орбітальні гонки

Космічний літак. Розроблений британськими інженерами Skylon означає прощання з ракетами-носіями

Орбітальні гонки Бондарєв Олексій https://cdn.segodnya.ua/img/article/1569/82_main.jpg https://cdn.segodnya.ua/img/article/1569/82_tn.jpg 2009-04-06T17: 30: 00 + 03: 00 Світ Поки США і Росія експлуатують старі ідеї космічних польотів, британські інженери за підтримки Європейського космічного агентства готують справжню небесну революцію.

Місяць в 2020-му році, Марс - в 2035-м. Так виглядають позаземні плани провідною космічної держави світу США, та й конкуренти не дрімають. Євросоюз і Росія, а також Китай, прагнуть внести свій вклад в освоєння космосу або, якщо називати речі своїми іменами, відхопити свій шматок космічного пирога. І якщо у випадку з Марсом поки незрозуміло, що там власне за пиріг і чи потрібен він взагалі, то Місяць обіцяє цілком реальні "солодощі", наприклад, ізотоп гелію-3, який в перспективі може вирішити енергетичні проблеми людства.

Головною перешкодою на шляху до інших небесних тіл є недосконалі технології. З моменту згортання американської місячної програми на початку 1970-х найбільшими досягненнями землян в космосі стали висновок на орбіту декількох сотень супутників різного значення, відправка розвідувальних зондів в різні куточки Сонячної системи, споруда Міжнародної космічної станції МКС і створення орбітального телескопа Hubble.

Якщо з супутниками все більш-менш нормально, то зонди долітають до мети лише в половині випадків, МКС перетворилася на малоефективний довгобуд, а список поломок Hubble не коротші переліку відкриттів, зроблених з його допомогою. Але найстрашніше той факт, що і літати в космос нам практично нема на чому. Створені в 1970-х американські космічні човники - шаттли, що запускаються в космос за допомогою ракет-носіїв і повертаються на Землю як літаки - виявилися набагато менш ефективними, ніж очікувалося. Причина тому - ненадійність конструкції і часті поломки.

Всього було побудовано п'ять шатлів, два з яких загинули. 28-го січня 1986 року за старті внаслідок проблем з двигуном вибухнув Challenger - це був його 10-й запуск. 1-го лютого 2003 року за вході в атмосферу через руйнування теплозахисного оболонки загинув шаттл Columbia, що здійснював 28-й політ в своїй історії. У космічного агентства NASA залишилося три шаттла - Discovery, Atlantis і Endeavour. При запуску будь-якого з них вся американська нація, що називається, "тримає кулаки".

Істотна частина доставок вантажів на МКС доводиться на російські ракети "Союз" - теж, до речі, проект не першої свіжості. Згідно з планами NASA шаттли повинні припинити польоти в 2010 році, поступившись місцем кораблям наступного покоління. Розробка таких, правда, затягується, що змушує агентство вдатися до послуг приватних компаній, давно рвуться в космос.

У той же час свій проект спадкоємця знаменитого радянського "Бурана", який побував в космосі лише раз, планує в найближчі роки створити Росія. У великому секреті тримаються розробки наступного покоління китайських кораблів Шеньчжоу, які в 2008 році дозволили тайконавти вперше вийти в відкриттів космос. Євросоюз в свою чергу не тільки займається створенням своїх ракет-носіїв, перша з яких - "Жюль Верн" - була успішно випробувана в минулому році, але і вкладає кошти в проект революційного космічного корабля Skylon.

РЕВОЛЮЦІЯ: БРИТАНСЬКИЙ ПРОЕКТ SKYLON ЗМІНИТЬ КОСМІЧНУ ІНДУСТРІЮ


Європейський відповідь. Альтернатива шаттлам все-таки є

В кінці лютого поточного року своє вагоме слово в космічній гонці сказало Європейське космічне агентство (ESA), яке якось не прийнято вважати ключовим гравцем в гонці за навколоземний простір. Чиновники ESA заявили про підтримку британського проекту унікального космічного корабля Skylon.

Приватна компанія Reaction Engines отримає від ESA 1 млн. Євро на розробку апарату, який не має аналогів в історії космічної техніки. Skylon є багаторазовий космічний літак вантажопідйомністю 12 тонн. Так, це саме літак. У всякому разі, основні його характеристики цілком відповідають літаковим - апарат самостійно злітає з звичайного аеродрому, набирає висоту і швидкість аж до 1-ї космічної, яка дозволяє залишити межі атмосфери планети. Після повернення в атмосферу Skylon, знову таки, як звичайний літак, може здійснити посадку на тому ж самому аеродромі.

На відміну від американських шатлів Skylon і радянського "Бурана" не використовуватиме зовнішні прискорювачі і паливні баки. У нього не буде ніяких отделяющихся ракетних ступенів, йому не будуть потрібні послуги літака-розгонщики або ракети-носія. Skylon буде абсолютно самодостатнім і самостійним апаратом від початку і до кінця польоту.

