Программа Corona [1] представляла собой серию американских стратегических разведывательных спутников , созданных и эксплуатируемых Управлением по науке и технологиям Центрального разведывательного управления (ЦРУ) при существенной помощи со стороны ВВС США . Спутники CORONA использовались для фотографического наблюдения за Советским Союзом (СССР), Китаем и другими территориями, начиная с июня 1959 года и заканчивая маем 1972 года.
В 1957 году Советский Союз запустил Спутник-1 , первый искусственный спутник Земли. Официально Спутник был запущен в соответствии с Международным геофизическим годом, солнечным периодом, который Международный совет научных союзов объявил идеальным для запуска искусственных спутников для изучения Земли и Солнечной системы. Однако запуск вызвал общественную обеспокоенность по поводу предполагаемого технологического разрыва между Западом и Советским Союзом. [2] Неожиданный успех миссии ускорил кризис спутника и побудил президента Дуайта Д. Эйзенхауэра санкционировать программу Corona, первоочередную разведывательную программу, управляемую совместно ВВС и ЦРУ. Спутники были разработаны для фотографирования закрытых территорий из космоса, предоставления информации о возможностях советских ракет и замены рискованных разведывательных полетов U-2 над советской территорией. [3]
CORONA стартовала под названием «Discoverer» как часть программы разведки и защиты спутников WS-117L ВВС США в 1956 году. WS-117L был основан на рекомендациях и разработках корпорации RAND . [4] Основной целью программы была разработка фотоспутника с возвратом пленки для замены самолета-шпиона U-2 в наблюдении за китайско-советским блоком, определении расположения и скорости производства советских ракет и дальних бомбардировщиков. Программа CORONA также использовалась для создания карт и схем для Министерства обороны и других картографических программ правительства США. [5]
Проект CORONA быстро продвигался вперед после того, как 1 мая 1960 года над Советским Союзом был сбит самолет-разведчик U-2. [6]
В конечном итоге CORONA охватила восемь отдельных, но перекрывающихся серий спутников (названных «Keyhole» или KH [7] ), запущенных с 1959 по 1972 год. [8] : 231 CORONA была дополнена и в конечном итоге заменена сериями спутников с более высоким разрешением KH-7 Gambit и KH-8 Gambit 3. [9]
Альтернативной параллельной программой программы CORONA была программа SAMOS . Эта программа включала несколько типов спутников, которые использовали другой фотографический метод. Это включало захват изображения на фотопленку, проявление пленки на борту спутника и последующее электронное сканирование изображения. Затем изображение передавалось с помощью телеметрии на наземные станции . Спутниковые программы Samos E-1 и Samos E-2 использовали эту систему, но они не могли делать очень много снимков, а затем передавать их на наземные станции каждый день. Две более поздние версии программы Samos, такие как E-5 и E-6, использовали подход с возвратом ковша, впервые примененный в CORONA, но ни одна из последних серий Samos не была успешной. [10]
Спутники CORONA были обозначены KH-1 , KH-2 , KH-3 , KH-4 , KH-4A и KH-4B . KH означало « Key Hole » или «Keyhole» (кодовый номер 1010), [7] а само название было аналогией с актом шпионажа в комнате человека путем заглядывания в замочную скважину его двери. Увеличивающийся номер указывал на изменения в аппаратуре наблюдения, такие как переход от одинарных панорамных к двойным панорамным камерам . Система наименования «KH» была впервые использована в 1962 году с KH-4, более ранние номера применялись ретроспективно. [11]
Ниже приведен список запусков CORONA, составленный Геологической службой США. [12] В этой таблице перечислены правительственные обозначения каждого типа спутника (C, C-prime, J-1 и т. д.), разрешение камеры и описание системы камеры.
* (Отсутствующие «кавычки» являются частью первоначальных обозначений первых трех поколений камер.)
