Британская ракетная семья Skylark: История и развитие

Введение

Британская семья ракет-зондов, часто упоминаемая как Skylark

Skylark была семейством британских ракет-зондов. Она находилась в эксплуатации с 1957 по 2005 год. Разработка Skylark началась в начале 1950-х годов в Королевском авиационном заведении (RAE), которое обратилось в Королевское общество с предложением использовать ракету для проведения научных экспериментов. В начале 1955 года британское правительство согласилось выделить 100 000 фунтов стерлингов на поддержку работы программы в течение четырех лет. Разработка Skylark, первоначально известной как CTV.5 Series 3, велась быстрыми темпами, в надежде, что первые запуски смогут состояться во второй половине 1956 года. 7 апреля 1956 года существование ракеты Skylark было публично раскрыто под ранним названием "аппарат Гассио". Стартовые комплексы были созданы на существующем ракетном полигоне Вумера в Австралии; ракеты Skylark производились в Великобритании и доставлялись в Австралию для окончательной сборки, испытаний и запуска. Первый запуск Skylark состоялся 13 февраля 1957 года, а первая научная миссия – в апреле 1958 года, быстро зарекомендовав себя как ценная платформа для различных областей исследований. Подавляющее большинство запусков осуществлялось с Вумеры, хотя впоследствии использовались и другие стартовые площадки в Европе и Южной Америке. В 1977 году британское правительство решило прекратить поддержку программы, передав ответственность за Skylark компании British Aerospace. Она продолжала эксплуатироваться еще несколько десятилетий. 441-й и последний запуск Skylark состоялся 2 мая 2005 года с космодрома Эсранж в Швеции. Запуски осуществлялись в различных целях, включая военные миссии, а круг пользователей простирался далеко за пределы Великобритании и включал NASA, Европейскую организацию космических исследований (ESRO), а также немецкие и шведские космические организации.

Разработка

Истоки Skylark можно проследить до решений, принятых после Второй мировой войны. В отличие от некоторых держав, Соединенное Королевство не решило немедленно приступить к работам над ракетами большой дальности; однако Министерство снабжения вело разработки оборонительного управляемого вооружения, что привело к созданию ракет класса «земля-воздух», таких как Bloodhound, в 1950-х годах. Для реализации этих программ министерство разработало серию опытных ракет для научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. В мае 1953 года, в преддверии крупной конференции в Оксфорде, посвященной ракетным исследованиям верхних слоев атмосферы, Министерство снабжения обратилось к Комитету Гассиота Королевского общества с предложением использовать министерские ракеты для научных исследований. Это предложение, хотя и было встречено положительно, быстро стало ясно, что оно выходит за рамки финансовых возможностей университетов. В феврале 1954 года группа ученых с энтузиазмом отреагировала на закрытый брифинг по проекту Royal Aircraft Establishment (RAE) – ракете CTV.5 Series 3 (которая впоследствии получила название Skylark). Серия ракет CTV изначально использовалась для изучения аэродинамического управления ракетами, однако заявлялось, что Skylark способна нести полезную нагрузку весом 45,4 кг на высоту 200 км (124 мили). В то время проявлялся значительный интерес к исследованию ионосферы, которая оставалась относительно малоизученной, и Skylark должен был стать революционным инструментом для ее изучения. В апреле 1955 года, после утверждения финансирования, исследовательская программа была официально запущена; примерно половина из 100 000 фунтов стерлингов была потрачена на сами ракеты, а остальная часть – на научные приборы и технический персонал. Помимо своей научной роли, Skylark также должен был выполнять военные задачи, будучи в распоряжении исследовательской программы RAE, в том числе в области разработки баллистических ракет; в обмен на это RAE оказывало значительную помощь в проектировании, производстве, подготовке и запуске ракеты. К проекту Skylark было привлечено множество сотрудников RAE. Относительно амбициозная дата первого запуска была назначена на лето 1956 года, в период проведения Международного геофизического года, что требовало завершения разработки менее чем за год. Дополнительная поддержка программы Skylark была оказана Ракетным двигательным испытательным центром (RPE) в Весткотте при разработке и испытаниях ракетного двигателя Raven 1. Еще до этого объявления было решено, что Skylark будет запускаться с ракетного полигона Вумера в Австралии. Работы по проекту продвигались быстрыми темпами, но проблема с воспламенением, возникшая в ходе приемочных испытаний на RPE, вынудила перенести первый запуск с ноября 1956 года, а частично из-за закрытия полигона Вумера на Рождество – до следующего года. 13 февраля 1957 года Skylark совершила свой первый запуск с Вумеры; во время этого первоначального испытательного полета ракета не несла экспериментальной полезной нагрузки, за исключением испытательного оборудования RAE для контроля работы ракеты. Это был первый аппарат большой дальности, запущенный с Вумеры.

