Asiasat-3

Новости космонавтики 1996 №7:
"Asiasat" планирует использовать РН "Протон"

25 марта. А.Урбан. ИТАР-ТАСС. Базирующийся в Гонконге аэрокосмический консорциум "Asiasut" планирует использовать российскую ракету-носитель "Протон" для вывода на орбиту спутника связи в 1997 году. Как стало известно корреспонденту ИТАР-ТАСС из информированных источников, руководство консорциума вынуждено было отказаться от реализации программы запуска спутника китайской РН после взрыва в прошлом месяце китайского многоступенчатого носителя "Великий поход".

По словам одного из управляющих "Asiasat", компания не собирается откладывать запуск своего спутника из-за начатого по поводу катастрофы расследования. Если цена российской и китайской ракеты-носителя почти не различается, то по надежности российские летательные аппараты превосходят китайские, подчеркнул он.

Новости космонавтики 1996 №12-13:

Гонконг. О предстоящем запуске "Asiasat 3"

9 июня. Франс Пресс. Гонконгская фирма "Asia Satellite Telecommunications Holdings Ltd." ("Asiasat"), владелец и оператор спутников "Asiasat 1" и "Asiasat 2", планирует запустить свой новый спутник "Asiasat 3" на российской РН "Протон".

В марте "Asiasat" подписала соглашение с "Hughes Space and Communications International" (Лос-Анжелес, Калисрорния) по изготовлению спутника. Этот аппарат предназначен для оказания цифровых услуг, включая трансляцию телепрограмм и обслуживание деловых сетей. "Asiasat 3" будет иметь 44 ретранслятора - на треть больше, чем мощный по азиатским масштабам "Asiasat 2". Для изготовления спутника сделан коммерческий займ на сумму 220 млн $ у консорциума из 15 банков.

Тем временем "Asiasat" объявила 9 июня, что выставит на продажу 27% зарегистрированного уставного капитала - 105. 3 млн акций. 10% этого количества будет предложено в Гонконге, 50% - в США и Канаде, а остальные - распределены в рамках международного соглашения. Максимальная цена акций составит 26 $. Вслед за этой операцией планируется перераспределение акций между британским и китайским совладельцами фирмы.

Программа "Asiasat"

18 июня. Отдел информации ГКНПЦ. 17-18 июня 1996 года в Государственном Космическом Научно-производственном Центре имени М.В.Хруничева прошла рабочая встреча руководителей и технических специалистов по программе Hughes". Напомним, в 1995 году совместным предприятием ILS (International Launch Services) и крупнейшим производителем спутниковых систем американской компанией "Hughes" был подписан контракт на многоразовые запуски спутников с помощью ракеты-носителя "Протон". По условиям данного контракта, запуск первого космического аппарата компании "Hughes запланирован на 1997 год. Этим аппаратом будет спутник "Asiasat-3" . изготовленный американской компанией "Hughes" на базе платформы HS601HP. Возглавляют работу по созданию спутника Asiasat" представители фирмы Hughes" Г. Хэйвенс (Havens) и Д.МакКензи (MacKenzie).

Собственником космического аппарата является консорциум "Asiasat" (Гонг Конг), до этого осуществлявший запуски своих спутников при помощи китайской ракеты-носителя "Великий поход". Делегацию из Гонг Конга возглавлял генеральный директор программы "Asiasat-3" - Я Ху Чу (Уа Hui Chiu).

В течение двух дней представители Космического Центра им М.В.Хруничева, совместного предприятия ILS, компании "Hughes" и консорциума "Asiasat" обсудили комплекс вопросов и технических требований, направленных на успешное выполнение предстоящей программы Директор программы "Hughes" с российской стороны Л.И.Волошин представил собравшимся предварительный график работ по разработке конструкторской документации, изготовлению ракеты-носителя, обтекателя, адаптера, и по подготовке технической позиции на космодроме Байконур. Согласно графику, российская сторона будет готова к запуску уже 1 октября 1997 года. Контракт же предусматривает запуск спутника "Asiasat-3" в октябре-декабре 1997 года.

"Работа по запуску спутника "Asiasat-3" - это первый опыт сотрудничества СП ILS с заказчиком, представляющего азиатский регион. Очень важно чтобы программа прошла успешно. Это поднимает авторитет ILS на мировом рынке коммерческих запусков на новую высоту" - заявил руководитель программы от СП ILS Б.Фузилер (Fuselier)

Следующим этапом в осуществлении программы станет защита эскизного проекта которая пройдет во второй половине сентября в Москве.

Новости космонавтики 1997 №24:

"Asiasat 3" на Байконуре

28 ноября. В.Сорокин для НК. На космодром Байконур доставлен спутник связи "Asiasat 3". Его запуск на ракете-носителе "Протон-К" предварительно запланирован на 22 декабря этого года. Спутник принадлежит гонконгской компании "Asia Satellite Telecommunications Со Ltd.". Эта компания находится в равном совместном владении гонконгских фирм "Cable & Wireless Pic" и "Hutchison Whampao Ltd." и китайской государственной корпорацией "International Trust and Investment Corp."

В марте 1996 года "Asiasat" подписала соглашение с "Hughes Space and Communications International" (Лос-Анжелес, Калифорния) по изготовлению спутника "Asiasat 3". Этот аппарат предназначен для оказания "цифровых" услуг, включая трансляцию телепрограмм и обслуживание деловых сетей. "Asiasat 3" будет иметь 44 ретранслятора - на треть больше, чем мощный по азиатским масштабам "Asiasat 2". Для изготовления спутника сделан коммерческий заем на сумму 220 млн $ у консорциума из 15 банков.

