Приветствую Вас мои уважаемые читатели!
Теоретически Соединенные Штаты Америки могли бы запустить первого человека в космос раньше Советского Союза, если бы к разработке был принят проект Армейского агентства по баллистическим ракетам США (ABMA), который предложил Вернер фон Браун - "Адам".
Но могли бы могли ли Соединенные Штаты Америки запустить первый искусственный спутник Земли раньше Советского Союза? Сегодня я предлагаю поговорить об этом.
После окончания Второй мировой войны интерес к возможности космических путешествий пережил второе рождение. Во многом это было связано с разработкой немецкой ракеты A-4 (более известной как ФАУ-2). A-4, разработанная и построенная группой немецких инженеров под руководством Вернера фон Брауна, была крупнейшей ракетой, разработанной к тому времени, и она проложила путь к созданию гораздо более крупных ракет со значительно улучшенными характеристиками.
После окончания войны многие признавали, что эта технология сделает космические путешествия возможными уже в ближайшем будущем. В результате, в конце 1940-х и начале 1950-х годов был проведен целый ряд исследований, изучающих возможность запуска искусственного спутника на околоземную орбиту.
В то время как основная часть разработок ракет, как в Советском Союзе, так и в Соединенных Штатах, была сосредоточена на создании новых систем вооружения, многие, вовлеченные в этот процесс лица в глубине души мечтали о возможности космических путешествий. Вернер Фон Браун, который был вывезен в Соединенные Штаты после войны, вместе со многими своими коллегами, был поглощен страстью к космическим полетам. Его статьи на эту тему в популярных американских журналах, и документальные фильмы, снятые Уолтом Диснеем, вдохновили целое поколение людей, мечтающих о космических путешествиях.
Космические станции, полеты на Луну и большие экспедиций на Марс, были далеким будущим, поскольку они требовали разработки ракет, значительно больших, чем любые из существовавших на то время.
Вернер фон Браун и его команда, которые трудились в Рэдстоунском арсенале в Хантсвилле, штат Алабама, работали над более скромными задачами. Достижения в области миниатюризации электроники в конце 1940-х и начале 1950-х годов привели к тому, что небольшой спутник массой всего несколько килограмм мог проводить полезные исследования с околоземной орбиты. Такую небольшую полезную нагрузку можно было запустить с помощью ракет, лишь немного более мощных, чем те, которые находились на стадии разработки. В 1954 году команда фон Брауна, в сотрудничестве с Лабораторией реактивного движения (JPL) Калифорнийского технологического института и Управлением военно-морских исследований, начала работу над предложением о запуске искусственного спутника Земли под названием Проект «Орбитер» - Project Orbiter.
Это предложение было сосредоточено на использовании модифицированной ракеты «Рэдстоун» в сочетании с кластером существовавших на то время твердотопливных ракетных двигателей, для запуска небольшого спутника на орбиту Земли. Ракета-носитель «Рэдстоун» начала свою жизнь как проектное исследование под названием «Гермес С» («Hermes C») в конце 1940-х годов. Программа «Гермес» представляла собой серию экспериментальных ракет, которые объединяли проверенную технологию ракеты «ФАУ-2» с новыми американскими инновациями. Таким образом, ракета «Рэдстоун» является прямым потомком «ФАУ-2». В июле 1950 года началось исследование по разработке баллистической ракеты с дальностью полета 800 километров на основе работ по программе «Гермес С».
Поскольку Корейская война затянулась, программа «Рэдстоун» получила наивысший приоритет и была ускорена. Чтобы ускорить разработку и сделать ракету высокомобильным полевым оружием, дальность ее полета была уменьшена до 320 километров. Также было принято решение использовать меньший двигатель, созданный компанией «Рокетдайн», на основе того, который использовался в ранней версии ракетного ускорителя, использовавшегося в сверхзвуковой крылатой ракете ВВС США «Навахо», которая в то время находилась в разработке. 8 апреля 1952 года эта новая ракета получила обозначение «Рэдстоун» в честь арсенала «Рэдстоун». Разработка ракеты продвигалась быстро, и первый из 37 испытательных полетов стартовал 20 августа 1953 года.
