Platform of communication{connection}

The basic direction in creation of means of deducing{removing} of the unified space platform has been approved{confirmed} by Advice{Council} of the Main designers in December, 1989 planned, that НПО "Energia" can use as much as possible the scientific and technical and industrial reserves formed at creation of transport system " Energia " √ "Buran". The problem{task} of creation of satellite communication systems was considered as one of problems{tasks} of conversion.
According to these preconditions in technical offers possible{probable} systems of a satellite communication with use of space-rocket system in structure of a space part and a booster rocket of "Energia" have been considered{examined}.
Regular "Energia" was used practically without completions.
The space part consisted of the cargo transport container, and also the orbital block which, in turn, consisted of a rocket part and a space vehicle.
The space vehicle, being an element of a space segment, consisted of the unified space platform with all necessary service systems and an onboard target complex.
Term of realization of the program of creation of a space platform of communication{connection} has been put. It{he} was defined{determined}, on the one hand, by the restrictions connected with the expiration of warranty periods of storage of a ready rocket 2Л. Ideologists of this program put a problem{task} which was supported{maintained} by the ministry, to use already made{produced} carrier{bearer}. Planning rocket firing 2Л per 1989-1990 with a conclusion to an orbit of two satellites, we knew and understood a condition of a rocket, its{her} opportunity, but this variant did not suit our heads. This variant "was too real". Have driven{bent} a hare further ┘ the Decision of new General designer НПО of "Energia" in September, 1989 of work on preparation of rocket firing 2Л with group deducing{removing} space vehicles have been stopped. The rocket 2Л was reoriented on start of a universal space platform. Management of the ministry потирало hands: One "crazy" idea is strangled by hands of designers, and inside of the organization, by means of the new General designer. To acceptance of this decision апологеты moved for a long time ┘ thus one more necessity for immediate start-up 2Л was forgotten. On задумке developers of "Energia", this start-up enabled to keep realization even one more "single" start of a rocket prior to the beginning of the piloted program, with the purpose of acknowledgement{confirmation} of reliability.
Ideologists of the new program have got in a trap of the decision. Now they have been compelled{forced} to designate a boundary on terms of realization of the program - Development of a platform and a rocket part have planned a deadline of the beginning of flights of tests not later the end 1992 should keep within in three years. The same terms were established{installed} and for a space part. However, by a space part the structure of systems as it always happens in скороспешной to new development, диалектизировалась, adapted to a situation in structure of the general{common} program. From the first start-up system engineering, already from the very beginning, were guided by structure " first stage ". The first copy of "World" in an incomplete complete set - it{him} дооснастили in an orbit has departed, and it has not belittled its{his} qualities - but have met the deadline ┘
As to statistical acknowledgement{confirmation} of reliability of a rocket before piloted start-up, ideologists, probably, had reserve decisions. Thus, the boundary has been established{installed} - "heroic" attack of developers further has begun.
By a rocket part of the project the main thing was a question of a choice of a variant разгонного the block. The first was that "Tornado". Despite of obligations of developers of engine RO-95 to begin{start} in two years огневые bench tests, ideologists, from submission of the information turned out by the ministry about "real" opportunities КБХА - the author of the engine, declared what to create such engine in the declared terms it is impossible. And besides, to finish a launching site under refuelling of the block by hydrogen difficultly ┘ (And oxygen?)
РО-95, as a certain "freethinking" system, was rejected сходу. Struggle of the last years for a perspective design кавалерийским has come to the end with impact of the new General designer. The central administrative board clapped ┘ And in fact only this block cardinally solved a problem of a conclusion 18 т into a geostationary orbit simple and reliable by, with a reserve of power! On it{this} decisions did not stop. The ugly engine 11Д56УА has been canonized.
Thus as ideologists of a new platform have declared, the analysis of flights of tests similar to destination space разгонных blocks has shown, that at traditional programs of ground working off reliability of the new block on the beginning of flights of tests low - at a level 0,7 - because of specificity of work of the block in weightlessness. That it for "traditional" working off which gave reliability only 0,7, is it was clear only to ideologists. They moved to other decision.
Developers had been lead the comparative analysis of variants разгонных blocks on delivery of a payload to a geostationary orbit in the cargo transport container of a booster rocket of "Energia". At an estimation of opportunities of variants разгонных blocks, having assumed as a basis the classical scheme{plan} of deducing{removing}, were convinced of efficiency of an oxygen-hydrogen variant разгонного block " Tornado " - 14С40. Variants were considered{examined}: 14С40, one block 11С86, one block 11С86 with the block 11С824М, one block 11С86 and two blocks 11С824М, one block 11С86 both three blocks 11С824М and a variant of the block of DM with additional tanks. Characteristic speed has made accordingly 5000, 4960, 4970, 4985, 5010, 5005 km/s, the starting weight of blocks made accordingly 93, 20,3, 42, 63, 84 and 92,5 т. The weight of a payload deduced{removed} on a geohospital has made 18 т in a variant разгонного the block 14С40, 2,3, 6,2, 10,1, 13,8 т in various combinations serial разгонных blocks and 13,4 т - with application разгонного the block of DM with additional tanks. These figures were limiting.
After consideration of a plenty of variants разгонных blocks on different топливах for the first stage of tests it has been chosen, as ideologists, the rocket part consisting of two blocks with identical modular parts, the connected power{force} compartments on the basis of impellent installation of the existing block of DM with oxygen-hydrocarbonic fuel as fuel reported. This choice proved following factors:
- The scheme{plan} chosen from considered{examined} variants provides the greatest weight of a space vehicle;
- Considering great volume of successful tests of the prototype, the rocket part will provide reliability of performance of a problem{task} 0,98. Thus it is provided to use without completions all the most responsible{crucial} elements, the engine, armature, a path низкокипящего an oxidizer with the regular bottom, constructional materials, and also the debugged industrial base for these elements;
- Manufacturing the block was offered to be organized at a factory it{him}. Хруничева, manufacturing of the cargo container with maintenance of readiness of a rocket part of the orbital block to flights to tests in the end 1992 - the beginning 1993 - at a factory "Progress".
