Станислав Петрунин - Советско-французское сотрудничество в космосе
Западноевропейский метеорологический спутник «Метеосат», запущенный в ноябре 1977 г. на геостационарную орбиту (над Гвинейским заливом), должен стать одним из пяти спутников, составляющих международную спутниковую систему глобальных наблюдений погоды. Второй спутник этого типа намечено запустить с помощью «Ариан» в 1980 г.
КНЕС является инициатором и основным участником западноевропейской спутниковой системы сбора и передачи данных «Аргос». С платформ (буев, воздушных баллонов, установок на судах различного класса), созданных во Франции, в Тулузский центр передается информация (через американский спутник «Тирос-Н»), позволяющая определять местоположение платформ и получать другие необходимые данные для их использования в геологии, гляциологии, гидрологии, экологии метеорологии, сельском хозяйстве. Первая экспериментальная проверка данной системы проводилась в конце 1978 г. с помощью более чем 300 платформ, установленных в различных странах — Австрии, Канаде Франции, Великобритании, Новой Зеландии, США, странах Южной Африки. В 1979 г. при аналогичных работах использовалось более 1000 платформ.
Франция приступила к реализации программы «Саргос», являющейся частью международной экспериментальной программы по спасанию потерпевших аварию судов и самолетов в рамках спутниковой системы «Серсат». В подготовке и реализации программы «Серсат» принимают участие специалисты СССР, США, Канады и Франции. Для ее осуществления на судах и самолетах стран, участвующих в данной программе, устанавливаются специальные радиопередатчики, включающиеся в момент аварии. Сигнал об аварии через спутники будет поступать на региональные наземные станции, а затем на центральную станцию системы, которая связана со службами спасения. На экспериментальном этапе предполагается использовать частоты 121,5, 243 и 406 МГц, причем на частоте 406 МГц предполагается проведение предварительной обработки информации на борту спутника. В качестве спутников в этой системе планируется использовать американские «Тирос-Н» и советские спутники. Участие Франции заключается в разработке специальной системы предварительной обработки информации (на частоте 406 МГц) на борту спутника «Тирос-Н». Начало экспериментальной проверки системы «Серсат» намечено на 1982 г.
Научным исследованиям в отличие от прикладных в программах КНЕС уделяется гораздо меньшее место. Поэтому для французских ученых представляет значительный интерес возможность установки разработанных ими научных приборов на советские, американские и западноевропейские космические аппараты. Среди направлений научных исследований, осуществляемых таким образом Францией, трудно определить, какие из них являются ведущими. В эти исследования входят изучение ионосферных и магнитосферных явлений, регистрация солнечного и галактического корпускулярных излучений, исследования космических объектов в ультрафиолетовом, гамма- и рентгеновском диапазонах спектра и т. д.
Значительную часть подобных исследовании составляют работы, проводимые французскими учеными и специалистами в рамках советско-французского сотрудничества. Но прежде чем перейти к конкретным программам советско-французских космических экспериментов, рассмотрим, какие при этом используются технические средства.
СРЕДСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СОВМЕСТНЫХ СОВЕТСКО-ФРАНЦУЗСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Программа советско-французских космических исследований обширна и разнообразна и для своей реализации требует использования широкого спектра аэрокосмических средств — от баллонов-аэростатов до автоматических межпланетных станций.
Если не принимать во внимание наземные научные комплексы, то самый низкий «этаж» аэрокосмических исследований (ближе всего к Земле) занимают воздушные баллоны, или аэростаты. Эти средства использовались при осуществлении многих совместных советско-французских экспериментов, таких, как «Омега», «Самбо» (по программе изучения полярной ионосферы и магнитосферы), «Коскол» (по программе метеорологических исследований) и других. В зависимости от поставленных научных задач применялись различные виды баллонов (обычно французского производства):
герметичные, изготовленные из майлара, объемом 20–45 м3, способные дрейфовать на постоянной высоте в течение нескольких недель;
привязные, объемом 20–65 м3, которые могут оставаться на заданной высоте на протяжении нескольких дней;
стратосферные, изготовленные из полиэтилена (в форме тетраэдра), объемом от 1350 до 87000 м3, с помощью которых можно поднять полезную нагрузку в 200 кг на высоту 25–30 км и способные дрейфовать в течение 6 — 10 ч;
стратосферные, также полиэтиленовые (естественной формы), объемом до 350 000 м3, поднимающие полезную нагрузку в 360 кг на высоту 42 км (характеристики этих баллонов лучше, чем у «тетраэдных», но стоимость их намного больше).
