Skip to content
 

Трудности и надежды «космического каботажа»

Эта статья написана в то время, когда полёты шаттлов были запрещены в связи с катастрофой «Колумбии». Поскольку близится время, когда шаттлы будут окончательно сняты с эксплуатации, я счёл возможным вывесить её сегодня. Потому что в ней описана довольно-таки напряжённая ситуация с пилотируемыми полётами, сложившаяся тогда, и подобная ситуация вполне может повториться после 2010 года.

Два года назад, 1 февраля 2003 года, произошла одна из самых крупных и, вероятно, самая громкая катастрофа за всю историю практической космонавтики: при возвращении с орбиты в плотных слоях атмосферы разрушился американский многоразовый транспортный космический корабль (МТКК) «Колумбия». Семь членов экипажа погибли. Полёты шаттлов были запрещены до выяснения и устранения причин инцидента. Такое положение сохраняется до сегодняшнего дня.

Конечно, гибель «Колумбии» – это большая человеческая трагедия. Но у этого события есть и очень значительные практические следствия для всей современной космической деятельности.

Соединённые Штаты остались вообще без средств осуществления пилотируемых космических полётов – со времени окончания программы «Сатурн-Аполлон» они не строили и не применяли одноразовых ракет-носителей для запуска людей в космос. Но, в конце концов, это их частное дело. Однако Аэрокосмическое агентство США – НАСА – является одним из основных участников программы Международной космической станции. Строго говоря, МКС и МТКК составляют единую интегрированную систему.

Мало того, что американские челноки завозили на станцию львиную долю снабжения и личный состав экспедиций посещения. Главное заключается в том, что все – кроме российских – уже находящиеся на орбите модули станции, как и все планируемые к выведению, рассчитаны на доставку в грузовом отсеке американского челнока. Так что МКС без шаттлов достроить попросту невозможно.

Теперь же оставшихся корабли «Атлантис», «Дискавери» и «Индевор» поставлены на прикол. Все операции по снабжению станции и смене экипажей выполняют российские «Союзы» и «Прогрессы» Мы уже посылали к МКС «сверхплановые» корабли, в целом станция стоит нам 6 млрд рублей в год – это примерно 40% всего российского космического бюджета 2004 года. Не желая никого обидеть, всё же замечу: подвела американская техника, а в форс-мажоре оказалась Россия. Из-за этого напряжения другие наши программы космических исследований уже два года недофинансируются. И всё равно очевидно, что в одиночку нам не справиться со всеми даже текущими задачами.

Особенно если учесть, что на конец 2007 года запланировано увеличение постоянного экипажа МКС до шести человек (сейчас он сокращён до двух). Для шести членов экипажа требуется постоянно держать пристыкованными к станции два «Союза» в качестве спасательных средств. И сменять их раз в полгода – таков ресурс постоянного нахождения наших кораблей в космосе.

Правда, нет худа без добра. В своё время, на начальном этапе реализации проекта МКС, американские партнеры дали нам в долг 60 млн долларов для строительства служебного модуля. Этот долг мы понемногу отдавали, уступая американцам свои лабораторные часы на станции, так что они использовали 87% времени, отводимого для экспериментов на орбите. Когда же Россия осталась единственным участником проекта, обеспечивающим транспортные операции, этот долг стал быстро таять и к концу минувшего года сошёл на нет. Так что теперь американская сторона, если захочет послать своих астронавтов на МКС, должна, «по всем законам божеским и человеческим», платить Федеральному космическому агентству Российской Федерации за билет на корабль «Союз». В два конца.

Как бы то ни было, в настоящее время обстановка остаётся весьма напряженной. Уже давно обсуждается схема закупок, которая очертила бы порядок оплаты нашими американскими партнерами изготовления и запуска в их интересах российских кораблей – ведь в 2006 году срок обязательств России по транспортному обслуживанию МКС истекает. Обещанные было 50 млн долларов на дополнительные «Прогрессы» так пока и не выделены; а тут еще печально известный закон 2000 года о запрете на передачу ракетных технологий Ирану… Своими силами Россия сможет обеспечить постоянное присутствие на станции лишь двух космонавтов, а значит, ни о каких масштабных исследованиях речи нет. Со всей очевидностью возникает вопрос: а зачем тогда, собственно, МКС? Думается, этот вопрос актуален не только для России, но и для европейских участников проекта, и для Японии. Они-то ведь заинтересованы в полноценном целевом использовании станции! Пока же доходит до того, что рассматривается вопрос о консервации МКС на значительный срок – но это почти наверняка приведет к её гибели, так как лет через десять исчерпается ресурс техники, работающей сегодня на орбите.

