Введение
Ракета Vanguard предназначалась для того, чтобы стать первым американским носителем, выводящим спутник на орбиту. Однако, вызванный внезапным запуском "Спутника-1" кризис заставил США, после неудачи "Vanguard TV-3", оперативно вывести на орбиту спутник "Explorer 1" с помощью ракеты Juno I, сделав "Vanguard 1" вторым успешным орбитальным запуском США. Ракеты Vanguard использовались в рамках проекта Vanguard с 1957 по 1959 год. Из одиннадцати ракет Vanguard, которые проект предпринял запустить, три успешно вывели спутники на орбиту. Ракеты Vanguard сыграли важную роль в космической гонке между Соединенными Штатами и Советским Союзом.
The Vanguard rocket was intended to be the first launch vehicle the United States would use to place a satellite into orbit. Instead, the Sputnik crisis caused by the surprise launch of Sputnik 1 led the U. S., after the failure of Vanguard TV 3, to quickly orbit the Explorer 1 satellite using a Juno I rocket, making Vanguard 1 the second successful U. S. orbital launch. Vanguard rockets were used by Project Vanguard from 1957 to 1959. Of the eleven Vanguard rockets which the project attempted to launch, three successfully placed satellites into orbit. Vanguard rockets were an important part of the Space Race between the United States and the Soviet Union.
Обзор
В 1955 году Соединенные Штаты объявили о планах вывести на орбиту научный спутник в рамках Международного геофизического года (IGY) в 1957–1958 годах. Целью было отслеживание спутника во время проведения экспериментов. В то время рассматривались три варианта ракеты-носителя: SM 65 Atlas ВВС, модификация SSM A 14 Redstone Агентства армейских баллистических ракет, и предложение ВМС о трехступенчатой ракете на базе зондирующей ракеты RTV N 12a Viking. Параллельно велась разработка программы «Система вооружения 117L», обладавшей строжайшей секретностью. Одной из проблем, связанных с разведывательной деятельностью, был вопрос законности: существовала ли «свобода космоса» или воздушное пространство государства заканчивалось при входе в космическое пространство? Предложение армии, основанное на Redstone, скорее всего, было бы первым, готовым к запуску спутника. Однако связь с ученым немецкого происхождения Вернером фон Брауном представляла собой риск для репутации. В любом случае, баллистические ракеты Atlas и Redstone являлись приоритетными военными проектами, которые не должны были быть заторможены из-за реализации второстепенной задачи по запуску в космос. Проект «Авангард» Милтона Розена реализовывался в Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL), которая воспринималась скорее как научная, чем военная организация. Розен и Ричард Портер (руководитель спутниковой программы IGY и глава Американского ракетного общества) активно поддерживали «Авангард» и выступали против использования ракет Atlas или разработок фон Брауна. Они подчеркивали невоенные цели спутниковой программы. Помимо репутационных аспектов, невоенный спутник считался важным, поскольку необходимо было избежать дискуссий о законности или незаконности полетов спутников над территорией иностранных государств. В августе или сентябре 1955 года Комитет Министерства обороны по специальным возможностям выбрал предложение NRL, получившее название Vanguard, для реализации проекта IGY. Компания Martin, которая также строила Viking, стала главным подрядчиком по разработке ракеты-носителя. Ракета Vanguard была спроектирована как трехступенчатая. Первая ступень оснащалась жидкостным ракетным двигателем General Electric X 405 (обозначенный XLR50 GE 2 ВМС), разработанным на базе двигателя RTV N 12a Viking. Вторая ступень использовала жидкостный ракетный двигатель Aerojet General AJ10 37 (XLR52 AJ 2), являвшийся модификацией двигателя RTV N 10 Aerobee. Наконец, третья ступень представляла собой твердотопливный ракетный двигатель. Во всех трехступенчатых полетах Vanguard, кроме последнего, использовался двигатель, произведенный компанией Grand Central Rocket Company. Ракета Vanguard не имела стабилизаторов, а управление первой и второй ступенями осуществлялось с помощью поворотных двигателей. На второй ступени размещались система телеметрии, инерциальная система наведения и автопилот. Третья ступень стабилизировалась вращением, которое передавалось от поворотного стола на второй ступени перед отделением. Вторая ступень Vanguard на протяжении десятилетий использовалась в качестве второй ступени ракет Able и Delta для запуска спутников. Двигатель AJ10, использовавшийся на этих ступенях, был модернизирован до AJ10 137 и применялся в качестве двигателя служебного модуля «Аполлон». AJ10 190, адаптированный от космического корабля «Аполлон», использовался на космическом шаттле для орбитальных маневров. AJ10 160 планируется использовать на перспективном космическом корабле Orion от NASA.
