«Маленький Джо» — твердотопливная ракета-носитель , использовавшаяся НАСА для восьми запусков с 1959 по 1960 год с острова Уоллопс , штат Вирджиния, для проверки системы аварийного спасения и теплового экрана для капсул проекта «Меркурий» , а также название, данное программе испытаний с использованием усилитель. Первая ракета, предназначенная исключительно для пилотируемых космических кораблей, «Маленький Джо» также была одной из первых операционных ракет-носителей, использующих принцип ракетного кластера.
Имя «Маленький Джо» было приписано Максиму Фаже из Исследовательского центра НАСА в Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. В основу названия он положил четыре больших плавника, которые напомнили ему жаргонный термин, обозначающий бросок из четырех игроков в кости . [1]
Преемник Little Joe II использовался для летных испытаний системы аварийного спасения Аполлона с 1963 по 1966 год.
Когда НАСА понадобился ускоритель для проекта «Меркурий» , агентство обнаружило, что ракеты «Атлас» будут стоить примерно 2,5 миллиона долларов США каждая, и что даже « Редстоун» будет стоить около 1 миллиона долларов за запуск. Руководители программы «Меркурий» осознавали, что многочисленные ранние испытательные полеты должны быть выполнены с использованием гораздо менее дорогой ускорительной системы, поэтому НАСА спроектировало ракету «Маленький Джо», каждая из которых стоила 200 000 долларов.
В январе 1958 года Макс Фейджет и Пол Персер подробно разработали на бумаге, как сгруппировать четыре твердотопливные ракеты «Сержант» , стандартно используемые на летном комплексе Уоллопс в Вирджинии, для вывода носового обтекателя с экипажем над стратосферой . Недолговечное предложение Фаже «High Ride» в то время пострадало от сравнений с «Проектом Адам», но в августе 1958 года Уильям Бланд и Рональд Коленкевич вернулись к своим предварительным проектам дешевой группы твердотопливных ракет для разгона полномасштабных и полновесная модель капсулы над атмосферой. Поскольку испытания на падение стандартных капсул предоставили новые аэродинамические данные о динамической устойчивости конфигурации в свободном падении, быстро стала очевидной необходимость в сопоставимых данных о фазе с приводом. Поэтому в октябре 1958 года группа НАСА подготовила новые инженерные чертежи и смету механической конструкции конструкции ракеты-носителя и подходящей пусковой установки.
Когда чертежи этой группы из четырех ракет начали появляться на чертежных досках, дизайнеры постепенно утвердились в качестве прозвища для своего проекта. Поскольку на их первых рисунках поперечного сечения было показано четыре отверстия, они назвали проект «Маленький Джо», от броска в кости двойной двойки на игральных костях. [3] Хотя позже были добавлены четыре меньших круга, обозначающие добавление ракетных двигателей Recruit, первоначальное название сохранилось. Появление на инженерных чертежах четырех больших стабилизирующих килей, выступающих из планера, также помогло увековечить имя, которое приобрел Маленький Джо.
Основная цель этой относительно небольшой и простой ускорительной системы заключалась в экономии денег, позволяя проводить многочисленные испытательные полеты для проверки различных решений множества проблем, связанных с развитием пилотируемых космических полетов, особенно проблемы спасения от взрыва при запуске или во время запуска. . Аэродинамика капсулы в реальных условиях входа в атмосферу была еще одной первоочередной проблемой. Чтобы получить такой опыт как можно скорее, его разработчикам пришлось сохранить простую концепцию кластерного ускорителя; он должен использовать твердое топливо и существующее проверенное оборудование, когда это возможно, и не должен иметь каких-либо электронных систем наведения и контроля.
Конструкторы сделали блок ускорителя «Маленький Джо» примерно таким же, как армейский ускоритель «Редстоун» с полезной нагрузкой в капсуле. Но помимо того, что «Маленький Джо» достаточно гибок для выполнения различных миссий, он может быть изготовлен примерно за одну пятую базовой стоимости «Редстоуна», иметь гораздо меньшие эксплуатационные расходы, а также может быть разработан и доставлен с гораздо меньшими затратами времени и усилий. . И, в отличие от более крупных ракет-носителей, «Маленького Джо» можно было запустить с существующих объектов на острове Уоллопс.