Американскую сторону это не очень расстраивает. МКС не стала любимым детищем нации, и её печальные перспективы не очень волнуют народ Соединённых Штатов. Но Америка имеет обязательства перед партнёрами по проекту: своей очереди на доставку к МКС ждут лаборатории европейского и японского космических агентств и два итальянских служебных модуля. Не выполнить эти обязательства – значит «потерять лицо». Поэтому президент Буш в своей известной речи, произнесенной в январе прошлого года в штаб-квартире НАСА, объявив совсем другие приоритеты новой космической политики США, тем не менее пообещал, что МКС будет достроена.

Примечание: после возобновления полётов шаттлов к МКС доставлены итальянский модуль NODE 2 («Гармония»), европейский «Колумбус» и один из трёх модулей японской лаборатории «Кибо» («Надежда»).

Так что работы по возвращению челноков в строй идут полным ходом. Их объём определен рекомендациями, сформулированными в отчётном докладе независимой «комиссии Гемана». В докладе содержится тридцать пунктов, выполнение которых должно обеспечить приемлемый уровень безопасности при эксплуатации МТКК; причем пятнадцать из них должны быть неукоснительно реализованы до следующего полёта любого из них.

Сначала казалось, что на выполнение необходимых работ хватит семи месяцев. В действительности всё получилось значительно дольше, но всё же к концу 2004 года обязательные требования комиссии были в основном выполнены.

Наиболее острый вопрос – устранение причины стартового инцидента с «Колумбией» – был решён через год после выхода доклада «комиссии Гемана». Для этого доработана конструкция бака, изменена геометрия нанесения и методика контроля теплозащитного покрытия. Дополнительно для уверенного контроля в передней части бака установлена телекамера, следящая в минуты взлёта за состоянием опасной зоны. Значительное число первых стартов будет проводиться только в дневное время, и за поведением корабля на подъёме будут следить телекамеры с земли, моря и воздуха. В общем, экипаж и наземный персонал будут иметь достаточно достоверную информацию о состоянии вышедшего на орбиту аппарата.
Далее предусмотрен осмотр кораблей на орбите – теперь это станет обязательной операцией, выполняемой двумя астронавтами за 7 часов. Разработана технология, по которой экипажи смогут сами устранять небольшие трещины в термоизоляции, созданы необходимые материалы и инструмент. (Интересно, что таким инструментом оказалась обыкновенная кисточка – другие способы нанесения покрытия дают худшие результаты).

Если же размер повреждения исключает возможность его устранения, то экипажу придется переходить в МКС и там ждать прилёта другого шаттла. Эксперты считают, что семь человек смогут продержаться на имеющихся ресурсах станции около двух месяцев.

Кстати, экипаж «Колумбии» такой возможности не имел. Дело в том, что на американских челноках устанавливаются стыковочные агрегаты российского производства, и до последнего времени они стояли не на всех кораблях – ведь у НАСА есть и другие задачи для шаттлов, помимо рейсов к МКС. Так вот, на «Колумбию» такой агрегат собирались установить как раз после этого полёта!

Если уж зашла речь о гипотетических возможности спасения экипажа «Колумбии», то стоит упомянуть такой факт. В ходе исследований по технологии ремонта было достоверно установлено, что повреждение, полученное «Колумбией», не могло быть устранено на орбите, даже если бы его опасность была вовремя осознана. Так что единственным шансом экипажа была организация экстренного старта другого челнока; проведённые, не очень тщательные, расчёты показали, что времени было чуть-чуть меньше, чем впритык. Так что, если говорить прямо, реальных шансов не было…

По мере втягивания в практическое выполнение восстановительно-профилактических работ и уяснения их объёма было подсчитано, что общие расходы на повышение безопасности полётов космических челноков составят 2,2 млрд долларов, что в два раза больше, чем получалось по первоначальным оценкам.

Сроки первого полёта – для него сначала был выбран «Атлантис», позже его сменил «Дискавери» – переносились несколько раз. До недавнего времени реальной датой старта считался период марта-апреля текущего года. В середине осени 2004-го на мысе Канаверал начали производить сборку ускорителей, приступили к совместным тренировкам астронавты экипажа и команда Хьюстонского Центра управления полётами. К сожалению, налетевшие на Флориду ураганы нанесли серьёзный ущерб технике космодрома и сдвинули график работ. Следующее окно возможных запусков – с 10 мая по 3 июня 2005 года.

Конечно, шаттлам ещё предстоит бороздить просторы ближнего космоса. Но число запусков к Международной станции сокращено до 18 вместо планировавшихся 28; а в 2010 году большие «космические грузовики» НАСА будут выведены из эксплуатации, и на этот раз навсегда.