Поскольку американские космические запуски не были засекречены до конца 1961 года, [8] : 176 [15] первые спутники CORONA были замаскированы дезинформацией как часть программы развития космических технологий под названием Discoverer . Для общественности миссии Discoverer были научными и инженерными миссиями, а капсулы с пленкой для возврата использовались для возвращения биологических образцов. Чтобы облегчить этот обман, было построено несколько капсул CORONA для размещения пассажира-обезьяны. Многие подопытные обезьяны были потеряны во время наземных испытаний системы жизнеобеспечения капсулы. [8] : 50 Крышка Discoverer оказалась громоздкой, что привлекло внимание научного сообщества. Discoverer 37 , запущенный 13 января 1962 года, был последней миссией CORONA, носившей название Discoverer. Последующие миссии CORONA были просто классифицированы как «запуски спутников Министерства обороны». [16] : xiii–xiv
Первой серией спутников CORONA были спутники Keyhole 1 (KH-1) на базе верхней ступени Agena-A , которая предлагала корпус и двигатель, обеспечивающий управление ориентацией на орбите. Полезная нагрузка KH-1 включала одиночную панорамную камеру C (для CORONA), созданную Fairchild Camera and Instrument с апертурой af/5.0 и фокусным расстоянием 61 см (24 дюйма). Она имела разрешение на земле 12,9 м (42 фута). Пленка была возвращена с орбиты одним General Electric Satellite Return Vehicle (SRV). SRV был оснащен небольшим бортовым твердотопливным ретро-двигателем для спуска полезной нагрузки с орбиты в конце миссии. Восстановление капсулы производилось в воздухе специально оборудованным самолетом. [17]
В первой половине 1959 года было проведено три испытательных запуска без камеры, ни один из которых не был полностью успешным. Discoverer 1 был испытательным аппаратом, не имевшим ни SRV, ни камеры. Запущенный 28 февраля 1959 года, он стал первым искусственным объектом, выведенным на полярную орбиту, но лишь изредка возвращал телеметрию . Discoverer 2 (14 апреля 1959 года) впервые нес спасательную капсулу, но без камеры. Основная платформа работала хорошо, но спасение капсулы не удалось, SRV приземлился над Шпицбергеном, а не над Гавайями . Капсула так и не была найдена. Discoverer 3 (3 июня 1959 года), первый Discoverer, несший биологический груз (в данном случае четыре черных мыши), не смог выйти на орбиту, когда его Agena рухнула в Тихий океан .
Давление на орбиту фотографического спутника наблюдения, который должен был стать преемником Lockheed U-2, было настолько велико, что оперативные запуски KH-1, оснащенных камерой, начались 25 июня 1959 года с (неудачным) запуском Discoverer 4 , несмотря на то, что не было проведено успешного испытания блока жизнеобеспечения для биологических пассажиров. К тому времени это оказалось спорным вопросом, поскольку связь между серией Discoverer и живыми полезными нагрузками была установлена в результате попытки полета Discoverer 3. [8] : 51–54
Три последующих Discoverer были успешно выведены на орбиту, но все их камеры вышли из строя, когда пленка лопнула во время загрузки. Наземные испытания показали, что пленка на основе ацетата стала хрупкой в вакууме космоса, чего не было обнаружено даже при испытаниях на большой высоте и низком давлении. Компании Eastman Kodak было поручено создать более прочную замену. Kodak разработала технологию нанесения эмульсии с высоким разрешением на полиэстер от DuPont . Полученная пленка на основе полиэстера не только была устойчива к вакуумному охрупчиванию, но и весила вдвое меньше, чем предыдущая пленка на основе ацетата. [8] : 56
Было еще четыре частично успешных и неудачных миссии в серии KH-1 до Discoverer 13 (10 августа 1960 года), который впервые успешно поднял капсулу. [18] Это был первый подъем искусственного объекта из космоса, опередивший советский Корабль Спутник 2 на девять дней. Discoverer 13 сейчас экспонируется в зале «Вехи полета» в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия.
