Приветствую вас мои космические друзья!
Австралия это не только кенгуру, вомбаты и фильмы про Данди, но это еще, как ни странно - космическая держава. Не верите? А ведь Австралия стала четвертой по счету страной, которая запустила свой собственный спутник со своей же территории.
Ракета США «Рэдстоун» «Redstone» занимает видное место в истории мировой космонавтики. Помимо того, что она была оружием, и стояла на боевом дежурстве в Европе, «Рэдстоун» также послужила основой для ракеты-носителя «Юпитер С» (она же «Юнона 1»), которая 31 января 1958 года запустила первый американский спутник Explorer 1. Даже после того, как ее роль в качестве ракеты-носителя для запуска спутников была выполнена, в 1959 году «Рэдстоун» была выбрана НАСА для запуска космического корабля «Меркурий» в суборбитальные испытательные полеты. В этой роли она запустила в космос первых американцев — Алана Шепарда 5 мая 1961 года и Вирджила Гриссома 21 июля 1961 года.
После того, как Министерство обороны США, 30 октября 1964 года, объявило носитель «Рэдстоун» устаревшим и официально сняло его с вооружения, он и все его вспомогательное оборудование были переданы в музеи или утилизированы. Но прежде чем ракета «Рэдстоун» была окончательно отправлена на свалку истории, она была использован для поддержки разработки совместной программы противоракетной обороны с участием США, Великобритании и Австралии, известной как проект «СПАРТА» Project SPARTA (Special Antimissile Research Tests, Australia). Последняя из ракет этой программы была использована в миссии по запуску первого австралийского спутника.
Целью проекта SPARTA было наблюдение за моделями боеголовок различных форм и размеров во время их входа в атмосферу с использованием радаров и ряда других наземных датчиков в поддержку разработки противоракетных систем, таких как американская Nike-Ajax.
Эта новая программа была продолжением успешной совместной программы США, Великобритании и Австралии, известной как Project Dazzle, которая запускала масштабные боеголовки с испытательного полигона Вумера в Южной Австралии, с использованием британской исследовательской ракеты Black Knight.
В то время как первоначальные цели проекта Dazzle и ее предшественника, известного как проект «Gaslight», были сосредоточены на разработке конструкции боеголовки для британской баллистической ракеты средней дальности Blue Streak, более поздние испытания были проведены частично для поддержки разработки противоракетных систем. Ко времени последнего полета проекта Dazzle 25 ноября 1965 года планы по проекту "СПАРТА" уже были в разработке.
Американская поддержка проекта «СПАРТА» курировалась Агентством перспективных исследовательских проектов ARPA Министерства обороны США, в рамках его противоракетной программы - Project Defender. Под управлением Командования ракетных войск США американский вклад в проект «СПАРТА» включал предоставление ракет-носителей, а также связанных с ними пусковых установок и групп поддержки.
Австралийское учреждение по исследованию вооружений (WRE) отвечало за полигон Вумера, эксплуатацию испытательного оборудования, а также обработку некоторых данных испытаний. Министерство авиации Великобритании продолжало оказывать поддержку из-за своего постоянного интереса к исследованиям, начатым во время проектов Gaslight and Dazzle.
Основным подрядчиком для системы запуска по проекту «СПАРТА» была компания TRW Systems Group, которая курировала различных субподрядчиков. Чтобы сократить расходы и ускорить разработку, было решено использовать теперь уже устаревшие и легкодоступные ракеты «Рэдстоун», в качестве первой ступени в сочетании с двумя верхними ступенями, использующими существующие твердотопливные ракетные двигатели и другие системы.
В августе 1966 года компания Chrysler, которая ранее производила ракеты «Рэдстоун», получил контракт на восстановление и модификацию в общей сложности десяти серийных ракет, чтобы они служили первой ступенью ракеты-носителя SPARTA. Компания также должна была поставить боеголовки для проведения испытаний. Для поддержки запусков по проекту пришлось одолжить некоторое наземное вспомогательное оборудование, подаренное Смитсоновскому институту. Субподрядчиком для изготовления верхних ступеней ракеты была компания LTV Aerospace Corporation. На второй ступени ракеты был установлен ракетный двигатель Antares, на третьей ступени был установлен твердотопливный двигатель BE-3.
Ракета SPARTA на базе носителя «Рэдстоун» имела высоту около 20 метров и стартовую массу 30 тонн, что было более чем в два раза больше массы исследовательской ракеты Black Knight.
