Несостоявшееся (пока?) светлое будущее российской пилотируемой космонавтики: крылатый многоразовый пилотируемый космический корабль «Клипер». Конечно, тоже макет – на МАКС-2005
В первой части было про экспериментальные маленькие ракетопланы и полуфантастические проекты огромных многоразовых систем 1960-70-х годов. Во второй самое интересное, я думаю, – короткий анализ эффективности системы «Спейс шаттл» по результатам 30-летней эксплуатации. Ну, а здесь попробуем посмотреть, «что день грядущий нам готовит».
Без претензии на фундаментальность и истину даже и в предпоследней инстанции
Заглянем в будущее?
В конце сентября, на выставке Russian Arms Expo-2013 в Нижнем Тагиле, вице-премьер Рогозин сказал, что стране необходимо вернуться к строительству космических кораблей, подобных «Бурану».
Что он имел в виду? Прямое повторение «Бурана»? Вряд ли.
Во-первых, это физически невозможно. Кооперацию, включавшую более миллиона человек, более 1200 предприятий едва ли не во всех республиках СССР, – эту кооперацию восстановить невозможно.
Во-вторых, всё-таки «Буран» – это технологии конца 1970-х годов. И если многие из них достаточно хороши и сегодня, то другие устарели. Замена же их новыми, более чем вероятно, потребует как минимум модификации старых, а тогда – в чём смысл повторения?
В-третьих, остаётся отнюдь не пустяковая проблема востребованности. Рогозин сказал: необходимо вернуться. А зачем – не сказал. Какие он видит задачи для космической системы с годовой производительностью около 2000 т на орбите? Не сказал... Вкладывать триллионы, не зная, зачем это нужно, это как-то несовременно…
Но главное – в-четвёртых. Оно «работает» даже в том случае, если выяснится, что потребность в многократном умножении грузопотока существует. Мало того: оно «работает» и для потребности значительно меньшей, чем тысячи тонн в год.
В-четвёртых – и шаттл, и «Буран» были неоптимальны. Зачем возить людей вместе с грузами, если первые требуют предельной надёжности системы, а вторые – экономически обоснованной; а это далеко не одно и то же. Зачем иметь под все задачи единственную транспортную систему – огромный дорогущий корабль, чья грузоподъёмность во многих случаях кратно избыточна?
Голоса «оптимизаторов» раздавались и во времена создания шаттла и «Бурана», а гигантские затраты, сопровождавшие эксплуатацию американской системы, сделали их хорошо слышимыми.
Суть в том, что для уровня технического совершенства, достигнутого на каждый данный момент, можно построить зависимости, определяющий тип системы, оптимальный для данного класса задач. В качестве переменных выступают масса полезного груза, частота пусков, заданный уровень надёжности и другие величины. А «на выходе» имеем рекомендацию, какую систему делать, одноразовую или многоразовую.
Такой анализ, конечно, проводился, и не один, не одной группой специалистов. Для сегодняшнего технического уровня, при той интенсивности орбитальной деятельности, которую можно ожидать в ближайшие пару десятилетий, получается примерно вот что.
Для выведения больших грузов, типа модулей орбитальных станций, приборов вроде «Хаббла», для особо масштабных межпланетных исследовательских экспедиций нужны тяжёлые ОДНОРАЗОВЫЕ носители. Требуемая от них надёжность соотносится со стоимостью полезного груза, а также с практикой страхования космической деятельности.
Для доставки экипажей на станции, отдельных непродолжительных экспериментов в космосе нужны маленькие, в высшей степени надёжные МНОГОРАЗОВЫЕ корабли.
Для текущего снабжения станций, выведения обычных спутников связи, навигации и т.п. на сегодня всё ещё эффективны ОДНОРАЗОВЫЕ ракеты-носители среднего класса.
Надо ещё учесть, что там, где мы пишем сейчас «одноразовые», скоро появятся системы частично многоразовые. Хорошим примером может служить МРКС – многоразовая ракетно-космическая система, разработка которой ведётся в Центре им. Хруничева. Причём ведётся не по собственной инициативе, а с государственным финансированием; то есть всё серьёзно. 1-я ступень МРКС состоит из нескольких ракетных блоков, садящихся на аэродром при помощи выдвижного крыла и турбореактивного двигателя.
МРКС, конфигурации для различной грузоподъёмности
Об этом нечасто упоминается, но блоки «А» – те самые, которые составляли 1-ю ступень сверхтяжёлой РН «Энергия», – тоже должна были стать многоразовыми. В их конструкции были предусмотрены посадочные опоры, парашюты и ракетные двигатели мягкой посадки.
Можно помянуть и носитель лёгкого класса «Фолкен-1» компании «Спейс-Х» с возможностью спасения 1-й ступени – хотя до последнего времени практически подтвердить эту возможность не удавалось. И тяжёлую ракету «Фолкен-9» той же компании – сейчас идут очень интересные работы с исследовательским аппаратом «Грассхоппер», представляющим собой 1-ю ступень этой ракеты, которую «учат» вертикально садиться на реактивной струе собственного маршевого двигателя.
Испытания «Грассхоппера»
Таким, сочетающим одноразовые, многоразовые и частично многоразовые аппараты, может стать новое поколение техники для работы в ближнем космосе.