The origins of the Skylark can be traced back to decisions made in the aftermath of the Second World War. Unlike some powers, the United Kingdom had not opted to immediately proceed with work on long range rocketry; however, the Ministry of Supply did work on defensive guided weaponry, leading to the arrival of surface to air missiles such as the Bloodhound during the 1950s. To conduct these programmes, the ministry developed a series of test missiles for research and development. During May 1953, amid the preparations for a major conference in Oxford on rocket based exploration of the upper atmosphere, the Ministry of Supply approached the Gassiot Committee of the Royal Society with an offer of using ministry rockets for scientific research. This offer, while positively received, was quickly realised to far exceed what would be affordable to the universities. During February 1954, a group of scientists enthusiastically responded to a closed briefing on a Royal Aircraft Establishment (RAE) project, the CTV.5 Series 3 rocket (which would later adopt the name Skylark). The CTV series of rockets had originally been used to investigate aerodynamic control of missiles, yet the Skylark was stated to be capable of carrying a payload of 100 lb to an altitude of 200 km (124 mi). There was considerable interest in exploring the ionosphere, which was relatively unknown at that time, and Skylark would be a revolutionary tool for its study. During April 1955, following the approval of funding, the research programme formally commenced; roughly half of the £100,000 was spent on the vehicles themselves, while the remainder covered the costs of scientific instruments and technical staff. In addition to its scientific role, Skylark was also to serve a military purpose, being available to the RAE's research programme, including in the development of ballistic missiles; in return, the RAE provided considerable assistance in the rocket's design, manufacture, preparation, and firing. Numerous RAE personnel were allocated to the Skylark initiative. A relatively ambitious target date for the first launch was set for the summer of 1956 during the International Geophysical Year, necessitating development to be completed in little over a year. Additional support for the Skylark programme was sourced from the Rocket Propulsion Establishment (RPE) at Westcott with the development and testing of the Raven 1 rocket engine. Even before this announcement, it had been decided that Skylark would be fired from the Woomera rocket range in Australia. While work did proceed at a fast pace on the project, an ignition problem encountered during the RPE's proof testing forced the postponement of the first launch past a November 1956 slot and, partially due to the Woomera's range's closure for Christmas, was delayed until the following year. On 13 February 1957, the Skylark performed its first launch from Woomera; for this initial test flight, it carried no experimental payload save for RAE test instrumentation to monitor the rocket's performance. It was the first long range vehicle to be launched from Woomera.

Операции

В апреле 1958 года началось научное использование ракеты Skylark, что ознаменовало достижение программой полноценного оперативного статуса. После сборки ракеты транспортировались еще на 270 миль до полигона для финальной подготовки, занимавшей около двух недель. После нескольких этапов испытаний ракета устанавливалась на прицеп и доставлялась на стартовую площадку, как правило, за два дня до даты запуска; сам запуск осуществлялся сотрудниками Австралийского управления по разработке вооружений из подземного центра управления, расположенного у края бетонной площадки. Темпы запусков стремительно возросли в первые четыре года программы: если в 1958 году было запущено восемь ракет Skylark, то к 1961 году это число достигло 17. Высокие показатели и ценность программы Skylark были отмечены Консультативным советом по научной политике при британском правительстве в 1961 году. Однако, в RAE были специалисты, считавшие, что общий процент успешных запусков программы – 40% – значительно ниже, чем у самой ракеты, которая демонстрировала 90% успешности; это объяснялось несколько неформальным административным процессом и недостаточным финансированием. Определенные средства были выделены на улучшения, в частности, на дальнейшую разработку ракетного двигателя Raven. В 1960-х годах Skylark зарекомендовала себя как отличная платформа для космической астрономии, обладая возможностью наведения на Солнце, Луну или звезду. С ее помощью были получены первые качественные рентгеновские снимки солнечной короны. Только в 1963 году с использованием Skylark было проведено 14 экспериментов, связанных с физикой Солнца. В рамках национальной программы Великобритании пик частоты запусков Skylark пришелся на 1965 год – 20 запусков (с Вумеры), а всего с 1957 по 1978 год было совершено 198 полетов. В середине 1960-х годов было внедрено ключевое усовершенствование – стабилизированная система полезной нагрузки; поскольку Skylark была разработана как ракета, стабилизируемая аэродинамическими рулями, после выхода из атмосферы не предусматривалось управление, что приводило к кувырканию и вращению аппарата. К февралю 1967 года, в десятую годовщину первого запуска Skylark, было выполнено 157 запусков, в ходе которых было проведено более 300 научных экспериментов. Первые рентгеновские обзоры неба в Южном полушарии были получены благодаря запускам Skylark. Иногда на ракетах Skylark, используемых для испытаний RAE, размещались австралийские научные эксперименты, поскольку они обычно не использовали весь потенциал полезной нагрузки. В 1975 году Федеративная Республика Германия, через DFVLR (ныне Немецкий аэрокосмический центр или DLR), договорилась с Австралией о сотрудничестве в запуске ракеты Skylark с Вумеры в научных целях. Этот запуск состоялся 14 марта 1975 года, за ним последовали еще три: 22 февраля, 13 марта 1979 года и 24 августа 1987 года. Ракеты Skylark производились серийно до конца 1970-х годов, пока британское правительство не приняло решение о закрытии программы в 1977 году, посчитав, что будущие исследования "легкого веса" будут проводиться с использованием космического шаттла NASA. Кроме того, к 1970-м годам зондирующие ракеты в целом столкнулись с растущей конкуренцией со стороны научных спутников, способных выполнять миссии в течение гораздо более длительного времени и на большей территории. Программа Skylark была передана компании British Aerospace, которая впоследствии продала ее компании Matra Marconi Space. Хотя количество запусков значительно сократилось в конце 1970-х и 1980-х годах, научная аппаратура, перевозимая ракетами Skylark, становилась все более сложной и амбициозной. В 1999 году компания Marconi продала программу небольшой частной компании Sounding Rocket Services, базирующейся в Бристоле. Начиная с 2018 года, Skyrora, британская аэрокосмическая и пусковая компания, разработала и запустила новую серию звуковых ракет "Skylark", возродив это название. Запуски осуществлялись с севера Шотландии, где строятся космопорты Шетланд и Сазерленд, а также с Исландии. Компания также планирует разработать ракету-носитель для вывода спутников на орбиту, что станет первым подобным проектом для Великобритании, которая ранее запускала спутники только с Вумеры в Австралии.

