"Little Joe" ғарыш капсуласын сынауға арналған қоздырғыш ракетасы
Little Joe (rocket)
NASA-ның «Little Joe» зымырандағысы, Mercury ғарыш бағдарламасы үшін құтқару жүйесін сынады. Тестілеулер 1959-61ж.ж. Wallops Island-та өтті. Apollo бағдарламасында да қолданылды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
NASA Mercury жобасының капсулалық біліктілік сынағына арналған көтеруші зымыран, Mercury жобасының сынақ бағдарламасы
NASA Project Mercury capsule qualification test booster rocket
the Project Mercury test program
Little Joe – NASA-ның 1959 жылдан 1961 жылға дейін Вирджиния штатының Уоллопс аралынан жасаған сегіз ұшырылымында қолданған қатты отынмен жұмыс істейтін көтеруші зымыран. Бұл зымыран Mercury жобасының капсулалары үшін авариялық құтқару жүйесі мен жылу қалқанын сынауға, сондай-ақ осы көтерушіні пайдаланатын сынақ бағдарламасына берілген атау. Ылғалды ғарыш кемелеріне арналған бірінші зымыран ретінде, Little Joe зымыран кластерлік принципті қолданатын алғашқы операциялық ұшыру құралдарының бірі болды. Little Joe деген ат NASA-ның Вирджиния штатының Хэмптон қаласындағы Лэнгли зерттеу орталығының Максим Фагетіне тиесілі. Ол атауды төрт үлкен қанаттарынан алды, олар оған әйелдер ойынындағы төрттік комбинацияны еске салды. 1963 жылдан 1966 жылға дейін Apollo авариялық құтқару жүйесін ұшу сынақтарында пайдалану үшін Little Joe II қолданылды.
Little Joe was a solid fueled booster rocket used by NASA for eight launches from 1959 to 1961 from Wallops Island, Virginia to test the launch escape system and heat shield for Project Mercury capsules, as well as the name given to the test program using the booster. The first rocket designed solely for crewed spacecraft qualifications, Little Joe was also one of the pioneer operational launch vehicles using the rocket cluster principle. The Little Joe name has been attributed to Maxime Faget at NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia. He based the name on four large fins which reminded him of a slang term for a roll of four in craps. A successor, Little Joe II, was used for flight testing of the Apollo launch escape system from 1963 to 1966.
Өмірбаян
NASA-ға Меркурий жобасына күштеуіш қажет болғанда, агенттік Atlas ракетасының әрқайсысы шамамен 2,5 миллион АҚШ доллары тұратынын, ал Redstone ракетасының тіпті бір ұшырылысы да шамамен 1 миллион долларға бағаланатынын анықтады. Меркурий бағдарламасының басшылары көптеген алғашқы сынақ ұшуларын әлдеқайда арзан күштеуіш жүйесімен жүзеге асыру қажеттігін түсінді, сондықтан NASA әрқайсысы 200 000 доллар тұратын «Кішкентай Джо» ракетасын жасады. 1958 жылдың қаңтарында Макс Фагет пен Пол Пурсер қатты отынмен жұмыс істейтін төрт «Сержант» ракетасын біріктірудің қағидаларын қағаз бетінде егжей-тегжейлі пысықтады. Фагеттің қысқа ғұмырлы «Жоғары саяхат» ұсынысы сол кездегі «Адам жобасымен» салыстырудан зардап шекті, бірақ 1958 жылдың тамызында Уильям Блэнд пен Рональд Коленкевич атмосферадан жоғары толық өлшемді және толық салмақты модельдік капсулаларды күштеу үшін арзан қатты ракеталардың кластерлік дизайнына қайта оралды. Капсуланың сынақ құлаулары еркін құлау кезіндегі конфигурацияның динамикалық тұрақтылығы туралы жаңа аэродинамикалық деректерді ұсынды, сондықтан күшпен ұшу кезеңіне қатысты деректерге де қажеттілік туындады. Сондықтан 1958 жылдың қазан айында NASA командасы күштеуіш құрылымының механикалық дизайны мен сәйкес ұшырғыш құрылғысының жаңа инженерлік жобаларын және есептемелерін дайындады. Осы төрт ракетаның суреттері дайын болғанда, жобалаушылар өз жобаларына лақап ат берді. Олардың алғашқы сызбаларында төрт тесік көрсетілгендіктен, жобаны «Кішкентай Джо» деп атады, бұл ойыншыққа екі еселенген екілік тастауға байланысты болды. Кейінірек «Рекрут» ракеталық қозғалтқыштарының қосылуын көрсететін төрт кішкентай шеңберлер қосылса да, бастапқы атау өзгеріссіз қалды. Оның фюзеляжынан шығып тұрған төрт үлкен тұрақтандырғыш қанаттарының инженерлік суреттері де «Кішкентай Джо» есімін қалыптастыруға көмектесті. Бұл салыстырмалы түрде кішкентай және қарапайым күштеуіш жүйесінің басты мақсаты – ақшаны үнемдеу болды, көптеген сынақ ұшуларына мүмкіндік беру арқылы, экипажпен ғарышқа ұшуға байланысты