Спасти «Авангард»: почему американцы так и не смогли вернуть на Землю старейший спутник
По околоземной орбите до сих пор кружится «Авангард-1» (Vanguard 1) — старейший рукотворный объект в космосе, запущенный еще на заре космической эры. Недавно американские инженеры разработали детальный план орбитальной реставрации, чтобы перехватить этот бесценный артефакт и вернуть его в музей. Возможно ли провести ювелирную спасательную операцию на высоте в несколько тысяч километров и забрать с орбиты неуправляемый аппарат? Рассказываем, как планировалось перехватить спутник, зачем для этого был нужен пилотируемый корабль Crew Dragon и как красивая научно-популярная одиссея едва не спровоцировала международный скандал.
17 марта 1958 года, когда блестящий алюминиевый шарик «Авангарда-1» наконец-то оказался на орбите, Белый дом облегченно выдохнул. Долгожданный успех проекта Военно-морских сил США состоялся через два месяца после запуска первого американского спутника Explorer 1.
До этого американская космическая программа пережила сокрушительный и позорный удар: в декабре 1957 года первая попытка запустить аналогичный спутник закончилась катастрофой. Ракета-носитель Vanguard TV3 оторвалась от стола всего на метр, потеряла тягу, рухнула назад и взорвалась в прямом телеэфире на глазах у миллионов зрителей.
Крошечный спутник отлетел в кусты и продолжал беспомощно подавать сигналы. Тогда американская пресса изощрялась в обидных прозвищах, называя проект Flopnik («пшик»), Kaputnik («капутник») и Stayputnik («остающийся на Земле»).
Сам добравшийся до космоса «Авангард-1» получился совсем крошечным — сфера диаметром всего 15,2 см весила скромные 1,46 кг. За такие габариты американские репортеры тут же окрестили новинку the grapefruit satellite — «спутник-грейпфрут». Для американцев, привыкших видеть этот крупный цитрус на своих завтраках, сравнение было наглядным, осязаемым и понятным.
Как в СССР отреагировали на запуск спутника Vanguard 1
В Москве же на эти запуски смотрели исключительно сквозь призму собственных грандиозных успехов. К весне 1958 года советская космическая программа двигалась семимильными шагами. Первый советский спутник весил 83,6 кг, а второй, с собакой Лайкой на борту, — чуть более 508 кг. Настоящий же триумф отечественного ракетостроения случился 15 мая 1958 года, когда на орбиту вышел Третий спутник — огромная научная лаборатория весом в 1327 кг.
На следующий вечер, 16 мая 1958 года, в Георгиевском зале Большого Кремлевского дворца гремел грандиозный правительственный прием. Советская верхушка чествовала высокопоставленную делегацию Объединенной Арабской Республики (ОАР) во главе с ее президентом Гамалем Абделем Насером. Атмосфера была триумфальной: новость о вчерашнем запуске гигантского Третьего спутника будоражила дипломатов и прессу.
Никита Хрущев, находившийся в прекрасном расположении духа, сиял под хрустальными люстрами дворца, произнося длинную речь о силе советской науки и мощи советского оружия перед сотнями гостей, советских передовиков и иностранных послов. На фоне полуторатонной советской махины полуторакилограммовый американский аппарат, запущенный в марте, казался советскому руководителю совершенно незначительным.
Решив уколоть американских дипломатов, сидевших в том же зале, премьер экспромтом выдал образное сравнение, выбрав для метафоры хорошо знакомый советским людям апельсин — он, в отличие от экзотического грейпфрута, был понятен почти любому простому рабочему. Под дружный хохот и бурные аплодисменты банкетного зала он едко отчеканил в микрофон:
«Америке придется запустить много спутников размером с апельсин, чтобы догнать Советский Союз».
Ни о каком «грейпфруте» в советских газетах и журналах того времени и речи не было. Этот заморский плод в СССР конца пятидесятых был редкостью. Широкому обывателю он известен не был и в качестве насмешки в отечественной печати никогда не употреблялся. Хрущев говорил исключительно об апельсинах.
