Читати книгу - "Франческа. Повелителька траєкторій"

Пуск пройшов успішно, однак посадки першого ступеня на баржу, на жаль, не було. Спочатку планувалося, що на проміжну орбіту F4 виведе важка ракета FalconHeavy, бо вага супутника становить 6086 кілограмів. Та, оскільки FalconHeavy вчасно не був готовий, довелось використовувати менш потужний Falcon-9, спеціально переобладнаний під одноразову модифікацію.

Тож перший ступінь, витративши весь ресурс пального (і для посадки його не вистачило), упав у Атлантику. Інженери SpaceX перед тим замінили всі токсичні й небезпечні комплектуючі, щоб зменшити негативний вплив на довкілля. Планується, що ступінь знайдуть і повернуть.

Другий ступінь також працював до останнього, до останньої краплини пального, щоб вивести важкий супутник на проміжну орбіту. Такі жертви були необхідні, бо цього разу британці відмовилися від послуг Роскосмосу, який пропонував для виводу F4 свою ракету «Протон». Усі три попередні супутники Inmarsat виводили саме «Протони». Британці не захотіли більше ризикувати. Та й запуски «Протонів» набагато дорожчі. Тож SpaceX довелось вирішувати проблему силами Falcon9. Незважаючи на сумніви скептиків, розрахунок інженерів був вдалий, і новий супутник Inmarsat покриватиме територію Європи, Близького Сходу, Північної Африки та Індії. Усі чотири сателіти входять у мережу Global Xpress, яка надає послуги супутникового телефонного зв’язку і високошвидкісного інтернету будь-де, хоч у джунглях Амазонки.

Сам супутник побудовано компанією Boeing на платформі 702HP. На аналогічній платформі побудовано і три попередні супутники серії F. Особливості конструкції супутника полягають у досить складній і водночас простій системі керування:

Сателіт має потужний апогейний двигун, що працює на двох хімічних паливних компонентах — цей двигун ми з Франческою будемо використовувати у вівторок для виводу з проміжної на геостаціонарну орбіту. Це буде той іще драйв! Крім великого «дорослого» двигуна, супутник має малі гідразинові сопла — 4 осьові й 4 радіальні, які ми будемо використовувати для утримання важкого апарата в «точці стояння», а також для керування положенням супутника (орієнтацією). І, нарешті, маємо додатково 4 «пукалки», XIPS-25, де для надання імпульсу використовується газ ксенон. «Пукаючи» цими малими двигунцями, ми будемо утримувати «бандуру», розмах антен якої сягає 40 метрів, на потрібній орбіті.

Усі операції будемо виконувати вдвох. І на відміну від звичайної процедури коригування, де ми дублюємо одне одного, тут будемо виконувати різні функції — кожне свою.

Франческа трохи хвилюється. Я теж. Бо керувати такою здоровецькою штукою для нас те саме, що пересісти з велосипеда на багатотонний тягач. Dragon aka [27] «Посилочка» не рахується, бо там усе просто.

Нам пощастило, що переважно цю штуку по орбітах рухають британці, але ми коли-не-коли також будемо її рухати відповідно до угоди з Inmarsat.

Житиме ця гора електроніки п’ятнадцять років. Поки не придумають щось новеньке й не таке мозколомне.

* * *

Це було важко. Неймовірно важко.

Апарат важить повних шість тонн. Крім того, було ще й страшно. Страшно було так, що руки трусилися і в очах темніло.

Сьогодні ми паркували британський Inmarsat-5 F4 на геостаціонарній орбіті. Коли працюєш у якійсь галузі і глибше вникаєш у суть справи, то стає видно, яких прикрих помилок припускаються мої колеги-журналісти, що пишуть матеріал, не до кінця розібравшись у ситуації. Учора одне медіа написало, цитую без змін: «…і через півгодини після старту надійшла інформація, що супутник успішно вивели на геостаціонарну орбіту». Насправді Inmarsat було виведено на проміжну[28] орбіту, з якої вже потрібно було поставити його на геостаціонарну. Тобто «підвісити», щоб він обертався разом із Землею, «зависнувши» на одному місці, наче гігантський колібрі. Якщо спостерігати за таким супутником із Землі, то він буде абсолютно нерухомий, бо геостаціонарна орбіта — це така орбіта, що лежить у площині земного екватора. Супутник летить по такій орбіті зі швидкістю обертання Землі. Існує ще «геосинхронна орбіта» — це така орбіта, на якій період повного обертання сателіта дорівнює астрономічному періодові обертання Землі, тобто 23 години, 56 хвилин і 4,1 секунди. Така орбіта має нахил відносно екватора. Причому якщо орбіта має нульовий ексцентриситет [29] — вона описує «вісімку», якщо ні — то еліпс.

