С момента, когда комиссия Г.Стюарта проголосовала за «Авангард», прошло 2 года 6 месяцев и 8 дней. Программа достигла заявленной цели — запуск СПУТНИКА в течение МГГ СОСТОЯЛСЯ (язвительные американские СМИ приписали этот успех технику, который прикрутил медаль «Святого Кристофера» к блоку системы управления на второй ступени РН).
ИСЗ массой 1,474 кг (3,25 фунта) и отработавшая третья ступень РН массой 22,59 кг (49,8 фунта) оказались на орбите со следующими параметрами:
— наклонение — 34,25°;
— перигей — 650 км;
— апогей — 3968 км;
— период обращения — 134,18 мин.
Знаменитый «грейпфрут» — макет ИСЗ Vanguard 1 в натуральную величину держит один из его разработчиков Р.Итон (Roger Eaton) (Фото NRL)
Vanguard 1 имел форму сферы диаметром 16,3 см. В корпусе спутника, изготовленном из алюминиевого сплава, имелись два передатчика — первый (108,00 Мгц, 10 мВт) получал питание от ртутных аккумуляторов, рассчитанных на две недели функционирования; второй (108,03 Мгц, 5 мВт) запитывался от солнечных батарей. Оба работали на турникетную и дипольную антенны (всего шесть штырей длиной по 39,4 см).
Шесть блоков СБ (в каждом по 18 кремниевых элементов размером 20х5х0,064 мм) размещались симметрично на поверхности ИСЗ так, чтобы по крайней мере один из них был обращен к Солнцу. В то время, как аккумуляторы спутника «сдохли» через три недели, блоки СБ питали передатчик «Авангарда-1» еще шесть с лишним лет. И наконец, он еще кружит по орбите, самый старый искусственный объект в космосе!
Хотя почти все мировые СМИ изощренно насмехались над крошечным американским легковесом, он показал, что может быть полезен науке. Орбита «Авангарда-1» оказалась настолько удачной, что с ее помощью была уточнена форма Земли и выявлены ранее неизвестные аномалии гравитационного поля планеты.
Немедленно началась подготовка к пуску последнего «испытательного» носителя TV-5, который должен был нести первый «полный» спутник массой 9,752 кг. Основным ПГ «испытательных» ракет серии TV были не спутники, а телеметрическая аппаратура контроля функционирования систем РН. Она устанавливалась на всех ступенях (кроме последней) и значительно уменьшала массу ИСЗ. В «рабочих» носителях серии SLV этой аппаратуры не было, что позволяло запустить «полный» спутник типа Vanguard — сферу диаметром около 50 см (20 дюймов) и массой около 9 кг (20 фунтов).
28 апреля 1958 г. TV-5 стартовал без осложнений. Но спутник орбиты не достиг — из-за электрического сбоя операции по отсечке ЖРД второй ступени прошли нештатно, и система управления на пассивном участке полета «замолчала». В итоге, третья ступень запуститься не смогла. Спутник пролетел по суборбитальной траектории 2400 км и рухнул в океан…
27 мая полетом SLV-1 начался «эксплуатационный» этап программы Vanguard. Первая попытка успехом не увенчалась: из-за неисправности в системе управления третья ступень запустилась под углом примерно 63° к горизонту. Естественно, ни о каком достижении орбиты не могло быть и речи — спутник массой 9,752 кг с высоты 3,5 тыс км упал в 12 тыс км от старта.
SLV-2 удовлетворительно стартовал 26 июня, но ЖРД второй ступени проработал всего 8 сек. Спутник массой 9,752 кг для исследования рентгеновских лучей погиб.
26 сентября 1958 г. с нового мобильного стартового стола был запущен SLV-3. Из-за неисправности клапана подачи окислителя тяга ЖРД второй ступени оказалась ниже расчетного минимума. ПГ достиг высоты 426 км и, после окончания работы третьей ступени…недобрал всего 76 м/с до орбитальной скорости! Спутник сгорел, так и не замкнув свой первый виток…
«Полный» спутник Vanguard позирует перед запуском (Фото NASA)
После четырех аварий подряд пришлось серьезно заняться повышением надежности РН. По прошествии пяти месяцев группа NRL, уже под патронажем нового гражданского Управления по аэронавтике и исследованию космического пространства NASA (National Aeronautical and Space Administration), была готова продолжить штурм космоса. К началу 1959 г. компоненты SLV-4 были собраны и проверены на пусковом комплексе LC-18A Восточного испытательного полигона во Флориде. ПГ — один из «стандартных» спутников, полированная сфера диаметром 50,8 см из магниевого сплава с многослойным гальваническим покрытием. В центре сферы подвешен цилиндрический контейнер с радио— и научной аппаратурой, а также ртутными аккумуляторами на две недели активного существования. Вблизи «экватора» спутника, на противоположных сторонах — два инфракрасных фотоэлемента[41]. За счет вращения ИСЗ при движении его по орбите они сканировали видимый диск Земли. С их помощью предполагалось определять примерную высоту и толщину облачного покрова. Для регистрации бортовой информации служил миниатюрный магнитофон. ИСЗ был снабжен турникетной антенной (четыре штыря длиной по 74 см).
