Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

• исследование маневренности во время входа в атмосферу;

• демонстрация методов обычной горизонтальной посадки;

• оценка способности человека успешно работать в течение длительного гиперзвукового полета.

Теперь планировалось выполнить 20 воздушных запусков начиная с июля 1963 года с использованием ракетного двигателя XLR-11, чтобы обеспечить скорости до М=2. Термин «воздушный запуск» в данном случае означает, что ракетный двигатель, установленный на аппарате, служит для достижения последним более высоких скоростей, чем те, что возможны при пассивном сбросе аппарата с самолета-носителя и планировании без двигателя. Первоначально в качестве такого двигателя рассматривался основной двигатель аппарата, наиболее вероятно XLR-11, однако когда к конструкции аппарата была добавлена тормозная двигательная установка (ТДУ), было установлено, что модифицированный вариант такой ТДУ может быть использован для выполнения воздушных запусков. Второй шаг был подразделен теперь на «Шаг IIA», предназначенный для сбора данных относительно маневрирования с орбитальными скоростями и работы военных подсистем, и «Шага IIB», целью которого было создание промежуточной действующей системы, способной к выполнению орбитальной разведки и инспекции спутников. Полностью рабочая система оружия стала целью «Шага III».

26 апреля 1961 года ведомство «Дайна-Сор» выпустило предварительный план летных испытаний: 20 воздушных запусков последуют начиная с января 1964 года, два пуска беспилотных аппаратов состоятся начиная с августа 1964 года, а первый из 12 пилотируемых суборбитальных полетов состоится в апреле 1965 года с помощью модифицированной ракеты «Титан-2». В первых пилотируемых полетах, как ожидалось, будут достигнуты скорости от 17600 до 24000 км/час. План также детализировал последующие испытания, включая одновитковый орбитальный полет с Мыса Канаверал до авиабазы Эдвардс в апреле 1966 года. Появление промежуточного действующего аппарата, способного к выполнению разведки, инспекции спутников, снабжению станций и бомбардировочным полетам ожидалось к октябрю 1967 года.

Полностью рабочая система, оснащенная управляемыми ракетами классов «Космос-Земля» и «Космос-Космос», могла появиться в конце 1971 года. Весьма скоро после выпуска этого плана финансовые ограничения вынудили объединить цели «Шага I» и «Шага IIA», хотя фактический план летных испытаний не изменялся.

Однако 19 мая 1961 года Отдел космических систем ВВС (SSD) объявил собственную пилотируемую программу SATELLITE INSPECTOR (Спутник-Инспектор), сокращенно SAINT (Святой). Предложенный двухместный демонстратор «SAINT II» имел концепцию аппарата с несущим корпусом и был развитием беспилотного аппарата SAINT I, находящегося в разработке SSD. (Беспилотный SAINT I был отменен в середине 1961 перед первым полетом). SAINT I представлял собой орбитальную систему, способную идентифицировать и уничтожать спутники на околоземной орбите. Предложение по SAINT II включало пилотируемый аппарат, способный к выполнению задач высокоточного сближения на орбите, и снабжения в космосе. Лежащий в основе концепции аппарат с несущим корпусом был способен маневрировать при входе в атмосферу для выполнения захода на посадку в заранее определенном месте. SAINT II должен был запускаться при помощи РН «Титан-2» с новой верхней ступенью, названной «Шариот» (Колесница) и работающей на высокоэнергетическом топливе «жидкий фтор – гидразин». Были запланированы двенадцать пилотируемых орбитальных полетов, начинающихся беспилотным полетом в начале 1964 года и первым пилотируемым полетом в конце того же года. SAINT II должен был иметь возможность маневрирования как на низких околоземных, так и высоких орбитах.

Должностные лица из SSD назвали несколько причин, по которым начальный вариант ракетоплана «Дайна-Сор I» не мог выполнять миссии, предназначенные для SAINT II, главным образом из-за ограничений по полезному грузу и неспособности работать на высоких околоземных орбитах. Устанавливалось также, что скорость входа в атмосферу аппарата «Дайна-Сор» не могла быть увеличена значительно из-за температурных ограничений материала, из которого изготавливался силовой набор аппарата, а адаптация к конфигурации абляционной теплозащиты исключалась. Оценочная стоимость программы SAINT II (413,8 миллионов долларов на 1962-1965 финансовые годы) позволяла рассматривать ее в качестве серьезного соперника «Дайна-Сор» в борьбе за финансирование.

К лету 1961 года группа «Боинг»-«Чэнс-Воут» достигла значительного прогресса в укреплении базовой концепции планера начального варианта аппарата «Дайна-Сор I». Продвигались исследования конфигурации в аэродинамических трубах, различные отделения фирмы «Боинг» проводили многочисленные испытания материалов и подсистем. К этому моменту носовой колпак фюзеляжа из экзотического материала графит-цирконий был заменен керамическим теплоизолирующим покрытием из колубмия (ниобия). Основная теплозащита аппарата состояла из «водяной стенки», которая использовала скрытую теплоту испарения для рассеивания тепла между внутренними и внешними оболочками. Эти оболочки были изготовлены либо из суперсплава Rene-41, либо из молибдена и/или ниобия в зависимости от их расположения на аппарате. Внутренняя защита обеспечивалась двумя новыми изоляционными материалами, называемыми «Дайна-Флекс» или «Микро-Кварц», напоминающими толстую стекловолоконную изоляцию, но способными обеспечить намного лучшую защиту.

Полноразмерный макет в Сиэтлском подразделении фирмы «Боинг» был рассмотрен ВВС и НАСА 11 сентября 1961 года. Конструкция с двойной стенкой и водяным охлаждением была заменена на простую «горячую конструкцию» вскоре после проведения этого осмотра.

Типичный одновитковый полет предусматривал следующее: «Дайна-Сор» стартует с помощью ракеты-носителя «Титан-3C» со стартового комплекса №40 на мысе Канаверал, достигнув орбиты через 9,7 минут после запуска на высоте 97,6 км и скорости 7457 м/с. Аппарат «Дайна-Сор» остается на орбитальной высоте, выполняя полет на дальность приблизительно 19200 км, начиная возврат на Землю приблизительно на дальности 2000 км. Вход в атмосферу происходит примерно через 3200 км при скорости 25600 км/час. Аппарат совершает посадку на авиабазе Эдвардс через 107 минут после запуска, приближаясь к ВПП при скорости 400 км/час. Посадка происходит при скорости 280 км/час, посадочная дистанция 839 метров.

Во время подробной работы макетной комиссии ВВС направили компании «Боинг» требование об оснащении аппарат системами для полета по многовитковой орбите в противоположность одиновитковой орбите. Это требовало установки более сложной системы наведения, а также ТДУ для схода с орбиты. Ранее одновитковое полетное задание «Дайна-Сор» не требовало использование ТДУ, благодаря чему, в значительной степени профиль полета был просто баллистической траекторией полета вокруг Земли. Были исследованы два различных варианта ТДУ: в соответствии с первым двигатель малой тяги устанавливался в переходнике в хвостовой части планера, по другой к ракете-носителю «Титан-3» присоединялась новая (четвертая) ступень в двигателями тягой 7258 кг, создавая новую модификацию «Титан-3C». Эта четвертая ступень могла использоваться для точного выведения на орбиту, а затем оставаться присоединенной к планеру и включаться повторно, чтобы обеспечить сход с орбиты. Правильная размерность ступени могла обеспечить в будущем доступ к высоким околоземным орбитам. Этот последний метод был впоследствии выбран для рабочих вариантов аппарата «Дайна-Сор».