Для проекта «Орбитер» должна была использоваться модифицированная версия ракеты «Рэдстоун». Хотя диаметр ракеты останется таким же (равный 1,8 метров), топливные баки ракеты будут удлинены на 1,65 метра для увеличения их объема. Это увеличило время работы двигателя со 121 до 155 секунд. Ракетный двигатель A-5, который обычно работал на смеси спирт-жидкий кислород, должен был быть заменен на модифицированный ракетный двигатель A-7. Этот двигатель работал на топливе под названием «Гидин» «Hydyne» - смеси несимметричного диметилгидразина и диэтилентриамина. Большая загрузка топлива, большая тяга и улучшенная эффективность двигателя увеличили производительность ракеты, что делало ее способной вывести спутник на орбиту Земли.
На этом модифицированном носителе будет установлена высокоскоростная сборка, состоящая из приборного отсека и кластера твердотопливных ракетных двигателей. Первоначально рассматривался кластер из 37 двигателей, используемых в зенитной ракете «Loki». Но чтобы упростить конструкцию и повысить надежность сборки, в конечном итоге было решено использовать кластер из 15 уменьшенных версий разработанного JPL ракетного двигателя, используемого в тактических ракетах класса «земля-земля» «Sergeant». Каждый из этих двигателей имел диаметр 15 сантиметров, длину 1,2 метра и вырабатывать тягу равную 7 килоньютонам в течение 5-6 секунд. Кластер двигателей будет находится во вращающемся корпусе , установленном на модифицированной версии ракеты «Рэдстоун». Кластер ракетных двигателей приводился во вращение электроприводом, для обеспечения гироскопической устойчивости и выравнивания любых колебаний которые создавали сами твердотопливные ракетные двигатели. Эта ракета-носитель имела общую длину 21,7 метр и стартовую массу 29 тонн.
При запуске спутника, модернизированная первая ступень ракеты должна была вывести так называемую «высокоскоростную сборку» за пределы атмосферы, после чего она отделялась. Затем вращающийся алюминиевый корпус должен была двигаться по инерции в течение заданного промежутка времени, используя двигатели с регулируемой тягой, работающие на сжатом газе, для поддержания своего правильного положения. В нужный момент должно было включится внешнее кольцо, состоящее из 11 ракетных двигателей. Сразу после их выгорания должна была включиться третья ступень, состоящая из трех двигателей, установленных внутри кольца. Затем включалась последняя ступень, состоящая из одного ракетного двигателя. После чего небольшая полезная нагрузка должна была быть выведена на околоземную орбиту.
Теоретически эта ракета могла вывести на околоземную орбиту массу в 9 килограмм, но дальнейшие усовершенствования увеличили эту массу до 11 килограмм. Основным преимуществом этого предложения перед конкурентами было то, что оно использовало существующие технологии и проверенное оборудование. Многие специалисты считали, что проект «Орбитер» будет готов к запуску спутника раньше любого другого проекта.
В сентябре 1954 года совместное предложение Армии и ВМС США по проекту «Орбитер» о запуске одного спутника было представлено на рассмотрение в Министерство обороны США. Примерно в это же время в научных кругах наращивались усилия по организации «Международного геофизического года» - событие которое должно было пройти в период с 1 июля 1957 года по 31 декабря 1958 года. Поскольку США рассматривали возможность запуска своего спутника во время проведения «Международного геофизического года», Военно-воздушные силы США (USAF) и Военно-морская исследовательская лаборатория (NRL) также представили свои собственные предложения по запуску спутников. Имея перед глазами три различных варианта, помощник министра обороны Дональд А. Куорлз отложил принятие решения до заседания Консультативной группы по специальным возможностям.