At the second operation phase of a space part for increase in efficiency of a space vehicle use of the oxygen-hydrogen block allowing at the unified platform almost in 1,5 times to increase weight of an onboard complex was provided.
With the purpose of reduction of cost of development and increase of reliability of a space part for all types разгонных blocks and space vehicles unification of a control system of a rocket part had on a space vehicle and the cargo transport container, system of refuelling by oxygen on start, fastenings of a universal platform to block TS and the rocket block was provided.
In technical offers three schemes{plans} of flight have been considered{examined}:
- "Straight line", with the maximal removal{distance} from the Earth on 36 thousand in km and time of deducing{removing} about one day;
- биэллиптическая, with removal{distance} up to 300 thousand in km and time of flight till 7 day;
- With use of a gravitational field of the Moon at its{her} flight and time of deducing{removing} of 7-10 day.
At use oxygen-керосинового the engine, depending on the scheme{plan} of deducing{removing}, the weight of a space vehicle for carrier{bearer} " Energia " 2Л 13,4-15,2 т is provided., and for the regular carrier{bearer} ("Energia" with 8Л) - 16-18 т.
At use of the oxygen-hydrogen engine the weight of a space vehicle would make for the regular carrier{bearer} depending on the scheme{plan} of flight from 21 up to 22,8 т.
On the basis of these design preparations it was offered:
- To carry out in the end 1992 - the beginning 1993 start of an experimental space platform with комплексированным an onboard target complex for installation of telephones and TV at total weight of the device 13-15 т. For start to use a booster rocket of "Energia" 2Л and a rocket part on the basis of the oxygen-hydrocarbonic engine;
- To develop{unwrap} a satellite communication system of the first stage per 1994-1995 for installation of telephones of the country on the basis of space vehicles in weight 16-18 т;
- Since 1996 to use in a communication system devices of the raised{increased} efficiency in weight 21-23 т, deduced{removed} by means of an oxygen-hydrogen rocket part of the orbital block.
Developers of a space platform declared that, despite of the strongest backlog of our country in the field of technics{technical equipment} of communication{connection} and information, there are real opportunities, using our space technics{technical equipment} and the newest technology to make qualitative jerk on an output{exit} of our society on a new level of installation of telephones, a multiprogramme television announcement, direct теле-and broadcastings, communications{connections} with mobile means and to rendering of services of communication{connection} which today are given in the developed countries. Especially a distress at us in a countryside.
The beginning of practical realization of this project probably not in XXI, and in XX century. Could begin literally with 1993 provided that the space technics{technical equipment} will strongly lean{base} on adequate ground structure.
Interesting alternative variants of the onboard computer complex from which in the near future it was necessary to choose the most effective have been developed many. The set of scientific, technical and organizational problems from which the following are allocated has been revealed:
- To create for three years information systems of useful loadings;
- To achieve for a regular variant of a space vehicle of ten years' term of ability to live of systems (the reached{achieved} term of an active life made 3 years).
Perspective systems of the USA have already reached{achieved} term of an active life in 10 years. It was planned by developers to achieve five years' active existence of the first experimental device, and further to aspire to ten years' term.
On a platform it was supposed to create power station which should develop{produce} during first time capacity{power} up to 20 kw, and in the further also to increase productivity.
Americans in the end of 70th years considered{examined} a question on heavy space platforms. In 1981 they have proved, that on the basis of six heavy platforms it is possible to create a communication system which would satisfy to inquiries of all world on communication{connection}.
Because of restrictions on weight and power the intersatellite communication neither at us, nor in the West now is not provided. The universal space platform was able to realize such opportunity.
By the American estimations, six heavy platforms in the total cost 2,5 billion dollars can replace with themselves 124 communication satellites of usual type in the total cost 8 billion dollars Here as developers explained, the principle of swapping and weights, both complexities, and costs from the Earth in space operates{works}. On the Earth all should be cheap and is accessible. Technical offers in which for maintenance of term of existence in 10 years, reservation of systems was projected{designed} have been developed.
It is necessary to note, that for the first time it was offered to use electrojet impellent installation on a space vehicle.
Service systems of a space platform were offered to be used from among existing, with corresponding{meeting} modernization which will allow to increase reliability and to provide due term of active existence.
Till January, 1990 it was necessary to choose the optimal from eight offered variants of complexes of the equipment. On development and creation of the space platform providing telecommunication, it was necessary to spend 800 million rbl. If after this to make on one start-up, in 1994 and 1995, coming nearer to a specialized communication system the general{common} expenses would make 2 billion rbl. It - on all space segment with a ground complex, but without a ground communication network. It was in parallel necessary to develop a ground communication facility.
I have not signed the decision of Advice{Council} of the main things, having expressed the opinion to the General designer in writing. The special opinion was on разгонному to the block and a rocket. In the outline sketch, as a matter of fact, декларативно the decision on necessity of application of system oxygen-циклиновых made of blocks, being based on a smaller degree of technical risk in creation of transport system. However any materials confirming to it is not developed. The decision, by my estimation, is not proved. Declaring{announcing} разгонный the block of an oxygen-hydrogen variant regular, offering{suggesting} its{his} application in 1995 contrary to data, at the choice of the engine is accepted by the decision of Advice{Council} of the main designers transition to the engine with characteristics of a level 1960 that is incompatible with prospects of application of a transport variant of "Energia".
