Станислав Славин - Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка
Однако нынешние корабли «Союз» и «Прогресс», как показывает практика, могут обеспечить пребывание на МКС лишь малочисленного экипажа. Когда же будут введены в строй новые модули и количество людей на борту станции возрастёт втрое — до 6 человек, — ситуация значительно осложнится. Есть ли выход из положения? Да, есть.
Российские специалисты, как уже говорилось, ведут ныне работы по созданию космического корабля нового поколения «Клипер». Он сможет брать с собой уже не 2–3 космонавтов, как ныне, а 4–6 человек.
Стартовать он сможет с помощью новой ракеты-носителя «Ангара», в составе которой предусмотрены возвращаемые многоразовые системы. Так, например, первая ступень «Байкал» будет представлять собой своего рода корабль с выдвижным крылом, с помощью которого она и будет возвращаться к месту старта.
Причём Роскосмос недавно пригласил для участия в программе и Канадское космическое агентство, оставшееся после демарша американцев не у дел. Уже подписан меморандум, согласно которому, канадцы, возможно, будут разрабатывать для «Клипера» некоторые узлы и бортовые системы.
И это — не единственное решение проблемы.
Ещё Жюль Верн в своё время описал, как путешественники добираются до естественного спутника Земли с помощью гигантской пушки. И вот уже более сотни лет эта идея не даёт покоя инженерам. В самом деле, неужели нельзя придумать подобное устройство, которое смогло бы обеспечить вывод грузов на орбиту, а там и на Луну более дешёвым способом, чем ныне?
Конструкторы Европейского космического агентства (ЕКА) и концерна ЕАДС начали разработку некой катапульты, которая сможет выбрасывать свои снаряды на космическую высоту. По мнению конструктора Йерда Берренса из отдела транспортных систем ЕКА, решить эту задачу вполне по силам уже при нынешнем уровне развития космической техники.
Вот уже два года европейские инженеры переделывают установку, которая прежде предназначалась лишь для военных целей, в космическую катапульту. Преимущество её конструкторы видят прежде всего в том, что сама ускорительная система остаётся на Земле, в то время как ракеты вынуждены тащить топливные баки на себе, расходуя именно на это львиную долю своей мощи.
При этом, как показывают расчёты, для осуществления запуска требуется всего лишь 10 кВт энергии. Это же показали и эксперименты, проведённые во французском г. Сен-Луи, где находится 6-метровый рельсовый ускоритель. Всё дело в том, что энергия в данном случае расходуется импульсно, в очень короткий срок. Но этого импульса достаточно, чтобы выбросить снаряд весом до 2 кг со сверхзвуковой скоростью.
Работает же система так. Представьте себе орудийный ствол, внутри которого расположено два медных рельса. Это электрические шины, по которым и пропускается импульс тока высокого напряжения. Посылаемый снаряд, попадая в ствол, вызывает замыкание цепи между шинами. Возникает импульс, который, согласно закону индукции, и вызывает электродвижущую силу, способную выбросить снаряд из ствола с немалой скоростью.
Уже в этом, 2005 году исследователи намерены провести эксперименты с 10-метровой установкой, которая станет запускать в небо снаряды на высоту 10 км. Отработав на этой установке технологические тонкости запуска, конструкторы затем приступят к строительству 22-метровой пушки, которая будет выбрасывать снаряды массой по 4 кг на высоту в 120 км.
Такая установка уже может быть использована в практических целях, например, для посылки за атмосферу капсул с измерительной аппаратурой для исследования ионосферы. В частности, неплохо было бы выяснить, как распределяется озон на этой высоте, почему так называемые озоновые дыры образуются лишь над полюсами Земли, но не в районе экватора.
Далее учёные-артиллеристы, по словам Берренса, намерены построить установку, которая будет выбрасывать мини-спутники на 400-километровую орбиту. Для этого, как показали расчёты, понадобится установка с длиной ствола в 120 м.
ПРАЩА ВЗАМЕН БУКСИРА?! И это ещё не конец путешествия. Как известно, и в космосе аппараты довольно часто приходится переводить с одной орбиты на другую, обычно на более высокую. Ныне для того, чтобы спутники могли осуществить такую операцию, их приходилось снабжать собственными двигателями. А орбиту той же МКС периодически поднимают с помощью пристыкованных к ней космических грузовиков «Прогресс».