Через два дня после запуска Discoverer 14 18 августа 1960 года его контейнер с пленкой был успешно извлечен из Тихого океана транспортным самолетом Fairchild C-119 Flying Boxcar . Это был первый успешный возврат полезной нагрузки с орбиты, произошедший всего за день до запуска Корабля-Спутника 2 , биоспутника , который вывел на орбиту двух советских собак-космонавтов, Белку и Стрелку , и благополучно вернул их на Землю . [19]
Влияние CORONA на сбор американской разведывательной информации было колоссальным. С успехом Discoverer 14 , который вернул 16 фунтов (7,3 кг) пленки и обеспечил большее освещение Советского Союза, чем все предыдущие полеты U2, Соединенные Штаты впервые получили ясную картину стратегических ядерных возможностей СССР. До CORONA национальные разведывательные оценки (NIE) ЦРУ были крайне неопределенными и активно обсуждались. За шесть месяцев до Discoverer 14 NIE предсказал, что к 1961 году у Советов будет развернуто 140–200 МБР . Через месяц после полета Discoverer 14 эта оценка была уточнена до всего лишь 10–25. [8] : 38–39
Кроме того, CORONA увеличила скорость получения разведданных, поскольку спутники обеспечивали ежемесячное покрытие с самого начала. Аналитикам и политическим лидерам было легче оценивать фотографии, чем отчеты тайных агентов, что улучшило не только объем разведданных, но и их доступность. [8] : 38–39
Серия KH-1 завершилась запуском Discoverer 15 (13 сентября 1960 г.), капсула которого успешно сошла с орбиты, но затонула в Тихом океане и не была найдена. [20]
В 1963 году была представлена система KH-4 с двумя камерами, и программа была полностью засекречена тогдашним президентом Джоном Кеннеди. Метка Discoverer была снята, и все запуски стали засекреченными. Из-за увеличенной массы спутника базовые возможности ракеты Thor-Agena были расширены за счет добавления трех твердотопливных подвесных двигателей Castor . 28 февраля 1963 года первый Thrust Augmented Thor стартовал с базы ВВС Ванденберг на стартовом комплексе 75 с первым спутником KH-4. Запуск нового и непроверенного ускорителя пошел наперекосяк, поскольку один SRB не загорелся. В конце концов, мертвый вес подвесного двигателя сбил Thor с траектории полета, что привело к разрушению Range Safety. Было подозрение, что техник не прикрепил шлангокабель к SRB должным образом. Хотя некоторые сбои продолжали происходить в течение следующих нескольких лет, уровень надежности программы значительно повысился с KH-4. [21] [22] Маневренные ракеты также были добавлены к спутнику, начиная с 1963 года. Они отличались от двигателей стабилизации положения, которые были включены с самого начала программы. CORONA вращалась на очень низких орбитах, чтобы улучшить разрешение своей системы камер. Но в перигее (самая низкая точка орбиты) CORONA подвергалась сопротивлению со стороны атмосферы Земли . Со временем это могло привести к снижению ее орбиты и заставить спутник преждевременно войти в атмосферу. Новые маневренные ракеты были разработаны для подъема CORONA на более высокую орбиту и увеличения времени миссии, даже если использовались низкие перигеи. [23] Для использования во время неожиданных кризисов Национальное разведывательное управление (NRO) поддерживало CORONA в статусе «R-7», что означает готовность к запуску через семь дней. К лету 1965 года NRO смогло поддерживать CORONA для запуска в течение одного дня. [24]
Девять из миссий KH-4A и KH-4B включали субспутники ELINT , которые были запущены на более высокую орбиту. [25] [26]
Некоторые разведывательные спутники P-11 были запущены с KH-4A. [27]
По крайней мере два запуска Discoverer использовались для тестирования спутников для Системы оповещения о ракетной обороне (MIDAS), ранней программы обнаружения пуска ракет, которая использовала инфракрасные камеры для обнаружения тепловой сигнатуры ракет-носителей, запускаемых на орбиту. [28]
Последним запуском под кодовым названием Discoverer был Discoverer 38 26 февраля 1962 года. Его ковш был успешно поднят в воздух во время 65-го витка (13-й подъем ковша; девятый в воздухе). [29] После этого последнего использования имени Discoverer оставшиеся запуски спутников CORONA были полностью СОВЕРШЕННО СЕКРЕТНЫ . Последний запуск CORONA состоялся 25 мая 1972 года. Проект завершился, когда CORONA была заменена программой KH-9 Hexagon . [30]