сан алуан мәселелерді шешуге көмектесті, әсіресе ұшыру кезінде немесе одан кейін болатын жарылыстан құтылу мәселесі. Капсуланың нақты қайта кіру жағдайларындағы аэродинамикасы да маңызды мәселе болды. Мұндай тәжірибеге мүмкіндігінше тезірек қол жеткізу үшін оның жобалаушылары кластерлі күштеуішті қарапайым ұғымда ұстауы керек еді; ол мүмкін болған жағдайда қатты отынды және қолданыстағы, дәлелденген жабдықты пайдалануы керек, сондай-ақ кез келген электрондық басқару және бақылау жүйелерінен босатылуы керек еді. «Кішкентай Джо» күштеуішін құрастырушылар Redstone күштеуішінің капсулалық жүктемемен бірдей өнімділікті қамтамасыз етуді көздеді. Бірақ әртүрлі миссияларды орындау үшін жеткілікті икемді болудан басқа, «Кішкентай Джо» Redstone-тің негізгі құнының шамамен бестен бір бөлігіне жасалуы мүмкін, пайдалану шығындары әлдеқайда төмен болады және оны әзірлеу мен жеткізу әлдеқайда аз уақыт пен күш-жігерді қажет етеді. Сонымен қатар, үлкен ұшыру машиналарынан айырмашылығы, «Кішкентай Джоны» Уоллопс аралындағы қолданыстағы құрылыстардан ұшыруға болады.
When NASA needed a booster for Project Mercury, the agency found that the Atlas rockets would cost approximately US$2.5 million each and that even the Redstone would cost about $1 million per launch. The managers of the Mercury program recognized that the numerous early test flights would have to be accomplished by a far less expensive booster system, so NASA designed the Little Joe rocket which cost $200,000 each. In January 1958, Max Faget and Paul Purser had worked out in considerable detail on paper how to cluster four of the solid fuel Sergeant rockets, in standard use at the Wallops Flight Facility in Virginia, to boost a crewed nose cone above the stratosphere. Faget's short lived "High Ride" proposal had suffered from comparisons with "Project Adam" at that time, but in August 1958 William Bland and Ronald Kolenkiewicz had returned to their preliminary designs for a cheap cluster of solid rockets to boost full scale and full weight model capsules above the atmosphere. As drop tests of boilerplate capsules provided new aerodynamic data on the dynamic stability of the configuration in free fall, the need for comparable data on the powered phase quickly became apparent. So in October 1958, a NASA team prepared new engineering layouts and estimates for the mechanical design of the booster structure and a suitable launcher. As the blueprints for this cluster of four rockets began to emerge from their drawing boards, the designers' nickname for their project gradually was adopted. Since their first cross section drawings showed four holes, they called the project "Little Joe," from the craps throw of a double deuce on the dice. Although four smaller circles were added later to represent the addition of Recruit rocket motors, the original name stuck. The appearance on engineering drawings of the four large stabilizing fins protruding from its airframe also helped to perpetuate the name Little Joe had acquired. The primary purpose of this relatively small and simple booster system was to save money—by allowing numerous test flights to qualify various solutions to the myriad problems associated with the development of crewed space flight, especially the problem of escaping from an explosion at or during launch. Capsule aerodynamics under actual reentry conditions was another primary concern. To gain this kind of experience as soon as possible, its designers had to keep the clustered booster simple in concept; it should use solid fuel and existing proven equipment whenever possible, and should be free of any electronic guidance and control systems. The designers made the Little Joe booster assembly to approximate the same performance that the Army's Redstone booster would have with the capsule payload. But in addition to being flexible enough to perform a variety of missions, Little Joe could be made for about one fifth the basic cost of the Redstone, would have much lower operating costs, and could be developed and delivered with much less time and effort. And, unlike the larger launch vehicles, Little Joe could be shot from the existing facilities at Wallops Island.