Во время типичной миссии проекта «СПАРТА» первая ступень ракеты работала в течении 122-секундн, после чего от нее отделялась вторая и третья ступени. Перед зажиганием двигателя второй ступени включались двигатели вращения которые вращали верхние ступеней со скоростью 150 об/мин, для обеспечения устойчивости. Затем включался двигатель ракеты Antares, чтобы поднять третью ступень и ее полезную нагрузку на высоту около 360 километров.
После прохождения апогея зажигался двигатель третьей ступени, чтобы разогнать макет боеголовки до скорости 6 километров в секунду, перед его входом в атмосферу Земли. Затем вход макета боеголовки в атмосферу Земли наблюдался с помощью радара и наземных инфракрасных и ультрафиолетовых камер.
Министерство снабжения Австралии официально объявило о проекте «СПАРТА» в марте 1966 года. В июле американская группа подрядчиков под руководством компании TRW прибыла в Австралию, чтобы начать работу со своими коллегами по строительству стартовых комплексов.
Первый запуск состоялся 28 ноября 1966 года. Однако этот полет был прерван по техническим причинам. Тем не менее было зафиксировано возвращение компонентов ракеты в атмосферу, а также были получены некоторые данные. Второй полет, стартовавший 13 ноября 1966 года прошел без происшествий, и был признан успешным.
Ожидая, что проект «СПАРТА» сможет достичь всех своих целей чуть раньше, американцы неофициально обратились к WRE в начале 1967 года и предложили пожертвовать запасную ракету SPARTA для того, чтобы Австралия могла вывести на орбиту свой собственный искусственный спутник. Условием предложения было то, что запуск будет осуществлен с территории полигона Вумера, вскоре после последней миссии по проекту «СПАРТА», пока американский обслуживающий персонал еще будет находится в Австралии. WRE немедленно обратились на физический факультет Университета Аделаиды, с которым они сотрудничали в рамках продолжающейся исследовательской программы по изучению влияния различных явлений в верхних слоях атмосферы на климат Земли.
Университет Аделаиды уже имел опыт создания и эксплуатации полезных нагрузок для суборбитальных ракет и обладал знаниями, необходимыми для разработки спутника в ограниченное время.
Основной целью программы WRESAT (WRE SATellite), было предоставление новых данных о том, как Солнце влияет на физику верхних слоев атмосферы. Вторичные цели проекта включали получение опыта запуска спутников с полигона Вумера.
Для упрощения конструкции спутника было решено, что он будет иметь коническую форму длиной 1,59 метра с диаметром основания 76 сантиметров и массой 45 килограмм. Внутренние системы спутника были термически изолированы от внешней среды. Внешняя сторона спутника была покрыта специальной высокотемпературной черной краской, чтобы выдержать аэродинамический нагрев во время полета в атмосфере, а также обеспечить адекватный тепловой контроль, после выхода спутника на орбиту. Для дальнейшего упрощения конструкции спутника, третья ступень оставалась прикрепленной к спутнику WRESAT после его выхода на орбиту, что увеличило общую массу спутника примерно до 73 килограммов. Это решение позволило избежать необходимости разработки системы разделения с ее дополнительной массой, и не повлияло на производительность самой полезной нагрузки.
Полезная нагрузка для спутника WRESAT была основана на предыдущей работе Университета Аделаиды. Приборы спутника представляли собой два пакета, каждый из которых состоял из трех ионизационных камер. Каждый пакет имел поле зрения 80° и был оснащен окнами, которые позволяли контролировать три различных диапазона длин волн ультрафиолетового спектра в диапазоне от 105 до 166 нанометров , причем наблюдения в более длинном диапазоне от 156 до 166 нм проводились со спутника впервые. Один набор ионизационных камер был установлен в носовой части спутника, а второй был направлен под прямым углом к боковой поверхности спутника.
Также в носовой части спутника WRESAT был установлен датчик озона, который измерял интенсивность солнечного света, проходящего через атмосферу Земли на длине волны 250 нм. Также в комплект инструментов был включен рентгеновский счетчик с узкой спектральной чувствительностью, для мониторинга солнечной активности. Боковой комплект инструментов также включал телескоп Лайман альфа с полем зрения 2° для обнаружения выбросов водорода на длине волны 121,6 нм от водородной геокороны Земли, а также отражений от Земли.