Спутники CORONA использовали специальную 70-миллиметровую пленку с камерой с фокусным расстоянием 24 дюйма (610 мм) . [31] Пленка , произведенная Eastman Kodak , изначально имела толщину 0,0003 дюйма (7,6 мкм) и разрешение 170 линий на мм (0,04 дюйма) пленки. [32] [33] Контрастность составляла 2 к 1. [32] (Для сравнения, лучшая пленка для аэрофотосъемки, произведенная во время Второй мировой войны, могла давать всего 50 линий на мм (1250 линий на дюйм) пленки). [32] Позднее пленка на основе ацетата была заменена пленкой на основе полиэстера , которая была более долговечной на околоземной орбите. [34] Количество пленки, перевозимой спутниками, менялось со временем. Первоначально каждый спутник нес 8000 футов (2400 м) пленки для каждой камеры, в общей сложности 16000 футов (4900 м) пленки. [32] Но уменьшение толщины пленки позволило переносить больше пленки. [34] В пятом поколении количество переносимой пленки было удвоено до 16000 футов (4900 м) пленки для каждой камеры, в общей сложности 32000 футов (9800 м) пленки. Это было достигнуто за счет уменьшения толщины пленки и дополнительных пленочных капсул. [35] Большая часть отснятой пленки была черно-белой. Инфракрасная пленка использовалась в миссии 1104, а цветная пленка — в миссиях 1105 и 1008. Цветная пленка оказалась более низкой по разрешению, и поэтому больше никогда не использовалась. [36]
Камеры были произведены корпорацией Itek . [37] Для камер был разработан триплетный объектив размером 12 дюймов (30 см) с диафрагмой f/5 . [38] Диаметр каждого объектива составлял 7 дюймов (18 см). [32] Они были очень похожи на объективы Tessar , разработанные в Германии компанией Carl Zeiss AG . [39] Сами камеры изначально имели длину 5 футов (1,5 м), но позже были увеличены до 9 футов (2,7 м). [40] Начиная со спутников KH-4, эти объективы были заменены объективом Petzval f/3.5. [36] Объективы были панорамными и перемещались по дуге в 70° перпендикулярно направлению орбиты. [32] Панорамный объектив был выбран, потому что он мог получить более широкое изображение. Хотя наилучшее разрешение было получено только в центре изображения, это можно было преодолеть, если бы камера автоматически перемещалась («возвратно-поступательно») вперед и назад по дуге в 70°. [41] Объектив камеры постоянно вращался, чтобы компенсировать размытие изображения, вызванное движением спутника над планетой. [36]
Первые спутники CORONA имели одну камеру, но вскоре была реализована система из двух камер. [42] Передняя камера была наклонена на 15° назад, а задняя камера наклонена на 15° вперед, чтобы можно было получить стереоскопическое изображение. [32] Позже в программе спутник использовал три камеры. [42] Третья камера использовалась для съемки «индексных» фотографий объектов, снимаемых стереографически. [43] Система камеры J-3, впервые развернутая в 1967 году, помещала камеру в барабан. Эта «ротационная камера» (или барабан) двигалась вперед и назад, устраняя необходимость перемещать саму камеру на возвратно-поступательном механизме. [44] Барабан позволял использовать до двух фильтров и до четырех различных щелей экспозиции, что значительно улучшало изменчивость изображений, которые могла снимать CORONA. [45] Первые камеры могли разрешать изображения на земле до 40 футов (12 м) в диаметре . Улучшения в системе визуализации были быстрыми, и миссии KH-3 могли видеть объекты диаметром 10 футов (3,0 м). Более поздние миссии могли различать объекты диаметром всего 5 футов (1,5 м). [46] Разрешение 3 фута (0,91 м) было признано оптимальным для качества изображения и поля зрения. [ необходима цитата ]
Первоначальные миссии CORONA страдали от загадочного запотевания границ и ярких полос, которые нерегулярно появлялись на возвращенной пленке. В конце концов, группа ученых и инженеров из проекта и из академических кругов (среди них Луис Альварес , Сидней Белднер, Малвин Рудерман , Артур Глайнс, [47] и Сидней Дрелл ) определила, что электростатические разряды (называемые коронными разрядами ), вызванные некоторыми компонентами камер , экспонировали пленку. [48] [49] Корректирующие меры включали лучшее заземление компонентов, улучшенные ролики пленки, которые не генерировали статическое электричество, улучшенный контроль температуры и более чистую внутреннюю среду. [49] Хотя были сделаны улучшения для уменьшения короны, окончательное решение заключалось в загрузке кассет с пленкой полной загрузкой пленки, а затем подача неэкспонированной пленки через камеру на приемную катушку без экспонирования. Затем эта неэкспонированная пленка была обработана и проверена на наличие короны. Если ничего не обнаруживалось или наблюдаемый коронный разряд находился в пределах допустимых значений, контейнеры сертифицировались для использования и загружались свежей пленкой для запуска миссии.
