Кто ты, незнакомец?

ПЕРЕНОС, ОТСРОЧКА, ПОПЫТКА… СТАРТ

Тяжелый носитель Delta IV Heavy после восьми задержек и переносов ушел со стартового комплекса SLC-6 на авиабазе Ванденберг в штате Калифорния 19 января в 19:10 по местному времени, с задержкой на полтора месяца и с опозданием на пять минут. Выведенному на орбиту спутнику дали порядковое обозначение USA290. Подобные номера даются американским военным КА с 1984 г.; до этого официальных названий у них не было и объявлялся только использованный носитель. Через полтора часа после старта компания United Launch Alliance («Альянс»), осуществившая его по заказу ВВС США, объявила об успешном запуске КА Национального разведывательного управления NRO в интересах национальной безопасности США. Конкретное назначение аппарата, как обычно, указано не было. Официальное обозначение пуска было NRO L-71. Заказ на него был выдан 12  ноября 2015 г. в рамках существующего контракта с «Альянсом» на закупку пусковых услуг. Расчетной датой старта было 15 сентября 2018 г. При реальном годовом планировании она сдвинулась совсем чуть-чуть – на 26  сентября, но в начале этого месяца представители ВВС США объявили о переносе на 3  декабря. 26  октября на ракету была установлена головная часть со спутником. 21 ноября назвали новую дату – 7 декабря. Однако в назначенный день старт не состоялся из-за неисправности на линии передачи сигнала аварийного прекращения старта (вот такой парадокс!). Вторая попытка была предпринята 8 декабря и закончилась автоматическим аварийным прекращением пуска всего за 7.5 сек до расчетного времени старта и за полсекунды до включения первого из трех двигателей RS-68A. Причиной отмены оказалось ненормальное показание датчика. Назначенную на 18  декабря попытку старта пропустили по метеоусловиям – скорость высотных ветров оказалась выше допустимой. 19  декабря за десять минут до расчетного времени под двигателем левого бокового блока была отмечена высокая концентрация водорода, сигнализирующая об утечке. Естественно, старт опять отменили. 28 декабря «Альянс» объявил, что пуск намечен на 6  января 2019 г., но уже в первый день года пришло известие о новой задержке на неопределенный срок. 3 января провели пробную заправку, но и после нее утечка сохранилась, а ясности с графиком не прибавилось. Пришлось заменить и проверить клапан, и лишь 15  января была наконец названа окончательная дата – 19 января.

Солнечно-синхронной называется орбита, для которой условия освещенности по трассе полета спутника остаются постоянными. Для аппаратов класса KH-11 с 1984 г. использовались солнечно-синхронные орбиты наклонением 97.9° и высотой 265x1000 км.

КАК ЕГО НАШЛИ

За несколько месяцев до старта солидарное мнение экспертов состояло в том, что тяжелая «Дельта» доставит на орбиту спутник оптико-электронной разведки из семейства KH-11 нового, пятого поколения в интересах Национального разведывательного управления NRO. Первый довод в пользу этой версии состоял в том, что со времени запуска двух последних КА этого класса в январе 2011 г. и в августе 2013 г. прошло уже много времени. Сюда же прилагался тот факт, что два упомянутых аппарата улетели на Delta IV Heavy и что две ракеты этого типа должны стартовать с Ванденберга в 2018 г. и 2020 г. с миссиями NRO L-71 и L-82. Мысль о замене просто-таки напрашивалась. Кроме того, наблюдатели связали предстоящий старт с заблаговременным развертыванием аппаратов-ретрансляторов SDS нового поколения, которые доставили на орбиту в июле 2016 г. и в октябре 2017 г. Косвенное подтверждение такой связи дал и заказчик пусковых услуг: в ноябре 2015 г. Центр ракетных и космических систем ВВС США одновременно с NRO L-71 объявил заказ и на запуск второго из этих ретрансляторов и сообщил, что оба старта состоятся «в обеспечение миссии NRO по созданию инновационных систем космической разведки для национальной безопасности». Первые сомнения возникли у экспертов 30 ноября, когда было объявлено необычное время запуска. Стартовое окно открывалось в 20:19 по местному, то есть в 04:19 UTC. Между тем все предыдущие «Кейхолы» выводились на солнечно-синхронные орбиты двух типов: первому