9 сентября 1955 года эта группа выбрала предложение NRL, которое в конечном итоге было названо «Авангард» «Vanguard». В то время как проект «Орбитер» максимально использовал готовое оборудование и имел наилучшие шансы первым вывести спутник на орбиту, администрация Эйзенхауэра ясно дала понять, что она хотела бы использовать как можно меньше военной техники для запуска первого американского спутника.
Это должно было придать проекту как можно более гражданский вид. Администрация Эйзенхауэра также хотела свести к минимуму любые потенциальные помехи между спутниковой программой и жизненно важными оборонными проектами, такими как армейский вариант ракеты «Рэдстоун» или предложенное ВВС США использование их МБР «Атлас», находившейся на то время в разработке. Еще одной предполагаемой слабостью предложения проекта «Орбитер» было то, что он предполагал запуск только одного спутника. Конечно, это можно было бы легко исправить, выделив дополнительные ресурсы на создание оборудования для большего количества запусков, но считалось, что это могло бы иметь пагубные последствия для программы разработки тактической ракеты «Рэдстоун».
После официального закрытия проекта «Орбитер» в сентябре 1955 года, разработка предложенной Вернером фон Брауном ракеты-носителя была продолжена. В дополнение к ракете «Рэдстоун», ABMA под командованием генерал-майора Брюса Медариса разрабатывала баллистическую ракету средней дальности (БРСД) «Юпитер» «Jupiter». При дальности 2800 километров боеголовка этой ракеты должна была выдерживать гораздо более экстремальные условия при входе в атмосферу Земли, чем те, которые использовались на ракетах меньшей дальности.
Требовалось проведение серии летных испытаний этой новой боеголовки для проверки ее конструкции, но специально созданной под выполнение этой задачи ракеты - не было. В качестве временной меры была предложена модифицированная версия ракеты-носителя, которую Вернер фон Браун предлагал для запуска спутников по программе «Орбитер». И хотя она была недостаточно мощной, чтобы поднять реальную боеголовку, ракета могла бы разогнать демонстрационный макет боеголовки Reentry Test Vehicle - RTV, массой 140 килограммов до гиперзвуковых скоростей. Единственным серьезным изменением, которое требовалось, было удаление четвертой ступени и установка адаптера для RTV.
С самого начала разработка этой модифицированной ракеты «Рэдстоун» велась таким образом, чтобы сохранить возможность запуска спутника. Эта ракета получила обозначение «Юпитер C» «Jupiter C» (С-«Composite»), чтобы скрыть свое наследие под прикрытием программы «Юпитер». Однако это был не первый вариант ракеты «Рэдстоун» , использовавшийся в поддержку разработки носителя «Юпитер». Начиная с марта 1956 года, модифицированные ракеты «Рэдстоун», обозначавшиеся как «Юпитер А» «Jupiter A», начали летные испытания ключевых компонентов баллистической ракеты средней дальности «Юпитер», таких как система наведения, в рамках подготовки к первым реальным испытательным полетам. Поскольку разработка носителя «Юпитер С» продолжалась якобы для поддержки проекта БРСД «Юпитер», Медарис и Вернер фон Браун продолжали лоббировать запуск спутника.
ABMA и JPL быстро вели работу над ракетой «Юпитер С» в, чтобы уложиться в плотный график разработки программы «Юпитер». К концу лета 1956 года носитель «Юпитер С» был готов к своему первому испытательному полету всего через год после одобрения проекта.
Заявленные цели этого первого полета включали тестирование трехступенчатой конфигурации, необходимой для последующих полетов БРСД «Юпитер», проверку структурной целостности носителя, а также модификацию ракеты «Рэдстоун» и его двигателя для более длительной работы с использованием более химически активного топлива «Гидин». Кроме того, будет исследовано использование пиротехнических вспышек и миниатюрной радиоаппаратуры для отслеживания полета ракеты и ее полезной нагрузки. Целью полета было достижение дальности полета не менее 748 километров во время полета первой ступени, 1880 километров во время работы второй ступени и общей дальности полета не менее 4020 километров.
