Разгонные блоки «Бернер» И IUS (Часть 2)
При всей своей несопоставимой значимости проекты «Бер-нер-2А» и IUS имеют много общего как по изначальной концепции, так и по практическому применению в последнем освоенных технологий первого.
В соответствии с исходным замыслом разгонный блок с названием «Interim Upper Stage» («Верхняя ступень промежуточного этапа») рассматривался в качестве подготовительного этапа перед созданием многоразового межорбитального буксира «Space Tug», предназначенного для транспортировки грузов, в том числе и пилотируемых аппаратов, на и со стационарной орбиты, а в перспективе по трассе «околоземная орбита— Луна». В сочетании с МТКС «Спейс Шаттл» такой буксир позволил бы существенно увеличить долю многоразовых аппаратов в орбитальной инфраструктуре и, соответственно, снизить затраты на реализацию национальной космической программы.
Предварительные исследования показали возможность создания на базе имевшихся ступеней типа «Центавр» (наиболее предпочтительной для NASA), «Транстейдж» или «Аджена» буксира «Space Tug», который позволил бы доставлять на стационарную орбиту (пока в автоматическом режиме) спутники массой 3,62 т, а возвращать оттуда на низкую орбиту грузы массой 1,81 т. Однако высокая стоимость и продолжительность работ удерживали правительство и законодателей от утверждения проекта. При этом в значительной мере учитывались интересы военного ведомства, для которого фактор времени играл важную роль, поскольку сразу же после начала штатной эксплуатации МТКС «Спейс Шаттл» ВВС должны были приступить к развертыванию ряда орбитальных систем военного назначения.
В связи с этим в 1975 г. ВВС выступили с предложением создания обычного разгонного блока без реализации возможностей многоразового применения и обратной транспортировки грузов с высоких орбит. Исходя из требований по надежности в составе верхней ступени было предложено использовать РДТТ.
В 1976 г. после проведения конкурса разработчиком двухступенчатого твердотопливного разгонного блока стала компания «Boeing». Год спустя, когда проект «Space Tug» был окончательно закрыт и идея промежуточной схемы буксира потеряла всякий смысл, проектируемый блок получил название «Inertial Upper Stage» (IUS— «Инерциальная верхняя ступень»).
Проект IUS предполагал создание целого семейства разгонных блоков на базе двух типовых РДТТ, условно называвшихся «большим» и «малым». Первый двигатель с массой топлива 9,71 т должен развивать тягу 19,32 т, тогда как второй РДТТ при массе заряда 2,72 т рассчитывался на тягу 7,9 т.
Согласно установленным ВВС требованиям, основной вариант блока IUS, укомплектованный большим и малым РДТТ, должен был выводить на стационарную орбиту спутники массой 2,27 т. В такие показатели укладывалось около 90% объектов, запланированных для выведения МТКС «Спейс Шаттл». Кроме того, разработчику необходимо было обеспечить совместимость блока с ракетой «Титан-34Б», разрабатывавшейся в качестве запасного для МТКС средства выведения военных грузов.
В то же время для программ NASA по изучению дальнего космоса проектировались еще две модификации блока. Одна из них, использующая два больших РДТТ, предназначалась Для запуска марсианских аппаратов массой 4,54 т; вторая, состоящая из двух больших и одного малого двигателя, должна была обеспечить выведение на траекторию полета к внешним планетам КА массой 1,36 т.
Однако, как это часто бывает, планы не всегда удается реализовать в полном объеме.
Беспрецедентные требования по надежности — 98% (с таким показателем еще не проектировалась ни одна верхняя ступень) — вызвали настолько серьезные технические проблемы и перерасход средств, что в конце 1970-х годов ВВС уже хотели закрыть проект IUS. Хотя это решение не было принято, но ряд высокоприоритетных аппаратов, например навигационные спутники «Навстар» системы GPS, стали проектироваться уже под другой разгонный блок.
В 1981 г. от использования ступени IUS для выведения нескольких своих аппаратов отказалось и NASA. Кроме вышеназванных причин назывались высокая сложность системы управления и недостаточная прочность топливного заряда при низких температурах. NASA сочло экономически оправданным модернизировать ступень «Центавр» для ее использования в составе МТКС, чем закупать блоки IUS по стоимости 172 млн долл. (в ценах 1981 г.), на порядок превысившей первоначально оговоренные расценки.
Тем не менее компании «Boeing» удалось завершить разработку основной модели блока IUS и в 1982 г. состоялся его первый полет в составе ракеты «Титан-34Б». Входе полета ступень успешно вывела на стационарную орбиту два военных спутника связи DSCS (позднее в такой конфигурации РН использовалась только однажды). Год спустя при втором запуске блока IUS, уже с борта МТКС, из-за отказа системы управления вектором тяги РДТТ второй ступени спутник связи TDRS оказался на нерасчетной орбите.
Несмотря на возобновление эксплуатации блока IUS в 1985 г., перспективы его дальнейшего применения оценивались весьма ограниченными, поскольку стоимость программы к тому времени достигла 1,7 млрд долл. Как и NASA, ВВС начали постепенно склоняться к варианту применения ступени «Центавр». Однако последовавший за катастрофой «Челленд-жера» запрет на комплектацию полезных грузов МТКС «Спейс Шаттл» криогенными ступенями обеспечил работу блоку IUS на долгие годы.
|