17 февраля 1959 г. SLV-4 гладко стартовал и устремился в космос. Спутник Vanguard 2 массой 10,8 кг (23,7 фунта) вышел на орбиту с параметрами:
— наклонение — 32,9°;
— высота перигея — 557 км;
— высота апогея — 3319 км;
— период обращения — 125,7 мин.
Разделение КА и последней ступени выполнялось с помощью пружинного толкателя. Спутник отделился штатно, однако из-за догорания остатков топлива отработавшая третья ступень столкнулась с аппаратом, нарушив его «жесткую» стабилизацию вращением (скорость закрутки ИСЗ уменьшилась с 50 до 15 об/мин). Ось вращения нутировала, спутник стал кувыркаться.
На Земле не смогли собрать в одну картинку сигналы от фотоэлементов, которые непредсказуемо-хаотически «чиркали» по диску планеты. Эксперименты с «первым в мире метеоспутником» не получились…
Сборка «первого метеоспутника» Vanguard 2. Именно с таких — маленьких и примитивных по современным меркам аппаратов начиналась великая дорога в космос (Фото NRL)
Груз для SLV-5 резко отличался от ИСЗ, запускавшихся ранее. КА массой 10,6 кг (23,3 фунта) состоял, фактически, из пары спутников. Первый — Vanguard 3А — был сферой диаметром 33 см (13 дюймов) из стекловолокна, несущей протонный магнитометр для уточнения карты магнитного поля Земли. Над ним, на цилиндре диаметром 6,4 см (2,5 дюйма) и длиной 44,5 см (17,5 дюйма) был установлен Vanguard 3В — пассивный КА из многослойной пленки (майлар плюс алюминиевая фольга). После разделения этот «субспутник» раздувался в шар диаметром 0,76 м (30 дюймов). Он не нес никакого оборудования и предназначался исключительно для оптического сопровождения с Земли. С его помощью предполагалось уточнить плотность верхних слоев атмосферы.
К сожалению, новаторскую методику одновременного запуска нескольких ИСЗ так и не удалось проверить «в деле». SLV-5, стартовавший 13 апреля 1959 г., потерпел аварию: отказала система управления второй ступени по каналу тангажа.
Эта неудача в очередной раз больно ударила по престижу Соединенных Штатов. NASA отменило практику присвоения официальных обозначений для КА, которые еще не достигли орбиты.
Следующий ИСЗ Vanguard массой 10,8 кг, выводимый на орбиту с наклонением 48°, должен был измерить радиационный баланс Земли над большей частью ее поверхности.
Вследствие высокого наклонения расчетной орбиты носитель SLV-6 должен был реализовать дотоле не опробованный маневр по курсу вскоре после запуска.
22 июня 1959 г. РН стартовала и успешно повернула азимут выведения. Но, как это слишком часто случалось прежде, все пошло «псу под хвост». После включения двигателя второй ступени упало давление в баках. Предполагается, что из-за перегрева взорвался баллон с газом наддува — гелием…
Стандартный «20-дюймовый» Vanguard: 1 — антенна (в сложенном положении); 2 — датчик давления; 3,10 — датчик метеорной эрозии; 4, 9 — датчики температуры; 5 — «киндер-сюрприз» — блок электроники; 6 — устройство отделения спутника; 7 — третья ступень РН; 8 — датчик лайман-альфа излучения; 11 — ионизационная камера; 12 — «этажерка» с печатными платами и аккумуляторами
Последний — «сверхштатный» — этап программы Vanguard заключался в реабилитации концепции этой ракеты, на которой многие уже поставили крест. Команда «Авангарда» располагала последней летной РН из первоначальной партии при твердом нежелании NASA заказать еще ракеты.
Использовав матчасть TV-4BU, работники GLM демонтировали испытательную и контрольно-измерительную аппаратуру и «подновили» ракету, которая получила название SLV-7. В отличие от остальных РН проекта, на которых применялась третья ступень фирмы GCR, на «новой» ракете был наконец-то установлен более совершенный РДТТ Х-248, разработанный Аллеганской баллистической лабораторией. Этот двигатель уже слетал три раза на космической РН Thor-Able. Замена третьей ступени позволяла поднять первоначальную грузоподъемность «Авангарда» более чем вдвое.