Космічний корабель "Сюрвейер"
вступ
Витоки програми геодезистів
Програма геодезистів була просунута ще в 1959 році, хоча на той момент посадка на Місяць ще не була можливою. У США просто не було пускової установки для цього. У той час думали про дуже довгостроковий проект дослідження Місяця. Він складався з землемірного десанта та орбітального апарату. Ракетою-носієм був би Сатурн 1. За десантом Block I слідував би Block II з ровером. Орбітер і два лендери провели б два десятки різних експериментів. Це стало офіційною програмою після попереднього дослідження, яке розпочалось у травні 1960 року в 1961 році.
На цьому ранньому етапі також планувалося побудувати варіацію, яка не приземляється, а рухається на кругову місячну орбіту заввишки 100 км, щоб захопити поверхню за допомогою камер звідти. Однак цей геодезист B не пройшов стадії концепції. Однак Росія застосувала цей підхід з місячними орбітами Luna 10-12 і 14, в яких десант був замінений приладом. Цей геодезист В ніколи не будувався. Згідно з планами на початок проекту в травні 1960 року, перший геодезист повинен був розпочатися в 1963 році.
У 1962/63 рр. Програма змінилася з амбіційної місячної програми дослідження на програму підтримки Аполлона. Землемірні орбіталі стали Місячним орбітальним апаратом. Це було значно менше, ніж Surveyor Orbiter, і таким чином вдалося використовувати Атлас-Агену замість ракети Атлас Кентавр. Surveyor також був розроблений як десантна місія набагато простіша за оригінальну програму. Незважаючи на це, Surveyor був найдорожчим із трьох програм підготовки до Аполлона (Ranger, Lunar Orbiter та Surveyor). При загальній вартості 469 мільйонів доларів це коштувало дорожче, ніж Рейнджер (260 мільйонів доларів) та Місячний орбітер (200 мільйонів доларів) разом узятих.
Сім зондів Surveyor були побудовані авіаційною корпорацією Hughes у період з 1961 по 1965 рік. Хюз отримав замовлення 19 січня 1961 року.
Місія
Місячні зонди Сюрвейера були відправлені прямо на Місяць із Землі. На відміну від Аполлона, ви не вийшли на орбіту першими. Найважливішим у місії було зменшення швидкості до нуля. Зонди повинні були зменшити швидкість 2,6-2,7 км/с таким чином, що вони приземлилися на низькій швидкості. Якщо їм не вдалося цього зробити, вони впадуть на поверхню через надмірну швидкість або на великій висоті у них закінчиться паливо. Це зробило необхідними деякі нові технології, такі як радіолокаційне вимірювання відстані із зворотним зв'язком до управління приводом. Потрібен був дуже потужний двигун, оскільки це складало б більшу частину маси космічного корабля. Кожен кілограм рахувався. Вам також знадобився дуже потужний пусковий пристрій. Surveyor був першим місячним зондом, запущеним з верхнього рівня Кентавра, який розроблявся з 1959 р.
Пускова установка Atlas Centaur
Місячні зонди Surveyor вимагали нового вдосконаленого рівня, оскільки вони важили 1000-1100 кг. Це було далеко за межі можливостей Атласької Егени, яка повинна була нести до Місяця близько 400 кг. Для цього був створений верхній рівень Кентавра. Це було більш ніж удвічі важче за середню школу «Агена». Але перш за все, вона використовувала більш енергійну комбінацію палива; Вперше водень спалювали разом з киснем. Той факт, що водень залишається рідким лише при -253 градусах Цельсія, і що він також повинен служити охолоджувачем для камери згоряння, зробив будівництво важким і дорогим: на розробку сцени було витрачено понад 450 мільйонів доларів США. Для порівняння: пускова установка Atlas коштувала тоді лише 10 мільйонів доларів США. З 1 січня 1958 року Pratt & Whitney працює над двигуном RL-10. Два з цих двигунів керували сценою.
- 8 травня 1962 року відбувся перший випробувальний політ Кентавра Атланта. Він зазнав невдачі через проблеми з ізоляцією Atlas. Ракета втратила паливо і була підірвана на висоті 6 км.
- Другий випробувальний політ відбувся через рік, 27 листопада 1963 року. Він поставив фіктивний корисний вантаж на геостаціонарну орбіту передачі.
- Політ також зазнав невдачі під час третього випробувального польоту 30 червня 1964 року, коли на борту була "масова модель" зонда Місяця Сюрвейер. Цього разу гідравліка Кентавра вийшла з ладу: ракета досягла висоти вершини лише 500 км і знову згоріла.
- Однак четвертий випробувальний політ 11 грудня 1964 р. Вивів другу масову модель на еліптичну орбіту.
- Це також стосувалося наступних двох випробувань з фіктивними зондами-геодезистами 2 березня 1965 року та 11 серпня 1965 року.
- Останнє випробування 8 квітня 1966 року вивело корисний вантаж на орбіту, але через витік палива воно поставило його на неправильну. Друге займання Кентавра на орбіті не вдалося.
Після цих семи випробувальних польотів, чотири з яких були успішними, ракета вважалася кваліфікованою для польоту. Однак їх розвиток дуже затримався. Великі інтервали між стартами є чудовими для того часу. Замість запуску наступної ракети після відмови (як і в інших програмах) помилку шукали та усували. Інші програми були набагато бурхливішими, наприклад, перші розвідувальні супутники. Як результат, тривале тестування Кентавра затримало програму Геодезистів.
Дуже на початку розробки показники Кентавра довелося знизити. Спочатку Кентавр мав нести до Місяця 2700-2800 фунтів (1224-1270 кг). Але ще до першого старту продуктивність довелося зменшити до 2500 фунтів. (1133 кг). Саме стільки повинні важити геодезисти. Коли перший політ Кентавра провалився 8 травня 1962 р., Кентавр довелося вдосконалити, і він став важчим. Зараз максимальне корисне навантаження становило 2100 фунтів (952 кг), і зонди Surveyor повинні були переробити на вартість 20 мільйонів доларів. Пізніше цільова корисна навантаження була знову досягнута.
У 1962 р. Наукове корисне навантаження було зменшено до 52 кг. Радіоізотопний тепловий генератор SNAP-11 (RTG) повинен забезпечувати 18,6 Вт безперервної потужності для роботи протягом 90 днів. Через затримки сім геодезистів А повинні розпочати роботу в кінці 1964 р., А потім п'ять геодезистів Б (на місячній орбіті) з 1965 р.
1962 рік був також роком, коли всі три зонди Ranger Block II вийшли з ладу. У тому ж році зонд Mariner 2 на базі рейнджерів також мав численні проблеми під час польоту на Венеру. Цей збій був пов’язаний з JPL, і тому дослідницький центр Ленглі НАСА за вказівкою штаб-квартири НАСА розробив альтернативний план Surveyor B. Нова версія Atlas Agena D може нести більший корисний навантажувач до Місяця і використовуючи шпигунський супутник, що вже знаходиться на шпигунському супутнику Corona Випробувана і перевірена система експозиції плівки, концепція Місячного орбітера виникла як простіша альтернатива Сюрвейєру В. Концепція була затверджена в березні 1963 р., А Сюрвейер Б припинено.
Були також плани щодо версії Ranger Block V, яка висадить на місячну поверхню невеликий зонд, побудований Нортропом. Геодезист А теж загинув би. Але цього ніколи не сталося. Surveyor тепер став чистою програмою підготовки Аполлона. Подальші наукові дослідження були скасовані. Перші чотири опитування були призначені як випробувальні польоти, а потім три оперативні пристрої. Наприкінці 1963 року стартова маса була встановлена на рівні 975 кг при науковому навантаженні лише 30 кг. У той же час була розроблена концепція трьох блоків Surveyor Block II із злітною масою 1200 кг та малим 70-кілограмовим марсоходом. Це велике корисне навантаження було б можливим за допомогою версії Кентавра, яка використовувала суміш фтору та кисню (FLOX) як окислювач.
У 1965 році випробування Атласного Кентавра з двома моделями Геодезисти були успішними, тому Атласський Кентавр був готовий до введення в експлуатацію. Оскільки проблеми в льотному випробуванні оберталися навколо перезапуску Кентавра на злітно-посадковій смузі для паркування, можливість перезавантаження буде досліджена додатково, а системи, встановлені на пробній основі, повинні бути знову видалені або зменшені до необхідної потужності для збільшення корисного навантаження. До цього часу космічні зонди слід запускати на прямих коліях без паркувальної колії. Незважаючи на це, у 1965 р. Було вирішено побудувати сім Surveyor A однаково, без будь-якого додаткового обладнання для останніх трьох польотів, оскільки всі вони мали б діючі копії. Блок II відкладено на невизначений час.
Геодезичний зонд
Геодезичний зонд був більше схожий на комаху, ніж на космічний. Центральною частиною був уповільнювач. Він повинен був генерувати більшу частину швидкості і складався з твердопаливного двигуна. З питомим імпульсом 2746 м/с, це мало найкращі показники на той час твердохідним двигуном. Це також складало основну частину основної маси. Пізніше з цього приводу вийшов твердотільний двигун TE-364. Цей привід був використаний на останньому етапі Delta, а також дав зондам Helios, Pioneer 10 + 11 та Voyager необхідну швидкість до своїх віддалених цілей.
Космічний корабель "Сюрвейер" важив 995-1038 кг при запуску і все ще мав близько 280-290 кг на Місяці. При повному розгортанні він мав розмах крил 4,3 м і висоту 3,2 м після посадки і 3,7 м з гальмівним двигуном.
Навколо твердопаливної установки був побудований каркас із розпірок у вигляді відрізаного тетраедра. Всі інші деталі були прикріплені до нього. Він важив лише 27 кг.
Книги автора про космічні зонди
Довгий час у мене була лише одна книга про космічні зонди: два космічні зонди Марса 2011 року, Фобос Грунт і Наукова лабораторія Марса. Поки російський космічний зонд зараз відпочиває на дні Тихого океану, Curiosity отримав лише місію. Книга містить інформацію про історію проекту, технічну структуру зондів та їх експерименти, заплановану місію та цілі. Місія Curiosity задокументована до моменту посадки (Sol 10). Для початківців корисні розділи, в яких викладаються попередні дослідження Марса, пояснюється, як працюють прилади, а також пояснюється питання, наскільки ймовірним є життя на Марсі.