Спутники CORONA предположительно были откалиброваны с использованием калибровочных целей , расположенных за пределами Каса-Гранде, Аризона . Цели представляли собой бетонные стрелы, расположенные в городе и к югу от него, и, возможно, помогли откалибровать камеры спутников. [50] [51] [52] Эти заявления о назначении целей, увековеченные на интернет-форумах и представленные в статьях National Geographic и NPR , с тех пор были оспорены, и в качестве более вероятной цели для них была предложена аэрофотограмметрия . [53]
Фильм был извлечен с орбиты с помощью возвращаемой капсулы (прозванной «пленочным ведром»), разработанной General Electric , которая отделилась от спутника и упала на Землю . [54] После того, как сильная жара при входе в атмосферу закончилась, тепловой экран, окружавший аппарат, был сброшен на высоте 60 000 футов (18 км) и раскрыты парашюты. [55] Капсула должна была быть поймана в воздухе пролетающим самолетом [56], буксирующим бортовой коготь, который затем поднимет ее на борт, или она могла бы приземлиться в море. [57] Соляная пробка в основании растворялась через два дня, позволяя капсуле затонуть, если ее не подберут ВМС США . [58] После того, как агентство Reuters сообщило о случайной посадке возвращаемого аппарата и его обнаружении венесуэльскими фермерами в середине 1964 года, капсулы больше не были помечены как «СЕКРЕТНО», но предлагалось вознаграждение на восьми языках за возврат в Соединенные Штаты отснятого материала с воздуха . [59] Начиная с рейса номер 69, использовалась система из двух капсул. [48] Это также позволяло спутнику переходить в пассивный (или «зомби») режим, отключаясь на 21 день, прежде чем снова делать снимки. [35] Начиная с 1963 года, еще одним усовершенствованием стала «Lifeboat», система с питанием от батареи, которая позволяла выбрасывать и восстанавливать капсулу в случае отключения питания. [21] [60] Пленка была обработана на предприятии Eastman Kodak Hawkeye в Рочестере, штат Нью-Йорк . [61]
Позднее кассета с пленкой CORONA была адаптирована для спутников KH-7 GAMBIT , которые делали фотографии с более высоким разрешением.
CORONA были запущены с помощью ракеты Thor-Agena , которая использовала первую ступень Thor и Agena в качестве второй ступени ракеты, выводящей CORONA на орбиту.
Первые спутники в программе вращались на высоте 100 миль (160 км) над поверхностью Земли, хотя более поздние миссии вращались еще ниже на высоте 75 миль (121 км). [36] Первоначально спутники CORONA были спроектированы так, чтобы вращаться вокруг своей главной оси, чтобы спутник оставался стабильным. Камеры делали фотографии только тогда, когда были направлены на Землю. Однако компания Itek Camera предложила стабилизировать спутник по всем трем осям, сохраняя камеры постоянно направленными на Землю. [39] Начиная с версии спутника KH-3, камера горизонта делала снимки нескольких ключевых звезд. [43] Датчик использовал ракеты бокового двигателя спутника, чтобы выровнять ракету с этими «индексными звездами», так что она была правильно выровнена с Землей, а камеры были направлены в правильном направлении. [62] Начиная с 1967 года использовались две камеры горизонта. Эта система была известна как Двойная улучшенная камера звездного индекса (DISIC). [45]
Военно -воздушные силы США считают, что база ВВС Саннивейл (ныне база ВВС Онидзука ) является «местом рождения программы CORONA». [63] В мае 1958 года Министерство обороны распорядилось о передаче программы WS-117L Агентству перспективных исследовательских проектов (ARPA). В 1958 финансовом году WS-117L финансировалась ВВС США на уровне 108,2 млн долларов США (с учетом инфляции 1,14 млрд долларов США в 2024 году). Для DISCOVERER ВВС и ARPA потратили в общей сложности 132,3 млн долларов США в 1959 финансовом году (с учетом инфляции 1,38 млрд долларов США в 2024 году) и 101,2 млн долларов США в 1960 финансовом году (с учетом инфляции 1,04 млрд долларов США в 2024 году). [64] По словам Джона Н. Макмэхона , общая стоимость программы CORONA составила 850 миллионов долларов США. [65]