В этом первом испытательном полете будет использоваться носитель «Юпитер С», обозначенный как Round 27. Но вместо того, чтобы нести макет RTV, эта трехступенчатая ракета летала в конфигурации для запуска спутника с инертной четвертой ступенью, которая была заполнена балластом. Активная полезная нагрузка, разработанная JPL, была размещена в цилиндре диаметром 15 сантиметров, увенчанный конусом общей длиной около 90 сантиметров. Эта полезная нагрузка была установлена поверх инертной четвертой ступени.
Она включала в себя пиротехнический узел для создания вспышек, миниатюрный транспондер, и радиомаяк Microlock. Система Microlock, которая была разработана JPL, должна была иметь пять каналов телеметрии, чтобы предавать инженерам данные о производительности высокоскоростной сборки носителя «Юпитер С» Общая масса полезной нагрузки и балласта составила 39,2 кг.
Согласно ошибочному мнению, балласт был размещен намеренно, чтобы помешать Вернеру фон Брауну «случайно» запустить полезную нагрузку на околоземную орбиту во время этого испытательного полета. Получив отказ на запуск спутника в 1956 году, желание Вернера фон Брауна запустить спутник вряд ли было для кого-то секретом. Тем не менее, нет никаких доказательств, позволяющих предположить, что Вернер фон Браун и его команда имели какое-либо намерение нарушить явные приказы военного начальства. Поэтому балласт был размещен, для того чтобы приблизительно изучить свойства загруженной четвертой ступени во время этого испытательного полета.
20 сентября 1956 года ракета «Юпитер C» Round 27 стартовала со стартового комплекса №5 на мысе Канаверал. По мере подъема ракеты скорость вращения высокоскоростной сборки была увеличена с первоначальных 549 об/мин до 810 об/мин, чтобы избежать вибрационного резонанса с конструкцией ракеты по мере опустошения ее топливных баков. Хотя пиротехнические вспышки, запускавшиеся полезной нагрузкой, не были видны во время полета, из-за сильной облачности и полной Луны, станция слежения на мысе Канаверал четко принимала сигналы от радиомаяка Microlock и транспондера.
Телеметрия показала, что все три ступени ракеты отработали по плану, полезная нагрузка достигла высоты полета в 1097 километров, и преодолела расстояние в 5390 километров. Все основные цели полета были достигнуты.
Теперь у Вернера фон Брауна и его команды были средства для запуска спутника на орбиту. Фактически, если бы ракета Round 27 несла активную четвертую ступень и полезную нагрузку надлежащего размера, США могли бы вывести на орбиту первый в мире искусственный спутник, внеся лишь незначительные изменения в конструкцию носителя.
15 мая 1957 года «Юпитер С» Round 34, с RTV на борту, успешно стартовала со стартовой площадки LC-6 на мысе Канаверал. Сбой системы наведения и неспособность третьей ступени отделиться от RTV привели к тому, что полезная нагрузка была выведена на более высокую траекторию полета. RTV не попала в целевую зону посадки в Атлантическом океане, а полезная нагрузка не была обнаружена. Однако радиолокационное слежение показало, что новый абляционный экран RTV отработал, как и планировалось, и что имитатор боеголовки пережил вход в атмосферу в целости и сохранности.
Пресса начала проявлять больший интерес к предложению Вернера фон Брауна о запуске спутника с помощью ракеты «Юпитре С». Вернер фон Браун охотно восхвалял достоинства своей системы по сравнению с официальной американской программой «Авангард», которая в то время продвигалась очень медленно. Поскольку публичная позиция Министерства обороны состояла в том, что в исследовании космоса нет никакой военной выгоды, оно не хотело, чтобы оборонный бюджет тратился на космические программы. Наконец, 29 июля 1957 года Пентагон издал директиву трем родам вооруженных сил, запрещающую кому-либо обсуждать с прессой космос, космические технологии и запуск космических аппаратов.