Но у этой фразы оказалась удивительная судьба. Американские корреспонденты, спешно переводившие кремлевскую речь для западных информагентств, столкнулись с «трудностями калибровки». Обычный апельсин казался слишком мелким для 15-сантиметрового «Авангарда».
Чтобы не путать своих читателей, журналисты перевели хрущевский «апельсин» как «грейпфрут», намеренно подгоняя слова советского лидера под уже устоявшийся внутри США газетный штамп. В западную прессу ушел адаптированный перевод, утверждавший, будто советский генсек упомянул именно их любимый крупный цитрус.
Спустя годы этот искаженный перевод вернулся в Россию со страницами переводных американских книг, породив стойкий миф о том, будто Хрущев лично обозвал «Авангард» заморским грейпфрутом.
Но история оказалась ироничной. Советские спутники-первопроходцы и американский Explorer 1 летали на относительно низких орбитах и сгорели в плотных слоях атмосферы еще в первые годы космической эры. А американский аппарат, по воле переводчиков ставший «грейпфрутом», за счет своей уникальной высокой эллиптической орбиты продолжает безмолвно кружить над Землей до сих пор. И именно он стал главной целью для современных инженеров.
Зачем США хотели вернуть спутник Vanguard 1
Долгое время этот старый аппарат воспринимался лишь как безмолвный космический мусор и забавный исторический курьез. Vanguard 1 полностью замолчал еще в мае 1964 года. Свою рекордную для тех лет шестилетнюю вахту он отработал благодаря инновации — это был первый в мире спутник, оснащенный солнечными батареями.
Но за прошедшие десятилетия жесткая радиация, глубокий вакуум и термоциклирование сделали свое дело. Из-за хаотического кувыркания и периодического перехода с освещенной Солнцем стороны орбиты в тень он превратился в мертвую, хотя и полностью уцелевшую алюминиевую капсулу времени.
Однако в XXI веке, когда в мире заговорили о зарождении «космической археологии» — концепции спасения первых и редких рукотворных памятников на орбите, — ситуация изменилась. Главным кандидатом на возвращение домой стал именно Vanguard 1 как старейший из всех уцелевших аппаратов в космосе.
План возвращения спутника Vanguard 1 с орбиты на Землю
Технический проект его эвакуации, представленный инженерами компании Booz Allen Hamilton (BAH) на престижной аэрокосмической конференции AIAA SCITECH в американском Орландо, описывает ее как двухфазную операцию захвата «некооперируемого объекта» (т.е. спутника-мишени, который не взаимодействует с аппаратом-охотником).
Главная сложность миссии заключается в орбите Vanguard 1. Спутник движется по вытянутому эллипсу с наклонением 34,25 градуса: его перигей составляет 661 километр, а апогей достигает внушительных 3817 километров. Эта орбита значительно выше зоны работы современных пилотируемых кораблей в их стандартных конфигурациях (они обычно не поднимаются выше 450–500 километров). В расчетах авторов доклада подчеркивается: для заброса корабля-перехватчика на столь высокую траекторию и выполнения серии высокоточных маневров фазирования орбит, миссию теоретически пришлось бы реализовывать с помощью ракет тяжелого или сверхтяжелого класса — уровня Falcon Heavy от SpaceX или Vulcan от ULA.
Инженерный план авторов исследования, среди которых ведущую роль играл аналитик Мэтт Билл, разделен на два строго регламентированных этапа. Сначала к спутнику отправляется малый автоматический инспектор для детального обследования и оценки вращения. И только после этого, если состояние объекта позволит, в космос запускается тяжелый перехватчик — пилотируемый корабль или специальный возвратный аппарат, который должен поймать спутник и вернуть его на Землю.
