 |
Ровно 30 лет назад, 28 января 1986 года, погиб американский космический «челнок» «Челленджер». Эта катастрофа стала началом заката шаттлов, а гибель «Колумбии» в 2003 году поставила точку в их дальнейшем использовании. Однако развитие технологий дает «многоразовикам» второй шанс. В том числе в России.
Две аварии, пусть даже с гибелью экипажей, не могут подписать приговор целому направлению в технике, особенно если эта техника оправдывает себя с точки зрения надежности и эффективности. Вспомним, что и в истории советской космонавтики было два случая гибели кораблей с экипажами: «Союз-1» в 1967 году и «Союз-11» в 1971 году. Однако «Союзы» эксплуатируются и по сей день.
К моменту катастрофы «Колумбии» у «челноков» было более чем достаточно возможностей показать, насколько они соответствуют критериям экономичности и безопасности - ведь они уже почти 22 года курсировали между Землей и космосом. Чтобы понять, почему шаттлы были списаны после 30 лет эксплуатации, нужно взглянуть на исторические корни программы «Спэйс Шаттл».
Стремление исследовать и осваивать космос с помощью многоразовой техники стало проявляться в США еще в конце 1950-х годов, когда ВВС решили создать космоплан под характерным названием «Дайнасор» (Dyna-Soar). Переводится вроде как «динамо-парение», а воспринимается как «динозавр». Скрытый смысл ясен - разрушительная мощь.
Идея космического «динозавра» выросла из проекта суборбитального ракетного бомбардировщика «Зильберфогель», разработанного в Германии во время Второй мировой войны. Орбитальный пятитонный крылатый «Дайнасор», управляемый одним астронавтом, должен был выполнять роль разведчика и бомбардировщика. На орбиту выводился ракетой-носителем (РН), а возвращался как планер. Однако в начале 1960-х годов проект был закрыт. С одной стороны, не было достаточно мощного РН для этого космоплана, с другой - ВВС так и не смогли четко определить задачи, которые предстояло бы решать «динозавру».
Естественно, в СССР дали свой ответ - в виде проекта «Спираль». Работы по нему начались в середине 1960-х годов. «Спираль» должна была состоять из ракетоплана, который разгонялся до гиперзвуковой скорости с помощью специального самолета-разгонщика. После этого ракетоплану предстояло отделиться от носителя и выйти на орбиту с помощью уже ракетной ступени. Увы, система «Спираль» так и не была реализована в том виде, в котором была задумана. Рассматривался также вариант с романтичным названием ЭПОС (экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет). Но военные не проявили заинтересованности в развитии этого направления космонавтики, предпочтя сосредоточить все силы на программе «Энергия-Буран».
И пришел «Спэйс Шаттл»
Все предыдущие попытки создать пилотируемую технику многоразового использования сводились к тому, что «коня» (носитель) и «лань» (крылатый корабль с астронавтами) пытались впрячь в одну «повозку», именуемую космической транспортной системой. В итоге получалось дорого, сложно и рискованно для экипажа. Это стало одной из главных причин того, почему НАСА поначалу предпочло дистанцироваться от «Дрим Чейсера», отдав предпочтение «старым добрым» одноразовым носителям и кораблям, которым предстоит в конце этого десятилетия выносить американских астронавтов на орбиту.
SpaceX решила разделить «коня» и «лань». Компания разработала и уже успешно испытала вариант находящегося в эксплуатации «классического» одноразового носителя «Фалькон-9» с многоразовой первой ступенью. Как известно, «Фалькон-9» будет выводить на орбиту и пилотируемые «Драконы». Это - корабли, построенные по классической одноразовой схеме - спускаемый аппарат плюс парашют. Таким образом, с помощью многоразового носителя будет достигнуто снижение стоимости запусков при сохранении конструкции корабля, доказывающей свою надежность (в основном благодаря российским «Союзам») уже более полувека. Разумеется, даже с возвращаемой первой ступенью «Фалькон» будет лишь частично многоразовым, ибо уделом второй ступени будет упасть где-нибудь в океане.