Ұшыру құралының дамуы
1958 жылдың қараша айында Little Joe ұшағының құрылысына арналған тендерлік шақыруларға 12 компания жауап берді. Бұл ұсыныстардың техникалық бағалауы ғарыш кемесіне арналған бағалаудан көптеген жайттар бойынша ұқсас болды, бірақ Лэнгли зерттеу орталығы әкімшілік жұмыстың көп бөлігін өзі жүктеді. Солтүстік Америка авиациясының зымырандық бөлімшесі 1958 жылдың 29 желтоқсанында келісімшарт ұтып алды және жеті күштеуіш ұшақ пен бір мобильді ұшыру платформасын жасау бойынша жұмысты Дауни, Калифорнияда дереу бастады. 1958 жылдың соңында Little Joe-ның басты миссиялық мақсаттары (капсула динамикасын үстеме биіктікте зерттеуден басқа) – максималды динамикалық қысымда капсуладан қашу жүйесін сынау, парашют жүйесін сертификаттау және іздеу және құтқару әдістерін тексеру болды. Бірақ жобада жұмыс істейтін мамандардың әр тобы мүмкіндігінше ертерек нақты эмпирикалық деректер алуға ұмтылғандықтан, нақты басымдықтарды анықтау қажет болды. Бірінші ұшулар капсулаға түсетін күштерді өлшеуге, ал келесі ұшулар 20 000, 250 000 және 500 000 фут (6, 75 және 150 км) биіктіктегі маңызды параметрлерді өлшеуге бағытталды. Әрбір Little Joe ұшырылымының минималды мақсаттарын шу деңгейін, жылу және қысым жүктемесін, жылу қалқанын бөлуді және жануарлардың мінез-құлқын зерттеумен толықтыруға болады, егер өлшемдер телеметрияның минималды көлемімен жүргізілсе. Little Joe зымырандарымен ұшырылған барлық капсулалар қайта қалпына келтірілетін болып жоспарланғандықтан, бортындағы жазу құралдары жүйенің қарапайымдылығына да үлес қосады. Little Joe – экипаждарды тасымалдауға арналған капсулаларды сынау үшін жасалған екі күштеуіш жүйесінің біріншісі болды және ракеталардың жиынтық принципін қолданатын алғашқы операциялық ұшыру құралдарының бірі еді. Төрт өзгертілген «Сержант» (өзгертуге байланысты «Кастор» немесе «Полюкс» деп аталды) және төрт қосымша «Рекрут» зымырандары әртүрлі тізбектерде іске қосылғандықтан, ұшыру күші айтарлықтай өзгерді, бірақ ең жоғары жобаланған күш шамамен 230 000 фунт (1020 килоньютон) құрады. Теориялық тұрғыдан алғанда, бұл 1800 кг салмақты ғарыш кемесін 160 км-ден астам биіктіктегі баллистикалық траекториямен көтеруге жеткілікті, және осы жиынтық қозғалтқыштардың күші экипаждың «Атлас» ұшағында сезінетін ұшу профилін имитациялауға тиіс болды. Сонымен қатар, тракторлық зымыранның құтқару жүйесінің қосымша күшті тартымдылығы ең қиын ұшу жағдайларында көрсетілуі мүмкін еді. Little Joe-ны жетілдіруге көмектескен инженерлер оның сыртқы түрі әдемі емес екенін білген, бірақ олардың бұл зымыраны баллистикалық капсуланың көптеген жобалау тұжырымдамаларының дұрыстығын дәлелдейтініне және осылайша өздеріне лайықты құрмет әкелетініне үміттенді. Кейіннен «Little Joe II» ұшағы «Аполлон» экипажының құтқару жүйесін сынау үшін пайдаланылды.