В 1995 году совместным предприятием ILS (International Launch Services) и крупнейшим производителем спутниковых систем американской компанией "Hughes" был подписан контракт на многоразовые запуски спутников с помощью ракеты-носителя "Протон". По условиям данного контракта, запуск первого космического аппарата компании "Hughes" запланирован на 1997 год. Этим аппаратом и станет спутник "Asiasat-3", изготовленный американской компанией "Hughes" на базе платформы HS-601HP.

Собственник космического аппарата - "Asiasat" - до сих пор осуществлял запуски своих спутников при помощи китайской ракеты-носителя "Великий поход". Однако после серии аварий этого носителя гонконгская фирма решила обратится к услугам российского "Протона-К".

Работа по запуску спутника "Asiasat-3" - это первый опыт сотрудничества СП ILS с заказчиком, представляющем азиатский регион. Очень важно, чтобы программа прошла успешно. Это поднимает авторитет ILS на мировом рынке коммерческих запусков на новую высоту.

Новости космонавтики 1997 №26:

Россия-КНР. "Asiasat-3" выведен на нерасчетную орбиту

И.Лисов с использованием сообщений ГКНПЦ имени М.В.Хруничева, ИТАР-ТАСС. 25 декабря 1997 г. в 02:19 ДМВ (24 декабря в 23:19 GMT) с 23-й (левой) пусковой установки 81-й площадки 5-го Государственного испытательного космодрома Байконур боевыми расчетами космических средств РВСН произведен запуск ракеты-носителя "Протон-К" (8К82К).

Через 580 секунд после старта ракета вывела на опорную орбиту спутник связи "Asiasat-3" с разгонным блоком ДМ3 №5Л, с помощью которого планировалось перевести космический аппарат на целевую переходную к геостационарной орбиту. По сообщению К.Лантратова (ГКНПЦ), полет носителя наблюдался вплоть до 510-й секунды. Первое включение разгонного блока прошло штатно, была достигнута первая переходная орбита.

В 08:39 ДМВ, через 6 час 18 мин 42 сек после старта, прошло второе включение ДУ разгонного блока ДМЗ, которая должна была проработать 130 сек. Однако, проработав около 1 секунды, двигатель вышел из строя. Прошло аварийное отделение КА, который вышел на нерасчетную переходную орбиту с параметрами:

- наклонение орбиты 51.37°;

- минимальное расстояние от поверхности Земли 203 мм;

- максимальное расстояние от поверхности Земли 36008 км;

- период обращения 636 мин.

Согласно сообщению Секции оперативного управления Центра космических полетов имени Годдарда NASA, КА "Asiasat 3" зарегистрирован за Китайской Народной Республикой. Спутнику присвоено международное регистрационное обозначение 1997-086А. Он также получил номер 25126 в каталоге Космического командования США

Для анализа телеметрической информации и выяснения причин аварии в настоящее время создается комиссия. Имеются данные о том, что причиной аварии был прогар газогенератора РБ ДМ3.

М.Тарасенко. НК.

Спутник "Asiasat-3" представлял собой третий КА для одноименной системы спутниковой связи компании "Asia Satellite Telecommunications Company". Спутник, изготовленный американской фирмой "Hughes Space and Communications, Inc." (г.Эль-Сегундо, Калифорния), запускался по контракту с фирмой "International Launch Services" (ILS).

Это был 8-й коммерческий запуск "Протона" для иностранных заказчиков с апреля 1996 г. и 8-й запуск этого носителя в 1997 г.

3-ступенчатая ракета-носитель 8К82К (серия 39401), изготовленная ГКНПЦ имени М.В.Хруничева, была оснащена разгонным блоком ДМ3, изготовленным РКК "Энергия" имени С.П.Королева и адаптированным для КА типа HS601. Для стыковки КА с разгонным блоком использовался переходник модели 1666 шведской фирмы "SAAB Ericsson".

Первоначально запуск КА "Asiasat-3" был намечен на 02:17:30 ДМВ 23 декабря. Однако уже во время непосредственной подготовки к старту на стартовой позиции на высотах 10-12 километров над районом космодрома была зафиксирована скорость ветра 30-40 м/с, что превышало величину, допустимую при пусках РН "Протон-К" (18 м/с).

(Отметим, что как раз на высоте 12 километров ракета "Протон-К" проходит зону максимального скоростного напора и именно на участке максимального скоростного напора в 1996 г. потерпели аварии две РН "Союз-У", у которых разрушились стекпопластиковые головные обтекатели.)

В связи с неблагоприятным прогнозом погоды на весь интервал времени, в течение которого был возможен пуск КА "Asiasat-3" 23 декабря (а стартовое окно составляло всего 10 минут), Государственная комиссия приняла решение о переносе пуска с 23 на 25 декабря. Как отмечалось в пресс-релизе ГКНПЦ имени М.В.Хруничева, за всю 30-летнюю историю пусков РН "Протон-К" это был первый случай отмены старта ввиду погодных условий.

Всего же для РН 8К82К это был 249-й запуск с начала ее использования в 1967 г.

Вторая попытка предстартового отсчета после 48-часовой отсрочки прошла гладко и запуск состоялся точно в намеченное время.

