Немецкие ракеты V-2, захваченные армией США в конце Второй мировой войны, использовались в качестве зондирующих ракет для доставки научных приборов в верхние слои атмосферы Земли и в суборбитальное пространство на ракетном полигоне Уайт-Сэндс (WSMR) для программы атмосферных и солнечных исследований в конце 1940-х годов. Траектория ракеты была предназначена для доставки ракеты на высоту около 100 миль (160 км) и на 30 миль (48 км) по горизонтали от стартового комплекса WSMR 33. Скорость удара возвращающихся ракет была уменьшена за счет разрушения конструкции корпуса ракеты при входе в атмосферу. Более прочные записи и приборы можно было извлечь из ракет после удара о землю, но была разработана телеметрия для передачи и записи показаний приборов во время полета. [1] : 112–116
Первые из 300 железнодорожных вагонов с компонентами ракеты V-2 начали прибывать в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико, в июле 1945 года для передачи в WSMR. [2] : 246 Из Германии было вывезено так много оборудования, что Немецкому музею позже пришлось получить V-2 для выставки в США. [3] В ноябре сотрудники General Electric (GE) начали идентифицировать, сортировать и собирать компоненты ракеты V-2 в здании WSMR 1538, обозначенном как здание сборки WSMR 1. Армия завершила строительство блокгауза в стартовой зоне WSMR 1 в сентябре 1945 года. Стартовый комплекс WSMR 33 для захваченных V-2 был построен вокруг этого блокгауза. [4]
Первоначальные усилия по сборке V-2 дали 25 ракет, готовых к запуску. Армия собрала группу по исследованию верхних слоев атмосферы из представителей Командования материальной части ВВС , Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL), Корпуса связи армии , Лаборатории баллистических исследований , Лаборатории прикладной физики , Мичиганского университета , Гарвардского университета , Принстонского университета и компании General Electric. [1] : 112 немецких ученых-ракетчиков из Operation Paperclip прибыли в Форт-Блисс в январе 1946 года для оказания помощи в программе испытаний ракеты V-2. [4] После статического испытательного запуска двигателя V-2 15 марта 1946 года первый запуск ракеты V-2 со стартового комплекса 33 состоялся 16 апреля 1946 года. По мере того, как возможности программы были реализованы, персонал GE построил новые компоненты управления для замены изношенных деталей и использовал запасные части с утилизированными материалами, чтобы сделать более 75 зондирующих ракет V-2 доступными для атмосферных и солнечных исследований на WSMR. Примерно два запуска V-2 в месяц были запланированы со стартового комплекса 33 до тех пор, пока не иссякнут запасы зондирующих ракет V-2. [1] : 112 Сокращенная частота исследований зондирующих ракет V-2 со стартового комплекса 33 продолжалась до 1952 года. [5]
См. также: Запуски трофейных ракет V-2 в США после 1945 г.
2200-фунтовая (1000 кг) взрывчатая боеголовка в носовом конусе объемом 17 кубических футов (0,48 м 3 ) была заменена пакетом приборов весом в среднем 1200 фунтов (540 кг). Иногда приборы добавлялись в отсек управления, в заднюю моторную секцию, между топливными баками или на стабилизаторы или обшивку ракеты. Приборы носового конуса обычно собирались в участвующих лабораториях и отправлялись в WSMR для присоединения к ракете в сборочном корпусе 1. [1] : 113-115&135
Ракеты, вернувшиеся на Землю неповрежденными, создали ударный кратер шириной около 80 футов (24 м) и такой же глубины, который был заполнен обломками на глубину около 35 футов (11 м). В целях сохранения инструментов динамит был стратегически размещен внутри корпуса самолета, чтобы взорвать его на высоте 50 километров (31 миля) во время нисходящего полета в конце интервала высотных научных наблюдений. Эти взрывчатые вещества ослабили конструкцию ракеты, так что она была бы разорвана аэродинамическими силами, когда она снова вошла в более плотную нижнюю атмосферу. Конечная скорость падающих фрагментов была уменьшена на порядок. [1] : 115-116&138
