Станислав Славин - Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка
ГИПЕРЗВУКОВОЙ «АЯКС». Ещё об одном прорывном проекте российских учёных мир узнал в 1991 году. Используя перспективные военные технологии, руководитель СКБ «Нева» (ныне — Санкт-Петербургское научно-исследовательское предприятие гиперзвуковых систем) Владимир Фрайштадт предложил оригинальную конструкцию одноступенчатого аэрокосмического самолёта, получившую название «Аякс».
Летательный аппарат должен состоять как бы из двух вложенных один в другой корпусов. Между ними — специальный катализатор, куда поступает поток традиционного керосина или более перспективного топлива — сжиженного метана. Когда аппарат совершает гиперзвуковой полёт в атмосфере, то внешний корпус сильно нагревается из-за трения об атмосферу и под влиянием высоких температур происходит термохимическое разложение углеводородного топлива. Процесс забирает большое количество энергии и охлаждает реактор. В результате термохимического разложения топлива выделяется свободный водород. В смеси с тем же топливом он образует очень эффективное горючее для самолёта.
Кроме того, часть обтекающего аппарат воздуха поступает в магнитоплазмохимический прямоточный воздушно-реактивный двигатель. В этом двигателе находятся магнитогазодинамический (МГД) генератор и ускоритель. Генератор создаёт мощное магнитное поле, в котором тормозится набегающий поток. Затем заторможенный и предварительно ионизированный поток воздуха поступает в камеру сгорания, куда подаётся обогащённое водородом топливо (керосин или метан). Истекающие продукты сгорания попадают в сопло, дополнительно разгоняются МГД-ускорителем и, расширяясь, выбрасываются наружу.
На базе этой концепции сотрудниками Научно-исследовательского предприятия гиперзвуковых систем разработано целое семейство гиперзвуковых летательных аппаратов «Нева», предназначенных для транспортировки полезных грузов на дальние расстояния или на орбиту.
Среди них — многоцелевой гиперзвуковой самолёт «Нева» для метеорологических и астрофизических исследований, геологической разведки и экологического контроля; гиперзвуковые самолёты для перевозки грузов и пассажиров со скоростью 15000 км/час.
Особый интерес для нас представляет воздушно-космический самолёт «Нева». Его характеристики таковы: взлётная масса — 364 т, масса полезной нагрузки, выводимой на орбиту, — 3 т, максимальная скорость полёта на высоте 100 километров — 7500 м/с.
В настоящее время командой Владимира Фрайштадта проведены все возможные исследования, однако до постройки экспериментальных прототипов дело никак не дойдёт. Причина стандартна: у нашего государства нет денег на осуществление высокотехнологических проектов. А частный капитал, имея перед собой наглядный пример «ЮКОСа», вовсе не стремится выводить свои капиталы из тени и вкладывать их в перспективные разработки.
«АЭРОКОСМИЧЕСКОЕ РАЛЛИ». Тем временем в 1996 году американский фонд «Икс-прайс» («X-Prize») учредил приз в 10 млн. долларов за создание тренировочного и туристического ракетоплана, который мог бы доставить на высоту более 100 км трёх астронавтов.
Предварительные разработки представили до четырёх десятков частных фирм, научных организаций и университетов. Включилась в конкурс и Центральная научно-исследовательская лаборатория «Астра» Московского авиационного института. В этой лаборатории занимаются разработкой вопросов выведения в околоземное пространство малых спутников (до 100–200 кг) посредством систем «воздушного старта». Сотрудники лаборатории сочли, что «воздушный старт» будет наиболее оптимальным способом для выведения туристского ракетоплана на орбитальную высоту.
В разработке проекта приняли участие также специалисты Экспериментального машиностроительного завода имени Мясищева, ОКБ имени Микояна, ЦАГИ имени Жуковского, Института авиационной медицины и НИИ парашютостроения.
В качестве носителя выбрали истребитель МиГ-31, который создавался для борьбы с крылатыми ракетами и сверхзвуковыми бомбардировщиками типа «Валькирия». Выводимый на орбиту объект размешается под фюзеляжем на подвеске. Выйдя в зону пуска, МиГ-31 набирает скорость около 2500 км/ч, поднимается на высоту 20 км и сбрасывает ракетоплан или ракету-носитель, у которых через 6 секунд включается бортовой двигатель.
В конструкции самого многоцелевого суборбитального ракетоплана АРС (сокращение от «Аэрокосмическое ралли») использован опыт создания предшественников нашего «Бурана» — беспилотных орбитальных прототипов системы «Бор».
