Сегодня я хочу немного поговорить об истории программы Спейс Шаттл. Итак, за более чем 30 лет эксплуатации, и более сотни выполненных миссий, космический челнок предоставил много различных возможностей, к примеру это строительство МКС, обслуживание и запуск спутников. Ремонт космического телескопа Хаббл просто был бы невозможен без использования шаттла. Но мало кто знает что есть один план миссии космического челнока, который повлиял на конструкцию шаттла больше, чем какой-либо другой, но в конце концов этот план полета не был осуществлен. В 1970-е годы он был известен как эталонная миссия шаттла 3b, и она была тесно связанна с миссией 3a.
На ранней стадии разработки программы Спейс шаттл, разработчики и НАСА старались получить политическую поддержку своего проекта, а ее отмены можно было добиться всего лишь одним решающим голосом, поэтому НАСА как бы сыграло в политическую игру. И они заключили сделку с Министерством обороны США. НАСА перепроектировало шаттл таким образом, чтобы он соответствовал списку требований военных. НАСА в значительной степени "заплатило" за это, но взамен они получили поддержку проекта со стороны Министерства обороны.
До того как это случилось, ранний проект шаттла был совершенно иным. Шаттл должен был входить под другим углом в атмосферу, при этом он имел очень маленькие крылья.
И в лаборатория динамики полета ВВС США сказали - Знаете, мы бы предпочли дельтовидное крыло потому что оно будет работать в гораздо более широком диапазоне скоростей полета и даст контроль над аппаратом на протяжении всего полета, обеспечивая лучшую дальность. Но фактически военные требования к космическому челноку в обмен на политическую поддержку, были гораздо обременительней в плане конструкции самого челнока.
Таким образом, отсек для полезной нагрузки стал массивней, длиной 18 метров и в ширину 4,5 метра, и это позволяло ему нести разведывательные спутники нового поколения.
НАСА тоже не возражало против этого, потому что это помогло им достичь своих целей, это определенно сослужило им хорошую службу в будущем, когда они строили МКС. Однако этот большой отсек полезной нагрузки означал что на орбитальном корабле больше не было места для массивных топливных баков, и это потребовало большого одноразового внешнего резервуара. Это потянуло за собой его теплоизоляцию из пены и ее различные проблемы (Катастрофа шаттла Колумбия в 2003 году произошла по причине пробития корпуса куском такой пены при старте челнока). Дельтовидному крылу большей площади требовалась и большая площадь теплозащиты, так как шаттл будет более длительное время лететь на гиперзвуковой скорости. Но в любом случае эталонная миссия 3b, была планом определяющим насколько большим будет это крыло, чтобы превратить орбитальный аппарат из крылатой космической капсулы в полноценный космический самолет.
Эталонная миссия 3b.
Эталонная миссия 3b включала в себя сближение и захват космического спутника с близкого расстояния на полярной орбите за один виток, с последующей немедленной посадкой обратно на стартовую площадку. Для этого шаттл должен будет запускаться с площадки на базе Ванденберг.
Запуск полезных нагрузок на полярные орбиты обычно происходит с космодрома на западном побережье США, чтобы избежать риска сброса отработанных ступеней на сушу. Запуск миссии должен был происходить на юг по тщательно продуманной траектории которая занимает 12 минут, чтобы достичь орбиты и вывести шаттл на курс перехвата с целевым спутником.
Обычно когда шаттлы выходят на орбиту они находятся на низкой орбите с перигеем (низшая точка орбиты) в атмосфере, чтобы они могли сбросить внешний топливный бак, который позже сгорает в атмосфере, а сам шаттл используя систему орбитального маневрирования выводится на круговую орбиту.
Но этот план полета предусматривал выход челнока на одну и ту же орбиту что и цель, намного выше обычной орбиты и для этого пришлось бы поднимать внешний топливный бак вместе с челноком, чтобы быстро добраться до нее. Далее бак отделялся и включал небольшой твердотопливный двигатель для схода с орбиты ( этот двигатель не вошел в окончательный дизайн шаттла).
После сброса бака челнок открывает двери грузового отсека и начинает готовиться для встречи и захвата цели, которая находится при этом на расстоянии около 10 морских миль ниже него, и в семи морских милях позади. Траектория полета при этом будет эллиптической, она предназначена для перехвата цели в течении около 20 минут. Поэтому в течение следующих 20 минут космический корабль в основном снимает измерения с цели и вносит коррективы для подхода к ней, поддерживая положение корабля при которой цель удерживается над отсеком полезной нагрузки. Во время этой операции контакт с наземным управлением будет ограниченным, поэтому экипаж должен был быть способен выполнить весь анализ траектории на борту с использованием бортового компьютера, а все маневры при этом выполняются с помощью небольших двигатели ориентации.