В ноябре 1958 года двенадцать компаний откликнулись на приглашения принять участие в тендере на строительство планера Little Joe. Техническая оценка этих предложений проводилась почти так же, как и в отношении космического корабля, за исключением того, что основную административную нагрузку нес на себе Исследовательский центр Лэнгли . Ракетное подразделение North American Aviation выиграло контракт 29 декабря 1958 года; и немедленно приступил к работе в Дауни, штат Калифорния , над заказом на семь ракет-носителей и одну мобильную пусковую установку.
Основными целями миссии Маленького Джо, как это было видно в конце 1958 года (помимо изучения динамики капсулы на все более высоких высотах), были испытания системы спасения капсулы при максимальном динамическом давлении, квалификация парашютной системы и проверка методов поиска и извлечения. . Но поскольку каждая группа специалистов, работавших над проектом, стремилась как можно скорее получить достоверные эмпирические данные, необходимо было установить более точные приоритеты. Первые полеты заключались в измерении сил полета и удара о капсулу; более поздние полеты должны были измерять критические параметры на все более высоких высотах: 20 000, 250 000 и 500 000 футов (6, 75 и 150 км). Минимальные цели каждого выстрела «Маленького Джо» можно время от времени дополнять исследованиями уровней шума, тепловых и давящих нагрузок, разделения теплозащитного экрана и поведения животных, наездников, при условии, что измерения могут быть выполнены с минимальной телеметрией. Поскольку ожидалось, что все капсулы, запущенные ракетами «Маленький Джо», будут восстановлены, бортовые методы записи также способствовали бы простоте системы.
Little Joe, первая из двух ракет-носителей, разработанных специально и исключительно для пилотируемых капсул, была также одной из первых действующих ракет-носителей, использующих принцип кластера ракет. Поскольку четыре модифицированных ракеты «Сержант» (называемые ракетами «Кастор» или «Поллукс», в зависимости от модификации) и четыре дополнительных ракеты «Рекрут» были настроены на стрельбу в различной последовательности, взлетная тяга сильно различалась, но максимальная расчетная тяга составляла почти 230 000 фунтов (1020 килоньютонов ). Теоретически достаточно, чтобы поднять космический корабль массой около 4000 фунтов (1800 кг) по баллистической траектории на высоту более 100 миль (160 км), толчок этих сгруппированных главных двигателей должен имитировать профиль взлета в среде, которую испытает Атлас с экипажем. Более того, дополнительная мощная взрывная тяга системы аварийного спасения из тягача-ракеты может быть продемонстрирована в самых тяжелых условиях взлета, которые только можно себе представить. Инженеры, воспитавшие Маленького Джо до зрелого возраста, знали, что на нее особо не на что смотреть, но они надеялись, что их неуклюжая ракета докажет правомерность большинства концепций конструкции баллистических капсул и тем самым заслужит свою собственную честь. Преемник, Little Joe II , позже будет использоваться для летных испытаний системы спасения экипажа Аполлона.
По состоянию на 21 января 1960 года в серии из пяти реальных и предпринятых полетов «Маленького Джо» были израсходованы четыре из шести испытательных ускорителей, изготовленных North American для НАСА, и пять прототипов капсул, изготовленных в мастерских Лэнгли. Основные цели испытаний этих моделей с твердотопливным двигателем были неотъемлемой частью программы опытно-конструкторских полетов, проводимой в НАСА Космической целевой группой при поддержке Лэнгли и Уоллопса. Теперь для квалификационных летных испытаний осталось только два ускорителя Little Joe. Компания North American произвела семь планеров Little Joe, но один из них был оставлен на заводе в Дауни, Калифорния, для испытаний на статическую нагрузку. STG заказала модернизацию этого седьмого планера, чтобы иметь три ускорителя Little Joe для программы квалификационных полетов. Успех Little Joe 1B в январе 1960 года означал, что следующий, шестой полет, получивший название Little Joe 5 , станет первым полетом на настоящей капсуле Mercury с производственной линии McDonnell. Переходя от опытно-конструкторских летных испытаний с использованием шаблонных моделей к квалификационным летным испытаниям с «настоящей капсулой Макдоннелла», Космическая целевая группа еще дальше отошла от исследований в области разработки и перешла к эксплуатации.
Официальное обозначение нумерации миссии «Меркурий» представляло собой двухбуквенное обозначение, соответствующее типу ракеты-носителя, за которым следовала тире, затем цифра, обозначающая конкретный набор целей полета, и дополнительная буква, используемая для различения дальнейших полетов для достижения этих целей. Таким образом, официальное обозначение первого полета «Маленького Джо» было «LJ-1». Полеты не выполнялись в числовой последовательности, поскольку график проекта менялся по мере его реализации. Фактический порядок полета был:
