Чтение онлайн

Рис. 54. Ракета ASP (снаряд для исследования атмосферы). Уменьшенный вариант этой ракеты известен под сокращенным наименованием WASP

В ходе этих испытаний были получены следующие характеристики ракеты ASP: при полезной нагрузке в 11,5кг она должна была достичь высоты 61км (73км при запуске с полигона в Уайт Сэндз, расположенном на высоте 1219м над уровнем моря); при полезной нагрузке 23кг высота должна была соответственно составить 52 и 61км. Используя ракету ASP в системе «рокун», можно было бы поднять ее на высоту 195км с полезной нагрузкой в 11,5кг и на высоту 152км с полной нагрузкой (23кг). С ускорителем ракеты «Найк» ракета ASP при полезной нагрузке в 11,5кг должна была достичь высоты 259км при условии нормальной задержки воспламенения топлива в двигателе второй ступени.

21 сентября 1956 года с полигона Уоллопс-айленд взвилась еще одна новая ракета—«Террапин», спроектированная совместно университетом штата Мэриленд и фирмой «Рипаблик авиейшн» под руководством доктора Фреда Зингера. Вторая ступень этой ракеты с двигателями на твердом топливе достигла высоты 128км и упала в море через 5 минут 36 секунд после старта. Ракета имела длину 4,57м и максимальный диаметр — 158мм. Стартовый вес ракеты был равен примерно 102кг, а вес научной аппаратуры—2,7кг. В ноябре 1954 года была запущена еще одна опытная сверхзвуковая ракета. Созданная фирмой «Кэртис-Райт» по заказу ВВС США, она, подобно другим ракетам этого типа, являлась двухступенчатой системой с двигателями на твердом топливе, но имела одно любопытное отличие: каждая ступень здесь представляла собой связку ракет (первая ступень — связка из семи ракет, вторая — из четырех ракет). Каждая ступень имела длину 1,5м; диаметр же связки ракет первой ступени составлял всего 228мм, а диаметр второй ступени еще меньше— 152мм. Вторая ступень оканчивалась носовым конусом длиной 61см, в котором помещалась научная аппаратура. Поскольку задачей, стоявшей перед создателями этой опытной ракеты, было получение информации о явлениях, возникающих при больших скоростях полета в плотном воздухе, паузы между окончанием работы двигателя первой ступени и началом работы второй здесь не делалось. Поэтому максимальная высота подъема этой ракеты по сравнению с максимальной высотой, достигнутой ракетой HTV НАКА, была довольно незначительной.

Большой ракетный двигатель «Пушер» на твёрдом топливе (завод в Макгрегоре, Техас, США)

Оглядываясь назад, можно сказать, что 1956 год был годом триумфа составных ракет на твердом топливе, так как они показали очень хорошие результаты при использовании их в комплексе с ракетой «Редстоун». Ракета «Редстоун», называемая также «Юпитером»-А, являлась прямым «потомком» ракеты «Фау-2», так как она была разработана в арсенале Редстоун, в Хантсвилле (Алабама), инженерами из Пенемюнде, работавшими под руководством доктора Вернера фон Брауна [41] . Она во многом походила на ракету «Фау-2»; в качестве топлива в ней тоже применялся этиловый спирт и жидкий кислород; центробежный турбонасос подачи топлива приводился в действие путем разложения перекиси водорода; управление также осуществлялось с помощью четырех графитовых газовых рулей, помещенных в потоке истекающих газов. Мало отличий имелось и у пускового стола ракеты; из комплекса наземного оборудования ракеты «Редстоун» был исключен только грунтовой лафет для перевода ее из горизонтального положения в вертикальное. Ракета снималась с тележки транспортера и устанавливалась прямо на пусковой стол с помощью длинной стрелы крана. Отделение головной части ракеты, в которой заключены боевая часть и приборный отсек, от остальной части ракеты происходило на нисходящей ветви траектории.

Дальность полета ракеты «Редстоун» составляла примерно 320 - 400 км. Поскольку эта ракета имела значительно большие габариты, чем ракета «Фау-2» [42] , боевая часть должна была весить не меньше 5 т. Большая полезная нагрузка делала ракету «Редстоун» почти идеальным ускорителем, вернее, первой ступенью, для весьма сложных и довольно тяжелых опытных многоступенчатых ракетных систем. Например, она могла бы нести многоступенчатую систему связок ракет на твердом топливе, и надо сказать, что этот эксперимент не замедлил состояться. Вечером 20 сентября 1956 года с помощью ракеты «Редстоун» на испытательном полигоне во Флориде была поднята система ракет на твердом топливе. Вторая ступень этой системы (ракета «Редстоун» была первой ступенью) представляла собой связку из четырех ракет на твердом топливе (уменьшенные ракеты типа «Сержант», получившие название «Рекрут» или «Бэби-Сержант»). Третьей ступенью системы являлась одна ракета «Рекрут».

