Надувные спутники: Зеркальный ретранслятор
Именно такими словами Джеймс Хансен (James Hanssen) — нынешний руководитель Годдардского института космических исследований — описывает уникальный суборбитальный аэростат Echo, запущенный в космос в 1958 г. Подобные аппараты, прозванные «спутникостатами» (satelloons), активно разрабатывались NASA с 1956 по 1964 гг. Изначально они были задуманы в качестве инструмента для сбора данных о составе и плотности верхних слоев атмосферы, однако в конечном итоге спутниковые аэростаты позволили решить куда более важную задачу — отработать концепцию космических систем связи.
Созданием высотных аэростатов в NASA занималась специальная группа под руководством Вильяма О′Салливана (William O′Sullivan). Начав с изготовления 50-сантиметровых надувных шариков, инженеры довольно быстро перешли к экспериментам с довольно внушительными сферами диаметром в 3,6 м.
В 1958 г, будучи приглашен на заседание американского конгресса, О′Салливан заявил сенаторам, что NASA способно в самые кратчайшие сроки вывести в стратосферу флотилию «спутникостатов размером с 10-этажный дом». Он утверждал, что подобные аппараты можно с успехом использовать для «обеспечения радиосвязи в масштабах всей планеты и даже для ретрансляции телевизионных сигналов, что даст мощный толчок к развитию индустрии электроники и радиотехники и обернется значительными социальными и экономическими выгодами для всего человечества». О′Салливан также упирал на то, что любой человек Земли сможет наблюдать гигантские аэростаты-спутники невооруженным глазом, воочию убеждаясь в технологической мощи Соединенных Штатов. Чем не достойный ответ СССР с его спутником-малюткой, только и умеющем, что пищать в радиодиапазоне?
К тому моменту группа О′Салливана уже вовсю работала над проектом 30-метрового «спутникостата» Echо. Идея, лежащая за этой разработкой, весьма проста: берем аэростат, закидываем его в ближний космос c помощью ракеты (в сложенном виде, разумеется), там он разворачивается, немного опускается и начинает бессрочно парить у самой границы космоса. Металлическая поверхность шара отражает посланные с земли радиосигналы, что позволяет ему работать в качестве пассивного ретранслятора — совсем маломощного, но зато дешевого, долговечного и не зависящего от внешних источников энергии.
Чтобы увеличить диаметр надувной сферы до 30 м (тот самый 10-этажный дом, о котором говорил О′Салливан), необходимо было решить множество непростых инженерных задач. В частности, потребовалось обеспечить стабильное разворачивание тонкопленочной сферы из очень компактного сложенного состояния. В связи с большим радиусом конечного шара и ничтожной толщиной образующей его пленки сделать это было весьма непросто. Пленка паковалась в сферический контейнер из двух одинаковых половинок, «сшитых» обыкновенной рыболовной леской. Вдоль шва был проложен заряд маломощной взрывчатки — в нужный момент она должна была скинуть верхнюю половину контейнера и высвободить спрятанный внутри аэростат.
Первый «спутникостат» проекта Echo стартовал с Земли в 1959 г. Запуск и выведение аппарата прошли вполне успешно, однако в процессе развертывания зеркальный шар неожиданно лопнул. Причиной аварии послужил, по всей видимости, обыкновенный воздух, проникший внутрь зеркальной оболочки еще на земле. Из-за неучтенных масс газа давление внутри развернувшейся сферы оказалось выше расчетного значения, и тонкая пленка моментально лопнула. Результатом этого суборбитального инцидента стало удивительное атмосферное шоу, развернувшееся над восточным побережьем США — тысячи фрагментов светоотражающей пленки посылали в сторону земли бесчисленное число солнечных зайчиков, отражая золотой свет заходящего Солнца. Второй запуск также закончился ничем из-за аварии ракеты-носителя. Зато третий «спутникостат» успешно вышел в космос, развернулся и сумел ретранслировать всему миру победное обращение президента Эйзенхауэра: «Говорит президент Эйзенхауэр. Мы сообщаем о еще одном значимом шаге в осуществлении космической программы Соединенных Штатов, преследующей сугубо научные и мирные цели. Спутниковый аэростат, передающий вам эти слова, может быть использован любой нацией для аналогичных экспериментов в своих собственных интересах». Для связи использовалась специальная антенна очень необычной формы: нечто среднее между ковшом экскаватора и квадратным охотничьим рогом.
В 1964 г. в космос был выведен Echo II. Оба шара успешно функционировали в течение нескольких лет (вплоть до 1968 и 1969 гг., соответственно), послушно отражая земные радиосигналы. Пассивный метод ретрансляции оказался малоэффективен, и к середине 1960-х стало очевидно, что будущее коммуникационных систем принадлежит полноценным орбитальным аппаратам, способным усиливать принимаемый сигнал и осуществлять направленную передачу в заданный регион планеты. И все же это не делает проект Echo менее интересным и завораживающим — как ни крути, гигантские зеркальные шары выглядят куда внушительнее крохотных, чем самые навороченные коммуникационные спутники.
По публикации Greg.Org