Поскольку "Asiasat-3" конструктивно приблизительно аналогичен КА "Astra-1G", запущенному 3 декабря, для него использовалась практически аналогичная схема выведения на орбиту (см. НК №25, 1997).

РН 8К82К обеспечила выведение космической головной части, состоящей из РБ ДМ3 и КА "Asiasat-3" на опорную орбиту ИСЗ, первое включение разгонного блока также прошло штатно и обеспечило перевод КА и РБ на эллиптическую орбиту с высотой апогея около 36000 км (Приращение скорости составило 2480 м/с, время работы ДУ - 399 сек).

Однако при повторном включении в окрестности апогея переходной орбиты двигатель разгонного блока аварийно отключился примерно через 1 секунду после запуска. После прохождения команды на аварийное разделение КА и РБ спутник "Asiasat-3" оказался на орбите с нерасчетно низким перигеем (203 км) и высоким наклонением (51.37°).

По циклограмме приращение скорости должно было составить 1426 м/с, а время работы ДУ 130 сек. Расчетные параметры целевой орбиты приведены ниже:

На=36000+-150км

Нп=9650+-400 км

i=13.15°+-0.75°

Т=13 ч 47 мин 45 сек +-550 сек

е=0.45+-0.009

Активный участок полета "Протон-К" при запуске КА "Asiasat-3". Т - время, сек; V - скорость, м/с; Н - высота, км; L - расстояние, км; q - скоростной напор, Па; n_x - осевое ускорение в конце работы ступени/начале работы следующей.
Центр Хруничева.

Масса КА после отделения от разгонного блока составляет 3465 кг (масса после выведения на геостационарную орбиту - 2534 кг).

Учитывая ограниченность бортового запаса топлива, рассчитанного только на довыведение с расчетной переходной орбиты и удержание КА в точке стояния на ГСО, "вытягивание" КА "Asiasat-3" с нынешней орбиты является делом совершенно безнадежным. Co-директор компании "Asiasat" Питер Джексон (Peter Jackson) пояснил на пресс-конференции 25 декабря, что они намерены только скорректировать орбиту спутника чтобы не допустить его падения в населенных районах.

Более подробно о компании "Asia Satellite Telecommunications" и одноименной системе связи см. в разделе "Спутниковая связь".

Новости космонавтики 1998 №7:

Заменить утраченный Asiasat 3 поручено Hughes и «Хруничеву»

9 марта.

М.Тарасенко. НК.
По сообщениям Hughes и ИТАР-ТАСС.

Компания Asia Satellite Telecommunications Ltd. (AsiaSat) официально объявила о выборе компании Hughes Space and Communications International Inc. в качестве подрядчика по изготовлению спутника связи взамен утраченного КА Asiasat 3. Было также объявлено, что запуск нового спутника, получившего название Asiasat 3S, будет снова осуществлен российской ракетой «Протон».
Asiasat 3, запущенный РН «Протон» 25 декабря 1997 г., был выведен на нерасчетную орбиту из-за отказа разгонного блока ДМ3.
О намерении заказать Hughes новый спутник взамен утраченного Главный исполнительный руководитель AsiaSat Питер Джексон (Peter Jackson) заявлял на первой же пресс-конференции после аварии (см. НК № 26, 1997, с. 53). Нынешнее же заявление AsiaSat было, очевидно, связано с тем, что компания полностью получила страховую сумму в размере 200 млн $ за утраченный Asiasat 3 и теперь может использовать эти деньги для оплаты изготовления нового спутника, его запуска и страховки. Новый спутник Asiasat 3S будет точной копией своего предшественника. Он изготовляется на основе базового блока HS-601HP и будет оснащен 28 активными ретрансляторами диапазона С с усилителями на лампах бегущей волны мощностью по 55 Вт и 16 активными ретрансляторами диапазона Ku с УЛБВ мощностью по 138 Вт. Asiasat 3S планируется запустить в первом квартале 1999 г. и разместить в точке над 105.5° в.д., где сейчас находится Asiasat 1.
Питер Джексон сказал, что выбор «Протона» был сделан после «удовлетворительных результатов расследования аварии». «Хотя окончательные результаты расследования не были преданы огласке, первоначальные указания таковы, что причины были установлены и «Протон» вскоре возобновит пуски... Мы уверены что эксперты по «Протону» предпримут все необходимые меры, чтобы обеспечить успешный запуск Asiasat 3S».
Комментируя это решение, начальник пресс-центра ГКНПЦ им. М.В.Хруничева С.А.Жильцов заявил: «Мы признательны компании АСТ, которая уверена в нашей ракете». Жильцов пояснил, что по условиям контракта на запуск КА Asiasat 3 ГКНПЦ обязался в случае аварии предоставить возможность повторного (оплачиваемого) запуска в течение года.

Новости космонавтики 1998 №10:

Asiasat 3 летит к Луне или Еще раз о пользе гравитационных маневров

В. Агапов. НК.