The special opinion has not been considered by the General designer in connection with that " this opinion has not been stated on Advice{Council} ". On advice{council} I did not act for the several reasons. The main question of this Advice{Council} was a question of becoming of a universal space platform which we supported{maintained} in every way, and in this connection performance{statement} could sound, as doubt. From two hundred participants of Advice{Council} experts on engines and разгонным to blocks were the person 15-20. Unless it was possible to hope for thorough discussion "fine", in comparison with the lifted problem, a question as the idea of available vehicles and decision-making was based on this "trifle" on a course of voting would be, naturally, unacceptable.
Later on разгонному to the block design materials have been developed for a platform of communication{connection}. The block has received the name " разгонный the block 204ГК ", it{he} is a universal remedy of deducing{removing} of heavy space vehicles from an intermediate orbit into high-energy circumterraneous orbits, orbits of the artificial satellite of the Moon and on a trajectory of flight to Mars, Venus and other planets of Solar system.
Priority 204ГК is maintenance of deducing{removing} on geostationary (околостационарные) orbits of the space vehicles created on the basis of the unified space platform and intended for the decision of target problems{tasks}, including problems{tasks} of installation of telephones, direct теле-and broadcastings in structure of complex information systems.
Development разгонного the block 204ГК was spent in view of necessity of performance of following requirements:
- The weight of a space vehicle deduced{removed} into a geostationary orbit should make from 13 up to 17,6 т at the weight deduced{removed} into an intermediate orbit, from 101,2 up to 104,2 т.;
- Reliability разгонного the block should provide deducing{removing} of a target space vehicle, since the first start-up at flights tests;
- Creation разгонного the block in 1992
For performance of the set forth above requirements by development разгонного following basic decisions are made of the block:
- The two-level scheme{plan} разгонного the block with the maximal unification of blocks 10Р and 20Р;
- Development of impellent installation разгонного the block with maximal use of elements of impellent installation of the block 11С861, including the engine 11Д58М;
- An opportunity of use, alongside with the accepted direct scheme{plan} of deducing{removing} into a geostationary orbit, energetically optimum schemes{plans} of deducing{removing} (биэллиптической schemes{plans} and schemes{plans} with use of gravitational forces of the Moon);
- Deep integration of systems of a space vehicle and разгонного the block, consisting use of a part of the equipment of an onboard complex of management, onboard measuring system, system of power supply and the radiosystems established{installed} on the unified space platform for the decision of a problem{task} of management разгонным by the block, transfers of the telemetering information, reception of the command information aboard разгонного the block and for maintenance of electrosupply of systems разгонного the block.
The block 204ГК - two-level, consisting of two mainframes (modules) and a power{force} frame design.
The frame design consisting of four compartments, carries out double function:
- Serves as a power{force} element for fastening the unified space platform and modules разгонных blocks in the cargo transport container;
- Provides protection of tanks, engines, armatures, elements of the pneumohydroscheme{pneumohydroplan}, the equipment and разгонных blocks from external influences (a high-speed pressure) after dump of the cargo transport container.
The structure of each their two parts of the block 204ГК includes the mainframe and two frame compartments making accordingly the block 10Р and the block 20Р.
For acceleration of process of development and creation it was accepted, that modules of both blocks should be as much as possible unified among themselves and with the prototype (11С861). For a basis of the constructive scheme{plan} of the block 10Р (20Р) the scheme{plan} of the block 11С861 is taken.
Besides the decision to use the engine 11Д58М with account highways and fragments of tanks of an oxidizer and fuel with intaking devices from the block 11С861 on the projected{designed} block without change is accepted. It allows to refuse development of the new engine, and also considerably{much} to reduce volume of working off of mainframes regarding elements of the pneumohydroscheme{pneumohydroplan}.
Единственньм essential change in comparison with the prototype is lengthening in a direction of a longitudinal axis of the block of the account pipeline of an oxidizer on 350 mm. It is caused by necessity of installation on it{him} in addition сильфона and two карданов for perception{recognition} of cross-section and longitudinal displacement of an entrance flange on an oxygen tank.
Lengthening of the account pipeline of an oxidizer has led to corresponding{meeting} displacement of the engine along a longitudinal axis of the block that has caused of introduction of additional transitive power{force} unit with building height 350 mm between привалочной a plane of the engine and a farm of an engine mount to the module.
Into structure разгонного the block 204ГК enter:
- The block of the first step (10Р), intended for deducing{removing} a payload from an intermediate orbit on разгонную;
- The block of the second step (20Р), intended for deducing{removing} with разгонной orbits on stationary;
- A control system;
- System of onboard measurements.
At branch of the block 10Р together with it{him} the cylindrical compartment of the block 20Р is separated also. The conic basic compartment of the block 10Р is dumped{reset} together with a power{force} ring of the cargo transport container. Division is carried out on the top frame of this compartment at operation пирозамков and pneumopushers.
The booster rocket of "Energia" as developers wrote, with oxygen-hydrogen разгонным the block 204ГК and the cargo transport container is used for delivery to a geostationary orbit of space vehicles on the basis of a universal space platform for expansion of the integrated satellite information system. The cargo transport container protecting space vehicles and разгонные blocks from action of a high-speed pressure, allows to place in it{him} objects in volume up to 1000 м3 and weight up to 95 т.
At deducing{removing} into a geostationary orbit under the scheme{plan} with use of a gravitational field of the Moon as отлетной orbits the orbit with parameters 690 х 470 000 km was considered{examined}.
Height of apogee, longitude of the ascending unit and argument of a perigee отлетной orbits got out depending on possible{probable} date of start - 1-2 times a month, for maintenance of necessary parameters подлетной an orbit which are turning out after flight of the Moon.
