ИСЗ массой 23,8 кг (52,3 фунта) по приборному составу был эквивалентен двум «стандартным» спутникам. Конструктивно он представлял собой сферу из магниевого сплава, соединенную со стеклопластиковым конусом, переходящим в цилиндр. Диаметр сферы — 50,8 см, высота конуса и цилиндра — 66 см.
На спутнике была установлена следующая научная аппаратура:
— протонный магнитометр;
— две ионизационные камеры;
— три термистора для измерения температуры;
— два микрофона для обнаружения потоков микрометеорных тел.
Передатчики (108,00 MГц, 80 мВт и 108,03 Мгц, 80 мВт) получали питание от солнечных элементов (4 шт.) и серебряно-цинковых батарей.
Все данные записывались на бортовой магнитофон и сбрасывались при пролете над наземной приемной станцией.
SLV-7 стартовал 18 сентября 1959 г. К радости участников проекта, все прошло штатно — спутник Vanguard 3 вышел на орбиту с параметрами:
— наклонение — 33,35°;
— высота перигея — 512 км;
— высота апогея — 3744 км;
— период обращения — 130 мин.
Чтобы упростить проект и одновременно «подрасти» в глазах публики, 3-я ступень от ИСЗ не отделялась. Таким образом, общая масса, выведенная на орбиту, равнялась 43,0 кг (94,6 фунта) — почти в 30 раз больше массы «грейпфрута» Vanguard 1!
Схема ракеты-носителя Vanguard: 1 — приемник воздушного давления; 2 — ГО; 3 — экспериментальный спутник Vanguard 1; 4 — РДТТ фирмы GCR; 5 — отсек системы управления; 6 — баки второй ступени; 7 — ЖРД второй ступени; 8 — баки первой ступени; 9 — баллон с перекисью водорода; 10 — ЖРД первой ступени; 11 — сопла управления по крену
Перед тем, как затихнуть 8 декабря 1959 г. (по другим данным, 8-14 февраля 1960 г.) — спутник передал значительный объем научных данных.
Эндшпиль первой официальной космической программы США, в отличие от дебюта, удался…
Итог проекта: 11 попыток старта на орбиту, включая 5 испытательных пусков. Лишь три попытки успешны. К концу программы остался один неиспользованный (и не полностью укомплектованный летными ступенями) Vanguard TV-2BU (экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики (г. Вашингтон) рядом с Juno I).
Vanguard оставил «наследство»: верхние ступени были применены в сочетании с БРСД Thor для запуска первых американских зондов к Луне. Система Thor— Able в измененном виде в конце концов стала известным носителем Delta, потомки которого летают и поныне. РДТТ Х-248 применялся в составе полностью твердотопливной РН Scout.
Многие бортовые устройства и блоки — миниатюрные и надежные — заимствованы другими программами. На базе решений, опробованных на Vanguard 2, ВМС в 1960-70 гг. реализовали несколько секретных проектов КА радиоразведки. Система слежения MINITRACK явилась первоосновой американской сети сопровождения ИСЗ. И, наконец, методики управления разработкой этого венчурного проекта были приняты и развиты NASA для последующих перспективных миссий.
Хотя значение проекта Vanguard часто принижают — и не в последнюю очередь сами американцы — он оставил в истории космонавтики собственный неповторимый след.
Первый реальный спутник США
В отличие от СССР, где в начале-середине 1950-х годов межконтинентальными БР (и РН на их основе) занималось ТОЛЬКО ОКБ-1 С.П.Королева, в США ситуация складывалась иначе. Конкурирующие между собой за влияние и ресурсы виды вооруженных сил — в отсутствие внешнего соперника — продвигали СОБСТВЕННЫЕ «космические» проекты (об успехах Советского Союза в ракетостроении было неполное и искаженное представление: с одной стороны, из-за недостатка достоверной информации, с другой, вследствие традиционного «технического снобизма» американцев). ГЛАВНЫМ элементом каждого проекта являлся спутниковый носитель.
История распорядилась так, что ПЕРВЫМ АМЕРИКАНСКИМ ИСЗ стал Explorer 1 («Эксплорер-1»), выведенный на орбиту 31 января 1958 г. ракетой-носителем Jupiter С (Juno I). А основой «Юпитера-С»/ «Юноны», в свою очередь, послужил Redstone («Редстоун») — прямой потомок «оружия возмездия» III Рейха V-2 («Фау-2», А-4).
Разработка первой американской баллистической ракеты, способной нести ядерную боеголовку на расстояние свыше 800 км (500 миль), началась еще осенью 1948 г. Через полтора года к работам была подключена группа специалистов-ракетчиков во главе с Вернером фон Брауном, вывезенная из Германии.