Начало этой истории было положено, как ни странно это звучит, неудачным запуском КА Asiasat 3 на РН «Протон-К» с разгонным блоком (РБ) ДМЗ 25 декабря прошлого года. В тот день ДУ РБ при втором включении проработала около 1 секунды вместо положенных 130, и аппарат оказался на орбите, весьма далекой от расчетной - 203x36008 км, 51.37°, 636 мин (подробный отчет о запуске см. в НК №26, 1997, стр. 45-48). В случае успеха номинальная орбита должна была иметь высоту 9650x36000 км, наклонение 13.15° и период обращения 13 ч 47 мин 45 сек. Последнее обстоятельство следует подчеркнуть, так как в связи с дальнейшим развитием событий все стали утверждать, что РБ не вывел КА на геостационарную орбиту. Но он этого и не мог сделать!!! Стартовая масса Asiasat 3 составляла 3465 кг, что примерно на 1000 кг больше максимального веса, который с помощью такого РБ и РН «Протон-К» можно доставить на ГСО. На ГСО аппарат должен был перейти с помощью собственной ДУ, но с более высокой орбиты, имеющей относительно небольшое наклонение.
После запуска казалось очевидным, что «вытягивание» КА Asiasat 3 с нерасчетной орбиты на геостационарную является делом совершенно безнадежным. Страховые компании также согласились с этим мнением, объявив КА полностью непригодным для использования в первоначальных целях, и выплатили компании Asia Satellite Telecommunications Co. Ltd. причитающуюся страховую сумму. Перигей орбиты КА был поднят до 350 км путем включения бортовой ДУ во избежание неконтролируемого схода с орбиты и падения в населенных районах. Сам аппарат перестал быть собственностью компании Asiasat. Специалисты компании Hughes, а точнее, подразделения Hughes Global Services Inc., не смирились с возможной потерей столь современного и мощного спутника связи и, видимо, стали искать выход, предварительно договорившись со страховыми компаниями.
Подмога пришла, конечно же, со стороны баллистиков. Единственно возможным вариантом, который мог бы позволить осуществить перевод КА на ГСО и который серьезно рассматривался, стал вариант подъема апогея орбиты КА, облет Луны, разворот плоскости орбиты с помощью гравитационного поля Луны, возвращение к Земле и перевод на околостационарную орбиту. Известно, что при любых начальных условиях движения космический аппарат, совершающий перелет от Земли к Луне, всегда входит в сферу гравитационного действия Луны с гиперболической по отношению к Луне скоростью. Это означает, что без дополнительных мер, а именно, тормозных импульсов, такой аппарат не сможет стать спутником Луны. Это обстоятельство играет на руку в решении поставленной задачи. Кроме того, изменяя параметры облетной траектории, можно перевести космический аппарат на совершенно различные траектории возвращения к Земле. Для получения максимального эффекта необходимо правильно выбрать момент начала перелета, или, в других терминах, плоскость перелета. Следует сразу сказать, что решение этой задачи в условиях жестких ограничений на бортовой запас топлива весьма нетривиально. Теория подобных перелетов с целью использования гравитационного поля Луны для выведения КА на ГСО разработана давно, но на практике ни разу не применялась. И дело тут не в баллистике. Существует ряд проблем чисто технического характера, которые затрудняют проведение подобных маневров. И в первую очередь, это относится к существенно разным температурным режимам, в которых находится космический аппарат на ГСО и на траектории облета Луны. Последние более суровы и предъявляют дополнительные требования к системам терморегулирования и электропитания КА. Но, так или иначе, специалисты HGS решили испытать судьбу.
В решении сложной баллистической задачи облета Луны с разворотом плоскости орбиты на 51° и последующим выходом на ГСО специалистам компании Hughes Space and Communications Co., разработавшим аппарат и спроектировавшим «миссию спасения», неоценимую помощь оказал программный пакет Satellite ToolKit (STK)/Navigator, разработанный компанией Analytical Graphics Inc. Этот пакет представляет собой мощный инструмент для проведения моделирования, всевозможных расчетов и визуализации их результатов на различных этапах проектирования, создания и эксплуатации космических аппаратов. Среди решаемых задач - моделирование пространственных маневров космических аппаратов с целью перевода на требуемую орбиту. С помощью этого пакета и была рассчитана серия маневров, позволяющая аппарату, временно названному HGS-1, облететь Луну и, вернувшись к Земле, перейти на околостационарную орбиту. Очевидно, что проводимая впервые подобная операция (не планировавшаяся изначально!), сопряжена с определенным риском и владельцу спутника -компании HGS - пришлось особо оговорить этот вопрос со страховыми компаниями.
И вот все формальности решены, план полета составлен, наземные службы готовы. Осталась самая малость - осуществить все задуманное. Неудивительно, что в течение первых двух недель никакой информации о том, что происходит с бывшим спутником Asiasat, не было - все очень переживали и было не до прессы. Однако сам факт того, что «что-то происходит», стал известен уже в середине апреля благодаря регулярно обновляемым двухстрочным элементам орбиты КА, формируемым Космическим командованием США и распространяемым Группой орбитальной информации Центра им.Годдарда NASA. Анализ этих элементов показывает, что до 12 апреля аппарат благополучно находился на орбите высотой 392x35980 км (здесь и далее - над сферой радиусом 6378.13 км), наклонением 51.25° и периодом обращения 638.6 мин. 12.04 около 04:16 UTC было проведено первое включение ДУ КА, после которого апогей орбиты был поднят до ~63460 км. 14.04 второе включение ДУ около 18:15 UTC обеспечило подъем апогея до ~74120 км. Период обращения при этом увеличился до 1512 мин. 16.04 около 20:40 UTC третьим включением ДУ аппарат был переведен на орбиту с периодом обращения 1882 мин и апогеем ~87800 км (все это время перигей оставался практически постоянным - около 400 км). 18 апреля очередное включение около 03:50 UTC увеличило период до ~2490 мин и высоту апогея до ~108500 км. Далее, судя по двухстрочным элементам, было проведено еще три включения ДУ - 23, 26 и 30 апреля (все - в первой половине суток по Гринвичу). Последнее обеспечило переход КА на орбиту с периодом ~7.8 суток и высотой в апогее ~320000 км. Однако никаких привязок этих маневров по времени по двухстрочным элементам сделать нельзя, по крайней мере, работая с ними в стандартной модели движения SDP4 (те, кто реально работал с двухстрочными элементами, знакомы с ней). Эта модель просто не применима для орбит с эксцентриситетом больше 0.9. В принципе, элементы можно использовать, но для этого нужно знать, в какой модели движения они получены. Поскольку аргумент перигея остался практически неизменным с начала апреля, а высоты постоянной, единственное, что можно утверждать, так это то, что все включения ДУ (в том числе и три последних) были проведены вблизи перигея орбиты. Включение ДУ в других точках орбиты неизменно привело бы к развороту орбиты в плоскости и увеличению высоты перигея.
Итак, HGS-1 близок к решающему рывку. 7 мая, после возвращения аппарата к Земле, должен быть проведен последний маневр, который обеспечит выход КА на траекторию облета Луны. И если все пройдет нормально, то 16 мая HGS-1 вернется к Земле и с помощью еще одного маневра будет переведен на околостационарную орбиту. Конкретная точка стояния КА еще не определена. Это обусловлено, в первую очередь, неопределенностью величины остатков топлива на борту после проведения всех маневров. «Поскольку мы прежде ничего подобного не делали, то мы не знаем точно, сколько топлива мы истратим. Конечно, мы исходим из наилучших оценок, базирующихся на 35-летнем опыте производства и эксплуатации КА, а также на компьютерном моделировании, однако нет никаких гарантий», - сказал президент HGS Роберт Свенсон (Robert V. Swanson). Кстати, для того чтобы обеспечить надежную ориентацию и устойчивость КА при проведении маневров, были развернуты две основные параболические антенны и произведена закрутка аппарата вокруг продольной оси.
Hughes полностью самостоятельно профинансировал проведение всей операции. Если КА удастся ввести в эксплуатацию, то он может быть использован для обеспечения связи определенного круга пользователей, в частности, правительственных. Кроме того, была достигнута договоренность со страховщиками о том, что в случае ввода КА в эксплуатацию и получения прибыли, последняя будет разделена со страховыми компаниями.
Справедливости ради следует отметить, что в нашей стране также существовали проекты выведения КА на ГСО с промежуточным облетом Луны. Последний из них - выведение КА «Ямал» разработки НПО «Энергия» на РН «Молния-М». Такая схема выведения позволяет доставить на ГСО КА массой 1050-1150 кг в зависимости от места старта, а после доработки разгонного блока Л и добавления нового апогейного блока масса может быть увеличена до 1200-1300 кг. Однако это пока только проект на бумаге - первые два КА «Ямал» будут запущены все той же неутомимой лошадкой «Протон-К» во второй половине этого года безо всякой лунной помощи.