Ракеты-зонды V-2 имели длину 47 футов (14 м), диаметр 5 футов 5 дюймов (1,65 м) и весили 28 000 фунтов (13 000 кг) с полной загрузкой жидкого топлива, составлявшего две трети этого веса. Топливо расходовалось в первую минуту полета, создавая тягу 56 000 фунтов силы (250 кН). Максимальное ускорение 6 G s достигалось при минимальном весе топлива непосредственно перед выгоранием, а вибрационные ускорения были такой же величины во время полета с работающим двигателем. Скорость при выгорании составляла приблизительно 5 000 футов (1 500 м) в секунду. Ракета обычно имела небольшой непредсказуемый угловой момент при выгорании, вызывая непредсказуемый крен с тангажем или рысканием , когда она поднималась вверх примерно на 75 миль (121 км). Типичный полет обеспечивал окно наблюдения в 5 минут на высотах выше 35 миль (56 км). [1] : 135–137
Были разработаны сервомеханизмы для компенсации изменений аспекта ракеты, когда она падала после сгорания. Они позволили устройствам слежения за Солнцем измерять солнечный электромагнитный спектр . Ограниченный успех был достигнут с парашютным восстановлением приборов, но некоторые из наиболее прочных приборов или записей внутри корпуса ракеты могли выдержать удар о землю на дозвуковых скоростях. [1] : 116&137
NRL разработала телеметрическую систему, использующую 23-канальную импульсно-временную модуляцию. Напряжение, подаваемое на входные клеммы данного канала, определяло интервал между двумя соседними импульсами, что не совсем похоже на технику импульсно-позиционной модуляции . Промежуток между первым и вторым импульсами определялся каналом 1, между вторым и третьим импульсами — каналом 2 и т. д. Система делала 200 выборок в секунду по 24 импульса. Информация передавалась с помощью высокочастотной модуляции . Наземные приемные станции переводили интервалы между импульсами обратно в напряжения, которые подавались на группу струнных гальванометров для приблизительно непрерывной записи каждого канала на движущейся рулоне пленки. Точность была в пределах приблизительно 5 процентов. [1] : 116&138
В 1946 году [5] Военно-морская исследовательская лаборатория сделала первые фотографии Солнца в ультрафиолетовом спектре на высоте до 88 км (55 миль). [6] [7]
Первый ночной полет зондирующей ракеты V-2 начался в 22:00 (MST) 17 декабря 1946 года в рамках полета Лаборатории прикладной физики . Эта ракета несла несколько взрывных зарядов, которые генерировали искусственные метеоры, которые можно было наблюдать фотографически. Экспериментальный пакет был установлен Джеймсом Ван Алленом . Хотя сам полет был сфотографирован наблюдателями, находившимися на таком большом расстоянии (285 миль (459 км)) как Тусон, штат Аризона , заряды и ожидаемые метеоры не были сфотографированы, и, вероятно, они не выстрелили. [8]
Первыми животными, отправленными в космос, были плодовые мушки на борту ракеты V-2, запущенной США 20 февраля 1947 года с ракетного полигона Уайт-Сэндс , штат Нью-Мексико . Целью эксперимента было изучение эффектов воздействия радиации на больших высотах. Ракета достигла 68 миль (109 км) за 3 минуты и 10 секунд, преодолев как 50-мильную границу космоса, установленную ВВС США, так и международную 100-километровую границу. Капсула Blossom была катапультирована и успешно раскрыла свой парашют. Плодовые мушки были извлечены живыми. Другие миссии V-2 перевозили биологические образцы, включая семена. [9] [10] [11] [12]
Альберт II , макак-резус , стал первым приматом и первым млекопитающим в космосе 14 июня 1949 года в запущенном США Фау-2 после неудачи первоначальной миссии Альберта при подъёме. Альберт I достиг только 30–39 миль (48–63 км) высоты; Альберт II достиг около 83 миль (134 км). Альберт II погиб при ударе из-за отказа парашюта.
Многочисленные обезьяны нескольких видов были запущены США в 1950-х и 1960-х годах. Обезьянам были имплантированы датчики для измерения жизненно важных показателей, и многие находились под анестезией во время запуска. Уровень смертности среди обезьян на этом этапе был очень высок: около двух третей всех обезьян, запущенных в 1940-х и 1950-х годах, погибли во время миссий или вскоре после приземления. [13]
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )