Станислав Славин - Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка
В середине 2000 года компания «Ротари Рокет» планировала построить ещё три «Ротона». Один из них должен был служить тренажёром для подготовки экипажей, а два других начали готовить уже к полномасштабным полётам в космос. Хадсон надеялся, что каждый из таких аппаратов сможет совершить до 100 запусков на орбиту без капитального ремонта.
Однако испытания опытного образца «Ротона» показали недостаточную надёжность системы. И её внедрение в практику было приостановлено. Тем более что очередная катастрофа — на сей раз с «Колумбией» — заставила специалистов НАСА вновь отставить многие планы и заняться очередной модернизацией «челноков».
КАТАСТРОФА «КОЛУМБИИ». Случилось же вот что… Утром 1 февраля 2003 года при входе с орбиты в плотные слои атмосферы «Шаттл» развалился на части, погубив весь экипаж в составе семи человек. Расследование показало, что причиной катастрофы опять-таки, как и в случае с «Челленджером», послужили твердотопливные ускорители. Только если в первом случае нарушение герметичности уплотнения привело к взрыву уже на старте, то во втором случае оторвавшийся кусок уплотнителя ударил по левому крылу «Колумбии», нарушив его теплоизоляцию. На спуске крыло не выдержало аэродинамического нагрева и прогорело насквозь, приведя к катастрофе.
Причём шансов спастись у экипажа практически не было. Даже если бы повреждение крыла было обнаружено в космосе, у НАСА не было никакой возможности послать к аварийному кораблю спасательную экспедицию. Не мог экипаж и пристыковать свой корабль к МКС, чтобы на борту станции дождаться помощи. «Колумбия» находилась не на той высоте и не на той орбите.
Ныне в качестве альтернативы аэродинамическому спуску конструкторы НАСА предлагают использовать для торможения при посадке реактивную силу двигателя. Этот принцип, как известно, используется для уменьшения пробега самолёта после посадки. Но в отличие от взлёта и пробега посадка на реактивных струях — очень сложная задача.
Тем не менее в последнее время появилась американская программа «О-клиппер», ставящая целью разработку дешёвых перспективных космических транспортных систем, которая пытается реализовать единую систему взлёта и посадки на реактивных струях. Обоснованием новой программы является то, что она позволит снизить стоимость одного полёта для транспортной системы, предназначенной для подъёма ракеты-носителя средней грузоподъёмности на орбиту, до уровня ниже 10 млн. долларов.
Аналогичная разработка имеется и у нас. Ею занимаются сотрудники Исследовательского центра имени М.В. Келдыша под руководством Виталия Семёнова.
Однако до её внедрения в повсеместную практику пока ещё очень далеко. «Пройдёт не менее 10 лет, прежде чем подобные системы выйдут на стадию лётных испытаний», — полагают эксперты.
ФРАНЦУЗСКИЙ «ГЕРМЕС». Видя, что работы над новым поколением «Шаттла» у американцев продвигаются с переменным успехом, европейские конструкторы попытались продвинуть собственные проекты. Так, на конференции Европейского космического агентства, проходившей в Риме в 1985 году, Франция проинформировала партнёров о своём намерении начать создание корабля «Гермес», который должен выводиться в космос ракетой-носителем «Ариан-5». Два года спустя собравшиеся в Гааге представители агентства согласились сделать проект общеевропейским.
«Гермес» представляет собой воздушно-космический самолёт с низкорасположенным крылом большой стреловидности, выполненный по аэродинамической схеме «бесхвостка». По идее, при старте он должен устанавливаться на носу ракеты-носителя.
Возможность бокового манёвра при возвращении корабля на Землю с орбиты должна составить 1500–2000 км. Полная масса орбитального корабля — 21 т, полезная нагрузка — около 3 т.
Однако из-за серии неудачных запусков самого носителя осуществление программы «Гермес» всё ещё остаётся под вопросом.
«МУСТАРДЫ» БРИТАНСКИХ ОСТРОВОВ. Попытались было осуществить свою программу создания космического самолёта и конструкторы Великобритании. Ещё в 1965 году они предложили проект воздушно-космического корабля «Мустард» («Mustard»), предназначенного для вывода полезного груза массой около 3 т на орбиту высотой около 550 км.
«Мустард» состоит из трёх пилотируемых ступеней, аналогичных по конструкции и геометрическим размерам. Масса каждой — около 137 т. При этом на орбиту выводится лишь верхняя ступень, а две предыдущие выполняют лишь функции разгонных.