Спутник WRESAT был оснащен рассеивающими энергию вращения, так называемыми «воблерами», которые в течение одного или двух оборотов изменяли ось вращения с продольной плоскости на динамически более устойчивое плоское вращение со скоростью около 30 об/мин. Ось вращения была перпендикулярна лучам Солнца, что позволяло приборам в носовой части проводить измерения Солнца один раз за каждый оборот. Датчики солнечного аспекта, установленные в носовой части, и боковые приборы в сочетании с магнитометром позволяли определять положение вращающегося спутника, чтобы помочь в анализе данных прибора. НАСА предоставляло услуги слежения за спутником, который, как ожидалось, должен был иметь срок службы около десяти дней.
Инструменты спутника WRESAT были разработаны для поддержки трех научных экспериментов. Первым был орбитальный эксперимент по изучению восхода и заката Солнца, в котором использовались установленные в носовой части ионные камеры чувствительные к УФ-излучению, и датчик озона для наблюдения за солнечным светом, проходящим через атмосферу, чтобы вычислить профили изменения концентраций кислорода и озона с высотой. Орбитальный дневной эксперимент использовал ионизационные камеры и рентгеновские датчики для мониторинга солнечного с помощью телескопа Лайман альфа, измеряющего альбедо Земли в антисолнечной точке. Основным инструментом для орбитального ночного эксперимента также был телескоп Лайман альфа, который использовался для измерения яркости водородной геокороны Земли и определения положения ярких астрономических источников в УФ-диапазоне.
WRE тесно сотрудничали с компанией TRW, чтобы модифицировать ракету-носитель SPARTA для миссии WRESAT, в которой использовались компоненты ракеты «Рэдстоун» производства компании Chrysler. Программу наведения ракеты-носителя пришлось модифицировать не только для вывода спутника на орбиту, но и для сброса отработанной первой ступени ракеты в пределах области пустыни Симпсон, а второй ступени — у северного побережья Австралии в заливе Карпентария.
В своей роли ракеты-носителя для запуска спутника первая ступень «Рэдстоун», ракеты «СПАРТА», будет работать в течение 122 секунд, чтобы вывести верхние ступени и спутник WRESAT на траекторию полета с апогеем около 185 километров. После приведения верхних ступеней во вращение вторая и третья ступени будут работать последовательно, выводя спутник WRESAT на околополярную орбиту параметром 185 на 1300 километров.
Несмотря на плотный график разработки, WRE и Университет Аделаиды сумели построить три спутника за отведенный 11-месячный период времени: две инженерные модели для наземных испытаний и экземпляр для запуска.
28 ноября 1967 года десятая ракета «СПАРТА» со спутником WRESAT стартовала со стартовой площадки LA-8 полигона Вумера. Слежение подтвердило, что все три ступени ракеты сработали так, как и ожидалось, и вывели спутник WRESAT на орбиту параметром 193 на 1259 километров с наклонением 83,2°. Австралия стала четвертой страной, выведшей на орбиту спутник, запущенный со своей территории после Советского Союза, Соединенных Штатов Америки и Франции. Хотя следует заметить, что Франция запустила свой спутник «Астерикс» в ноябре 1965 года с территории Алжира, который ранее находился под ее протекторатом.
Это был последний запуск ракеты «Рэдстоун», которая вывела в космос не только США, но и Австралию.
Инструменты спутника WRESAT передавали данные в течение пяти дней, а его батареи разрядились после 73 оборотов вокруг Земли. Данные с УФ-инструментов, подтвержденные наблюдениями с других спутников, показали, что эффективная температура Солнца, в период минимальной солнечной активности составляла 4570±50 К. Спутник WRESAT сошел с орбиты 10 января 1968 года. Он облетел Землю в общей сложности 642 раза в течение 42 дней.
Хотя запуск спутника WRESAT имел успех, австралийское правительство не было заинтересовано в расширении своей зарождающейся космической программы. Даже спустя более 57 лет WRESAT остается единственным австралийским спутником, запущенным с территории Австралии.
Остатки первой ступени ракеты «Рэдстоун» были извлечены из песков австралийской пустыни Симпсон в апреле 1990 года, и впоследствии выставлены в Национальном аэрокосмическом и ракетном парке Вумера, где они лежат как молчаливое свидетельство этого исторического достижения.