Самые первые прототипы японских ракет – «Карандаши» Pencil Rocket (ペンシルロケット) и «Деток» Baby rocket (ベビーロケット) мы попробовали представить ранее (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/209276/).

Но чтобы принять достойное участие в Международном геофизическом годе (1957-1958 гг.), требовалось создать что-то более мощное и достичь высоты минимум 60-100 км над земной поверхностью. Так появился лучик надежды – серия Kappa (カッパロケット).

От десяток к сотням км

1955 г. заканчивался, а с ним и испытания «Деток» Baby, которые с каждым пуском и с каждой новой модификацией все больше доводились до ума – с августа по ноябрь на Испытательном полигоне Акита ARR (秋田ロケット実験場, Akita Rocket Range) или «Митикава» (道川) пускали следующие версии: «простенькую» S (Simple), «телеметрическую» T (Telemetry) и «возвращаемую» R (Recovery).

Перешагнем в 1956 год – в нем еще летали «Крошки», правда только в «воздушном» исполнении Rockoon (ロックーン, rocket – balloon). Но они уже не были на первом плане – в сентябре началась эксплуатация новой многообещающей серии зондирующих ракет.

Благодаря группе AVSA (アビオニクス及び超音速空気力学, Avionics and Supersonic Aerodynamics) из Института промышленных технологий «Сэйкэн» (生研) при Токийском университете (東京大学), японцы собрали достаточно летных данных по ракетам Baby, и появилась практическая возможность создания изделия, которое могло бы реально долететь до 60-100 км.

После «ясельного» периода ракетного проектирования и испытаний AVSA с воодушевлением приступила к разработке новой серии «Каппа» для исполнения взятых на себя обязательств в рамках предстоящего Международного геофизического года IGY (International Geophysical Year).

В стенах «Сэйкэна» воцарился новаторский дух, позволявший группе не только применять знания, которыми в те времена располагало человечество, но и воплощать в жизнь самые смелые предположения.

Каким способом японские ракеты обретали названия

Сперва инженерно-ракетное ядро «Сэйкэна», дабы как-то разграничить ракеты по размерам, попробовало встать на путь «копьев».

Было предложено первые и самые маленькие ракеты назвать «Крошечными копьями» (タイニー・ランス, Tiny Lance), следующие покрупнее – «Младенческими копьями» (ベビー・ランス, Baby Lance), ну и те, что получатся еще побольше – «Летающими копьями» (フライイング・ランス, Flying Lance).

В итоге «Крошечные копья» стали «Карандашами» (Pencil), «Младенческие копья» – просто «Младенцами» (Baby), а «Летающие копья» превратились в серию Alpha.

Заметим, что, начиная с Alpha (α, アルファ), японцы стали проводить «укрупнение» своих ракет по буквам (хотя и не шли по порядку) греческого алфавита: далее в документах значились такие серии, как Beta (β, べ一タ), Kappa (κ, カッパ) и Omega (ω, オメガ).

И планировалось, что «протагонист» Omega сможет брать на борт 20 кг научной аппаратуры и достигать 100 км. А «второстепенные персонажи» позволили бы «главному действующему лицу» раскрыться в полной мере. Так, изделия «Альфа» с массой топлива 3 кг, тягой 525 кг (~5149 Н) и работающим 1.14 сек двигателем послужили бы испытательными образцами, а что касается «Бета», то японцы бы добавили к одной ступени Alpha еще одну или парочку, и таким образом «настрогали» бы многоступенчатый прототип.

Однако, чтобы успеть на грядущий геофизический «бал», надо было ускоряться, и планы по Alpha и Beta в основном остались на бумаге – в момент принятия ключевого решения только часть двигателей прошла наземные огневые испытания, а вот проект Kappa неожиданно «выстрелил».

В воздухе не мог не повиснуть вопрос: отчего же «отец» Итокава Хидэо (糸川 英夫) и его сотоварищи так небрежно прошлись по алфавиту древних греков и перескочили от «Бета» сразу к «Каппа», преспокойно оставив позади «Гамма» (γ), «Дельта» (δ) и другие прекрасные буквы?

Ответ проще, чем кажется на первый взгляд – для нации японцев слово «Каппа» выговорить гораздо легче, чем прочие промежуточные буквы. Более того, в японском присутствуют созвучные слова в значениях «водяной» (河童) или «дождевик» (合羽). Поэтому-то эта греческая буква, имеющая сильный юмористический подтекст, однозначно полюбилась многим людям, даже не работавшим в отрасли.

Но алфавит, которым пользовались древние, был не главным претендентом на право быть использованным в названиях японских ракет. Велись множественные споры на этот счет. Кому-то нравились наименования японских скорых поездов, некоторые же были склонны скорее отдать предпочтение более отражающим ракетные скорости названиям песен из японского драматического театра «Но» (能).

Но… Как поговаривают, все решилось волей господина Итокава: «Называть по греческому алфавиту». Кстати, после Kappa японцы исправились и назвали очередные серии Lambda (λ, ラムダ) и Mu (μ, ミュー), не став «скакать» между строк греческого алфавита.

Первые старты

Насколько располагала сведениями AVSA, в те года высоты 100 км уже достигли американские V-2 («Фау-2»), а точнее, это была заимствованная немецкая разработка, Viking («Викинг») и Aerobee, а также французская Véronique («Вероника»).

Все это были жидкостные одноступенчатые зондирующие ракеты. Однако исследовательская группа Итокава планировала пустить на ту же высоту изделие, работающее на твердом топливе. Волны критики в тот период не раз захлестывали AVSA…

Разработка «Каппы» шла не то, чтобы с вызывающим и высмеивающим сомневающихся персон темпом, но дело было в том, что большая часть нападок содержала посыл: «За рубежом так не делали, значит, и мы в Японии не сможем!». Поэтому Итокава на весь этот поток упреков явил яростное сопротивление. Причем, непринятие «здравого смысла» и было самой неотъемлемой сутью характера профессора.