Така фантастика стає можливою лише за умови використання на всіх стадіях польоту - для розбігу по злітній смузі, при наборі висоти і наборі орбітальної швидкості - одних і тих же двигунів. І це умова, поки, щоправда, на теоретичному рівні виконано творцями Skylon.

Двигуни апарату при зльоті та посадці працюватимуть як турбінні. При наборі швидкості вони будуть працювати по прямоточному принципом, спалюючи паливо за допомогою атмосферного кисню, як це роблять звичайні реактивні лайнери, а після виходу за межі атмосфери перейдуть на харчування рідким киснем.

Інженерам Reaction Engines вдалося розробити унікальні потужний теплообмінник, який здатний при польоті на швидкостях, що перевищують швидкість звуку, за одну соту секунди охолоджувати возхдух надходить в двигун з 1 тис градусів Цельсія до мінус 130 градусів. Це дозволить використовувати атмосферне повітря навіть на дуже великих швидкостях і висотах.

У реальності цього проекту не сумніваються не тільки в ESA, але в інших авторитетних організаціях. Відомо, що фінансову підтримку компанії Reaction Engines надають британський Брістольський університет і Національний аерокосмічний центр Німеччини.

"Традиційні ракети-носії через свою надмірну дорожнечу є гальмом космічної галузі, - говорить глава Reaction Engines Алан Бонд. - А технологія Skylon є Святим Граалем, який змінить економіку доступу в космос".

Незважаючи на те, що до випробування першого прототипу Skylon справа ще не дійшла, розробники впевнені, що апарати нового покоління стануть до ладу вже через 10 років. Дивлячись на крок вперед, в Reaction Engines вже створили проект орбітальної станції Orbital Base Station з доками, здатними вмістити відразу чотири апарати Skylon. Бонд і його колеги переконані що така станція дозволить створити базу для складання в космосі великих орбітальних комплексів і кораблів, призначених для міжпланетних польотів, наприклад, на Марс.

ПОРОЖНІ НАДІЇ NASA: НОВЕ ПОКОЛІННЯ шаттла ПІД ПИТАННЯМ


Важка дитина. NASA ніяк не вдається запустити ракету Ares

На відміну від своїх британських колег розробники NASA як і раніше дотримуються моделі польотів, що виникла ще на зорі космонавтики, згідно з якою пілотовані кораблі повинні виводитися на орбіту за допомогою ракет-носіїв.

У 1960-х в NASA створили ракети Saturn I і Saturn V, які виводили на орбіту кораблі Apollo, які прямували до Місяця. Сьогодні очевидно, що вони застаріли настільки ж безнадійно, як і шатли, що стартують з їх допомогою вже кілька десятиліть.

На зміну Saturn повинні прийти ракети наступного покоління - Ares I і Ares V. Перша являє собою двоступеневу ракету призначену для відправки на орбіту до 25 тонн корисного навантаження і невеликих кораблів з екіпажем 4-6 чоловік. Перший ступінь містить твердопаливний прискорювач багаторазового використання, такий же як і в ракетах Saturn. А ось другий ступінь оснащена абсолютно новим двигуном на рідкому кисні і водні. За проектом перший ступінь повинна відпрацювати 2,5 хвилини, розігнавши ракету до 7,2 тис км / год і піднявши її на висоту 60 км. Після її відділення, включаються двигуни другого ступеня, на якій закріплений космічний корабель або інший вантаж, і виводять ракету на кругову орбіту навколо Землі, де знаходиться МКС. Ares V являє собою більш потужну конструкцію, здатну нести до 188 тонн корисного навантаження - великогабаритних вантажів, необхідних для побудови нових орбітальних станцій і монтажу на орбіті гіпотетичних кораблів, що відправляються на інші планети.


Спадкоємець Apollo. Американці повернуться на Місяць на новому кораблі Orion

Ares є частиною наступної зоряної програми США, представленої Джорджем Бушем в 2004 році і отримала назву Constellation (Сузір'я). В рамках цієї програми в 2020 році американці повинні повернутися на Місяць, а для цього потрібно, щоб місце ракет Saturn зайняли нові ракети Ares, а відслужили своє шаттли поступилися місцем новому кораблю. Спочатку цей корабель проходив в документах NASA як Crew Exploration Vehicle, сьогодні проект отримав назву Orion.

Зовні Orion нагадує кораблі Apollo, що служили основним інструментом NASA в 1960-х. Корабель масою 25 тонн буде вміщати до 6 осіб екіпажу. Розробкою Orion займається концерн Lockheed-Martin, який отримав від NASA контракт на суму $ 8 млрд.