Что же дальше?

Уже в конце 1980-х годов стало ясно, что шаттлы не стали достаточно экономичным средством для решения всего спектра задач американской пилотируемой космонавтики. И с тех пор НАСА потратило миллиарды долларов на поисковые работы по разным вариантам замены этих космических тяжеловесов, особенно в тех случаях, когда можно обойтись чем-то более лёгким и дешевым.

Поначалу большие надежды возлагались на «Венчурстар» компании «Локхид Мартин» – одноступенчатую, полностью многоразовую машину. Испытывался его прототип Х-33, но после ряда неудач программа была закрыта в 2001 году. Другим кандидатом был маленький аппарат, предназначаемый только для роли «космической шлюпки», его прототип назывался Х-38. Он должен был быть тоже многоразовым, иметь небольшие крылья и параплан для заключительного этапа спуска; вывод на орбиту – обычной ракетой-носителем. Этот проект также был закрыт в 2001 году.

Наконец, в ноябре 2002 года президент Буш дал НАСА указание ускорить разработку проекта «Орбитального космического самолёта» (OSP).

Его назначением станет поначалу роль спасательного средства для МКС, а затем и доставка туда экипажей. То есть в этом проекте НАСА намерена в минимально необходимом объёме решить задачу снятия зависимости от российских «Союзов» в свете предстоящей «отставки» шаттлов.

На исследования по программе «Космическая пусковая инициатива», в рамках которой создаётся новый ракетоплан, НАСА планирует израсходовать 5 млрд долларов. Уже отвергнуты проекты всех полностью многоразовых аппаратов с горизонтальным стартом – понятно, что технический риск, связанный с такой схемой выведения, не позволит принять систему в эксплуатацию в заданные сроки; да и денег, пожалуй, не хватит. Для дальнейшего рассмотрения остались проекты двух гигантов аэрокосмической отрасли – фирм «Боинг» и «Локхид Мартин».

В обоих случаях речь идет о некоем гибриде концепций шаттла и «Аполлона». «Локхид» предлагает крылатую капсулу на 4 – 5 человек, которая будет выводиться в космос ракетой-носителем среднего класса; в другом варианте капсула стартует «со спины» самолёта-разгонщика. В любом случае аппарат должен обеспечивать возможность значительного бокового маневра в верхних слоях атмосферы – космические средства спасения США должны гарантировать доставку заболевшего космонавта в американский госпиталь в течение суток, для чего нужно начинать спуск, не дожидаясь, когда проекция орбиты пройдёт над территорией Соединённых Штатов.

Поэтому OSP будет иметь крылья, хотя и небольшого размера, что и составит его сходство с заслуженным предшественником – шаттлом. Но он будет похож и на другого своего предтечу – одноразовую капсулу «Аполлон», так как приземляться будет на парашюте: его крылья слишком малы для создания подъёмной силы, достаточной для обеспечения «самолётной» посадки. Такой подход, видимо, действительно оптимален для решения поставленной конкретной задачи при заданных ограничениях по срокам и затратам.

Косвенно это подтверждается тем, что российские специалисты реализуют подобную же схему спуска в перспективном аппарате «Клипер» – о нем речь пойдёт ниже.

Вариант фирмы «Боинг» не имеет очень уж больших отличий, он так же ориентирован на вертикальный ракетный старт. В качестве носителя рассматриваются ракеты «Дельта» 4 и «Атлас» 5.

Пока планируется к 2008 году ввести корабль в действие в качестве спасателя для МКС, а в 2010-м приступить к доставке экипажей. Стоимость доставки 1 кг груза на низкую околоземную орбиту, по расчетам, должна составить 2 тыс. долларов, т.е. в 10 раз меньше, чем шаттлом. Это, конечно, надо ещё проверить – прогнозы именно этого рода обычно обладают «малой сбываемостью». А вот в то, что килограмм на орбите будет дешевле «шаттловского» в 2 – 3 раза, поверить, думается, можно.

Примечание: как мы теперь знаем, и эти проекты то ли закрыты, то ли заморожены; во всяком случае, реальные деньги выделяются лишь на CEV – «Орион». И роль «космического такси», на которую претендовал OSP, естественным образом отходит к «Ориону».

Но острее, чем стоимость эксплуатации, ставится задача эксплуатационной надежности. Вероятность безаварийного полета проектируемых сейчас аппаратов оценивается величиной 250 : 1 – 500 : 1; в следующем поколении американские инженеры рассчитывают достигнуть уровня 10 000 : 1. Это дело не быстрое; по оценке Корин Сигал из Флоридского универсистета, на создание действительно безопасных крылатых (т.е. в полном смысле слова многоразовых) кораблей должно уйти 15 – 20 лет.