Для испытаний новой серии было выбрано другое место на побережье Митикава. В 50-хх годах людям приходилось несладко, ведь еще приходилось перевозить оборудование на конных повозках, антенны настраивать вручную, а за испытаниями следить из контрольного пункта, размещенного на песчаном пляже в палатке под чистым ясным небом – как и в случае с «Карандашами» модели 300 (длиной 300 мм), Итокава «дирижировал оркестром» из первого японского «Центра управления полетами». Когда каждая испытательная бригада заканчивала испытания, на столе перед профессором по очереди загорались голые лампочки.

Из найденных на заводе корпорации «Нихон Юси» (日本油脂, Nippon Oil & Fats) в поселке Такэтоё (武豊工場), преф. Айти (регион Тюбу), выталкивающих топливо «макарон» (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/208893/), самые большие имели диаметр 11 см. Их-то и использовали в специально разработанном двигателе K-128J и установили на K-1 («Каппа-1») – первой версии новой серии. В феврале 1956 г. начались первые испытания двигателя.

На K-128J был применен принцип «полного поверхностного сгорания» (全面燃焼), поэтому внутреннюю поверхность камеры сгорания покрыли абляционным материалом собственной разработки.

Инженеры много экспериментировали, и в конце концов попробовали смазать «нутро» камеры смесью стекловолокна, оксида хрома и жидкого стекла. 24 июня 1956 г. испытания K-128J завершились удачно. Как отмечает JAXA, японцы тогда опередили американцев с внедрением абляции, а первый пуск K-1 состоялся в сентябре того же года (с 24 сентября по 13 декабря 1956 г. отлетало семь изделий «Каппа-1»). Итерация K-2 же была испытана лишь единожды – 24 апреля 1957 г.

Из огня да в полымя

Как и «Карандаши» и «Малюток», «Каппу» аналогичным образом начиняли своеобразным топливом – двухкомпонентным нитропорохом (double base powder), которое формировалось благодаря сжатию-расширению. Это значит, что нельзя было придать ему нужную форму, а размеры в диаметре ограничивались 1 см.

Двухступенчатые варианты K-3 и K-4 собирались так. «Макароны» диаметром 11 мм соединяли вместе, и получались первые ступени внешним диаметром соответственно 22 и 33 см, а сверху ставили двигатель K-128J.

K-3 пускали три раза (2 мая—26 июня 1957 г.), а K-4 – всего два (20 и 22 сентября 1957 г.). Схема не работала. Пришлось от нее отказаться.

Со временем дошли до композитов, давших ощутимый результат – просто смешав компоненты и использовав технологию литья, топливу уже смогли придать нужную форму, причем, без ограничений по размеру. Использование же двигателя внутреннего сгорания привело к уменьшению веса ступени.

Но тут японцев настигла новая напасть… В то время американская компания Aerojet в качестве композитного топлива для своих реактивных авиационных двигателей для взлета JATO (jet-assisted take-off) использовала смесь на основе асфальта. Ее характеристики были не очень чтобы хорошие.

Поэтому японцы потратили время на новое исследование и в конечном счете в качестве окислителя взяли перхлорат аммония, а связующим звеном назначили полиэфиры. 8 апреля 1958 г., имея такое содержимое в «желудке», полетела первая в своем роде K-150S.

Шестая «Каппа». Блистала на IGY

Так мы подобрались … пока еще только к «Kаппа-5». Ее первой ступенью был ускоритель от K-3 с двухкомпонентным нитропорохом, а второй – K-150S с тем самым полиэфирным композитом. Но и она не слишком преуспела – в апреле, мае и июне 1958 г. забралась максимум на каких-то 30 км от земли. Да, однозначно выше предыдущих «Капп», но этого было далеко недостаточно.

Поэтому в двигатели двухступенчатой K-6, долетевшей наконец-то до 60 км, залили уже созданные полисульфидные композиты. Появилась надежда…

K-6, имевшая диаметр первой ступени 25 см, второй – 16 см, общую длину – 5.4 м и массу 255 кг, много раз дорабатывали (в общей сложности в различных вариациях она стартовала 21 раз), и Япония, вооружившись одной из ее модификаций, не ударила в грязь лицом и в сентябре 1958 г. приняла долгожданное участие в Международном геофизическом году, начавшемся еще 1 июля 1957 г., и завершившимся в последний день 1958 г.

K-6 внесла японскую лепту в международные атмосферные исследования IGY, предоставив данные по ветрам и температурам, наблюдавшимся в верхних слоях атмосферы. Помимо СССР и Штатов, только Япония и Великобритания смогли самостоятельно запустить в небо свои собственные зондирующие ракеты.

Но на этом все не закончилось. Появилась K-8, которая 22 сентября 1960 г. впервые преодолела 200 км, подобравшись к F-слою ионосферы. Ученые были вне себя от восторга. Новые «Каппы» поднимались все выше и выше – в ноябре 1962 г. K-9М преодолела 300 км, а 28 августа 1965 г. K-10S взобралась более чем на 740 км.

Затем японцы переключились на следующую разработку – серию Lambda, которая запуском спутника «Осуми» (おおすみ) поместила японскую космонавтику на новые высоты.

Евгений Рыжков

Источники

https://www.isas.jaxa.jp/j/japan_s_history/chapter01/04/index.shtml

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%83%E3%83%91%E3%83%AD%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88

https://en.wikipedia.org/wiki/International_Geophysical_Year

https://www.isas.jaxa.jp/j/isasnews/backnumber/1986/ISASnews068.pdf