After deducing{removing} the orbital block into a basic orbit the block can be on it{her} some coils (about one day), depending on date of start.
The impulse of transition on отлетную an orbit is fulfilled for two inclusions with the purpose of reduction of gravitational losses. After working off of the first part of an impulse by the second inclusion of the mid-flight engine in area of unit (ascending or descending, depending on date of start) a basic orbit the orbital block 12 minutes pass to an intermediate orbit with parameters 470 х 8800 km and the period 3 ч
разгонного the block through a coil of the turned out intermediate orbit the orbital block is translated by the third inclusion of the mid-flight engine on отлетную an orbit. After flight of the Moon under action of its{her} gravitational field the orbital block passes on подлетную to the Earth an orbit.
The fourth inclusion of the mid-flight engine разгонного the block (not including the inclusions necessary for carrying out of corrections) it is spent in area of a perigee подлетной orbits - and the orbital block is translated into a geostationary orbit.
Time of deducing{removing} under the given scheme{plan} after an output{exit} on отлетную an orbit will make 7-8 day. Power expenses of deducing{removing} under the given scheme{plan} are defined{determined} by distance from the Earth up to the Moon during the moment of flight and the minimal height of flight at the Moon.
As an inclination of a geostationary orbit to equally zero to consider{examine} the given scheme{plan} of deducing{removing} it is possible only at passage by the Moon of the ascending or descending unit of the orbit, that is two times a month.
The scheme{plan} of deducing{removing} with flight of the Moon demands maintenance of measurements of a trajectory and delivery of commands{teams} on distance up to 300-460 thousand in km. In connection with a lot{plenty} of corrections hard work of a ground complex of management is required more at management of flight. Besides the impossibility of carrying out of start during set time in the lunar scheme{plan} and its{his} carrying out next day demands increase in power of a rocket part.
The magazine " Авиэйшн уик энд a Space текнолоджи " in occasion of the project of a heavy telecommunication platform has expressed opinion on coherence судеб of a heavy booster rocket of "Energia" and large space design office NPO " Energia ".
Start of three telecommunication platforms in weight is planned for a geostationary orbit 18,1 т which at satisfactory financing development Each device could be carried out during with 1994 for 1997 should to have solar batteries by scope in some tens meters and to carry{bear} a number{line} of the communication systems allowing:
- To conduct telecommunication with use of hundred thousand duplex channels;
- To spend a television announcement with use of 10-12 channels;
- To provide communication{connection} with moving objects, using on each platform, at least, 700 channels for mobile communication{connection};
- To conduct transfer of ecological, meteorological and other data, connecting together more than hundred thousand small ground transmitters.
Under the statement of developers, platforms could replace 40-50 small Soviet communication satellites. Term of operation of this device - 10 years whereas only few other earlier started space vehicles had so long service life in an orbit. The main designer of the Soviet communication satellites M.F.Reshetnev, the head of development of satellite devices " Lightnings ", "Rainbow", "Horizon" and the "Screen", carried out НПО applied mechanics in Krasnoyarsk, considers{counts}, that expenses for creation of such space complex will not pay back.
Under the statement of the magazine, many representatives of world{global} astronautics consider{count}, that greater{big} projects such grow out the unreal approach to marketing. The aspiration of the Soviet experts to keep the development of greater{big} rocket systems, by materials, does not excite them.
" After start of " the Energia " wide advertising of idea of " tsar-satellite " - восемнадцатитонной platforms " has begun, - so the next campaign of persecution of this direction by the Soviet press has begun. Someone suddenly seemed in a novelty, that 100 т, born{taken out} by "Energia" is not "record": The American booster rocket " 5 " deduced{removed} Saturn into a circumterraneous orbit 139 т, moreover in the end of 60th years and that there is a birth of "Energia" √ "Buran" more than 14 billion, and that the enterprises making the equipment for communication satellites, let out{release} for a year only about two tons of such technics{technical equipment} and no more, and that this equipment - useless because of what the communication satellite lives in an orbit no more than 5-6 years, and that (up to two tons) it is easy{light} to replace the easy{light} satellite at height - should be untwisted of 36 000 km and that had not time to construct a network of already out-of-date telephonoreception equipment on the Earth new, and that the equipment dear{expensive}, and that in general this "tsar-satellite" contradicts norms{rates} of the International union of telecommunication, and that the international tendency not in development of volume of the onboard equipment, and in its{her} perfection, and so on. Words and messes to not borrow{occupy}.
The resume of press: we shall manage old communication systems, we shall build automatic telephone exchanges and to lay by the ground cable channels or to start available communication satellites.
Running forward to not come back any more to this epopee of a stationary platform, it is necessary to afflict all - could have excellent{different} communication{connection} and from any point wherever were, but the project will strangle. Because of lack of financing there will be no разгонного the block. Though that "городильня" which kept on кавалерийских decisions, is complex{difficult} and far from that which should be had, but even it{she}, let at the first stage, solved a problem. It is a pity погасшие to an opportunity of communication{connection} ┘

Original version of the text

Платформа связи

Основное направление в создании средств выведения унифицированной космической платформы было утверждено Советом Главных конструкторов в декабре 1989 г. Планировалось, что НПО "Энергия" сможет максимально использовать научно–технический и производственный заделы, образованные при создании транспортной системы "Энергия"√"Буран". Задача создания спутниковых систем связи считалась одной из задач конверсии.
В соответствии с этими предпосылками в технических предложениях были рассмотрены возможные системы спутниковой связи с использованием ракетно–космической системы в составе космической части и ракеты–носителя "Энергия".
Штатная "Энергия" использовалась практически без доработок.
Космическая часть состояла из грузового транспортного контейнера, а также орбитального блока, который, в свою очередь, состоял из ракетной части и космического аппарата.