При подготовке материала использовались сообщения компаний Analytical Graphics Inc. и Hughes Space and Communications Co., а также книга «Ракетно-космическая корпорация Энергия имени С.П.Королева», стр.482-484.

Новости космонавтики 1998 №14:

HGS-1: долгая дорога на геостационарную орбиту

В.АГАПОВ. НК.

«Мы в экстазе», - так охарактеризовал состояние сотрудников компании Hughes Electronics менеджер проекта «спасения» аппарата HGS-1 Марк Скидмор (Mark Skidmore). И было от чего. 19 июня многострадальный HGS-1 (он же в прошлом Asiasat-3) был переведен на геосинхронную орбиту. Первый в истории освоения космического пространства перелет коммерческого космического аппарата с орбиты аварийного выведения на рабочую орбиту с помощью гравитационного поля Луны завершился!

НК уже сообщали о том, как началась эта история (НК №10, 1998, стр. 23-24). Читатели расстались с HGS-1 в начале мая, когда аппарат совершал последний виток перед решающим рывком к Луне. С этого момента и продолжим рассказ.

Итак, после очередного включения ДУ 30 апреля КА оказался на орбите с периодом ~7.8 сут и высотой ~410x320000 км. Приращение скорости в перигее по сравнению с первоначальной орбитой аварийного выведения составило порядка 760 м/с. Это был 11-й по счету маневр проведенный аппаратом с 10 апреля (по двухстрочным орбитальным элементам можно отследить только 9 - два оставшихся, видимо, были проведены в самом начале в качестве тестовых включений ДУ и имели небольшую величину). Можно задать вполне закономерный вопрос - зачем нужно было проводить так много маневров? Нельзя ли было обойтись двумя-тремя? И хотя в официально выдаваемой информации ничего об этом не говорилось, тем не менее постараюсь изложить те обстоятельства, которые, на мой взгляд, сыграли в этом решающую роль.