Габариты АРС: длина — 5,8 м, ширина — 3,7 м, высота — 1,5 м, взлётная масса — 1700 кг, из них 350 кг приходится на полезную нагрузку.
В передней части герметичной кабины АРС находится место пилота-космонавта, за ним располагаются штурман и бортинженер либо туристы. В течение трёхминутного полёта экипаж АРС проходит все стадии космического путешествия.
Предполагается, что после отделения от МиГ-31 ракетоплан включит собственный двигатель и разовьёт до 1300 м/с. При этом он поднимется на высоту 120–130 км, а затем перейдёт в режим планирующего спуска. Наконец, он совершит посадку на аэродром по-самолётному или приземлится с помощью крыла-парашюта.
«КОСМИЧЕСКОЕ ТАКСИ». Ещё один проект в рамках конкурса «Икс-Прайс» разрабатывается в Акционерном обществе «Суборбитальная корпорация» при участии Экспериментального машиностроительного завода имени Мясищева.
По идее, запуск ракетного модуля «Космополис-XXI» с пассажирской капсулой осуществляется с самолёта-носителя на высотах порядка 20 км. В качестве самолёта-носителя выбран высотный самолёт М-55 («Геофизика») разработки завода имени В.М. Мясищева. Его лётные характеристики таковы: максимальная скорость — 2650 км/ч, практический потолок — 22 км, максимальная дальность — до 4000 км.
Ракетный модуль «Космополис-XXI» состоит из трёхместной пассажирской капсулы, двигательного блока, отсека оборудования с системами управления, жизнеобеспечения и спасения. Он устанавливается на «спину» самолёту-носителю и держится на специальных узлах крепления, снабжённых управляемыми механическими замками.
Внутри капсулы размещается три пассажирских кресла, которые для снижения посадочных перегрузок снабжены системой демпфирования. Система жизнеобеспечения позволяет поддерживать внутри пассажирской капсулы нормальные условия для жизнедеятельности космических пассажиров без применения индивидуальных дыхательных приборов.
После сброса с самолёта-носителя ракетный модуль должен набирать высоту по параболе, в верхней точке которой происходит расстыковка пассажирской капсулы и двигательного отсека. При снижении пассажирская капсула опирается на выдвижные аэродинамические плоскости, которые и обеспечивают управляемый спуск. Посадка выполняется по-самолётному, на взлётно-посадочную полосу обычного аэродрома. В качестве альтернативного варианта возможна посадка пассажирской капсулы на парашюте.
По словам главного конструктора проекта Валерия Новикова, такая схема позволит совершить своего рода революцию в астронавтике, поскольку приведёт к появлению нового поколения космических носителей многоразового использования — куда более дешёвых и надёжных, чем нынешние.
Однако пока наши конструкторы, продемонстрировав модели своих конструкций, искали субсидии на их строительство, приз забрал известный американский авиаконструктор Барт Рутан, создавший на деньги частного капитала аэрокосмическую систему «Белый рыцарь», которая и смогла совершить осенью 2004 года взлёт на высоту более 100 км.
Правда, создание самой системы обошлось более чем в 25 млн. долларов. Однако инвесторы вовсе не считают свои деньги выброшенными на ветер. Ведь ныне, как известно, один только билет на орбиту для космического туриста стоит таких денег. Создатели «Белого рыцаря» обещают брать дешевле и тем не менее намерены получать ежегодно прибыль не менее 100 млн. долларов.
НА СМЕНУ «ШАТТЛУ»
Экспедиция, осуществлённая Б. Рутаном и его командой, стала своего рода сенсацией и в США. Небольшая частная компания сумела обставить НАСА по созданию многоразового «челнока» нового поколения, потратив на это сравнительно небольшую сумму. Вот как это было…
ПОЛЁТ НА ВЫСОТУ В 100 КМ. В октябре 2004 года, уложившись в недельный срок, частный космический корабль «Space Ship One» дважды совершил полёт на высоту более 100 км.
Маленький самолёт сначала под управлением космонавта-любителя Майкла Невилла, а потом — его коллеги Брайана Бинни поднялся на высоту свыше 100 км и благополучно приземлился на аэродроме в Калифорнии.
Гонка за призом началась ещё весной 2003 года. В апреле команда Барта Рутана, который прославился ещё в 1986 году, когда построил самолёт «Вояджер», на котором его брат Дик Рутан вместе с Джейн Игер совершил беспосадочный полёт вокруг земного шара за 9 суток, продемонстрировал своё новое детище. Оно представляло собой транспортную систему, состоящую из самолёта-носителя и ракетоплана, способного, по заверению конструктора, доставить людей в космос.