Космический аппарат, являющийся элементом космического сегмента, состоял из унифицированной космической платформы со всеми необходимыми служебными системами и бортового целевого комплекса.
Был поставлен срок осуществления программы создания космической платформы связи. Он определялся, с одной стороны, ограничениями, связанными с истечением гарантийных сроков хранения готовой ракеты 2Л. Идеологами этой программы ставилась задача, которая поддерживалась министерством, использовать уже изготовленный носитель. Планируя пуск ракеты 2Л в 1989–1990 гг. с выводом на орбиту двух спутников, мы знали и понимали состояние ракеты, ее возможности, но этот вариант не устраивал наших руководителей. Этот вариант был "слишком реален". Погнали зайца дальше┘ Решением нового Генерального конструктора НПО "Энергия" в сентябре 1989 г. работы по подготовке пуска ракеты 2Л с групповым выведением космических аппаратов были прекращены. Ракета 2Л переориентировалась на запуск универсальной космической платформы. Управление министерства потирало руки: одна "бредовая" идея задушена руками самих же конструкторов, и внутри своей организации, с помощью нового Генерального конструктора. К принятию этого решения апологеты двигались давно┘ При этом забывалась еще одна необходимость в немедленном пуске 2Л. По задумке разработчиков "Энергии", этот пуск давал возможность сохранить осуществление хотя бы еще одного "холостого" старта ракеты до начала пилотируемой программы, с целью подтверждения надежности.
Идеологи новой программы попали в капкан своего решения. Теперь они были вынуждены обозначить рубеж по срокам реализации программы - запланировали предельный срок начала летных испытаний не позднее конца 1992 г. Разработка платформы и ракетной части должна была уложиться в три года. Эти же сроки устанавливались и для космической части. Правда, по космической части структура систем, как это всегда бывает в скороспешной новой разработке, диалектизировалась, приспосабливалась к ситуации в составе общей программы. С первого пуска, уже с самого начала, ориентировались на структуру "первого этапа" разработки системы. Улетел же первый экземпляр "Мира" в неполной комплектации - его дооснастили на орбите, и это не умалило его качеств - зато уложились в срок┘
Что касается статистического подтверждения надежности ракеты перед пилотируемыми пусками, идеологи, видимо, имели резервные решения. Таким образом, рубеж был установлен - далее началась "героическая" атака разработчиков.
По ракетной части проекта главным был вопрос выбора варианта разгонного блока. Первым был тот самый "Смерч". Несмотря на обязательства разработчиков двигателя РО–95 начать уже через два года огневые стендовые испытания, идеологи, с подачи наработанной министерством информации о "реальных" возможностях КБХА - автора двигателя, декларировали, что создать такой двигатель в заявленные сроки невозможно. И к тому же, доработать стартовую позицию под заправку блока водородом трудно┘ (А кислородом?)
РО–95, как некая "вольнодумная" система, отбрасывалась сходу. Завершилась борьба прошлых лет за перспективную конструкцию кавалерийским ударом нового Генерального конструктора. Главное управление рукоплескало┘ А ведь только этот блок кардинально решал проблему вывода 18 т на геостационарную орбиту простым и надежным путем, с резервом энергетики! На этом решения не останавливались. Уродливый двигатель 11Д56УА был канонизирован.
При этом, как заявили идеологи новой платформы, анализ летных испытаний аналогичных по назначению космических разгонных блоков показал, что при традиционных программах наземной отработки надежность нового блока на начало летных испытаний низкая - на уровне 0,7 - из–за специфики работы блока в невесомости. Что это за "традиционная" отработка, которая давала надежность только 0,7, - это было ясно только идеологам. Они двигались к другому решению.
Разработчиками был проведен сравнительный анализ вариантов разгонных блоков по доставке полезного груза на геостационарную орбиту в грузовом транспортном контейнере ракеты–носителя "Энергия". При оценке возможностей вариантов разгонных блоков, приняв за основу классическую схему выведения, убедились в эффективности кислородно–водородного варианта разгонного блока "Смерч" - 14С40. Рассматривались варианты: 14С40, один блок 11С86, один блок 11С86 с блоком 11С824М, один блок 11С86 и два блока 11С824М, один блок 11С86 и три блока 11С824М и вариант блока ДМ с дополнительными баками. Характеристическая скорость составила соответственно 5000, 4960, 4970, 4985, 5010, 5005 м/с, стартовая масса блоков составляла соответственно 93, 20,3, 42, 63, 84 и 92,5 т. Выводимая на геостационар масса полезного груза составила 18 т в варианте разгонного блока 14С40, 2,3, 6,2, 10,1, 13,8 т в различных сочетаниях серийных разгонных блоков и 13,4 т - с применением разгонного блока ДМ с дополнительными баками. Эти цифры были предельными.
После рассмотрения большого количества вариантов разгонных блоков на разных топливах для первого этапа испытаний была выбрана, как докладывали идеологи, ракетная часть, состоящая из двух блоков с одинаковыми модульными частями, соединенными силовыми отсеками на базе двигательной установки существующего блока ДМ с кислородно–углеводородным горючим в качестве топлива. Этот выбор обосновывался следующими факторами:
- выбранная из рассмотренных вариантов схема обеспечивает наибольший вес космического аппарата;
- учитывая большой объем успешных испытаний прототипа, ракетная часть обеспечит надежность выполнения задачи 0,98. При этом предусматривается использовать без доработок все наиболее ответственные элементы, двигатель, арматуру, тракт низкокипящего окислителя со штатным днищем, конструкционные материалы, а также отлаженную производственную базу для этих элементов;
- изготовление блока предлагалось организовать на заводе им. Хруничева, изготовление грузового контейнера с обеспечением готовности ракетной части орбитального блока к летным испытаниям в конце 1992 - начале 1993 г. - на заводе "Прогресс".