Раніше планувалося, що зв'язка Ares - Orion буде вперше випробувана в 2014 році в польоті до МКС, а вже в 2020 році корабель нового покоління доставить астронавтів на Місяць. Однак у екпертів є сумніви з приводу реалістичності цих планів. Деталі проекту Orion поки тримаються в таємниці, а велика частина обговорюваних проблем пов'язана з ракетами Ares. Серед них надмірні вібрації при старті, ненадійна робота двигуна першого ступеня і надмірна довжина ракети (93 метра), через яку навіть незначний вітер при старті може привести до зіткнення ракети зі стартовою вежею.

ДОПОМОГА приватників: США СПОДІВАЮТЬСЯ НА ПРИВАТНІ КОСМИЧЕСКИЕ КОМПАНІЇ


Приватний підрядник. Ракета Falcon-9 забезпечить доставку вантажів на МКС

NASA виявилося в прикрої ситуації - з 2010-го по 2015-й рік агентству просто нема на чому буде літати в космос. Шатли виходять на заслужений відпочинок, а розробка човника наступного покоління буде завершена не раніше 2015 року. Для того, щоб доставити на МКС чергову порцію вантажів і нову групу астронавтів, щоб полагодити черговий вийшов з ладу супутник або доставити запчастини до орбітального телескопу Hubble, американцям доведеться вдаватися до послуг російських носіїв. Перспектива, м'яко кажучи, не вельми приваблива. Хоча російські партнери останнім часом не підводили NASA, в майбутньому гарантій немає ніяких, особливо в разі будь-яких політичних ускладнень між двома країнами.

У зв'язку з такою перспективою в грудні 2008 року NASA пішло на безпрецедентні заходи і уклало угоди з комерційними підрядниками - приватними космічними компаніями, які будуть спочатку підстраховувати, а в майбутньому і зовсім замінять російські космічні вантажівки.

Сума угод укладених між агентством і компаніями SpaceX і Orbital Sciences становить $ 3,5 млрд. За словами представника NASA Білла Герстенмайера, ці комерційні підрядники після припинення польотів шатлів забезпечать від 40 до 70% всіх американських польотів.

Компанія SpaceX підписала з NASA контракт на $ 1,6 млрд., За умовами документа компанія в проміжку з 2009 до 2016 року забезпечить 12 польотів на МКС на своєму 7-місцевому кораблі Dragon, який буде виводитися на орбіту 3-ступінчастою ракетою-носієм Falcon 9 вантажопідйомністю до 27 тонн. Той факт, що перші справжні випробування апаратів компанії пройдуть лише в поточному році, NASA не зупинив.

У свою чергу компанія Orbital Sciences отримає $ 1,9 млрд. За меншу кількість польотів до МКС - їх за той же період часу передбачається вісім. При цьому пробний політ 4-ступінчастою ракети-носія Taurus намічений на 2010 рік.

Міфічний кліпері: РОСІЯ ШУКАЄ РОЗРОБНИКІІВ І ГРОШІ

Свій шлях у космос продовжує наполегливо шукати і Росія. На зміну кораблю "Союз", останній політ якого відбувся в 2002 році, вже багато років пророкують якийсь апарат під назвою "Кліпер". Корабель спочатку планувався як щось середнє між американськими крилатими шаттлами і балістичної капсулою кораблів "Союз". Якщо "Союз" може виводити на орбіту 3 чоловік і 200 кг вантажу, а тому привозити не більше 100 кг, то місткість "Кліпер" планувалася більш значною - 6 чоловік і 700 кг вантажу на орбіту і до 500 кг назад. Для виведення "Кліпер" на орбіту передбачалося використовувати нову ракету-носій "Онега", створену на базі ракети "Протон".

Відсутність належного фінансування в космічній галузі призвело до того, що проект "Кліпер" був фактично покинутий вже через кілька років після початку. У 2006 році свою зацікавленість в розробці "Кліпер" висловило Європейське космічне агентство ESA. Однак в наступні два роки стало очевидно, що погляди сторін на те, яким повинен бути корабель майбутнього, розходяться. Єдина концепція апарату так і не була створена і сторони пішли кожна своєю дорогою.

Представники ESA вважали за краще підтримати британський проект космічного літака Skylon, що не потребує ракети-носія, а в Росії розробка "Кліпер" була практично згорнута. У березні 2009 року стало відомо про те, що Роскосмос проводить тендер на розробку нового російського космічного корабля. Деталі конкурсу, його учасники і навіть дата, коли буде оголошено переможця, тримаються в секреті. Відомо лише, що головними вимогами Роскосмоса є висока вантажопідйомність апарату - не менше 20 тонн - і споживання нетоксичного палива - гасу або рідкого водню.

На думку ряду незалежних експертів, в конкурсі беруть участь всі провідні російські компанії, які так чи інакше пов'язані з розробкою космічних апаратів, включаючи РКК "Енергія" і "ЦСКБ-Прогрес", і Роскосмос швидше за все не буде вибирати одну з них, а спробує зібрати консорціум, який зайнявся б створенням російського відповіді на американські і європейські космічні ініціативи.

Читайте найважливіші та найцікавіші новини в нашому Telegram

Підписуйтесь на нашу розсилку