Якщо ви ще цю книжку не закрили й не закинули до дідька, нагадаю, що Inmarsat потрібно було перевести з проміжної на геостаціонарну орбіту. А для цього треба здійснити безліч маніпуляцій: розрахувати траєкторію переходу, коридор переходу (переконатися, що рух супутника не заважатиме іншим сателітам та кораблям), силу й напрямок імпульсу двигуна, алгоритм і схему гальмування, силу імпульсу гальмування, «точку стояння» і, нарешті, парковку та орієнтацію супутника в просторі.

Страшно читати, еге ж? У реалі це ще страшніше, повірте мені. Порівняння про пересадку з велосипеда в 40-тонний тягач дуже точне, як на мене. Добре, що розгортанням антен, підключенням живлення і пробним запуском транспондерів займаються інженери Inmarsat.

Перед початком місії професор Рассел сказав:

— Завдання важке. Ви такого ще не робили. Тому я зрозумію, якщо ви відмовитесь через те, що не готові або почуваєтесь незатишно.

Я подивився на Франческу — та прискіпливо розглядала свій манікюр.

«Раз напарниця промовчала, то й я промовчу. Що вже тепер казати? Вона почувається впевнено, бо вона математик, а я чим гірший? Я все-таки офіцер — іспити склав на офіцерську кваліфікацію… Якось буде…»

— Готові? — спитав ще раз професор.

— Так! — відповів я.

Франческа, не відриваючи погляду від манікюру, пішла за свою станцію. Я пішов за свою.

— Офіцер Баррел буде, як завжди, на контролі, а я допомагатиму вам! — Рассел сів біля мене. — Ну що, погнали?

— Погнали!

— Г’юстон, це Сі-Ті! До роботи готові! — бадьоро пропищала напарниця.

— Сі-Ті, це Г’юстон, вітаю! Inmarsat уже чекає, дуплекс на частоті XXX,XXХ.

Британці були небагатослівні. Привіталися, сказали, що також приймають телеметрію, й уточнили курс.

— Отже, — почав професор, — нам потрібно перевести сателіт з проміжної орбіти на геостаціонарну з апогеєм XXX. У нас гібридна система двигунів, тому зараз ми використовуємо головний двокомпонентний двигун.

Головний двигун сателіта — це повноцінний реактивний двигун, у якому використовується рідке пальне й окислювач.

— Пам’ятайте, що потужність імпульсу ми розраховуємо як завжди, — продовжував професор. — Але прошу не забувати, що маса сателіта — шість тонн. Отже, потрібно враховувати інерцію.

Перед кожною маніпуляцією професор читав нам невеличку лекцію, що дуже допомагало, бо таку махину ми рухали вперше. Ми слухали професора, пороззявлявши роти, наче двоє двієчників.

Щоб спрямувати сателіт на завданий курс, треба зорієнтувати його в просторі. Тобто спрямувати. Ви ж пам’ятаєте, що для цього в нас є чотири осьові й чотири радіальні гідразинові двигуни. Вони маленької тяги і потрібні для поворотів.

Потім супутник потрібно штовхнути по курсу вперед. Для того є головний апогейний двигун.

Щоб не переборщити з потужністю, до потрібної орбіти краще добиратися в три етапи, «короткими перебіжками».

Професор Рассел узяв маркер і намалював у перспективі проміжну орбіту і «точку стояння». Намітив три точки «А», «В» і «С» і з’єднав їх пунктиром. Точку відправки він обізвав «нуль», а «точку стояння» — одиницею. Це й був наш кейс на сьогодні.

Перша спроба була дуже страшна. Ми зорієнтували сателіт і дали імпульс, правильно