На втором этапе эксплуатации космической части для увеличения эффективности космического аппарата предусматривалось использование кислородно–водородного блока, позволяющего при унифицированной платформе почти в 1,5 раза увеличить вес бортового комплекса.
С целью уменьшения стоимости разработки и повышения надежности космической части для всех типов разгонных блоков и космических аппаратов предусматривалась унификация располагаемой на космическом аппарате системы управления ракетной части и грузового транспортного контейнера, системы заправки кислородом на старте, крепления универсальной платформы к блоку Ц и ракетному блоку.
В технических предложениях были рассмотрены три схемы полета:
- "прямая", с максимальным удалением от Земли на 36 тыс. км и временем выведения до суток;
- биэллиптическая, с удалением до 300 тыс. км и временем полета до 7 суток;
- с использованием гравитационного поля Луны при ее облете и временем выведения 7–10 суток.
При использовании кислородно–керосинового двигателя, в зависимости от схемы выведения, обеспечивается вес космического аппарата для носителя "Энергия" 2Л 13,4–15,2 т., а для штатного носителя ("Энергия" с 8Л) - 16–18 т.
При использовании кислородно–водородного двигателя вес космического аппарата составил бы для штатного носителя в зависимости от схемы полета от 21 до 22,8 т.
На основе этих проектных заготовок предлагалось:
- осуществить в конце 1992 – начале 1993 г. запуск экспериментальной космической платформы с комплексированным бортовым целевым комплексом для телефонизации и телевидения при суммарном весе аппарата 13–15 т. Для запуска использовать ракету–носитель "Энергия" 2Л и ракетную часть на базе кислородно–углеводородного двигателя;
- развернуть спутниковую систему связи первого этапа в 1994–1995 гг. для телефонизации страны на базе космических аппаратов весом 16–18 т;
- начиная с 1996 г., использовать в системе связи аппараты повышенной эффективности весом 21–23 т, выводимые с помощью кислородно–водородной ракетной части орбитального блока.
Разработчики космической платформы заявляли о том, что, несмотря на сильнейшее отставание нашей страны в области техники связи и информатизации, есть реальные возможности, используя нашу космическую технику и новейшую технологию, сделать качественный рывок по выходу нашего общества на новый уровень телефонизации, многопрограммного телевизионного вещания, непосредственного теле– и радиовещания, связи с подвижными средствами и оказанию услуг связи, которые сегодня предоставляются в развитых странах. Особенно бедственное положение у нас в сельской местности.
Начало практической реализации этого проекта возможно не в XXI, а еще в XX веке. Начинать могли буквально с 1993 г. при условии, что космическая техника будет прочно опираться на адекватную наземную структуру.
Разработано было много интересных альтернативных вариантов бортового вычислительного комплекса, из которых в ближайшее время необходимо было выбрать наиболее эффективный. Выявлено было множество научных, технических и организационных проблем, из которых выделены следующие:
- создать за три года информационные системы полезных нагрузок;
- добиться для штатного варианта космического аппарата десятилетнего срока жизнедеятельности систем (достигнутый срок активной жизни составлял 3 года).
Перспективные системы США уже достигли срока активной жизни в 10 лет. Планировалось разработчиками добиваться пятилетнего активного существования первого экспериментального аппарата, а далее стремиться к десятилетнему сроку.
На платформе предполагалось создать электростанцию, которая должна была в первое время вырабатывать мощность до 20 кВт, а в дальнейшем еще и увеличить производительность.
Американцы еще в конце 70–х годов рассматривали вопрос о тяжелых космических платформах. В 1981 г. они доказали, что на базе шести тяжелых платформ можно создать систему связи, которая удовлетворяла бы запросам всего мира по связи.
Из–за ограничений по массе и энергетике в настоящее время не обеспечивается межспутниковая связь ни у нас, ни на Западе. Универсальная космическая платформа была в состоянии реализовать такую возможность.
По американским оценкам, шесть тяжелых платформ общей стоимостью 2,5 млрд. долл. могут заменить собой 124 спутника связи обычного типа общей стоимостью 8 млрд. долл. Здесь, как объясняли разработчики, действует принцип перекачки и веса, и сложности, и стоимости с Земли в космос. На Земле все должно быть дешево и доступно. Были разработаны технические предложения, в которых для обеспечения срока существования в 10 лет, проектировалось резервирование систем.
Следует отметить, что впервые предлагалось использовать на космическом аппарате электрореактивную двигательную установку.
Служебные системы космической платформы предлагалось использовать из числа существующих, с соответствующей модернизацией, которая позволит увеличить надежность и обеспечить должный срок активного существования.
Из восьми предложенных вариантов комплексов аппаратуры до января 1990 г. необходимо было выбрать наиболее оптимальный. На разработку и создание космической платформы, обеспечивающей телефонную связь, необходимо было затратить 800 млн. руб. Если вслед за этим сделать по одному пуску, в 1994 и 1995 гг., приближаясь к специализированной системе связи, то общие затраты составили бы 2 млрд. руб. Это - на весь космический сегмент с наземным комплексом, но без наземной сети связи. Параллельно необходимо было разработать наземные средства связи.
Решение Совета главных я не подписал, выразив свое мнение Генеральному конструктору письменно. Особое мнение было по разгонному блоку и ракете. В эскизном проекте, по сути, декларативно принималось решение о необходимости применения системы кислородно–циклиновых блоков, базируясь на меньшей степени технического риска в создании транспортной системы. Однако никаких материалов в подтверждение не разработано. Решение, по моей оценке, не обосновано. Объявляя разгонный блок кислородно–водородного варианта штатным, предлагая его применение в 1995 г. вопреки данным, решением Совета главных конструкторов по выбору двигателя принят переход на двигатель с характеристиками уровня 1960 г., что несовместимо с перспективами применения транспортного варианта "Энергии".