Многоразовые пилотируемые корабли следующего поколения – это наш ПТК НП (пилотируемый транспортный корабль нового поколения) и американский «Орион». Выше мы их уже упоминали: и тот, и другой представляют собой капсулы с ограниченной способностью к маневрированию. Правда, по «человекоёмкости» они значительно превосходят, скажем, «Союзы» и, если для них сохранят те задачи, которые ставятся сейчас, то превзойдут их также по длительности автономного полёта.
Если говорить о ракетах-носителях, то самое интересное, что может ждать нас с вами в ближайшем десятилетии, это, пожалуй, становление РН «Ангара» в нескольких «весовых категориях». Корпорация «Энергия» тоже время от времени сообщает о своих планах по этой части. Этим летом, в частности, предметом бесед с прессой была сверхтяжёлая ракета на базе технологий РН «Энергия», ориентированная на лунную экспедицию. Что тут скажешь? посмотрим…
Таким образом, получается, что близкую околоземную перспективу составляют машины, сделанные с употреблением новейших технологий, но по старой концепции. По консервативной концепции, далеко уступающей в дерзости концепции шаттла и «Бурана».
Но, похоже, сейчас это именно то, что нужно.
Наши «Союзы», при всех их замечательных достоинствах, генерально устарели. У американцев вообще нет средств доставки людей. В таких условиях затевать программу какого-нибудь продвинутого космоплана, длиной лет в 15–20, да ещё без гарантированного результата, – волнительно. Так, глядишь, лидерами пилотируемой космонавтики станут китайцы…
А то и вообще частники.
А что? Вполне возможно и это. Корабль «Дракон» фирмы «Спейс-Х» (помните носители «Фолкен»?) уже стыковался с МКС. Да, в беспилотном варианте; но разрабатывался он как пилотируемый, и, думается, вполне может таковым стать. И выводится он ракетой «Фолкэн-9» – частная фирма создала полноценную космическую транспортную систему!
Стыковка «Дракона» с МКС
Тут надо сказать о самом понятии «частная космонавтика». Компания «Спейс-Х» – частная; но ведь «Локхид Мартин», разрабатывающая «Орион», – тоже частная компания. И вообще, все основные подрядчики НАСА и ЕКА были и остаются частными компаниями. В чём разница?
В том, что, когда, например, США реализовали свою великую лунную программу, частные компании-гиганты получали, через НАСА, заказ от государства и от него же – бюджет. Всё с самого начала и до конца оплачивалось государством.
А, например, «Дракон» и «Фолкэн» – в них тоже есть государственные деньги. Только они, во-первых, составляют далеко не всю сумму расходов; во-вторых, порядок их выделения представляет собой род грантовой системы. То есть здесь имеет место не финансирование, а софинансирование, а иногда даже просто оплата услуг – когда правительственное ведомство покупает пуски у частной компании, предлагающей свой носитель и/или космический аппарат.
По этому принципу к частной космонавтике относится и новая разработка фирмы «Боинг» – космический корабль CST-100. Это 7-местная капсула 10-кратного применения с парашютом для снижения и надувными подушками для финальной стадии посадки.
CST-100 и «Дракон» – два «стипендиата» НАСА в рамках конкурсной разработки космического корабля для околоземной орбиты. Всего же их четыре.
Трёхместный «Нью Шепард» фирмы «Блю Ориджин» интересен тем, что спроектирован по схеме с вертикальной ракетной посадкой. Этот проект получил меньше всех государственных денег, основные расходы несёт основатель фирмы, миллиардер Джеффри Бэзос. Корабль пока делается как суборбитальный, но в планах – превращение его в полноценную орбитальную машину.
«Нью Шепард» в космосе ещё не был, но, как видим, вовсю испытывается…
Наконец, «Дрим Чейзер» от «Сьерра Невада корп.». Это уже совсем «авангард»: семиместный крылатый ракетоплан с самолётной посадкой.
Победит ли «Орион» или «частники» в США; сосредоточится ли Россия на ПТК НП, или удастся ещё раз попытать счастья проекту многоразового корабля, предлагавшемуся Центром им. Хруничева, – это не так уж важно. Важно – чтобы эти корабли, более или менее архаичные по концепции, были сделаны.
Они должны обеспечить непрерывность космической деятельности человека на ближайшие годы; и, в сущности, если они это сделают, то какая разница, капсулы они или что-то более продвинутое? Под их прикрытием можно будет не спеша, по-хорошему создавать, и лет через 15 создать крылатые многоразовые корабли типа «Клипера». Собственно, так и делается; один из примеров тому – американская программа Х-37, на аппаратах которой отрабатываются как раз технологии для будущего многоразового «космического такси».
Х-37. Полагаю, что эта программа выполняется с прицелом на сравнительно отдалённое будущее
А когда орбитальная деятельность, организованная при помощи этих средств, приобретёт большой размах; когда они приведут человека на Луну, и обеспечат строительство базы, а там, глядишь, добычу гелия-3 для земной энергетики, – вот тогда придёт время больших многоразовых грузовиков, скорее всего, беспилотных. Тогда и пригодятся наработки, полученные в процессе создания «Бурана». И даже более ранних проектов – ведь некоторые технические решения, разработанные для них, настолько хороши, что вполне могут сохранить актуальность и через полвека.
Если вы считаете, что данный текст или изображения нарушают ваши авторские и/или смежные права,
сообщите об этом администрации сайта через Гостевую книгу или на e-mail vemsev@gmail.com для принятия мер по устранению нарушения.