Изначально скорость подхода равна 30 метрам в секунду, далее снижаясь до трех метров в секунду. Спустя 32 минуты после взлета, шаттл должен оказаться в 30 метрах от цели, и к этому моменту у экипажа будет около 20 минут на захват спутника с помощью манипулятора, затем он помещается в отсек полезной нагрузки для безопасного возвращения на Землю. Далее они закрывают двери отсека полезной нагрузки, когда пересекают экватор, направляясь на север над Африкой. Граница входа в атмосферу проходит над Европой продолжается на север над Гренландией и северным полюсом. И далее они должны приземлиться в Ванденберге, но из-за вращения Земли посадочная площадка смещалась к востоку, на расстояние приблизительно 2 000 километров. А это значит, что кораблю придется сделать долгий поворот. Этот большой широкий разворот происходит на гиперзвуковых скоростях. И выполнение этого маневра, устанавливало характеристики шаттла.
Поэтому маленькие крылья, которые изначально предполагались для шаттла выросли в эти большие дельтовидные крылья, чтобы шаттл смог пролететь над западным побережьем США, сделав маневр захода на посадку, и через 1 час 50 минут после взлета ,приземлится на авиабазе Ванденберг со спутником на борту.
В миссии 3а использовалась та же траектория полета, но это было выведение спутника на орбиту, и тут не нужно было сближения, захвата или укладки спутника. Во время входа в атмосферу не было бы массы спутника на борту. Таким образом миссия 3b устанавливала размер грузового отсека, параметры двигателей, форму и размер крыльев, и это имело решающее значение для проектирования шаттла таким, каким мы его знаем теперь. Если вы посмотрите на план полета миссии, то вы заметите, что полет не проходит через территорию Советского Союза, и это осложняло для потенциального противника наблюдение за полетом.
Есть конспирологическая версия, что данная миссия это некий коварный план, чтобы стащить советский спутник с орбиты. Но есть большие сомнения по поводу этой версии. Это можно было бы сделать в течении 20-ти минутного окна в том случае, если бы спутник был предназначен для этого. В документах указан спутник весом 25 000 фунтов (11340 кг) на орбите в 100 морских миль (185 км) с наклонением 104 градуса, как при запуске, так и при спуске с орбиты. Предполагается все же, что это был разведывательный спутник, похожий на те что участвовали в программе Корона, но вместо возвращения отснятых пленок в специальной капсуле, весь спутник должен был перехватываться шаттлом и спускаться обратно. Размером и массой спускаемая полезная нагрузка похожа на спутник KH-9 Hexagon который был запущен в 1971 году.
Может быть когда то рассекретят другие документы и мы узнаем правду стоящую за планом этого полета. В любом случае планирование таких одновитковых миссий по видимому прекратилось к 1977 году. Скорее всего по причине жестких временных ограничений в полете, которые не позволяли осуществится этому плану. К тому же, к этому времени разрабатывались новые оптико-электронные спутники. Поэтому, без требования к одновитковой орбите, большие крылья космического челнока больше были не нужны, но к тому времени НАСА уже было привержено к той конструкции шаттла которую мы все знаем.
Но идеи запуска шаттлов из Ванденберга на полярные орбиты продолжали жить. И там начали строить стартовую площадку которая должна была стать стартовым комплексом №6, который изначально планировался для Титана III, и запуска Джемини несущего пилотируемую орбитальную лабораторию, но эти запуски не состоялись. В качестве стартовой установки для шаттлов она сильно отличалась от той площадки что была на Восточном побережье США, там не было большого сборочного цеха, но так же был большой гусеничный транспортер. Сам шаттл собирали внутри цеха обслуживания, затем вся конструкция выкатывалась на стартовую площадку. Есть ряд фотографий с испытаний системы на авиабазе Ванденберг.
Но и этим планам не суждено было сбыться. После катастрофы шаттла Челленджер в 1985 году, в том числе и по ряду других причин, все работы на авиабазе Ванденберг по программе Спейс шаттл были прекращены. Это был конец истории для шаттла на Вандерберге, но не конец истории стартового комплекса №6. Его сначала планировали модернизировать под Титан-IV, но от этого быстро отказались, затем появился Lockheed со своим ракетоносителем «Афина» (Athena) и она стартовала 4 раза с этого комплекса.
Далее в 1999 году площадка №6 была передана в аренду компании Боинг, для запуска ракеты Дельта-IV и Дельта-IV Хэви (компания ULA).
Последний запуск Дельта-IV Хэви с данной площадки состоялся 24 сентября 2022 года.
Ну а на этом история секретной миссии 3b, которая планировалась, но так и не была реализована, но которая кардинальным образом повлияла на весь проект космического челнока, подошла к концу.
Спасибо за внимание!