Собственно, временное возвращение в строй большегрузных космических челноков и разработка небольшого маршрутного такси «Земля – орбита» – это всё, что НАСА намерено сделать в планируемом будущем в области создания техники для пилотируемых полётов в близких окрестностях колыбели человечества.

«Каботажная» космонавтика перестала интересовать Белый дом, а вместе с ним и Космическое агентство США. Вот уже год, как Америка всматривается в новые рубежи космической научно-технической экспансии.

Лунно-марсианская инициатива Джорджа Буша-младшего – а также, по всей вероятности, оргвыводы из доклада «комиссии Гемана» – привели к реорганизации НАСА, в составе которого появилось Управление разработки систем исследования космического пространства. Вот это управление, во главе с директором Крейгом Стидлом, и занимается проектом нового, большого, универсального космического корабля, планы создания и использования которого выглядят следующим образом. В 2008 году должна состояться демонстрация корабля в полёте без экипажа. 1-й полёт с астронавтами на борту запланирован на 2014 год. До 2016 года новый корабль будет задействован в транспортной системе МКС, а в 2020 году он должен обеспечить высадку экспедиции на Луну. В дальнейшем аппарат будет использован для полёта на Марс (2030 – 2032 годы) и к другим планетам Солнечной системы.

К проекту привлечены многие всемирно известные компании аэрокосмического комплекса; естественно, не обошлось и без «Боинга» с «Локхид Мартином». Понимающие люди подсчитали, что при заявленном размахе реализация президентской космической инициативы только до 2020 года потребует финансирования в размере 100 млрд долларов.
И Америка способна на это – уже в 2004 году бюджет НАСА составил 15 млрд долларов. Однако вернёмся в буквальном смысле ближе к Земле – проект Международной станции нуждается в налаживании устойчивого грузо- и пассажиропотока прямо сейчас.

Проблему создания грузового корабля в помощь «Прогрессам» уже решили европейцы. Их одноразовые аппараты ATV выводятся с французского космодрома Куру ракетами «Ариан» 5. Более мощный носитель и удачно расположенное место старта делают ATV более грузоподъёмным, чем «Прогресс», запускаемый ракетой «Союз» с космодрома Байконур. Правда, до шаттла далеко и ему.

А ещё в Европе ведется разработка собственного многоразового космического самолёта «Феникс». Уже проведена успешная автоматическая посадка модели длиной 7 м и весом 1200 кг – уменьшенной в шесть раз копии будущего челнока. В Швеции с июня 2003 года идут испытания прототипа японского космоплана «НОРЕ–Х»…

Вполне достойно на этом фоне выглядит и Россия. В начале декабря прошлого года Ракетно-космическая корпорация «Энергия» продемонстрировала полноразмерный макет многоразового пилотируемого аппарата «Клипер», разработка которого ведётся уже с 2000 года. Аппарат длиной 10 м, диаметром 3,5 м и весом 14,5 т сможет доставлять на орбиту шестерых космонавтов и 700 кг груза; при уменьшении экипажа вес груза увеличивается. С орбиты на Землю «Клипер» может доставить полтонны груза. Специалисты РКА «Энергия» объясняют количество мест в кабине «Клипера» тем, что шесть человек – оптимальный количественный состав бригады космических монтажников. Так что работа ведётся с дальним прицелом.

Стоимость проекта, включая воплощение в металле, по словам представителей «Энергии», должна составить 10 млрд. руб. – сравните с затратами на создание его американского конкурента OSP. Работы по «Клиперу» включены отдельной строкой в Федеральную космическую программу России, его готовность при плановом финансировании ожидается в 2010 – 2012 году. А если в проекте примет участие Европа, то и гораздо раньше.

Примечание: к сожалению, о том, как складываются дела по «Клиперу», мы теперь тоже знаем

Суммируя сказанное, констатируем: у Международной станции есть будущее. Участники этой совместной программы, кроме Соединённых Штатов, не собираются от неё отказываться. В частности, планы нашей страны таковы: согласно Федеральной космической программе, в 2007 году «Протон» доставит к станции лабораторный модуль ФГБ-2; в 2009 году американский шаттл должен вывести нашу научно-энергетическую платформу; наконец, в 2011 году «Протоном» будет запущен ещё один лабораторный модуль.

Глядя же на ситуацию несколько шире, можно с хорошей долей уверенности предположить, что в ближайшие 10 лет мы станем свидетелями становления следующего поколения космической техники для пилотируемых полётов в околоземном пространстве.

Добавить в MemoriЗабобрить эту страницу!Добавить в news2.ru

Написать отзыв

CAPTCHA изображение
*