Средний «этаж» — между областью действия баллонов (высота 40–45 км) и высотой орбиты спутника (выше 200 км) — отводится метеорологическим и другим исследовательским ракетам. С помощью этих средств проводят различные метеорологические и геофизические исследования. В частности, в советско-французских экспериментах используются советские метеорологические ракеты М-100, МР-12 и французские «Драгон», «Вероника» и «Эридан».
Советская ракета М-100 является двухступенчатой, твердотопливной, способна поднять полезную нагрузку около 15 кг на высоту до 100 км. Примерно после 60 км на восходящей ветви полета головная часть с научной аппаратурой отделяется от ракеты и начинает самостоятельное движение. После прохождения максимальной высоты головной частью ракеты (60–65 км) применяется парашютная система, снижающая скорость движения с 600–700 до 6–8 м/с. Использование парашютной системы позволяет намного увеличить время работы научной аппаратуры.
Другая твердотопливная советская метеорологическая ракета — МР-12 способна поднять полезную нагрузку в 50 кг на высоту 170–180 км.
Большая надежность этих ракет, их относительная конструктивная простота, удобство в эксплуатации, стабильность характеристик (в большом температурном диапазоне) позволяют использовать их в различных районах земного шара — и вблизи полюсов, и в тропическом поясе. Более того, запуск ракет возможен и с научно-исследовательских судов.
Французская ракета «Драгон» имеет две твердотопливные ступени и способна, поднять полезную нагрузку в 50 кг на высоту 600 км или 110 кг — на 400 км. Одноступенчатая ракета «Вероника» является жидкостной. Максимальная высота ее подъема варьируется от 185 до 290 км, при этом вес научной аппаратуры составляет соответственно от 300 до 130 кг. Самая мощная французская ракета, применявшаяся в советско-французских экспериментах, геофизическая ракета «Эридан» имеет две твердотопливные ступени. Она может поднимать полезную нагрузку в 140 кг или 360 кг соответственно на высоты 400 или 210 км. Именно с помощью двух ракет «Эридан» в 1975 г. была осуществлена программа комплексных исследовании «Аракс».
Верхний «этаж» — орбита искусственного спутника Земли — обслуживается ракетно-космической техникой ракетами-носителями и собственно спутниками. В частности, в советско-французских экспериментах для этих целей, как уже говорилось ранее, используются советские ракеты-носители. Выбор же конструкции и различных характеристик спутников в первую очередь определяется требованиями данного эксперимента, его научными целями.
Так, например, низкая, почти круговая орбита спутника «Снег-3» была выбрана как компромисс между двумя противоречивыми требованиями. Как и при всяких проводимых исследованиях, желательно, чтобы их продолжительность была бы достаточно долгой, а для этого требуется более высокая орбита искусственного спутника Земли. Однако в данном эксперименте также требовалось устранить возникновение гамма- и рентгеновского излучений, образующихся в результате взаимодействия заряженных частиц с материалом спутника или научной аппаратуры. Поскольку же данный эффект особенно часто происходит при пересечении спутником радиационных поясов, то при его неэкваториальной орбите желательна как можно более низкая ее высота, чтобы избежать пересечений спутником радиационных поясов. После тщательного анализа сложившейся ситуации была принята оптимальная орбита высотой 500 км и наклонением 51°.
«Снег-3» является самым низкоапогейным из всех спутников, с помощью которых проводились совместные космические исследования ученых СССР и Франции. Он представляет собой одну из модификаций французского спутника «Д-2» (первоначально он так и назывался во Франции — «Д-2Б-гамма»). Спутник представляет собой цилиндр высотой 800 мм, диаметром 700 мм и снабжен четырьмя панелями солнечных батарей. Масса спутника 102 кг, суммарная масса научной аппаратуры 28 кг. «Снег-3» может ориентироваться на Солнце, стабилизируется вращением (с угловой скоростью –1,5 град/с).