Напомню, что в течение всего времени после отделения КА Asiasat-3 от разгонного блока не было возможности использовать режим штатной трехосной ориентации и поэтому КА находился в режиме «закрутки» с ориентацией антенного комплекса на Землю. Панели солнечных батарей при этом находились в сложенном состоянии, и энергопитание могло осуществляться только за счет двух из восьми секций площадью 5.5 м² каждая, которые могут обеспечить в идеале мощность около 2.2 кВт (реально в режиме стабилизации вращением - существенно меньше). Питание шло также за счет 29-элементного никель-водородного аккумулятора, способного обеспечить 350 А-ч. Для обеспечения устойчивости вращения КА (за счет увеличения момента инерции) были развернуты две основные параболические антенны диаметром по 2.72 м каждая, которые при работе на стационарной орбите должны использоваться для обеспечения связи в С- и Ku-диапазонах. Для проведения коррекций орбиты на аппарате имеется один двигатель R-4D тягой 490 Н и 12 ДУ тягой по 22 Н. Все двигатели двухкомпонентные и используют в качестве топлива монометилгидразин (горючее) и азотный тетроксид (окислитель).

И все же, почему же так много импульсов? Для ответа на этот вопрос нужно, в первую очередь, получить представление о том, как же нужно послать аппарат к Луне, чтобы он затем вернулся на требуемую околоземную орбиту.

Применительно к различным классам орбит этот вопрос исследовался с конца 50-х годов и первым практическим использованием гравитационного поля Луны для обеспечения необходимых условий пролета около Земли был полет советской станции «Луна-3», запущенной 4 октября 1959 г. Траектория пролета Луны была выбрана таким образом, чтобы после гравитационного разворота возвратная траектория движения КА проходила над Северным полушарием и обеспечивала возможность приема сигналов с изображением обратной стороны Луны наземными станциями, расположенными на территории Советского Союза, с минимальных расстояний.

Возможность использования гравитационного маневра при облете Луны для выведения КА на геостационарную орбиту с низкой круговой была впервые исследована в 1967 г. в диссертации В.В.Ивашкина, сотрудника Института прикладной математики Академии наук. В 1971 г. основные результаты этой работы были опубликованы в журнале Академии наук СССР «Космические исследования» (том IX, вып.2, стр. 163-172). В работе, в частности, показано, что, по сравнению с оптимальными двух- и трехимпульсными переходами с низкой круговой на геостационарную орбиту, облет Луны дает выигрыш только в случаях, когда наклонение начальной орбиты превышает 30°. Для начальной орбиты с наклонением около 50° уменьшение потребной энергетики составляет 190-310 м/с в зависимости от значения текущих параметров орбиты Луны (которые достаточно сильно меняются во времени; например, наклонение плоскости орбиты Луны по отношению к экватору Земли меняется в диапазоне 18°18' - 28°36' с периодом 173 сут, изменяются также аргумент перигея и долгота восходящего узла). При использовании такой схемы полета Луна в момент наибольшего сближения с ней должна находиться вблизи восходящего или нисходящего узла своей орбиты (т.е. должна в этот момент пересекать плоскость земного экватора), поэтому в течение месяца имеется два «окна» для реализации данной схемы перелета. Допустимый диапазон времени отлета от Земли составляет (для каждого «окна») около суток (с низкой круговой орбиты - это обстоятельство следует запомнить!). Раннему времени отлета от Земли соответствуют «слабые» траектории с большим временем полета к Луне (~4-5 сут) и большим расстоянием от Луны в периселении траектории (~4-10 тыс. км). Позднему времени отлета соответствуют более «сильные» траектории, с меньшим временем полета к Луне (~3-3.6 сут) и с небольшим расстоянием от Луны в периселении (~2000 км).

Итак, первое обстоятельство - жесткое ограничение на время отлета от Земли. Поскольку HGS-1 находился на сильно вытянутой эллиптической орбите с высоким апогеем (в обиходе такие орбиты называют высокоэллиптическими; и хотя это не совсем верно с точки зрения русского языка, тем не менее термин прижился), а не на низкой околокруговой, то помимо выполнения общих условий перелета нужно было обеспечить синхронизацию по времени этих требований с моментом прохождения перигея. Зачем это нужно? Дело в том, что главной задачей являлось изменение высоты (радиуса) апогея, а, как известно, максимум приращения этого радиуса при минимуме энергетических затрат достигается при проведении коррекции именно в перигее орбиты. Для околокруговых орбит такой принципиальной разницы нет, поскольку радиусы апогея и перигея у них примерно одинаковы. Таким образом, постепенно изменяя период обращения КА, нужно было обеспечить в определенный день прохождение перигея в заданное время.

Что касается выбора момента старта к Луне с высокоэллиптической орбиты, то следует отметить еще одно обстоятельство. Поскольку плоскость орбиты КА изменяет свое положение в пространстве под действием различных возмущающих факторов (это явление называется прецессией плоскости орбиты), то нужно было подобрать момент времени, когда Луна в момент прохождения узла своей орбиты (конечно же, под «моментом» здесь подразумевается не мгновенное событие, а некоторый промежуток времени) пересекала бы одновременно и плоскость движения аппарата или, по крайней мере, находилась вблизи нее. Очевидно, что выполнить это требование в данном случае было очень сложно - пришлось бы долго ждать, когда долгота восходящего узла орбиты КА стала бы близкой к долготе восходящего узла орбиты Луны. А долго потому, что как плоскость орбиты КА на высокоэллиптической орбите, так и плоскость орбиты Луны имеют очень небольшую скорость прецессии. В этом случае остается один выход - найти такие моменты начала перелета, при которых в момент максимального сближения КА с Луной последняя находилась бы как можно ближе к плоскости экватора Земли. Именно эта стратегия, как будет ясно далее, и была использована.