Особое мнение не было учтено Генеральным конструктором в связи с тем, что "это мнение не было высказано на Совете". На Совете я не выступал по нескольким причинам. Главным вопросом этого Совета был вопрос становления универсальной космической платформы, которую мы поддерживали всеми силами, и в этой связи выступление могло прозвучать, как сомнение. Из двухсот участников Совета специалистами по двигателям и разгонным блокам были человек 15–20. Разве можно было надеяться на основательное обсуждение "мелкого", по сравнению с поднятой проблемой, вопроса, тем более, что на этой "мелочи" основывалась идея уже готовых транспортных средств и принятие решения по ходу голосования было бы, естественно, неприемлемым.
Позднее были разработаны конструкторские материалы по разгонному блоку для платформы связи. Блок получил наименование "разгонный блок 204ГК", он является универсальным средством выведения тяжелых космических аппаратов с промежуточной орбиты на высокоэнергетические околоземные орбиты, орбиты искусственного спутника Луны и на траекторию полета к Марсу, Венере и другим планетам Солнечной системы.
Первоочередной задачей 204ГК является обеспечение выведения на геостационарные (околостационарные) орбиты космических аппаратов, создаваемых на базе унифицированной космической платформы и предназначенных для решения целевых задач, включая задачи телефонизации, непосредственного теле– и радиовещания в составе комплексных информационных систем.
Разработка разгонного блока 204ГК проводилась с учетом необходимости выполнения следующих требований:
- масса выводимого на геостационарную орбиту космического аппарата должна составлять от 13 до 17,6 т при массе, выводимой на промежуточную орбиту, от 101,2 до 104,2 т.;
- надежность разгонного блока должна обеспечивать выведение целевого космического аппарата, начиная с первого пуска при летных испытаниях;
- создание разгонного блока в 1992 г.
Для выполнения вышеперечисленных требований при разработке разгонного блока приняты следующие принципиальные решения:
- двухступенчатая схема разгонного блока с максимальной унификацией блоков 10Р и 20Р;
- разработка двигательной установки разгонного блока с максимальным использованием элементов двигательной установки блока 11С861, включая двигатель 11Д58М;
- возможность использования, наряду с принятой прямой схемой выведения на геостационарную орбиту, энергетически оптимальных схем выведения (биэллиптической схемы и схемы с использованием гравитационных сил Луны);
- глубокое интегрирование систем космического аппарата и разгонного блока, заключающееся в использовании части аппаратуры бортового комплекса управления, бортовой измерительной системы, системы энергоснабжения и радиосистем, установленных на унифицированной космической платформе для решения задачи управления разгонным блоком, передачи телеметрической информации, приема командной информации на борт разгонного блока и для обеспечения электроснабжения систем разгонного блока.
Блок 204ГК - двухступенчатый, состоящий из двух базовых блоков (модулей) и силовой каркасной конструкции.
Каркасная конструкция, состоящая из четырех отсеков, выполняет двойную функцию:
- служит силовым элементом для крепления унифицированной космической платформы и модулей разгонных блоков в грузовом транспортном контейнере;
- обеспечивает защиту баков, двигателей, арматуры, элементов пневмогидросхемы, аппаратуры и разгонных блоков от внешних воздействий (скоростного напора) после сброса грузового транспортного контейнера.
В состав каждой их двух частей блока 204ГК входит базовый блок и два каркасных отсека, составляющие соответственно блок 10Р и блок 20Р.
Для ускорения процесса разработки и создания было принято, что модули обоих блоков должны быть максимально унифицированы между собой и с прототипом (11С861). За основу конструктивной схемы блока 10Р (20Р) взята схема блока 11С861.
Кроме того, принято решение использовать двигатель 11Д58М с расходными магистралями и фрагментами баков окислителя и горючего с заборными устройствами с блока 11С861 на проектируемом блоке без изменения. Это позволяет отказаться от разработок нового двигателя, а также значительно уменьшить объем отработки базовых блоков в части элементов пневмогидросхемы.
Единственньм существенным изменением по сравнению с прототипом является удлинение в направлении продольной оси блока расходного трубопровода окислителя на 350 мм. Это вызвано необходимостью установки на нем дополнительно сильфона и двух карданов для восприятия поперечных и продольных смещений входного фланца на кислородном баке.
Удлинение расходного трубопровода окислителя привело к соответствующему смещению двигателя вдоль продольной оси блока, что вызвало необходимость введения дополнительного переходного силового узла со строительной высотой 350 мм между привалочной плоскостью двигателя и фермой подвески двигателя к модулю.
В состав разгонного блока 204ГК входят:
- блок первой ступени (10Р), предназначенный для выведения полезного груза с промежуточной орбиты на разгонную;
- блок второй ступени (20Р), предназначенный для выведения с разгонной орбиты на стационарную;
- система управления;
- система бортовых измерений.
При отделении блока 10Р вместе с ним отделяется и цилиндрический отсек блока 20Р. Конический опорный отсек блока 10Р сбрасывается вместе с силовым кольцом грузового транспортного контейнера. Разделение осуществляется по верхнему шпангоуту этого отсека при срабатывании пирозамков и пневмотолкателей.
Ракета–носитель "Энергия", как писали разработчики, с кислородно–водородным разгонным блоком 204ГК и грузовым транспортным контейнером используется для доставки на геостационарную орбиту космических аппаратов на базе универсальной космической платформы для развертывания интегрированной спутниковой информационной системы. Грузовой транспортный контейнер, защищающий космические аппараты и разгонные блоки от действия скоростного напора, позволяет размещать в нем объекты объемом до 1000 м3 и массой до 95 т.