Для выполнения первого этапа годится любая ракета-носитель, способная запустить малый спутник-инспектор на орбиту рядом с «Авангардом». Главная задача — подойти к цели и провести ее детальное трехмерное лазерное сканирование вместе с оптической съемкой высокого разрешения. Это необходимо, чтобы оценить реальное состояние материалов. Спутник провел в космосе почти 70 лет под непрерывным ударом радиации и микрометеоритов. Инженерам нужно точно знать, выдержит ли подвергшийся деградации алюминиевый корпус механический захват или шар просто рассыплется от первого же прикосновения. Параллельно будут определены параметры движения спутника вокруг его осей. Автоматический зонд передаст на Землю точные обновленные координаты объекта, чтобы основной корабль-перехватчик гарантированно вышел точно к цели.
Для реализации этого второго шага аналитики BAH разработали два альтернативных сценария.
Первый сценарий опирается на возможности корабля Crew Dragon компании SpaceX. Хотя эта миссия выходит за рамки стандартных полетов, потенциал корабля позволяет использовать его в качестве перехватчика прямо на высокоэллиптической орбите. Аргументом в пользу отправки людей, а не робота, стала конструкция самого «Авангарда-1».
«Антенны — это главная головная боль, — объяснял технические нюансы Мэтт Билл. — Их невозможно демонтировать в космосе, поэтому возвращаемый космический аппарат должен вместить спутник в грузовой отсек "как есть". Это сильный аргумент в пользу пилотируемого корабля с большим люком, хотя это и самый дорогой вариант. Роботизированному аппарату потребуется тщательно спроектированный кастомный интерьер».
По задумке инженеров, после того как Crew Dragon сблизится со спутником и выровняет скорости, экипаж с помощью простейшего механического фиксатора должен аккуратно затащить аппарат внутрь обитаемой капсулы прямо через открытый носовой люк. Автоматический манипулятор неизбежно погнет или сломает шесть жестких 30-сантиметровых штырей антенн, которые увеличивают габариты 15-сантиметровой сферы до общего размаха почти в метр (91 см). Можно выстрелить в спутник сеткой и, после того, как она намотается на антенны и остановит вращение, затащить «Авангард» внутрь.
Уже в кабине астронавты смогут вручную упаковать исторический артефакт в защитный контейнер, гарантируя полную сохранность его музейного облика. Правда, такая экспедиция получается экстремально дорогой и рискованной для экипажа.
В качестве альтернативы прямому захвату кораблем Crew Dragon в докладе подробно рассматривается баллистический сценарий с участием Международной космической станции (МКС). В этом варианте автоматический спутник-перехватчик ловит Vanguard 1 на высокоэллиптической орбите и жестко фиксирует его. Главная сложность начинается дальше: маршевая двигательная установка перехватчика должна выполнить серию последовательных маневров, задача которых не просто снизить апогей до 420 километров, а поднять наклонение орбиты с 34,25 градуса до 51,64 градуса, и выполнить высокоточное фазирование для встречи с МКС. Такое радикальное изменение плоскости движения требует колоссального расхода топлива — около 1,5–2 километров в секунду характеристической скорости. После этого буксир стыкуется со станцией, и астронавты в условиях безопасного обитаемого отсека точно так же вручную упаковывают спутник для последующей отправки на Землю в возвращаемом аппарате Cargo Dragon.
Почему миссия по возвращению спутника Vanguard 1 так и не состоялась
Несмотря на детальную баллистическую проработку и умеренный интерес в американской профильной прессе, космическая одиссея от Booz Allen Hamilton очень быстро столкнулась с суровой реальностью. Едва покинув залы конференции AIAA SCITECH в Орландо, амбициозный проект орбитальной реставрации практически сразу зашел в глухой финансовый, юридический и геополитический тупик. Прагматичный расчет показал, что вернуть старейший рукотворный памятник с орбиты на Землю в сегодняшних реалиях практически невозможно.
Первым и самым очевидным барьером на пути к реализации миссии стало полное отсутствие финансирования. Авторы исследования — аналитик Мэтт Билл и его коллеги — подготовили проект в качестве личной академической инициативы. Сама консалтинговая компания BAH сразу открестилась от коммерческого участия, разместив в докладе официальный дисклеймер о том, что работа отражает лишь частное мнение инженеров и не является бизнес-планом фирмы.