После выполнения своих функций первые ступени должны были возвращаться в район старта подобно самолётам. Аналогично производила бы спуск с орбиты и третья ступень.
Однако осуществление этой программы оказалось очень дорогим, и вскоре оно было приостановлено.
Тогда внимание британцев стал занимать проект ХОТОЛ (HOTOL). Работы по нему были начаты в 1982 году по инициативе фирм «Бритиш аэроспейс» и «Роллс-Ройс», которые провели поисковые исследования по одноступенчатым аппаратам с горизонтальными взлётом и посадкой.
Предполагалось, что стартовать ХОТОЛ длиной в 62 м будет либо с разгонной аэродромной тележки, либо с самолёта-носителя. Длина взлётной полосы — до 4 км. Эксплуатационный ресурс — 120 полётов. Масса полезной нагрузки — порядка 11 т.
Высокая экономичность ХОТОЛа должна была достигаться за счёт его многоразового использования и упрощения предполётной подготовки. Однако специалистам до сих пор так и не удалось создать хотя бы прототип маршевого кислородно-водородного двигателя HOTOL RB454, способного функционировать и как воздушно-реактивный и как ракетный. А потому с конца 80-х годов XX века проект находится в замороженном состоянии.
НАСЛЕДНИКИ ЗЕНГЕРА. Не забывают о своём славном прошлом и немецкие конструкторы. Одной из первых попыток ФРГ вернуться в разряд космических держав был проект одноступенчатого космического корабля многократного использования VETA.
Конструкция корабля базировалась на технике и технологии ракеты «Сатурн-5», созданной под руководством фон Брауна, и отсеков кораблей «Аполлон». Однако, поняв, что американцы вовсе не склонны делиться космическими секретами, немецкие конструкторы отказались от первоначальных намерений и занялись проработкой воздушного старта с помощью самолёта-носителя. Так, в 1965 году вниманию публики был представлен проект фирмы «Юнкерс» («Junkers»). Космическая система была спроектирована в виде двухступенчатого космического самолёта. Планировалось, что он будет стартовать горизонтально с рельсовой катапульты и в момент разделения ступеней достигнет высоты 60 км за 150 секунд. Нижняя ступень, планируя, возвратится на базу, а верхняя выйдет на орбиту высотой 300 км, неся с собой около 2,5 т полезного груза.
Однако и этому проекту не суждено было сбыться из-за трудностей финансово-технического характера.
Тогда в середине 80-х годов XX века исследователи решили вернуться к идее доктора Зенгера, значительно модернизировав её. Проект «Зенгер» («Sänger») представляет собой двухступенчатую космическую систему с возможностью горизонтального старта с обычных аэродромов.
Применение в маршевых двигателях экологически чистых компонентов топлива — жидких кислорода с водородом — исключает выброс в атмосферу вредных продуктов сгорания.
По идее, первая ступень VETA массой 259 т представляет собой двухкилевый самолёт стреловидной формы. Разгонять его должны пять комбинированных турбопрямоточных воздушно-реактивных двигателей. Дальность полёта — 10000 км. Скорость — 4,5 М (т.е. более чем вчетверо превышает звуковую), высота полёта — 25 км. Причём рассматривался вариант создания на базе этой конструкции и гиперзвукового пассажирского самолёта, способного доставить 250 пассажиров за три часа из Франкфурта-на-Майне в Токио через Лос-Анджелес.
Вторая ступень «Хорус» («Horus») — пилотируемый космический аппарат, во многом сходный с «Шаттлом» и «Гермесом». Расчётная продолжительность орбитального полёта — одни сутки. Экипаж — два пилота, четыре пассажира и до 3 т груза.
Одновременно с «Хорусом» немецкие конструкторы спроектировали и грузовой аппарат «Каргус» («Cargus») одноразового использования. Он предназначен для выведения на орбиту до 15 т полезного груза.
В настоящее время проведено свыше четырёх десятков экспериментальных пусков прототипа системы. Большинство их прошли вполне благополучно. Однако для создания самой системы ни у ФРГ, ни у Европейского космического агентства нет достаточного количества свободных средств.
ЕВРОПЕЙСКИЙ «АНГЕЛ». И всё-таки неудачи, преследующие НАСА, заставляют специалистов ЕКА искать новые возможности объединения Европы для создания собственных средств выведения полезных нагрузок на орбиту. В частности, в 2001 году рабочая группа подготовила программу ANGEL («Advanced New Generation European Launcher»). Её целью является создание демонстратора многоразовой двигательной установки и экспериментального летательного аппарата многоразового использования.