Так как ракета «Редстоун» была жидкостной ракетой с небольшим ускорением, задержка воспламенения в двигателе второй ступени, вероятно, не была нужна. Система показала на летных испытаниях следующие результаты: первая ступень упала в 160 км от стартовой позиции, вторая ступень (связка пороховых ракет) упала на расстоянии 614 км от точки старта, а третья ступень была найдена в 5310 км. Третья ступень достигла высоты 1094 км.

Рис. 55. Траектории полета ракеты «Юпитер»-С. Линии, обозначенные х и у, указывают радиусы Земли, образующие геоцентрический угол в 60°

В этом запуске описанная система, получившая название «Юпитер»-С, побила рекорд высоты, установленный ранее ракетой «Бампер» № 5, и рекорд дальности русской двухступенчатой ракеты, которая в конце 1955 года покрыла расстояние 1500км. Есть основания считать, что если бы в качестве первой ступени в этой системе использовалась связка из семи ракет «Рекрут», во второй ступени —четыре ракеты «Рекрут» и в последней ступени —одна такая ракета, то эта последняя вышла бы из сферы земного притяжения.

Когда в 1952 - 1954 годах я читал лекции по ракетному делу, мне почти всегда задавали множество вопросов о результатах новых работ и о перспективах на будущее. Мне всегда было ясно, что следующим шагом после подъема ракет на большую высоту, порядка одного земного радиуса, будет запуск ракеты в космическое пространство с таким расчетом, чтобы она не упала обратно на Землю.

Слушателей часто поражало это заявление, но между тем как раз в это время специалисты в области ракетной техники усиленно обсуждали возможные методы запуска ракеты за пределы земной атмосферы с тем, чтобы она оставалась там и двигалась по орбите вокруг Земли.

Я неоднократно утверждал, что не знаю никакой другой науки, развитие которой так точно соответствовало бы теоретическим предсказаниям, как исследования в области ракет. В хронологическом порядке - сначала Циолковский, а затем Годдард и Оберт установили, что скоростную ракету можно создать за счет использования жидких топлив. Годдард, Оберт и Пирке неоднократно указывали, что невоенное применение больших ракет с жидкостными двигателями будет заключаться прежде всего в исследовании верхних слоев атмосферы. Все специалисты ракетного дела соглашались с тем, что необходимая для этого скорость будет быстро достигнута при использовании принципа ступенчатости ракет. Еще в 30-х годах инженеры и ученые много говорили и спорили о метеорологических ракетах, ракетах дальнего действия, беспилотных ракетах для полета на Луну, о межпланетных кораблях и даже о пилотируемых космических станциях. Но так уж случилось, что вопрос о непилотируемом искусственном спутнике Земли не был при этом затронут никем. Вплоть до недавнего времени никто не думал о беспилотной ракете, двигающейся по орбите вокруг Земли.

Причина такого упущения заключалась в том, что спутник для сбора научной информации может быть действительно полезен только при наличии телеметрических приборов. А сама телеметрия стала развиваться всего лишь немногим более 20 лет тому назад и долгое время пребывала в зачаточном состоянии. Тем не менее когда 28 июля 1955 года Белый дом выступил с официальным сообщением о том, что США собираются произвести запуск искусственного спутника Земли, последний имел в теоретическом плане уже довольно обширную, хотя и непродолжительную историю.

Непосвященные люди прежде всего хотят знать, что удерживает спутник? Ответить на этот вопрос можно по-разному. Самый простой ответ дает рис. 56. Траектория ракеты, запущенной из точки А в точку В, представляет собой часть эллипса, один из фокусов которого совпадает с центром Земли. Этот эллипс как бы пересекается поверхностью Земли в точках А и В. Чем больше эллипс, тем дальше будут расположены эти точки друг от друга. Если же эллипс станет достаточно большим и охватит всю Землю, он превратится в орбиту, по которой ракета будет двигаться вокруг Земли.

Рис. 56. Замкнутая эллиптическая траектория полета (орбита) спутника Земли. Баллистическая ракета, движущаяся из точки А в точку В, фактически описывает часть эллипса, одним из фокусов которого является центр Земли. По мере увеличения эллипса участок траектории, «срезаемый» поверхностью Земли, становится все большим (сравни АВ и CD), пока наконец траектория не приобретает вид замкнутой орбиты ап

Есть и другое, так называемое «баллистическое», объяснение этого явления.