Twelve companies responded during November 1958 to the invitations for bids to construct the airframe of Little Joe. The technical evaluation of these proposals was carried on in much the same manner as for the spacecraft, except that Langley Research Center itself carried the bulk of the administrative load. The Missile Division of North American Aviation won the contract on December 29, 1958; and began work immediately in Downey, California, on its order for seven booster airframes and one mobile launcher. The primary mission objectives for Little Joe as seen in late 1958 (in addition to studying the capsule dynamics at progressively higher altitudes) were to test the capsule escape system at maximum dynamic pressure, to qualify the parachute system, and to verify search and retrieval methods. But since each group of specialists at work on the project sought to acquire firm empirical data as soon as possible, more exact priorities had to be established. The first flights were to secure measurements of inflight and impact forces on the capsule; later flights were to measure critical parameters at the progressively higher altitudes of 20,000, 250,000, and 500,000 feet (6, 75, and 150 km). The minimum aims of each Little Joe shot could be supplemented from time to time with studies of noise levels, heat and pressure loads, heat shield separation, and the behavior of animal riders, so long as the measurements could be accomplished with minimum telemetry. Since all the capsules boosted by the Little Joe rockets were expected to be recovered, onboard recording techniques would also contribute to the simplicity of the system. The first of only two booster systems designed specifically and solely for crewed capsule qualifications, Little Joe was also one of the pioneer operational launch vehicles using the rocket cluster principle. Since the four modified Sergeants (called either Castor or Pollux rockets, depending upon modification) and four supplemental Recruit rockets were arranged to fire in various sequences, the takeoff thrust varied greatly, but maximum design thrust was almost 230,000 pounds (1,020 kilonewtons). Theoretically enough to lift a spacecraft of about 4,000 pounds (1,800 kg) on a ballistic path over 100 miles (160 km) high, the push of these clustered main engines should simulate the takeoff profile in the environment that the crewed Atlas would experience. Furthermore, the additional powerful explosive pull of the tractor rocket escape system could be demonstrated under the most severe takeoff conditions imaginable. The engineers who mothered Little Joe to maturity knew it was not much to look at, but they hoped that their ungainly rocket would prove the legitimacy of most of the ballistic capsule design concepts, thereby earning its own honor. A successor, Little Joe II, would later be used for flight testing of the Apollo crew escape system.
Ұшулар
1960 жылдың 21 қаңтарында бес нақты және талпыныс жасалған ұшырылымдардан тұратын Little Joe сериясы, North American компаниясы NASA үшін жасаған алты сынақ бустерінің төртеуін және Лэнгли шеберханаларында жасалған бес прототиптік капсуланы пайдаланды. Бұл қатты отынмен қоздырылатын модельдердің негізгі сынақ мақсаттары, Лэнгли және Wallops қолдауымен NASA-дағы Space Task Group жүргізген ұшу бағдарламасының ажырамас бөлігі болды. Қазір біліктілік ұшу сынақтарына тек екі Little Joe бустері ғана қалды. North American жеті Little Joe фюзеляжын жасады, бірақ олардың біреуі Калифорния штатындағы Дауни қаласындағы зауытта статикалық жүктеме сынақтары үшін сақталды. STG осы жетінші фюзеляжды қайта жаңартуға бұйрық берді, осылайша біліктілік ұшу бағдарламасы үшін үш Little Joe бустеріне ие болады. 1960 жылдың қаңтарында Little Joe 1B ұшуының сәтті аяқталуы, келесі, алтыншы ұшу – Little Joe 5, McDonnell өндіріс желісінен шыққан нағыз Mercury капсуласын алғаш рет ұшыратынын білдірді. Бойлерлік модельдермен дамыту ұшу сынақтарынан "нағыз McDonnell" капсуласымен біліктілік ұшу сынақтарына көшу кезінде Ғарыш жұмыс тобы зерттеуден дамуға және операцияларға қарай жылжыды.
As of 21 January 1960, the Little Joe series of five actual and attempted flights had expended four of the six test boosters North American had made for NASA and five prototype capsules made in the Langley shops. The primary test objectives for these solid fuel boosted models were an integral part of the development flight program conducted within NASA by the Space Task Group, with Langley and Wallops support. Now only two Little Joe boosters remained for the qualification flight tests. North American had manufactured seven Little Joe airframes, but one of these had been retained at the plant in Downey, California, for static loading tests. STG ordered the refurbishment of this seventh airframe so as to have three Little Joe boosters for the qualification flight program. The success of Little Joe 1B in January 1960 meant that the next flight, the sixth, to be known as Little Joe 5, would be the first to fly a real Mercury capsule from the McDonnell production line. In passing from development flight tests with boilerplate models to qualification flight tests with the "real McDonnell" capsule, the Space Task Group moved further away from research into the development and toward operations.
Миссияның нөмірлеуі
Mercury миссиясының ресми нөмірлеу белгісі – ұшыру құралының түріне сәйкес келетін екі әріптен тұратын белгі, одан кейін тире, содан соң ұшу мақсаттарының нақты жиынтығын көрсететін сан және осы мақсаттарды орындау үшін қосымша ұшуларды ажыратуға арналған қосымша әріп болды. Сондықтан, алғашқы Little Joe ұшуының ресми атауы – "LJ 1". Ұшулар тізбектеп сандармен жүргізілмеді, себебі жоба кестесі жобаның барысында өзгертілді. Нақты ұшу тәртібі:
The official Mercury mission numbering designation was a two letter designation that corresponded to the launch vehicle type, followed by a dash then a digit indicating the particular set of flight objectives, and an optional letter used to distinguish further flights to accomplish those objectives. So the official designation for the first Little Joe flight was "LJ 1." Flights did not occur in numeric sequence as the project schedule was adapted as it progressed. The actual flight order was:
Миссия Сурет Іске қосылу ұзақтығы Мақсаты Нәтижесі Ескертулер
Little Joe 1 21 тамыз 1959 ж. 20 с Ұшу кезінде авариялық құтқару жүйесін сынау. Сәтсіздік Электрлік бұзудың салдарынан құтқару мұнарасы ұшырылуға жарты сағат бұрын тұтанды және зымыранды жерде қалдырып, ғарыш кемесін алып кетті.
