Космос-402

Первый полёт серии УС-А Космос-102 был испытательными. На его борту присутствовал только массогабаритный макет БЭС-5 без активного вещества. Первый аппарат с активным реактором Космос-367 прекратил работу на 110 минуте после расплавления активной зоны реактора и перевода спутника на орбиту захоронения. Первым успешным аппаратом стал Космос-402.[5]

В книге «Радиолокационные системы землеобзора космического базирования» (Москва, 2010) запуск аппарата «Космос-402» с активным сегментом системы морской космической разведки и целеуказания (МКРЦ) назван началом эпохи космической радиолокации наземных и надводных объектов[6]. До этого аппарата из космоса велась обзорная радиотехническая разведка, например Целина-О, но исключительно пассивного типа для наблюдения источников радиоизлучения.

Спутник, как и другие спутники этой серии, входил в состав системы морской космической разведки и целеуказания МКРЦ «Легенда». Основная задача спутника пеленговать и отслеживать объекты в мировом океане и передавать информацию о них в наземные пункты для изучения тактической обстановки.

Корпус космического аппарата имеет цилиндрическую форму примерно 1,3 метра диаметром и 10 метров длиной. В одном конце располагался реактор, в другом — радар. После завершения работы реактор выводился на более высокие орбиты захоронения, а оставшаяся часть спутника сгорала при падении в атмосфере. На данный момент большая полуось реактора на орбите захоронения составляет 7366 км[7], где он должен ещё безопасно пробыть 300—600 лет. Электрическая мощность БЭС-5 составляла 3 кВт при тепловой в 100 кВт, максимальный ресурс работы БЭС-5 — 124 суток. В качестве топлива использовался уран, в качестве теплоносителя — калий-натриевый расплав. Масса всей установки — около 900 кг.[8]

Основная задача ядерной электрической установки питать радиолокационный комплекс «Чайка», в который входят мощный радиолокатор бокового обзора и бортовая цифровая вычислительная машина.[9][10] Импульсный радиолокатор представлял собой две складные волноводно-щелевые антенны длинной 10 на 0.7 метра, работающие в полосе частот около 8 ГГц, магнетронный передатчик и приёмник с СВЧ-усилителем.

Спутник также был оснащён двигателем KPL для корректировки и перевода на орбиту захоронения и двигателями стабилизации.[11]

Аппарат обладал грубым пространственным разрешением около 2 км, но широкой полосой охвата до 500 км. Аппарат не обладал достаточными характеристиками, чтобы проводить достаточно подробное и детальное зондирование Земли, но мог обнаруживать большие корабли на большой территории при любых погодных условиях и любом времени суток.

На основе данных с аппарата были обнаружены различные эффекты, устранение которых позволило значительно расширить возможность радиолокационного зондирования Земли, например[12]:

• В случае использования мощной магнитной системы в магнетроне из-за взаимодействия с магнитным полем Земли возникает вращение спутника.
• Использование X-диапазона неэффективно из-за отражения радиоволн от атмосферных осадков.
• Выявлено, что энергопотребление и тепловыделение систем ниже расчётного и аппарат замерзал.
• Также позже выявлены различные опасности пребывания ядерных установок в космосе.