосредственно перед взрывами и спустя некоторое время после них.

Так, 27 августа были проведены пуски четырех ракет: ракеты «Джейсон» с мыса Канаверал в штате Флорида; двух ракет типа «Джейсон» с авиабазы «Рэйми» в Пуэрто-Рико; ракеты «Джейсон» с полигона Уоллопс в штате Виргиния. А 30–31 августа с тех же самых стартовых позиций были запущены уже девять ракет. Правда, взрыв 6 сентября пусками геофизических ракет не сопровождался, но наблюдения за состоянием ионосферы велись с помощью метеорологических зондов.

Так совпало, что советским специалистам удалось получить информацию о первом из американских космических взрывов.

В день испытания, 27 августа, с полигона Капустин Яр были проведены пуски трех геофизических ракет: одной Р-2А и двух Р-5А. Измерительной аппаратуре, установленной на ракетах, удалось зафиксировать аномалии в магнитном поле Земли. Правда, чем были вызваны эти аномалии, стало известно чуть позже.

Как я уже написал, подготовка и проведение операции «Аргус» было окружено плотной завесой секретности. Однако тайну удалось хранить совсем недолго. Спустя всего полгода, 19 марта 1959 года, газета «Нью-Йорк таймс» опубликовала статью, в которой во всех подробностях было рассказано о том, что делали американские военные в южной части Атлантики. Последним ничего не оставалось, как, скрепя сердце, и признать факт проведения ядерных испытаний в космосе, и огласить результаты измерений. Тем не менее до сих пор не все подробности эксперимента стали доступны широкой общественности. С одной стороны это объясняется тем фактом, что прошел слишком большой срок, чтобы описываемые события претендовали на сенсационность. С другой стороны, в настоящее время вопрос проведения ядерных взрывов в космосе не столь актуален, как это было сорок лет назад, поэтому и интересуются им в меньшей степени, чем современными ядерными проблемами.