Ракета Redstone[42] являлась глубокой модернизацией А-4. В ноябре 1950 г. этому проекту был дан высший приоритет министерства обороны США[43]. В феврале 1951 г. тактико-технические требования заказчика были изменены (возможно, под влиянием неуязвимости корейских подземных сооружений): массу боеголовки увеличили до 3100 кг (6900 фунтов) с соответствующим уменьшением дальности полета ракеты до 245 км (150 миль).
Подготовка ракеты Redstone в полевых условиях (Фото из архива Редстоунского арсенала)
Фирма North American Aviation установила на «Редстоун» ЖРД XLR-43 (серийное обозначение А-6), созданный путем масштабного увеличения двигателя V-2 до уровня тяги 34 тс (75 тыс фунтов) в течение 110 сек. Как и у прототипа, компоненты топлива — жидкий кислород (окислитель) и этиловый спирт (горючее) — подавались в камеру сгорания посредством ТНА на перекиси водорода.
Ракетой управляла инерциальная СУ ST-80, выдававшая команды на исполнительные органы — графитовые рули, установленные в струе истекающих из сопла газов, и воздушные рули на концах крестообразного аэродинамического стабилизатора.
В отличие от «Фау-2» боеголовка «Редстоуна» (термоядерный заряд W-39 мощностью 2,5 Мт) отделялась от ракеты и при входе в атмосферу стабилизировалась с помощью четырех собственных воздушных рулей.
Опытные изделия были построены в Редстоунском арсенале; серийное изготовление велось корпорацией Chrysler (г. Стерлинг-Хайтс, шт. Мичиган). Первый Redstone стартовал с мыса Канаверал 20 августа 1953 г. — через три года после начала работ по проекту.
В рамках ЛКИ до 1958 г. было запущено 37 ракет, из них по программе Redstone — 12 полетов. Остальные использовались для испытаний компонентов БРСД Jupiter — эти изделия обозначались Jupiter A.
Одним из интересных эпизодов в общем успешной программы ЛКИ были эксперименты «Ньюзрил» (Newsreel), по другим источникам «Хардтэк» (Hardtack), по высотным ядерным взрывам.
Первый пуск, названный «Тик» (Teak), был проведен 31 июля 1958 г. Боеголовка «Редстоуна» взорвалась на высоте 77 км над атоллом Джонстон, породив огненный шар диаметром 18 км, который был различим даже с Гавайских островов (1250 км от места эксперимента). Ядерный взрыв на девять часов блокировал прохождение коротких радиоволн в районе Тихого океана. Второй пуск, названный «Ориндж» (Orange), был осуществлен 11 августа 1958 г. Аналогичная боеголовка взорвалась на высоте 43 км, при этом потери связи не наблюдалось.
Redstone рассматривался как БР оперативно-тактического назначения т. н. «полевого» базирования, что совершенно не соответствует современным воззрениям на это оружие: для его перевозки, установки, проверки, заправки и запуска требовалась дюжина полуприцепов, фургонов и трейлеров. К моменту поступления на вооружение (1958 г.) система уже считалась слишком громоздкой. «Редстоуны» были развернуты в Европе до 1964 г., затем их сменили более компактные и подвижные твердотопливные комплексы Pershing.
Следует отметить, что в начале 1950-х годов Армия и ВВС США втянулись в борьбу за право монопольной разработки и применения баллистических ракет средней дальности. Причем конкуренция возникла как между разработчиками ракет, так и между разработчиками головных частей: Армия предлагала БРСД Jupiter; ВВС — Thor; Армия считала целесообразным уносимое теплозащитное покрытие ГЧ; ВВС — теплопоглощающее покрытие из бериллия. Поскольку «практика — основа познания», этот спор должен был разрешить эксперимент.
«Выставочный» снимок в цехе сборки БР Redstone. На переднем плане РН Jupiter C со связками ракет Baby Sergeant и спутником Explorer; на отдельных стендах — ЖРД первой ступени и макеты боеголовок (Фото NASA)
Для отработки головных частей с абляционной теплозащитой разработали специальную модификацию ракеты Redstone со стартовой массой около 29 т. За счет замены горючего (вместо спиртового раствора воды, называемого иногда «vodka», стали применять Hydyne — смесь 60 % несимметричного диметилгидразина и 40 % диэтилентриамина) тяга двигателя возросла с 34 до 37,6 тс. А удлинение топливного отсека на 2,4 м позволило увеличить продолжительность работы (при расходе топлива 190 л/с) со 121 с до 155 с. Кроме того, изделие оснастили верхними ступенями — в такой конфигурации ракета получила название Jupiter С, где «С» означает Composite — «составная», «многоступенчатая».