Кроме того, наблюдатели связали предстоящий старт с заблаговременным развертыванием аппаратов-ретрансляторов SDS нового поколения, которые доставили на орбиту в июле 2016 г. и в октябре 2017 г. Косвенное подтверждение такой связи дал и заказчик пусковых услуг: в ноябре 2015 г. Центр ракетных и космических систем ВВС США одновременно с NRO L-71 объявил заказ и на запуск второго из этих ретрансляторов и сообщил, что оба старта состоятся «в обеспечение миссии NRO по созданию инновационных систем космической разведки для национальной безопасности». Первые сомнения возникли у экспертов 30 ноября, когда было объявлено необычное время запуска. Стартовое окно открывалось в 20:19 по местному, то есть в 04:19 UTC. Между тем все предыдущие «Кейхолы» выводились на солнечно-синхронные орбиты двух типов: первому соответсоответствовало местное время старта около 18:05, а второму – 21:20. Что же заставило заказчика выбрать нечто промежуточное? Хуже того, 3  декабря появились координаты опасных районов по трассе выведения  – и они вообще не соответствовали солнечно-синхронной орбите! Канадец Тед Молчан, неформальный лидер международной команды наблюдателей спутников, определил по ним, что аппарат будет выводиться на орбиту наклонением 74°. Первый перенос сопровождался сдвигом времени старта на 13  минут «влево»  – как раз столько, чтобы попасть в ту же орбитальную плоскость. То же оказалось верно и для третьей назначенной даты – 18 декабря – и для последующих. Одна из обязанностей Молчана состоит в подготовке поисковых орбитальных элементов на каждый новый секретный аппарат. Они позволяют наблюдателям прикинуть условия видимости для соответствующих наземных пунктов и упорядочить процесс поиска. Рабочая версия Молчана состояла в том, что аппарат все-таки относится к семейству KH-11 и будет выведен на эллиптическую орбиту перигеем около 265 км, как и все его предшественники. Из скорости прецессии он определил период обращения и апогейную высоту для трех значений наклонения – 73.5°, 74.0° и 74.5°. Увы, в первые пять суток после старта условий для визуальных наблюдений не было. (Чтобы увидеть спутник с Земли, нужно, чтобы он был освещен Солнцем, а внизу было темно. Такие условия создаются лишь в вечерних и утренних сумерках, если орбита удачно расположена.) Поэтому первую скрипку в поиске играли радиолюбители. Уже через 4  часа 19  минут после старта швед Свен Гран в Стокгольме поймал радиосигналы спутника на вполне типичной частоте 2242.5 МГц. Время приема соответствовало расчетному  – следовательно, период Молчан предсказал верно. Последующие радионаблюдения, в которых фиксировались, во-первых, время приема на каждой станции, а во-вторых, изменение допплеровского сдвига частоты со временем, позволили Нико Янссену уже 26 января получить предварительную оценку параметров орбиты, которая оказалась не эллиптической, как предполагал Молчан, а почти круговой:

• наклонение – 73.57°;
• минимальная высота – 396 км;
• максимальная высота – 420 км;
• период обращения – 92.7 мин.

1 февраля смог увидеть спутник и сделать первые засечки шотландский наблюдатель Расселл Эберст – настоящая легенда сообщества, человек, чья карьера наблюдателя началась 22  января 1958 г. со второго советского спутника. Вслед за ним успеха добились Лео Бархорст, Андрий Макеев и Кевин Феттер, что позволило уточнить орбиту уже по визуальным наблюдениям. Уточнения, однако, получились микроскопические  – в пределах одного-двух километров по высоте и не более 0.05° по наклонению!

ЧТО ЭТО ТАКОЕ?