During April 1958, scientific use of the Skylark commenced, marking the programme's attainment of true operational status. Once assembled, the rockets would be transported a further 270 miles to the actual range for roughly two weeks of final preparation ahead of launching. After multiple rounds of testing, the rocket would be mounted on a trailer and taken to the launch platform, usually two days prior to the launch date; the launch itself was overseen by Australian Weapons Research Establishment personnel from an underground control room at the edge of the concrete apron. The pace of launches climbed rapidly in the first four years of the programme; while eight Skylarks were launched in 1958, this rose to 17 during 1961. The good performance record and value of the Skylark programme was recognised by the British government's Advisory Council on Scientific Policy in 1961. Yet, there were figures within the RAE that felt that the overall success rate of the programme of 40% was far beneath that of the rocket itself, which had a 90% success rate; this was speculated to have been due to the somewhat informal administrative process of the programme and a lack of funding. Some funding had been made available for improvements, such as the continuous development of the Raven rocket motor. During the 1960s, Skylark proved itself to be an excellent platform for space astronomy, possessing the ability to point at the Sun, Moon, or a star. It was used to obtain the first good quality X ray images of the solar corona. In 1963 alone, a total of 14 experiments relating to solar physics were conducted using the Skylark. Within the UK national programme, the frequency of Skylark launches peaked at 20 during 1965 (from Woomera), a total of 198 flights took place between 1957 and 1978 alone. During the mid 1960s, a key improvement in the form of the stabilised payload system was introduced; as Skylark was designed as a fin stabilised rocket, there was no guidance once outside of the atmosphere, causing the vehicle to tumble and spin. By February 1967, the tenth anniversary of the Skylark's first launch, 157 launches had been performed, carrying in excess of 300 scientific experiments. The first X ray surveys of the sky in the Southern Hemisphere were provided by Skylark launches. Occasionally, Australian scientific experiments were flown on Skylarks being used for RAE tests, as these did not typically make much use of the payload capability. During 1975, the Federal Republic of Germany through the DFVLR (now German Aerospace Center or DLR) agreed with Australia to cooperate on the launch of a Skylark rocket at Woomera for scientific purposes. This launch took place on 14 March 1975. This was followed by three more, launched on 22 February, 13 March 1979, and 24 August 1987. Skylarks were constructed in quantity into the late 1970s, up until the British government decided to terminate the programme in 1977, having concluded that future "low weight" research would be carried out using NASA's Space Shuttle instead. Furthermore, by the 1970s, sounding rockets in general were facing increasing competition from scientific satellites, which could conduct missions for far longer terms and across a greater geographical range. The Skylark programme was transferred to British Aerospace, who subsequently sold it to Matra Marconi Space. While the number of launches declined substantially during the late 1970s and the 1980s, the scientific payloads being carried by Skylarks were becoming increasingly complex and ambitious. During 1999, Marconi sold the programme to a small private company, Sounding Rocket Services, based in Bristol. Beginning in 2018, Skyrora, a British aerospace & launch company, has developed and launched a new series of "Skylark" sounding rockets, reviving the name. They have launched from northern Scotland, where Shetland spaceport and Sutherland spaceport are being built, and also from Iceland. They plan to also develop a satellite launch vehicle which will launch from the UK, which will be a first for the country, which previously only launched satellites from Woomera, Australia.