Описанные выше требования можно назвать баллистическими, поскольку они обуславливают ограничения на осуществление перелета с точки зрения небесной механики.

А теперь о второй возможной причине, вызвавшей необходимость большого количества маневров КА HGS-1. В пресс-релизах не говорится о том, какие ДУ использовались при проведении маневров, но независимо от этого требуемое время работы для перевода на траекторию полета к Луне при небольших значениях тяги и довольно существенной массе аппарата составляет десятки минут. И хотя ДУ рассчитаны на такие времена работы, тем не менее точность исполнения маневров была, возможно, существенно ограничена нештатной ориентацией и при длительных включениях аппарат мог оказаться на орбите, сильно отличающейся от расчетной. В случае же пролета Луны это могло привести к очень большому промаху и пролету на большом расстоянии (и тогда весь эффект свелся бы практически к нулю). Кроме того, проводя серию небольших импульсов есть возможность с помощью последующего исправить ошибки предыдущего (или, по крайней мере, учесть их при планировании).

Поэтому, скорее всего, учитывая все приведенные выше соображения, инженеры Hughes провели моделирование и приняли решение провести серию маневров, которая в итоге привела бы к требуемому увеличению высоты апогея орбиты.

7 мая около 9:00 UTC на борт аппарата была передана программа на проведение очередного, 12-го, маневра. Двигательная установка была включена в районе перигея около 00:42 UTC 8 мая. ДУ проработала около двух минут, после чего аппарат отправился в 9-дневное путешествие вокруг Луны. Контроль за движением аппарата осуществлялся с помощью радиотехнических, оптических и радиолокационных средств, расположенных по всему миру. Управление аппаратом осуществлялось с помощью наземной станции управления в Филлморе, шт.Калифорния. Эта станция принадлежит компании PanAmSat Corp., основным владельцем которой является Hughes Electronics Corp. Напомню, что Hughes Global Services (HGS) является дочерней компанией Hughes Space and Communications Co., которая, в свою очередь, является подразделением Hughes Electronics Corp. Включение ДУ 8 мая проводилось вне зоны радиовидимости наземных средств, и факт его проведения был подтвержден только через полчаса, а еще через час по результатам уточнения параметров орбиты была подтверждена правильность исполнения коррекции. Теперь HGS-1 летел к Луне!

Встреча с ней состоялась 13 мая. Ее началом можно считать 18:52 UTC, когда аппарат зашел за Луну и оказался в радиотени, продолжавшейся до 19:20 UTC. В 19:55 UTC аппарат прошел на минимальном расстоянии от поверхности - 6248 км (3883 мили). В этот момент Луна находилась над точкой 17.99° ю.ш., 87.41° в.д., а расстояние от ее центра до центра Земли составляло 389627.9 км. Гравитационное поле Луны развернуло плоскость орбиты движения КА, и на обратном пути к Земле он уже двигался по орбите с наклонением 18.2° (т.е. примерно равным той широте, над которой находилась Луна в момент пролета КА) вместо начальных 52.1°, а высота перигея возросла с 400 до ~36000 км.

В конце апреля при планировании «операции» предполагалось (как об этом было сказано во всех информационных сообщениях), что после возвращения к Земле, 17 мая будет выдан тормозной импульс, который понизит апогей, и в течение недели-двух аппарат будет переведен на околостационарную орбиту. Однако, видимо, уже в ходе полета стало ясно, что один пролет Луны не обеспечит требуемой конечной орбиты (по крайней мере, по наклонению), и был запланирован еще один подобный пролет. В то, что второй пролет изначально не планировался, верится с трудом. Более вероятно, что все было ясно и с самого начала, но в целях перестраховки (а вдруг не получится?) прессе об этом не сообщалось. Это косвенно следует из заявления президента HGS Рональда Свенсона (Ronald V. Swanson), которое он сделал 18 мая после возвращения КА к Земле. «Хотя первый пролет Луны был полностью успешным и все поставленные нами задачи выполнены, тем не менее мы всегда говорили, что будем пытаться получить наилучшую орбиту из возможных. Второй пролет Луны позволит получить существенно лучшую орбиту и тем самым увеличит привлекательность аппарата для потенциальных пользователей. Мы не планируем каких-либо дополнительных пролетов Луны, поскольку они сведут на нет достигнутые улучшения». Очень хороший пример общения с прессой - до поры до времени говорим столько, сколько нужно в витиеватой форме (хоть и с некоторыми деталями), а когда развязка близка, то можно делать и категорические заявления, поскольку они уже ни на что не повлияют.
Трасса КА HGS-1 с 18:00 UTC 14 июня по 00:00 UTC 19 июня

малиновый - трасса КА с 18:00 UTC 14 июня по 15:00 UTC 16 июня;
желтый - трасса КА с 15:00 UTC 16 июня по 18:30 UTC 17 июня;
белый - трасса КА с 18:30 UTC 17 июня по 00:00 UTC 19 июня

Итак, 17 мая около 03:00 UTC во время прохождения перигея КА провел небольшой маневр, после которого перешел на 15-суточную орбиту ожидания.