В самом первом приближении история оптических средств космической разведки США выглядит так. До 1976 г. спутники Gambit-3 с оптической системой KH-8 вели детальную фоторазведку с предельным разрешением около 8 см, получая его с предельно малой высоты 130 км при апертуре телескопа 1.1 м. Обзорную фоторазведку обеспечивали спутники Hexagon с оптической системой KH-9  – она давала разрешение примерно 30 см. Восемь сантиметров были предельно возможным разрешением с точки зрения волнового предела. Официально оно нигде не засвечивалось, но в одном месте в частично рассекреченной истории программы Gambit говорится о разрешении «лучше четырех дюймов», то есть 10 см. В то же время это и предел, задаваемый атмосферной турбулентностью. Следовательно, увеличение апертуры уже не дало бы более высокого разрешения. Однако, сделав зеркало большего диаметра, можно было поднять рабочую высоту, а за счет этого уйти от чудовищного торможения, которое испытывал в перигее Gambit-3 и которое требовало корректировать орбиту едва ли не ежесуточно, и резко увеличить срок баллистического существования. Именно так, по мнению Теда Молчана, выбиралась рабочая орбита первых спутников оптико-электронной разведки Kennan с оптической системой KH-11: из перигея на высоте 265 км телескоп с основным зеркалом диаметром 2.4 м давал теоретическое разрешение 7 см. В течение 1977–1985 гг. детальную разведку обеспечивала KH-11, а обзорную – по-прежнему KH-9. Последние, однако, перестали производить, и с 1985 г. обзорное наблюдение было передано спутникам типа Kennan второго поколения. Максимальную высоту полета увеличили с 500 км до 1000 км, так что разрешение из апогея орбиты стало близко к 28 см. Смена режимов наблюдения обеспечивалась автоматически за счет естественной прецессии перигея в плоскости орбиты с периодом около 110  суток. С таким же периодом для каждой заданной широты повторялись условия съемки как с наилучшим разрешением, так и с наихудшим. (Для простоты мы не рассматриваем возможность съемки как на нисходящей части витка, так и на восходящей.) Общая схема работы системы KH-11 с 1985 г. и по настоящее время остается неизменной. Два основных, самых свежих аппарата работают на солнечно-синхронных орбитах с местным временем прохождения нисходящего узла 09:45 и 13:00. Более старые спутники уводятся в дополнительные плоскости влево и вправо, чтобы расширить условия наблюдений, а в некоторых случаях меняют и рабочую высоту орбиты. Так, запущенный в 2001 г. аппарат USA-161 в течение лета и осени 2011 г. перешел на почти круговую орбиту высотой 380–390 км и проработал на ней до сентября 2014 г. Следующий в серии спутник USA-186 проделал похожий трюк летом 2014 г., причем его новая орбита была почти такой же, как у первого поколения: в среднем 265x460 км. Анализируя эту новую практику, в мае 2015 г. Тед Молчан заметил, что на спутниках-ветеранах могут отрабатываться новые режимы наблюдений аппаратов пятого поколения. Баллистические проблемы, связанные с использованием низких орбит, могут быть скомпенсированы увеличением запаса топлива. Тут-то и пригодился бы модернизированный носитель с двигателями RS-68A вместо исходных RS-68. Интересно, однако, что перед запуском USA-290 в январе 2019 г. Молчан не вспоминал об этой идее и не предлагал поисковых элементов для круговой орбиты. Возможно, он был связан «по рукам и ногам» открыто опубликованной информацией о том, что главное зеркало спутника пятого поколения сохранит диаметр 2.4 м, а значит и перигей должен оставаться прежним… Итак, по высоте начальной орбиты USA-290 довольно близок к USA-161 последних лет жизни, что может свидетельствовать в пользу их родства. Однако наклонение 73.6° не позволяет вести съемку в условиях постоянной освещенности; более того, целыми неделями будут длиться периоды, когда над заданным районом аппарат проходит ночью. Весьма вероятно, что он способен вести съемку не только в видимом диапазоне, но и в инфракрасном, но все же уход от солнечно-синхронной орбиты плохо сочетается с гипотезой оптико-электронного разведчика. Альтернативную версию защищает нидерландский наблюдатель и эксперт Марко Лангбрук: по его мнению, USA-290 может быть спутником радиолокационной разведки, который не связан в своей работе условиями освещенности. (Конечно, теневая орбита сложнее с точки зрения электропитания, и поэтому радиолокаторы любят солнечно-синхронные орбиты терминаторного типа, где достаточно фиксированной солнечной батареи, обращенной в сторону Солнца, но это вопрос удобства, а не необходимости.) Лангбрук отмечает такой интересный факт: три из пяти спутников Lacrosse, запускавшихся в 1988– 2005 гг., использовали орбиту наклонением 57°, а для четырех спутников Topaz следующего поколения (2010– 2016 гг.) была выбрана орбита наклонением 123°. Легко видеть, что и те, и другие в реальности достигают лишь 57° широты – и в этом смысле оба значения наклонения равноценны. Далее, пятый Topaz, запущенный в январе 2018 г., использует орбиту наклонением 106°, а значит поднимается до 74° широты. Вот к нему-то в пару идеально подходит USA-290! Логично, если не считать того, что все «Топазы» работают на высоте 1105 км, в то время как «напарник»  – на 410 км. И  уж совсем «не лезет» в эту концепцию тот факт, что «Топазы» использовали среднюю версию «Дельты», а для USA290 понадобилась тяжелая. Подводя итог, мы должны признать, что надежной версии о назначении USA-290 пока нет. Что-то может проясниться со временем, особенно если у него появятся последователи. Заметим в этой связи, что в недалеком будущем с Ванденберга должны стартовать еще две ракеты Delta IV Heavy по заказам NRO L-82 (июль 2020 г.) и NRO L-91 (2023 г.), и на этом история этих носителей завершится. 

Источник: журнал "Русский космос"