Третий полет ракеты «Юпитер C», Round 40, состоялся 8 августа 1957 года. Несмотря на некоторые незначительные проблемы, макет боеголовки RTV достиг максимальной высоты 600 километров, прежде чем он вошел в атмосферу Земли со скоростью 19 300 километров в час. Макет RTV пережил вход в атмосферу и спустился на парашюте в 1866 километрах от места своего старта, где он был быстро поднят из во Атлантики судном USS Escape ВМС США . Впоследствии макет RTV был представлен президентом Эйзенхауэром по национальному телевидению с заявлением о том, что это первый объект, успешно вернувшийся из космоса.
После третьего успешного полета программа испытательных полетов носителя «Юпитер С» достигла всех своих целей, и программа была объявлена завершенной. Будущие испытательные полеты конструкций обтекателей боеголовок будут проходить на специально созданной ракете X-17 ВВС США. Три оставшиеся ракеты «Юпитер С», включая Round 29, которая уже находилась в конфигурации для запуска спутников, были отправлены на хранение в надежде, что администрация Эйзенхауэра и Министерство обороны вскоре все же разрешат запуск спутника.
После завершения программы «Юпитер С» Вернер фон Браун и Медарис продолжали добиваться разрешения на запуск спутника. Предложение, вероятно, так и осталось бы неудовлетворенным, если бы не счастливый случай. Вернер фон Браун и Медарис присутствовали на вечеринке с министром армии Уилбуром Брукером и новым министром обороны Нилом МакЭлроем в офицерском клубе в арсенале Редстоун вечером 4 октября 1957 года. В разгар празднеств было сделано объявление о запуске советского «Спутника-1». Можно только представить себе разочарование Вернера фон Брауна, осознавшего, что он мог бы вывести спутник на орбиту годом раньше, если бы только получил необходимое разрешение от своего начальства. Фон Браун немедленно сделал предложение МакЭлрою, запустить спутник с использованием излишков ракет «Юпитер С» в течение 60 дней. Медарис предположил, что 90 дней были бы более реалистичной целью.
Последовала серия встреч, кульминацией которой стала трехдневная встреча, начавшаяся 23 октября в Форт-Блиссе, штат Техас, где фон Браун и Медарис представили свое предложение Армейскому научному консультативному совету. В результате этой встречи, уверенности ABMA в своем оборудовании и резкой негативной реакции общественности на запуск советского спутника, Брукер поддержал проект.
27 октября Консультативная группа по особым возможностям, одобрила запуск двух спутников с использованием четырехступенчатой версии ракеты «Юпитер С». Чтобы еще больше дистанцировать проект от военных программ, эта ракета-носитель для запуска спутников теперь официально называлась «Юнона -1» «Juno I», хотя более привычное для прессы название «Юпитер С» по-прежнему часто использовалось.
8 ноября, всего через пять дней после запуска второго советского «Спутника-2», министр обороны МакЭлрой наконец одобрил первоначальную программу на запуск двух спутников, первый из которых должен был состояться в марте 1958 года. В течение месяца на запуски было выделено 3,5 миллиона долларов, и в связи с предварительной подготовкой дата первого полета была перенесена на конец января 1958 года.
После провала запуска спутника «Авангард TV-3» 6 декабря 1957 года Вернер фон Браун и ABMA наконец получили шанс запустить первый американский спутник Explorer 1 с помощью ракеты «Юнона-1» Round 29 в ночь на 31 января 1958 года.
Если бы планы команды ABMA не были ограничены администрацией Эйзенхауэра, носитель Round 27 мог бы предположительно вывести на орбиту первый спутник до того, как Советский Союз запустил «Спутник-1».