2 июня около 02:40 UTC ДУ аппарата были включены вновь (на этот раз было явно указано, что работали двигатели тягой 22 Н [~5 фунтов], но не указано количество работавших ДУ) и, проработав 30 минут, обеспечили переход КА на траекторию второго сближения и пролета Луны. Апогей орбиты второй встречи с Луной имел высоту около 488000 км. 6 июня в 16:30 UTC HGS-1 прошел на минимальном расстоянии от лунной поверхности - порядка 34300 км. В этот момент сама Луна находилась над точкой поверхности Земли с координатами 9.43° ю.ш., 72.95° в.д., а расстояние между их центрами составляло 397042.4 км. На этот раз Луна уменьшила наклонение плоскости орбиты аппарата еще на 8°. Судя по двухстрочным элементам, после второго пролета Луны наклонение орбиты HGS-1 составило 10.2° (т.е. опять же близко по значению к широте «подлунной» точки на поверхности Земли в момент наибольшего сближения), а после тормозного импульса 14 июня - 8.85°. Если все элементы верны, то это означает, что 14 июня одновременно с понижением апогея была проведена и коррекция наклонения плоскости орбиты с 10.2 до 8.85°. Так или иначе, 14 июня в 16:15 UTC ДУ была включена на 46 минут (здесь, видимо, и был произведен доворот плоскости), а в 17:50 UTC - ещё на 2 минуты. В результате HGS-1 перешел на орбиту высотой 35900x82300 км и периодом обращения 46.3 ч. В последующие дни было проведено еще два маневра, обеспечивших переход аппарата на околостационарную орбиту - 16 июня в 14:29 UTC (длительность работы ДУ - 28 мин, орбита после маневра 35870x45000 км, 8.75°, 28 ч) и 17 июня в 18:29 UTC (орбита после маневра 35634x35865 км, 8.72°, 1434.3 мин). Трасса, вдоль которой двигался КА с 14 по 19 июня, показана на рисунке 1. По сути, последние маневры предназначались уже для перевода КА в точку стояния на ГСО. Положение аппарата было окончательно стабилизировано 19 июня после двух небольших маневров и по состоянию на 25 июня HGS-1 находился на геосинхронной орбите, пересекающей экватор над Тихим океаном в диапазоне долгот 157°32' - 56°33' з.д. (высота орбиты - 35684х 35899, период 1436.4 мин). Отличие геосинхронной орбиты от геостационарной - в наклонении. Окончательное наклонение орбиты HGS-1 составляет 8.70°, и трасса КА имеет вид восьмерки с серединой около экватора и крайними точками на широте 8.7° в северном и южном полушариях.

1 - первое сближение с Луной, расстояние 6200 км, 13 мая, 4 pm EDT; 2 - 16 мая, 11 рm EDT; 3 - 24 мая, 11 рm EDT, расстояние до Земли 488000 км; 4 - 1 июня, 11 pm EDT; 5 - второе сближение с Луной, расстояние 36000 км, 6 июня, 12 pm EDT; 6 - 14 июня, 5 рт EDT; 7 - окончательная геосинхронная орбита, 16 июня; 8 - траектория первого сближения с Луной; 9 - орбита фазирования; 10 - траектория второго сближения с Луной

Такая орбита создает определенные неудобства в эксплуатации КА, поскольку для приема/передачи сигнала необходимо иметь антенну, отслеживающую положение КА на небе. Для пользователей небольших домашних антенн для непосредственного приема телесигнала со спутника, это обстоятельство является непреодолимым препятствием, а потому услуги непосредственного ТВ-вещания уже не могут быть предоставлены потенциальным потребителям. Однако, по словам Марка Скидмора, Hughes уже получил много предложений от компаний, предоставляющих услуги кабельного телевидения и телевидения на морских судах. Эти компании имеют в своем распоряжении необходимые антенные устройства для слежения за аппаратом. Менее оптимистично выглядят комментарии аналитиков, считающих, что дело пока еще не в шляпе, поскольку все крупные компании имеют собственные спутники и вряд ли достаточно быстро найдется заказчик на аренду ИСЗ, работающего с ограничениями. Тем не менее, если заказчики все же найдутся и эксплуатация начнет приносить прибыль, то HGS по существующему соглашению должен будет разделить ее с консорциумом из 27 страховых компаний, оплатившим компании Asiasat первоначальную страховку в 200 млн долларов за невозможность использования КА по целевому назначению.

Итак, эпопея завершена. В своем комментарии Скидмор сказал, что оставшегося запаса бортового топлива хватит на 10-15 лет эксплуатации (вот это да!). Роберт Свенсон подчеркнул, что команда «миссии спасения» первоклассно проделала титаническую работу и подтвердила возможность проведения подобных операций по спасению дорогостоящих КА в будущем.

А в заключение хотелось бы отметить маленький факт. В начале июня в Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша РАН на имя В.В.Ивашкина пришло письмо из компании Hughes, в котором выражалась признательность ученому за разработанную в свое время теорию перехода на геостационарную орбиту с использованием лунного поля тяготения. Результаты тех давних исследований и легли в основу математических моделей, позволивших осуществить столь беспрецедентную операцию. Хочется от всей души поздравить Вячеслава Васильевича с воплощением в жизнь очередной из его многочисленных научных разработок.

При подготовке статьи использованы материалы пресс-релизов HGS, Hughes Space and Communications, сообщений информационного агентства Франс-Пресс, а также статьи В.В.Ивашкина и Н.Н.Тупицына «Об использовании гравитационного поля Луны для выведения космического аппарата на стационарную орбиту спутника Земли».