Резюме запуска
Первые два полета программы Vanguard, обозначенные Vanguard TV 0 и Vanguard TV 1, были на самом деле последними двумя оставшимися модифицированными ракетами RTV N 12a Viking. Vanguard TV 0, запущенный 8 декабря 1956 года, в основном тестировал новые телеметрические системы, в то время как Vanguard TV 1 1 мая 1957 года был двухступенчатым аппаратом, тестировавшим разделение и зажигание верхней ступени Vanguard на твердом топливе. Vanguard TV 2, запущенный 23 октября 1957 года после нескольких неудачных попыток, был первой настоящей ракетой Vanguard. Вторая и третья ступени были инертными, но полет успешно протестировал разделение первой/второй ступени и раскрутку третьей ступени. Однако к тому времени Советский Союз уже вывел спутник "Спутник-1" на орбиту, и проект Vanguard был вынужден как можно скорее запустить свой собственный спутник. Поэтому к ракете Vanguard TV 3 был добавлен очень маленький экспериментальный спутник (насмешливо названный Никитой Хрущевым "грейпфрутом" и весивший всего лишь ), который должен был стать первым испытанием ракеты Vanguard в полной конфигурации. Хотя NRL и компания Glenn L. Martin Company пытались подчеркнуть, что миссия Vanguard TV 3 была чисто тестовым полетом (и одним из нескольких "первых"), все остальные рассматривали ее как первый запуск спутника западным миром, представленный как "ответ Америки на Спутник". Вернер фон Браун гневно заявил о запуске "Спутника": "Мы знали, что они собираются это сделать. Vanguard никогда не взлетит. У нас есть оборудование на складе. Мы можем вывести спутник на орбиту за 60 дней". 6 декабря 1957 года ВМС США запустили ракету Vanguard TV 3, несущую спутник, с мыса Канаверал. Она достигла высоты всего лишь в несколько километров, прежде чем упала и взорвалась. Спутник был выброшен из верхней части ракеты, приземлился в кустах рядом с пусковой площадкой и начал передавать сигналы, что побудило обозревателя New York Journal American Дороти Килгаллен заметить: "Почему бы кому-нибудь не выйти туда, не найти его и не застрелить?". Американская пресса окрестила ее "Капутником". Расследование аварии показало, что недостаточное давление в топливном баке позволило горячим выхлопным газам вернуться в головку инжектора и разрушить ее, вызвав полную потерю тяги двигателя. После неудачи Vanguard TV 3 был подготовлен резервный аппарат Vanguard TV 3BU ("BU" – резервный) для новой попытки. Рабочие на площадке поспешили устранить повреждения, нанесенные LC 18A взрывом Vanguard TV 3, и в третью неделю января 1958 года работа была завершена. Vanguard TV 3BU был установлен на пусковой стол, но непрерывные задержки сорвали попытку запуска. Сильные дожди вызвали короткое замыкание некоторых электрических кабелей на земле, что потребовало их замены. Вторая ступень также находилась на пусковой площадке с полным баком азотной кислоты в течение нескольких недель, что в конечном итоге привело к коррозии топливного бака и клапанов. Ее пришлось снять и заменить другой ступенью. Наконец, запуск начался ночью 5 февраля 1958 года. Vanguard плавно поднялся в небо и работал хорошо до 57 секунд после запуска, когда разгонный блок отклонился почти на 40°. Тонкая вторая ступень сломалась пополам из-за аэродинамического напряжения через четыре секунды, в результате чего Vanguard начал кувыркаться, прежде чем офицер безопасности полетов отдал команду на самоуничтожение. Причиной аварии был признан ложный сигнал системы наведения, который заставил первую ступень выполнить непреднамеренные маневры. Система наведения была модифицирована для повышения надежности, и были предприняты усилия по улучшению контроля качества. 17 марта 1958 года Vanguard TV 4 наконец-то успешно вывел на орбиту спутник Vanguard 1. Однако к тому времени армейская ракета Juno (Jupiter C) уже запустила первый американский спутник Explorer 1. Ракета Vanguard TV 4 вывела спутник Vanguard 1 на относительно высокую орбиту. Vanguard 1 и его третья ступень остаются на орбите как самые старые рукотворные объекты в космосе. Следующие четыре полета, TV 5 и SLV (Satellite Launch Vehicle) Vanguard SLV 1, Vanguard SLV 2 и Vanguard SLV 3, все закончились неудачей, но 17 февраля 1959 года Vanguard SLV 4 вывел на орбиту Vanguard 2, весивший ,. SLV были "серийными" ракетами Vanguard. Vanguard SLV 5 и Vanguard SLV 6 также потерпели неудачу, но последний полет 18 сентября 1959 года успешно вывел на орбиту спутник Vanguard 3. Эта последняя миссия была обозначена как Vanguard TV 4BU, поскольку использовала оставшийся тестовый аппарат, который был модернизирован новой третьей ступенью, Allegany Ballistics Laboratory X 248A2 Altair. Этот более мощный двигатель позволил вывести на орбиту более тяжелый полезный груз. Комбинация жидкостного двигателя AJ10 и твердотопливного двигателя X 248 также использовалась под названием Able в качестве верхней ступени для ракет-носителей Thor и Atlas.