Российская ракета-носитель «Союз-СТ-Б» с двумя европейскими навигационными спутниками системы Galileo стартовала в пятницу, 21 октября, с космодрома Куру во Французской Гвиане. Эта пара спутников вместе с еще двумя, запланированными к запуску на «Союзе» в 2012 году, составят ядро будущего созвездия навигационных спутников Galileo, состоящее из 30 элементов. Сама ракета-носитель построена самарским космическим центром «ЦСКБ-Прогресс», а разгонный блок «Фрегат» – ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина».

Расчетные работы для «НПО им. С. А. Лавочкина» выполняли, в том числе и ученые НИИ ПММ ТГУ и ФТФ. Разгонный блок «Фрегат» используется, чтобы довывести спутники на запланированную орбиту. В зависимости от траектории в баки заправляется определенное количество топлива, зачастую – с запасом, чтобы увеличить устойчивость ракеты на старте.
После выполнения своей миссии «Фрегат» должен войти в плотные слои атмосферы и сгореть. Однако в случае если в топливных баках остаются неизрасходованные компоненты топлива, то на траектории спуска возможен взрыв. При любом варианте развития событий несгораемые элементы разгонного блока упадут на Землю. Задача томских ученых состояла в том, чтобы определить приращения скоростей несгораемых элементов РБ «Фрегат», получаемых в результате взрыва. На основании полученных данных уже ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина» уточнило параметры зон падения элементов, так называемые эллипсы рассеивания. Эллипсы рассеивания определяют границы районов, опасных для людей и техники во время спуска аппарата.
– Мы должны были определить сценарий взрыва: когда он возможен и какова его мощность, – рассказывает один из участников научной группы, заведующий лабораторией НИИ ПММ ТГУ Иван Еремин. – Мы рассмотрели несколько вариантов развития событий, из которых выбрали два основных. В первом разгерметизация топливных баков приводит к смешению компонентов топлива, и перемешанные горючее и окислитель взрываются. Во втором под действием аэродинамического нагрева топливо в баках закипает и испаряется, в результате чего повышается давление в баке. При нарушении целостности оболочки начинается утечка из бака, ускоренное испарение жидкости и еще большее повышение давления, а это вновь приводит к взрыву.
Для рассмотренных сценариев ученые НИИ ПММ и ФТФ определили мощности возможных взрывов и провели расчеты скоростей несгораемых элементов под их действием. Подобные исследования были непременным условием заказчиков – Европейского космического агентства и космического агентства Франции. Поскольку «Фрегат» должен падать в океан, то по требованиям безопасности из опасных районов нужно заранее вывести все суда, скорректировать траектории авиационных маршрутов.
В своих расчетах ученые ТГУ показали, что прибавки скоростей для несгораемых элементов относительно невелики по сравнению с собственной скоростью на траектории, и эллипсы рассеивания при возможных взрывах хоть и меняются, но не столь значительно, как предполагалось. Результаты работы были доложены на совещании международной рабочей группы (город Эври, Франция) и полностью устроили заказчиков.

Справка «Alma mater»
Проект «Союз на Куру» осуществляется на основе межправительственного соглашения между Россией и Францией, подписанного в ноябре 2003 года. Планируется, что ежегодно будет осуществляться по 2-4 запуска. Второй запуск «Союза» с Куру запланирован на 17 декабря.Доставленные на орбиту спутники заложат основу будущей общеевропейской навигационной системы Galileo, которая должна составить конкуренцию американской GPS и российской ГЛОНАСС.

Татьяна Арсеньева