Попытки авторов идеи найти сторонних инвесторов или государственные гранты быстро потерпели крах. В NASA вежливо дали понять, что все внимание и бюджеты агентства до последнего цента мобилизованы под сверхдорогую лунную программу Artemis, поэтому тратить ресурсы на штучную разработку систем захвата, оплату пусковых услуг и возвращение «ностальгических сувениров» никто не станет. Частные же инвесторы не увидели в спасении полуторакилограммового алюминиевого шара никаких коммерческих перспектив, ведь такую миссию невозможно монетизировать, а финальной точкой маршрута в любом случае должен был стать бездоходный государственный Смитсоновский музей.
Второй тупик оказался юридическим. В международном космическом праве, регулируемом базовым Договором о космосе 1967 года, полностью отсутствует морской принцип «обращения в собственность бесхозяйного имущества». В океане, если судно официально признано брошенным или затонувшим, любой первопроходец может поднять его со дна и заявить на него свои права. В космосе этот подход строго запрещен. Абсолютно любой объект, запущенный на орбиту, навсегда остается под юрисдикцией и в собственности того государства, которое его зарегистрировало.
Спутник Vanguard 1 юридически принадлежит Исследовательской лаборатории ВМС США (NRL). И хотя сами военные ученые из NRL встретили идею Мэтта Билла с профессиональным интересом, признав ее беспрецедентной для науки, юридический статус объекта намертво блокирует любые быстрые решения. Чтобы частный подрядчик вроде SpaceX или даже гражданское агентство NASA могли официально забрать спутник с орбиты, требуется пройти сложнейшие круги бюрократических согласований на правительственном уровне, поскольку механизма автоматической передачи или списания такого военного имущества во внутреннем законодательстве просто не существует.
Но самым весомым барьером признали международный геополитический контекст. Авторы исследования изначально надеялись привлечь к проекту Космические силы США (USSF), предложив военным использовать возвращение «Авангарда-1» как мирную демонстрацию технологий безопасного сближения и маневрирования на орбите. По задумке, открытая «гуманитарная» миссия под эгидой NASA и ВМС должна была показать прозрачность намерений США в космосе.
Однако суровая реальность быстро умножила эти надежды на ноль. В условиях обострившейся космической гонки и жесткого противостояния с геополитическими соперниками, Космические силы США прагматично сосредоточены на решении сугубо военных задач. Тратить дефицитные ресурсы, время и технику на сложные орбитальные маневры ради спасения исторического артефакта Пентагон посчитал нецелесообразным. В итоге проект орбитальной реставрации так и остался на бумаге, поскольку мирная дань уважения истории космонавтики оказалась не в состоянии конкурировать с жесткими приоритетами национальной безопасности.
В результате проект лег на полку, оставшись лишь красивым теоретическим кейсом в архивах Американского института авиации и космонавтики (AIAA). Историческое пророчество Артура Кларка, написанное еще в 1968 году, пока остается неисполненным. В своей знаменитой книге «Обещание космоса» (The Promise of Space) легендарный фантаст и футуролог оставил абсолютно однозначные и теперь уже исторические строки:
«Не следует забывать, что самым долгоживущим из всех спутников, который будет находиться на орбите и тысячу лет спустя — если не считать почти полной уверенности в том, что вскоре его заберут для Смитсоновского аэрокосмического музея, — является крошечный трехфунтовый "Авангард-1", запущенный 17 марта 1958 года».
Писатель был абсолютно уверен в техническом и гуманитарном триумфе будущих поколений, но не учел лишь одного — что земные политические разногласия, бюрократия и экономические барьеры окажутся намного сильнее и прочнее, чем законы небесной механики.
Где сейчас спутник Vanguard 1
Vanguard 1 продолжает свой безмолвный бег в космической пустоте. Каждые 133 минуты он совершает очередной виток вокруг Земли. У человечества есть еще как минимум два столетия, чтобы стать мудрее, богаче, договориться друг с другом и все-таки вернуть домой этот удивительный памятник зари космической эры.
Ранее мы рассказывали о том, как фрагмент американского спутника-шпиона чуть не попал в СССР.
Вас может заинтересовать
