Техника - молодёжи 1981-10, страница 41

Историческая серия «ТМ»

ПЕРВАЯ МЕЖПЛАНЕТНАЯ И НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

Ракета-носитель «Восток» успешно совершила первые старты с автоматическими станциями «Луна» и кораблями-спутниками. Казалось, что возможности дальнейшего повышения ее грузоподъемности исчерпаны. Но в это время в КБ С. П. Королева, работавшем в тесном сотрудничестве со многими научно-исследовательскими институтами Академии наук СССР и ряда отраслей промышленности, оснащенными передовой вычислительной техникой на основе новейших ЭВМ, были проведены углубленные теоретические и экспериментальные исследования по совершенствованию ракет. В результате появилось множество оригинальных конструктивных и технологических решений. Проектные расчеты показали, что с их использованием может быть осуществлена гораздо более совершенная третья ступень для космической ракеты-носителя, чем созданная для «Востока». При этом оказывалось возможным вывести на орбиту полезный груз более 6 т. В отличие от прежней, третьей, ступени, называвшейся ракетным блоком Е, новая стала обозначаться как блок И. Благодаря примененным сферическим бакам, имеющим наименьший вес на единицу объема, при том же диаметре, что и у блока Е, и вдвое большей длине, на блоке И удалось запасти в 4 раза больше топлива. Это позволило увеличить массу полезного груза на 25%. Казалось бы, не такой уж большой выигрыш, но именно этой части массы не хватало, чтобы поставить на ракету еще одну — четвертую ступень, обеспечивающую запуск космических аппаратов с промежуточной орбиты. Применение тяжелой третьей ступени потребовало некоторого упрочнения и утяжеления конструкции центрального и боковых блоков. На третью ступень пришлось установить более мощный четырехкамерный ЖРД. Но все это окупалось новыми возможностями, открывавшимися перед отечественной космонавтикой, благодаря возможности старта с орбиты ИСЗ, выгодность чего была обоснована еще К. Э. Циолковским. Так, запуски на Луну уже можно было производить не в строго ограниченные

даты, а практически в любые сутки, и масса, которой сообщалась вторая космическая скорость, увеличивалась почти в 5 раз. А это позволяло запускать гораздо более оснащенные автоматические станции, снабженные собственной двигательной установкой и аппаратурой для коррекции траектории. Для таких станций становилась реальной задача полета не только к Луне, но и к Венере и Марсу. Применение орбитальной ступени давало также возможность выводить спутники большого веса на гораздо более разнообразные по местоположению и высоте перигея и апогея орбиты, что открывало широкие перспективы применения ИСЗ в народном хозяйстве.

Здесь наиболее заманчивой была идея создания спутника — ретранслятора телепередач. Такой спутник, выведенный на стационарную орбиту над экватором, мог бы обеспечить радиотелесвязь почти на всю страну. Но баллистический анализ показал, что из-за слишком большого удаления территории СССР от экватора масса, которую сможет вывести на стационарную орбиту новая ракета, все-таки далеко не достаточна для создания спутника связи. И тогда появился проект «Молния». Молодые инженеры из КБ Королева предложили вместо одного стационарного запустить три высокоапогейных спутника. Сменяя доуг друга, они могли обеспечить круглосуточную связь Москвы с любой точкой северного полушария при условии очень точного выведения их сначала на промежуточную орбиту с перигеем 200 км и апогеем 500 км, лежащим в южном полушарии. В точке апогея через 50 мин после выхода на орбиту должен был включаться ЖРД четвертой ступени, который увеличивал скорость спутника на 2500 м/с и доводил его апогей, уже над северным полушарием, до требуемых 40 тыс. км, что обеспечивало его радиовидимость там в течение 8—10 ч. Следующие два спутника должны были запускаться на такую же орбиту через каждые 8 ч так, чтобы большие оси их орбит оказались бы развернуты друг относительно друга на 120°. Новая ракета-носитель обеспечила выполнение всех этих сложных требований при достаточно большой массе спутника, позволявшей установить на нем не только мощную и надежную ретрансляционную аппаратуру, но и корректирующую двигательную установку для длительного поддержания исходной орбиты, несмотря на сильное возмущающее воздействие Луны и Солнца.

Поскольку спутники «Молния» составили большую часть полезных

грузов, выводимых четырехступенчатой ракетой-носителем, ей и было присвоено это же название. Наиболее сложной проблемой ее создания было обеспечение запуска ЖРД четвертой ступени при старте с промежуточной орбиты в условиях невесомости. Ракетный блок этой ступени — блок Л — имел конструкцию, подобную блоку Е ракеты «Восток». Он, как и остальные блоки королевских ракет-носителей, работал на жидком кислороде и керосине. Так как до момента запуска блок должен был находиться более или менее длительное время (в зависимости от цели полета) в условиях космического пространства, он весь был надежно теплоизолирован. А это потребовало укрыть его вместе с полезным грузом от скоростного напора воздуха (при валете) под головной обтекатель, сбрасываемый в начале работы второй ступени. Для максимального использования полезного пространства под обтекателем на блоке были применены баки кольцевой (торовой) формы, между которыми устанавливались приборы автономной системы управления полетом ракеты на участках третьей и четвертой ступеней. Блок Л устанавливался на блоке И с помощью переходной фермы, на которой монтировалась система стабилизации ракеты на безмоторном («пунктирном») участке полета после отделения от третьей ступени. На этой же ферме были укреплены четыре твердотопливных ракетных двигателя, обеспечивавших начальную осевую перегрузку, необходимую для запуска ЖРД четвертой ступени в условиях невесомости. После выхода ЖРД на режим дальнейшая стабилизация ступени обеспечивалась его работой, и ферма, ставшая ненужным балластом, отделялась. А после достижения расчетной скорости и выключения ЖРД опустевший ракетный блок отделялся от полезного груза.

Первый старт ракета-носитель «Молния» приняла 4 февраля 1961 года, когда была опробована работа блока И и на орбиту вышел седьмой советский ИСЗ с рекордной для того времени массой 6483 кг. 12 февраля был произведен первый успешный старт с промежуточной орбиты ИСЗ, и в далекое путешествие отправилась автоматическая межпланетная станция «Венера». Затем ракетно-космическая система «Молния» применялась для запуска еще шести АМС «Венера», трех — «Зонд», десяти — «Луна», одной — «Марс» и нескольких десятков спутников связи «Молния-1».

ЮРИЙ БИРЮКОВ

39