При выведении на геостационарную орбиту по схеме с использованием гравитационного поля Луны в качестве отлетной орбиты рассматривалась орбита с параметрами 690 х 470 000 км.
Высота апогея, долгота восходящего узла и аргумент перигея отлетной орбиты выбирался в зависимости от возможной даты старта - 1–2 раза в месяц, для обеспечения необходимых параметров подлетной орбиты, получающейся после облета Луны.
После выведения орбитального блока на опорную орбиту блок может находиться на ней несколько витков (до суток), в зависимости от даты старта.
Импульс перехода на отлетную орбиту отрабатывается за два включения с целью уменьшения гравитационных потерь. После отработки первой части импульса вторым включением маршевого двигателя в районе узла (восходящего или нисходящего, в зависимости от даты старта) опорной орбиты орбитальный блок переходит на промежуточную орбиту с параметрами 470 х 8800 км и периодом 3 ч 12 мин.
Третьим включением маршевого двигателя разгонного блока через виток получившейся промежуточной орбиты орбитальный блок переводится на отлетную орбиту. После облета Луны под действием ее гравитационного поля орбитальный блок переходит на подлетную к Земле орбиту.
Четвертое включение маршевого двигателя разгонного блока (не считая включений, необходимых для проведения коррекций) проводится в районе перигея подлетной орбиты - и орбитальный блок переводится на геостационарную орбиту.
Время выведения по данной схеме после выхода на отлетную орбиту составит 7–8 суток. Энергетические затраты выведения по данной схеме определяются расстоянием от Земли до Луны в момент облета и минимальной высотой полета у Луны.
Поскольку наклонение геостационарной орбиты равно нулю, рассматривать данную схему выведения можно только при прохождении Луной восходящего или нисходящего узла своей орбиты, то есть два раза в месяц.
Схема выведения с облетом Луны требует обеспечения измерений траектории и выдачи команд на расстоянии до 300–460 тыс. км. В связи с большим количеством коррекций требуется более напряженная работа наземного комплекса управления при управлении полетом. Кроме того, невозможность проведения старта в заданное время в лунной схеме и проведение его на следующий день требует увеличения энергетики ракетной части.
Журнал "Авиэйшн уик энд спейс текнолоджи" по поводу проекта тяжелой телекоммуникационной платформы высказал мнение о связанности судеб тяжелой ракеты–носителя "Энергия" и крупного космического конструкторского бюро НПО "Энергия".
На геостационарную орбиту планируется запуск трех телекоммуникационных платформ массой 18,1 т, который при удовлетворительном финансировании разработки мог бы быть осуществлен в период с 1994 по 1997 гг. Каждый аппарат должен иметь солнечные батареи размахом в несколько десятков метров и нести ряд систем связи, позволяющих:
- вести телефонную связь с использованием ста тысяч дуплексных каналов;
- проводить телевизионное вещание с использованием 10–12 каналов;
- обеспечить связь с движущимися объектами, используя на каждой платформе, по крайней мере, 700 каналов для мобильной связи;
- вести передачу экологических, метеорологических и других данных, связывая воедино более ста тысяч небольших наземных передатчиков.
По утверждению разработчиков, платформы могли бы заменить 40–50 небольших советских спутников связи. Срок эксплуатации этого аппарата - 10 лет, тогда как лишь немногие другие ранее запущенные космические аппараты имели столь длительный срок службы на орбите. Главный конструктор советских спутников связи М.Ф.Решетнев, руководитель разработок спутниковых аппаратов "Молния", "Радуга", "Горизонт" и "Экран", осуществленных НПО прикладной механики в Красноярске, считает, что затраты на создание такого космического комплекса не окупятся.
По утверждению журнала, многие представители мировой космонавтики считают, что большие проекты такого рода являются результатом нереального подхода к маркетингу. Стремление советских специалистов сохранить свои разработки больших ракетных систем, судя по материалам, их не волнует.
"После запуска "Энергии" началась широкая реклама идеи "царя–спутника" - восемнадцатитонной платформы",- так началась очередная кампания травли этого направления советской прессой. Кому–то вдруг показалось в новинку, что 100 т, вынесенные "Энергией" - это не "рекорд": американская ракета–носитель "Сатурн 5" выводила на околоземную орбиту 139 т, да еще в конце 60–х годов, и что стоит рождение "Энергии"√"Бурана" более 14 миллиардов, и что предприятия, изготавливающие аппаратуру для спутников связи, выпускают за год только около двух тонн такой техники и не более, и что аппаратура эта - никудышная, из–за чего спутник связи живет на орбите не более 5–6 лет, и что легкий спутник (до двух тонн) легко заменить на высоте 36 000 км, и что не успели построить на Земле сеть уже устаревшей телефоноприемной аппаратуры - надо раскручивать новую, и что аппаратура дорогая, и что вообще этот "царь–спутник" противоречит нормам Международного союза электросвязи, и что международная тенденция не в развитии объема бортовой аппаратуры, а в совершенствовании ее, и так далее. Слов и путаницы не занимать.
Резюме прессы: обойдемся старыми системами связи, будем строить автоматические телефонные станции и прокладывать по Земле кабельные каналы или запускать имеющиеся спутники связи.
Забегая вперед, чтобы больше не возвращаться к этой эпопее стационарной платформы, надо огорчить всех - могли бы иметь отличную связь и из любой точки, где бы ни находились, но проект задушат. Из–за недостатка финансирования не будет ни одного разгонного блока. Хотя та "городильня", которая держалась на кавалерийских решениях, сложна и далека от той, которую бы надо было иметь, но даже она, пусть на первом этапе, решала проблему. Жаль погасшие возможности связи┘