Создает носитель частично многоразового использования и американская компания Blue Origin. Ее носитель «Нью Шепард» (New Shepard) в ноябре 2015 года, после вывода беспилотного корабля на суборбитальную траекторию, смог совершить управляемую посадку рядом с местом старта. По пути SpaceX пошли и европейцы. Проектируемый носитель «Ариан-6» тоже будет частично многоразовым, правда, в меньшей степени, чем «Фалькон-9». У него будет возвращаемой не вся первая ступень, а лишь ее самая дорогостоящая часть - двигательная установка.
У Роскомоса тоже были планы создать новую ракету-носитель, включающую крылатую первую ступень, которая после отделения от одноразовой второй ступени совершит посадку в районе старта. «Космический ракетный комплекс с ракетой-носителем легкого класса с многоразовой возвращаемой первой ступенью, обеспечивающей выведение на низкие орбиты полезной нагрузки массой до 1 тонны, создается с учетом эскизного проекта, разработанного в рамках ОКР «МРКС-1» до 2016 года», - сообщила газета «Известия» со ссылкой на текст проекта Федеральной космической программы (ФКП) на 2016-2025 годы. Система эта в том виде, в котором проектировалась, создана, по-видимому, не будет, но опыт и технологии, полученные в ходе ее разработки, будут реализованы в новой РН легкого класса.
Первый полет и возвращение ступени планировались на срок действия уже следующей космической программы, то есть после 2025 года, при этом на создание многоразовой первой ступени в рамках проекта ФКП 2016-2025 предполагалось потратить 12,5 миллиарда рублей. Возможно, столь немалая сумма стала одной из причин, по которой проектно-конструкторские работы по данной ступени были уже в 2016 году вынесены за пределы данной ФКП на (ориентировочно) 2030 год.
Назад, к шаттлу?
В январе этого года НАСА неожиданно подобрело к компании «Сьерра Невада», выдав ей контракт на завершение работ по мини-шаттлу «Дрим Чейсер», включая его ввод в эксплуатацию. Таким образом, эта компания присоединилась к двум другим - Orbital ATK с кораблем «Сигнус» и SpaceX с «Драконом», которые в рамках нового контракта НАСА будут обеспечивать МКС всем необходимым с 2019 по 2024 годы. Это означает, что космическое агентство США считает - у пилотируемых «челноков» есть будущее, причем ближайшее.
Помимо своей потенциальной экономичности, «Дрим Чейсер» обладает еще рядом свойств, которые делают его привлекательным в глазах НАСА. Например, возвращаясь из космоса в «самолетном» режиме, он будет подвергаться куда меньшим перегрузкам, чем обычная одноразовая капсула. Эта особенность корабля особенно радует ученых, ибо материалы и вещества, полученные в невесомости, в том числе протеиновые кристаллы, не будут «расплющены» этими перегрузками и попадут в руки исследователей на Земле в неизмененном виде. Кроме того, «Дрим Чейсер» может приземлиться на любом аэродроме, способном принять самолет типа «Боинг-737».
Веру НАСА в «многоразовики» разделяет и британская компания Reaction Engines Limited, которая создает орбитальный воздушно-космический самолет «Скайлон» (Skylon). В ту же когорту можно, конечно, занести и построенный компанией Virgin Galactic «челнок» SpaceShipTwo, который через год-два должен начать полеты в космическое пространство с туристами на борту. Он будет преодолевать отметку 100 километров над поверхностью Земли, по которой официально проходит граница, отделяющая нашу планету от космоса. Но данная машина по своему «суборбитальному» характеру скорее относится к категории сверхвысотных самолетов-ракетопланов типа Х-15, испытывавшихся в США в 1960-е годы, чем космических кораблей.
Таким образом, в современном ракето- и космическом кораблестроении проявились две тенденции. Первая - создавать транспортные системы, в которых пониженная стоимость эксплуатации частично многоразовых носителей сочеталась бы с технической простотой, невысокой стоимостью и надежностью одноразовых пилотируемых машин. А вторая - попробовать вернуться к «челнокам», разработанным и построенным с помощью новых, недоступных конструкторам «Спэйс Шаттл» технологий, которые позволят сделать новые многоразовые пилотируемые машины более экономичными и безопасными.
Юрий Караш, член-корреспондент Российской академии космонавтики
