Взлет и посадка вчера, сегодня, завтра

Взлет и посадка вчера, сегодня, завтра

К 2011 году 50-летия первого полета человека в космическое пространство уже около полутысячи астронавтов и космонавтов работали на околоземных орбитах. А 12 побывали даже на Луне. Человечество может гордиться космическими достижениями за прошедшие 50 лет, подводить итоги и, главное, делать выводы.

Сначала в годы «холодной войны» США и СССР соперничали в космосе, ревниво реагируя на успехи друг друга. Работал принцип – если есть в США, должно быть и у нас, и наоборот. Вплоть до того, что американские специалисты обращались к нашим: «Запустите, что-нибудь новенькое и мы тотчас получим столько ассигнований, сколько нам нужно». В результате достижения следовали за достижениями в обеих странах: первый человек в космосе (1961), выход в открытый космос (1965), посадка человека на Луну (1969), стыковка с орбитальной станцией (1971).

Этот фейерверк потрясающих полетов был совершен в условиях соперничества. Но мы, конструкторы и космонавты, стремились перейти от соперничества к сотрудничеству, чтобы совместно осуществлять еще более амбициозные полеты. В частности эти стремления оправдались. Первой вершиной сотрудничества стала стыковка и совместная работа на связке «Союз – Apollo» (1975). Следующей вершиной на этом пути стал проект «Мир-Shuttle» (1984–1998).

Но в целом, неожиданно для нас, результат окончания «холодной войны» оказался разочаровывающим. Ассигнования на космос во всех странах существенно уменьшились. А у нас в России недостающие средства предлагалось даже брать в кредит под немыслимые проценты. Все страны (кроме Китая!) в условиях инвестиционного голода перестали стремиться к инновациям и начали воспроизводить проекты 60–70-х годов с небольшими усовершенствованиями.

Неужели без возврата к холодной войне у цивилизованных государств нет стимула к созданию принципиально новых, современных космических средств? Очень не хотелось бы в это верить. А для ответа на этот вопрос рассмотрим самые трудные и опасные (хотя самые короткие) этапы космических полетов – взлет и посадка. Как это было вчера, делается сегодня, планируется на завтра.

Взлет

В начале: «Р-7, Восток» (1961), «Redstone Mercury» (1962), «Saturn-5» (1968). Это все многоступенчатые одноразовые ракеты. Первые ступени этих ракет падают на землю, загрязняя ее не только обломками, но часто и токсичными веществами. Последние ступени засоряют космос, а вопрос уборки космического мусора в настоящее время не решен даже теоретически.

Еще вчера: От этих принципиальных недостатков одноразовых ракет руководители NASA пытались уйти созданием многоразовых челноков «Space Shuttle» (1981). За счет многоразовости планировалось к тому же удешевить в разы стоимость выведения полезной нагрузки. Тем самым завоевать международный рынок запусков космических грузов на различные орбиты.

Но «Shuttle» только частично многоразовая система выведения (из-за ракетного вертикального взлета), очень дорогая в изготовлении и эксплуатации, недостаточно надежная. То же самое относится и к «Бурану». Но решение создать «Shuttle» было принято, когда на его многоразовость были очень большие надежды. А положительное решение по «Бурану» (полет в 1988 г.) принималось по очень простому принципу – есть у американцев, значит, должен быть и у нас.

Парадокс «Бурана» состоит в том, что к этому времени почти все надежды на многоразовость челнока типа «Shuttle» уже рухнули. Тем не менее наш самый совершенный и самый дорогой проект был осуществлен. «Буран» совершил блестящий, но единственный испытательный полет. На большее он оказался не нужным, ни для гражданских, ни для военных целей, как это можно было предвидеть с самого начала.

Более того несколько лет тому назад началась работа над еще одним российским челноком «Клипер». Хорошо, что на этот раз все ограничилось только деревянным макетом.

А ведь в разных странах были более совершенные проекты почти полностью многоразовых средств выведения: проект Э. Зенгера (1932), «Спираль» (1965). Предлагались однотипные, с самолетной посадкой обеих ступеней, (с украинским самолетом «Мрия» в качестве первой ступени): «МАКС» в России, «HOTOLL» в Великобритании, «HOPE» в Японии. Разработан взлетающий с экраноплана (!) космический самолет «Marengo» (Россия) с посадкой первой ступени на любую поверхность.

А в NASA рассматривают возможность старта самолетной первой ступени с горизонтального рельса (!).

Именно в этих проектах может быть реально достигнута минимальная цена выведения полезной нагрузки.

Сегодня: Вместо подобных новейших многообещающих многоразовых систем мы летаем и планируем на ближайшее будущее… опять одноразовые Р-7 «Союз-2», «Ares», «Ангара».

Итог: Системы выведения меняются от одноразовых к челнокам и возвращаются назад к одноразовым. Вместо инновационного развития мы идем по замкнутому кругу.

Посадка

Спускаемые аппараты меняются от капсулы под парашютом (от «Восток» до «Apollo») к крылатому типу («Спираль», «Shuttle»), («Буран») и назад к капсулам («Orion», «Русь»).

Я считаю, что мы здесь опять идем по кругу.

Конечно, капсулы надежно выдерживают силовые и тепловые перегрузки, проходя через плотные слои атмосферы. Но капсула не может приземляться на аэродром или другую, заранее подготовленную площадку.

Крылатый аппарат может приземляться на некоторые аэродромы с очень длинной ВПП, но крылья трудно защитить от перегрузок и перегрева (гибель «Columbia»). А это делает крылатый аппарат тяжелым и маломаневренным.

Гибриды, т. е. проекты, объединяющие достоинства обоих типов в одной конструкции, лишенные, к тому же обоих недостатков, – предлагались не раз. Проект Штернфельда, «Лапоток» Цыбина, «Гибрид» Сыромятникова. Эти космические корабли проходят плотные слои атмосферы со сложенными крыльями, находящимися в тени, а не на острие плазмы. А когда высота и скорость уменьшаются до приемлемых, то раскрываются крылья, включается маршевый двигатель и космонавты садятся в ближайшем аэропорту. Там их встречают жены с цветами, а не очень большая и очень затратная служба поиска и спасения (авианосцы, самолеты, вертолеты, вездеходы и т. д.).

Кто первый создаст полностью многоразовую космическую систему? Неужели для этого опять нужно соперничество в космосе?