Закупка и обслуживание спутников CORONA осуществлялись Центральным разведывательным управлением (ЦРУ), которое использовало соглашения о прикрытии, действовавшие с апреля 1958 по 1969 год, чтобы получить доступ к заводу корпорации Hiller Helicopter в Пало-Альто для производства. [66] На этом объекте вторая ступень ракеты Agena, камеры, кассеты с пленкой и возвращаемая капсула были собраны и испытаны перед отправкой на базу ВВС Ванденберг . [67] В 1969 году обязанности по сборке были переведены на объекты Lockheed в Саннивейле, Калифорния . [68] (Управление NRO беспокоилось, что по мере сворачивания CORONA квалифицированные специалисты, обеспокоенные своей работой, покинут программу, оставив CORONA без персонала. Переезд в Саннивейл гарантировал наличие достаточного количества квалифицированного персонала.)
Решения относительно того, что фотографировать, принимались программой CORONA Target. Спутники CORONA были выведены на околополярные орбиты. [46] Это программное обеспечение, работающее на бортовом компьютере, было запрограммировано на управление камерами на основе разведывательных целей, которые нужно было сфотографировать, погоды, рабочего состояния спутника и того, какие изображения уже были сделаны камерами. [69] Первоначально наземное управление спутниками CORONA осуществлялось из Стэнфордского промышленного парка , промышленного парка на Пейдж-Милл-роуд в Пало-Альто, Калифорния . Позднее оно было перемещено на базу ВВС Саннивейл недалеко от Саннивейла, Калифорния . [70]
Minoru S. "Sam" Araki James W. Plummer и Don H. Schoessler были ответственны за проектирование, разработку и эксплуатацию CORONA. За их роль в создании первых космических фотографических систем наблюдения Земли они были награждены премией Charles Stark Draper Prize в 2005 году. [71]
, Francis J. Madden , Edward A. Miller ,Программа CORONA официально была совершенно секретной до 1992 года. 22 февраля 1995 года фотографии, сделанные спутниками CORONA, а также двумя современными программами ( ARGON и KH-6 LANYARD ), были рассекречены в соответствии с указом, подписанным президентом Биллом Клинтоном . [72] Дальнейший обзор экспертами по фотографии «устаревших систем возврата широкополосной пленки, отличных от CORONA », предписанный указом президента Клинтона, привел к рассекречиванию в 2002 году фотографий с камер низкого разрешения KH-7 и KH-9 . [73]
С тех пор рассекреченные изображения использовались группой ученых из Австралийского национального университета для обнаружения и исследования древних поселений, гончарных фабрик, мегалитических гробниц и палеолитических археологических памятников на севере Сирии . [74] [75] Аналогичным образом ученые из Гарварда использовали изображения для определения доисторических маршрутов путешествий в Месопотамии . [76] [77]
Геологическая служба США хранит более 860 000 изображений поверхности Земли, полученных в период с 1960 по 1972 год в рамках программ CORONA, ARGON и LANYARD.
Роман-триллер 1963 года « Ледяная станция «Зебра»» и его экранизация 1968 года были частично вдохновлены новостными сообщениями от 17 апреля 1959 года о пропавшей экспериментальной спутниковой капсуле CORONA ( Discoverer 2 ), которая случайно приземлилась недалеко от Шпицбергена 13 апреля 1959 года. Хотя советские агенты, возможно, и обнаружили аппарат, [67] [83] более вероятно, что капсула приземлилась в воде и затонула. [59]
Эта система обозначений вошла в употребление в 1962 г. с 4-й системой камер, а ее предшественники задним числом обозначались как KH-1, KH-2 и KH-3.