Little Joe 6 4 қазан 1959 ж. 5 м 10 с Ғарыш кемесінің аэродинамикалық қасиеттерін және беріктігін сынау. Ішінара сәттілік Қосымша сынақтар жүргізілмеді.
Little Joe 1A 4 қараша 1959 ж. 8 м 11 с Ұшу кезінде, капсуласы бар құтқару жүйесін сынау. Ішінара сәттілік Құтқару мұнарасы 10 секунд кешігіп тұтанды. Opportune Wallops аралынан оңтүстік-шығысқа қарай 19 шақырым жерде тауып алды.
Little Joe 2 4 желтоқсан 1959 ж. 11 м 6 с Жоғары биіктіктегі приматпен құтқару жүйесін сынау. Сәттілік Sam атты резус макакасын алып келді. Virginia штатының Wallops аралынан оңтүстік-шығысқа қарай 312 км жерде орналасқан Borie тауып алды; биіктігі: 85 км.
Little Joe 1B 21 қаңтар 1960 ж. 8 м 35 с Максималды q кезінде авариялық тоқтату және құтқару жүйесін приматпен, капсуласы бар сынау. Сәттілік Miss Sam атты резус маймылын алып келді.
Little Joe 5 8 қараша 1960 ж. 2 м 22 с Өндірістік ғарыш кемесімен Little Joe құтқару жүйесінің алғашқы сынағы, максималды q жылдамдығында. Сәтсіздік Ғарыш кемесін ұстап тұрған қысқыш ауа қысымынан ауытқыды; осыған және дұрыс емес сымдарға байланысты құтқару мұнарасы тым ерте тұтанды және ғарыш кемесін ұшыру құралынан ажыратуға мүмкіндік бермеді. Биіктігі: 16 км.
Little Joe 5A 18 наурыз 1961 ж. 5 м 25 с Mercury ғарыш кемесімен құтқару жүйесінің екінші сынағы. Ішінара сәттілік Мұнара 14 секунд бұрын атылды; ол ғарыш кемесін зымыраннан ажырата алмады.
Little Joe 5B 28 сәуір 1961 ж. 5 м 25 с Өндірістік ғарыш кемесімен құтқару жүйесінің үшінші сынағы. Сәттілік Little Joe бағдарламасы аяқталды.
Mission Photo Launch Duration Purpose Result Remarks Little Joe 1 August 21, 1959 20 s Test of launch escape system during flight. Failure Due to an electrical malfunction, the escape tower ignited 1/2 hour before launch and took the spacecraft with it, leaving the rocket on the ground. Little Joe 6 October 4, 1959 5 m 10 s Test of spacecraft aerodynamics and integrity. Partial success No additional tests Little Joe 1A November 4, 1959 8 m 11 sTest of launch escape system during flight with boiler plate capsule. Partial success The rescue tower rocket ignited 10 seconds too late. Recovered by Opportune 11.5 mile (19 km) SE of Wallops Island. Little Joe 2 December 4, 195911 m 6 s Escape system test with primate at high altitude. Success Carried Sam, a rhesus macaque. Recovered by Borie 194 mile (312 km) SE of Wallops Island, Virginia; altitude: 53 mi (85 km). Little Joe 1B January 21, 19608 m 35 sMaximum q abort and escape test with primate with boiler plate capsule. Success Carried a female rhesus monkey named Miss Sam. Little Joe 5 November 8, 19602 m 22 s First Little Joe escape system test with a production spacecraft, at max q. Failure The clamp holding the spacecraft was deflected by air pressure; due to this and incorrect wiring, the escape tower ignited too early and further failed to separate spacecraft from launch vehicle. Altitude: 10 mile (16 km) Little Joe 5A March 18, 19615 m 25 s Second test of escape system with a production Mercury spacecraft. Partial success Tower fired 14 seconds too soon; it failed to separate the spacecraft from the rocket. Little Joe 5B April 28, 19615 m 25 s Third test of escape system with a production spacecraft. Success Concluded Little Joe program.