Канадские звуковые ракеты Black Brant: История и развитие

Введение

Семейство канадских зондирующих ракет Black Brant – это семейство канадских зондирующих ракет, изначально разработанных и построенных компанией Bristol Aerospace, впоследствии поглощенной Magellan Aerospace в Виннипеге, Манитоба. С момента начала производства в 1961 году было запущено более 800 ракет Black Brant различных модификаций, и данный тип остается одним из самых востребованных в качестве зондирующих ракет. Они неоднократно использовались Канадским космическим агентством и NASA.

История

Черный Брант был результатом исследований, проведенных в Канадском исследовательском и опытно-конструкторском управлении вооружений (CARDE) в 1950-х годах, для изучения природы верхней части атмосферы в рамках продолжающихся исследований систем противоракетной обороны и дальней связи. В 1957 году CARDE заключило контракт с компанией Bristol на производство простого корпуса ракеты, получившего название Propulsion Test Vehicle, для изучения высокоэффективных твердых топлив. Полученная конструкция, разработанная Альбертом Фиа, оказалась довольно тяжелой, поскольку она должна была обеспечивать возможность использования широкого диапазона времени горения двигателя, загрузки топлива и углов запуска, что соответствовало ее роли в качестве испытательного стенда для разработки систем ПРО. Первый испытательный полет состоялся всего через два года, в сентябре 1959 года, с ракетного полигона Черчилля. Позже внимание CARDE переключилось на дальнейшую связь, и они сочли систему Propulsion Test Vehicle полезной в качестве зондирующей ракеты. Чтобы лучше соответствовать этой роли, компания Bristol модифицировала конструкцию, сделав ее легче и более адаптированной к задачам зондирования. Так появился Black Brant. В течение следующих нескольких лет CARDE запустила ряд ракет Black Brant, включая оригинальную конструкцию Black Brant I, способную выводить полезную нагрузку на определенную высоту, а также более крупную Black Brant II, совершившую свой первый полет в октябре 1960 года, и меньшую, но достигающую большей высоты Black Brant III. Конструкция ракеты делала акцент на надежности, а не на полезной нагрузке и дальности. В июле 1963 года состоялся первый полет гораздо более крупной Black Brant V, которая также использовалась в качестве разгонного блока для Black Brant III, что привело к созданию Black Brant IV. IV совершила свой первый полет в 1964 году, но потерпела неудачу, как и следующий испытательный запуск. За исключением этих двух неудачных пусков, которые были устранены, Black Brant больше никогда не терпел неудач, что делает ее одной из самых надежных ракет в истории. С тех пор она постоянно совершенствовалась, и текущие версии – XI и XII – состоят из Black Brant V, используемой в качестве верхней ступени, с ускорителями Talos и Terrier в качестве нижних ступеней. Они достигали высот более чем в 100 километров, что выше ионосферы и выше орбит космического шаттла и Международной космической станции. Конструкции двигателей, разработанные CARDE в рамках программы Black Brant, были самыми эффективными твердыми топливами своего времени. Затем компания Bristol использовала это топливо в новой ракете, создав CRV7 – первую ракету, способную проникать в стандартные ангары для самолетов стран Варшавского договора. С тех пор CRV7 стала де-факто стандартной ракетой для большинства западных вооруженных сил. В 1976 году Австралия и Канада, через Национальный исследовательский совет Канады (NRCC), договорились о запуске ракеты с испытательного полигона Вумера. 9 ноября там была запущена ракета Black Brant VB для проведения экспериментов в ионосфере. Позже NASA запустила несколько ракет Black Brant IX. В настоящее время, благодаря 98% успеваемости, она остается одной из самых популярных зондирующих ракет, когда-либо созданных. Ракеты неоднократно использовались Канадским космическим агентством и NASA. Модель ракеты Black Brant IX в масштабе 1:1 установлена перед штаб-квартирой Канадского космического агентства в Сент-Хуберте, к востоку от Монреаля. Полномасштабная Black Brant VC выставлена в Галерее науки Музея Манитобы в Виннипеге, Манитоба, Канада. В 1995 году четырехступенчатая ракета Black Brant XII, запущенная с ракетного полигона Andøya у северо-западного побережья Норвегии, вызвала норвежский ракетный инцидент, также известный как «страх Black Brant». Траектория полета напоминала траекторию подводной лодки ВМС США, запускающей ракету Trident. В результате российские ядерные силы были приведены в состояние повышенной готовности, опасаясь ядерного удара с большой высоты, который мог бы ослепить российские радары, и «ядерный чемоданчик» России, «Чегет», был доставлен президенту России Борису Ельцину, которому затем предстояло решить, наносить ли ответный ядерный удар по Соединенным Штатам. Это первый и на сегодняшний день единственный известный случай, когда ядерная держава активировала свой «ядерный чемоданчик» и подготовилась к нанесению удара. 19 сентября 2009 года Black Brant XII, запущенная для изучения облаков, вызвала многочисленные звонки из северо-восточных штатов США с сообщениями о «странных огнях в небе». NASA сообщило, что свет исходил от искусственного ноктилюцентного облака, образованного частицами выхлопных газов четвертой ступени на высоте около 80 километров.