Учёные придумали более экономный способ переброски спутников и других объектов с одной орбиты на другую. В скором будущем эту работу станут выполнять огромные «пращи» — устройства, устанавливаемые в открытом космосе. Они будут захватывать сателлиты в специальные ловушки, а затем катапультировать их выше, к месту назначения.
«Идея сама по себе тоже не новая. Впервые она была высказана ещё четверть века тому назад, — рассказывает Роберт Хойт, президент американской компании „Петрас“, занимающейся данным проектом, совместно с Университетом штата Теннесси и другими организациями. — Согласно этому проекту, для создания „космической пращи“ необходим сверхдлинный, в сотни километров длиною канат. На одном конце его прикреплён груз для поддержания необходимого натяжения; обычно для этой цели используют отработавшую своё верхнюю ступень ракеты-носителя. А на другом конце располагается захватывающее устройство, немного напоминающее ловушку игрока в бейсбол или хоккейного вратаря. Только, конечно, несравненно больших размеров. При этом канат будет изготовлен не из волокна, а из переплетённых крест-накрест металлических проволок, что придаст структуре не только прочность, но и особую пружинистость…»
Причём если поставить одну такую систему, скажем, на орбите Земли, а вторую на орбите Луны, то, в принципе, переброску грузов можно осуществлять не только с одной околоземной орбиты на другую, но и по трассе Земля—Луна.
Таким образом, у нас получится своеобразная канатная дорога, которая сможет транспортировать значительное количество грузов с весьма небольшими затратами энергии. Во всяком случае, это обойдётся значительно дешевле, чем переправка грузов на Луну и обратно с помощью космических кораблей. И даже дешевле, чем возведение «космического лифта», о котором мы тоже уже упоминали. Кстати, энергию для своей работы космические «пращи» смогут получать от солнечных батарей, так что их работа будет вестись, по существу, бесплатно.
Конечно, на пути осуществления этого замысла предвидится ещё немало трудностей, но все они преодолимы. «Ныне мы рассматриваем разные варианты „механической руки“, способной выполнять такую работу, — говорит Роберт Хойт. — Например, просчитывается такой вариант. Электромагнитная катапульта с Земли выстреливает груз в сетку, в которой тот застревает. После этого приходит в движение сама „праща“ и, раскрутившись, отправляет груз далее по указанному адресу».
Впрочем, баллистики полагают, что им придётся немало потрудиться, прежде чем они отработают алгоритмы, программы, сроки и т.д. перемещения грузов по маршруту Земля—Луна и обратно. Ведь все части этой огромной транспортной системы перемещаются сами по себе. Земля крутится вокруг своей оси, спутники вращаются по своим орбитам, а Луна движется вокруг Земли по собственной траектории и т.д.
Тем не менее специалисты считают, что в космос первые экспериментальные образцы космических катапульт попадут уже лет через пять. Причём, по словам экспертов, в будущем с помощью подобной транспортной системы можно будет перебрасывать по межпланетным маршрутам не только различные грузы, но и людей.
«ЛУНАТИКИ» НА ЗЕМЛЕ. Пока американцы ещё только размышляют над проектом своего лунного корабля, немецкие учёные уже начали возведение лунного поселения. Правда, пока на Земле. Специалисты из Мюнхенского технологического университета с помощью архитекторов из Дармштадта строят натурный, в масштабе 1:1, макет лунного поселения. На нём будут проверены все решения, как технические, так и эстетические, над которыми ныне работают специалисты. Ведь для длительного пребывания на Луне необходимо выдержать комфорт, не только так сказать физический, но и психологический.
«Мы исходили из того, что команда астронавтов проведёт на Луне в общей сложности 500 суток», — поясняет суть проекта Иоганн Айзеле, профессор архитектуры университета в Дармштадте. «Учитывая столь длительный срок пребывания, необходимо спланировать станцию так, чтобы у шести астронавтов было достаточно места, чтобы они не надоедали друг другу, как обитатели коммуналки…»
Поначалу для строительства лунной колонии будут использованы части грузовых ракет, с помощью которых, вероятно, всё же придётся забросить на Луну первые партии необходимого оборудования (хотя бы для организации той самой «канатной дороги», о которой говорилось выше).