Black Brant was the result of research at Canadian Armament Research and Development Establishment (CARDE) during the 1950s into the nature of the upper part of the atmosphere as part of ongoing research into anti ballistic missile systems and very long range communication. In 1957 CARDE contracted Bristol to produce a simple rocket fuselage, called the Propulsion Test Vehicle, for studies into high power solid fuels. The resulting design, by Albert Fia, was quite heavy, as it was designed to be able to accommodate a wide variety of engine burning times, propellant loadings and launch angles in keeping with its role as a test vehicle for ABM systems development. The first test flight took place only two years later from the Churchill Rocket Research Range in September 1959. CARDE's attention later turned to long distance communications and they found the Propulsion Test Vehicle system useful as a sounding rocket. To better suit this role, Bristol modified the design to be lighter and more tailored to the sounding rocket role. This became the Black Brant. CARDE launched a number of Black Brant rockets over the next few years, both the original Black Brant I design which could place a payload to altitude, as well as the larger Black Brant II which first flew in October 1960, and the smaller but higher altitude Black Brant III. The rocket's design emphasized reliability over payload and range. In July 1963 the much larger Black Brant V first flew, which was also used as a booster stage for the Black Brant III to make the Black Brant IV. The IV first flew in 1964, but failed, as did the next test launch. Aside from these two launches, which were corrected for, the Black Brant has never had another failure, making it one of the most reliable rockets in history. Since then it has undergone continual evolution, and the current versions are the XI and XII, consisting of Black Brant V used as an upper stage, with Talos and Terrier boosters as lower stages. They have reached altitudes of more than , which is above the ionosphere and well above the orbits of the Space Shuttle and the International Space Station. The propellant designs developed by CARDE in the Black Brant program were the highest performing solid fuels of their day. Bristol then placed this propellant in a new rocket to form the CRV7, the first rocket capable of penetrating standard Warsaw Pact aircraft hangars. The CRV7 has since gone on to become the de facto standard rocket for most Western aligned militaries. In 1976, Australia and Canada through the National Research Council Canada (NRCC) agreed to launch a rocket from Woomera Test Range. The Black Brant VB rocket was launched there on 9 November for experiments in the ionosphere. Later, NASA would launch a number of Black Brant IX. At present, due to its 98% success rate, it remains one of the most popular sounding rockets ever built. The rockets have been used repeatedly by the Canadian Space Agency and NASA. There is a 1:1 scale model of the Black Brant IX rocket in front of the head office of the Canadian Space Agency in Saint Hubert, east of Montréal. A full scale Black Brant VC is on display in the Science Gallery of The Manitoba Museum in Winnipeg, Manitoba, Canada. In 1995, a Black Brant XII four stage sounding rocket from the Andøya Rocket Range off the northwestern coast of Norway caused the Norwegian rocket incident, also known as the Black Brant scare. The trajectory resembled that of a U. S. Navy submarine launched Trident missile. Russian nuclear forces were put on high alert as a result, fearing a high altitude nuclear attack that could blind Russian radar, and Russia's "nuclear briefcase", the Cheget, was brought to Russian President Boris Yeltsin, who then had to decide whether to launch a retaliatory nuclear strike against the United States. It is the first and thus far only known incident where any nuclear weapons state had its nuclear briefcase activated and prepared for launching an attack. On September 19, 2009, a Black Brant XII that was launched to study clouds caused numerous calls from the northeastern U. S. reporting "strange lights in the sky". NASA reported that the light came from an artificial noctilucent cloud formed by the exhaust particles of the rocket's fourth stage at an altitude of about .