Станислав Славин - Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка
Затем было совершено несколько испытательных полётов, которые показали, что самолёт-ракетоносец «Белый рыцарь» и ракетоплан, в принципе, готовы к штурму высоты.
Схема полёта такова: высотный самолёт «Белый рыцарь» поднимает небольшой ракетоплан на высоту 13 км. Отсюда тот стартует и, преодолев ещё 87 км на собственных двигателях, дальше движется по инерции, описывая параболу. При этом его экипаж оказывается в невесомости 3–4 минуты, а затем возвращается на землю, спланировав на крыльях ракетоплана, которые разворачиваются в рабочее положение на высоте 24 км.
Барт Рутан предложил для этой схемы ряд новшеств. Например, работа двигателя ракетоплана основана на жидкой окиси азота, которая проходит через пустотелый резиновый цилиндр. Жидкость представляет собой мощный окислитель, благодаря которому резина сгорает с повышенной интенсивностью, создавая при этом тягу. Таким образом, система сочетает безопасность ракетного двигателя на жидком топливе (при помощи клапана его можно быстро отключить) с простотой твердотопливного ракетного ускорителя.
Однако раньше на подобной гибридной тяге в космос никто не летал. И были опасения, что при прохождении окиси азота через резиновую оболочку могут образоваться ударные волны, что приведёт к потере стабильности. Тем не менее всё обошлось…
Имелись и другие трудности. Например, аэродинамику своего корабля Рутан тщательно смоделировал на компьютере, но испытаний в аэродинамической трубе не проводил. Он рассчитывал проверить пригодность проекта сразу в реальном полёте, навесив аппарат на «Белого рыцаря». А это — известный риск.
Тем не менее Рутан был уверен в надёжности своих технологий, и они его не подвели.
Правда, в первом зачётном полёте ракетоплан после отделения от носителя вдруг начал самопроизвольно выполнять восходящие «бочки», и пилоту с трудом удалось справиться с управлением. Но вот второй полёт прошёл безукоризненно.
Таким образом, команде Рутана, работавшей на деньги одного из основателей фирмы «Майкрософт» Пола Аллена, удалось опередить всех своих конкурентов. А их немало. В космической гонке участвовали свыше двух десятков коллективов из Аргентины, Канады, России, Англии и США. Правда, мало кому удалось продвинуться дальше чертежей или даже голой идеи.
Лишь канадцы смогли провести испытания своей конструкции, состоявшей из ракеты, подвешенной к стратостату — воздушному шару, способному подниматься на высоту около 20 км. Но и они не смогли составить конкуренцию американцам.
Команда Рутана опередила всех.
ПРОГРАММА «RLV». Правда, серьёзные исследователи космоса, например, академик Роальд Сагдеев, относятся к «Шаттлу» Рутана довольно скептически. «Одно дело вывезти туристов в суборбитальный полёт, длящийся всего несколько минут, и совсем другое — отправить человека на орбиту, — рассуждает учёный. — Здесь нужны иные мощности и иные затраты, превосходящие нынешние в десятки, а то и в сотни раз.
Тем не менее частная инициатива подстегнёт руководителей НАСА и других авиационно-космических организаций, заставит их приложить все усилия к преодолению того застоя, который наблюдается в пилотируемой космонавтике последние десятилетия…»
Одной из таких попыток является программа РЛВ (RLV — сокращение от английского «Reusable Launch Vehicle», «Космический корабль многоразового использования»). Она осуществляется в тесной кооперации НАСА с аэрокосмической промышленностью США.
Поначалу итогом программы должно было стать создание к 2004 году корабля многоразового использования «Вентура Стар» («Venture Star») конструкции фирмы «Локхид-Мартин». Согласно проекту, который оценивается в 5 млрд. долларов, он должен был выводить на околоземную орбиту полезный груз массой 22,5 т.
Однако предварительные испытания показали низкую надёжность и этого проекта. Ныне работы по нему заторможены. Вполне возможно, что они будут и вообще прекращены, поскольку у НАСА есть и альтернативные проекты.
«СПАСАТЕЛЬНАЯ ШЛЮПКА» ДЛЯ МКС. Официально это устройство называется космоплан X-38. Известен он также под обозначением X-35 и X-CRV, представляет собой прототип спасательной «шлюпки» для экипажа Международной космической станции (МКС). Он может быть использован и в качестве транспортного корабля, выводимого в космос ракетой-носителем «Ариан-5» («Аriane 5»).
Разработка космической спасательной «шлюпки» началась ещё в 70-х годах XX века. Современный вариант основывается на конструкции челнока X-24A. Главной «изюминкой» нового проекта является использование параплана в качестве тормозящего и посадочного средства.
Первые испытания параплана состоялись в 1996 году, а первые полёты X-38 на подвеске самолёта B-52 начались в феврале 1997 года.
Спасательный космоплан X-38 не имеет собственных двигателей и представляет собой летательный аппарат с несущим корпусом. Возвращение на Землю будет проходить по той же схеме, как и возвращение «Спейс Шаттла». И только на завершающем этапе будет выпускаться параплан. На X-38 не будет ручного управления — процедура входа в атмосферу и спуск предполагается полностью автоматизировать.
Габариты X-38: длина — 8,7 м, диаметр — 4,4 м, масса — 8163 кг. Количество спасаемых астронавтов — до 6 человек. Система жизнеобеспечения рассчитана на четыре дня. Продолжительность эксплуатации в качестве модуля МКС — 4000 суток.
Испытания демонстрационной модели космоплана X-38 проводились в Лётно-исследовательском центре НАСА имени Драйдена, расположенном на территории базы ВВС Эдвардс (штат Калифорния).
В марте 1998 года первую модель постигла неудача: во время самостоятельного полёта парашют-крыло был повреждён и X-38 разбился. После этого было принято решение об укреплении его конструкции. Уже в феврале 1999 года вторая модель, получившая условное обозначение V-132, была готова к испытаниям.
Первый самостоятельный полёт второй модели состоялся 6 февраля 1999 года. X-38 отделился от самолёта-носителя B-52 на высоте 6700 м. Несколько минут он находился в свободном полёте, после чего над ним раскрылся параплан, и через 12 минут X-38 приземлился.
Ныне же, пока испытания X-38 продолжаются, роль «спасательной шлюпки» на Международной космической станции исполняет российский космический корабль «Союз».
НА ВЕРТОЛЁТЕ ИЗ… КОСМОСА? В марте 1999 года американская компания «Ротари Рокет», которую возглавляет известный специалист по аэрокосмической технике Гарри Хадсон, продемонстрировала опытный образец оригинального 135-тонного двухместного космического корабля многоразового использования.
В отличие от «Шаттла» новый корабль, получивший название «Ротон», не имеет узлов, отстреливаемых во время полёта. Весьма оригинальна и двигательная установка аппарата. Её основой служит 7-метровый вращающийся диск, по окружности которого размещено 96 ракетных двигателей с камерами сгорания размерами с… консервную банку каждый!
Компоненты топлива — керосин и жидкий кислород — поступают в них под действием центробежной силы. Поэтому перед взлётом диск с двигателями раскручивается от внешнего привода на стартовой площадке. Вращение диска в полёте поддерживается благодаря тому, что каждое из сопел чуть наклонено в одну сторону. Создаваемый таким образом гироскопический момент помогает кораблю устойчиво держаться на курсе.
Корпус нового аппарата почти целиком изготовлен из композитного материала на основе углеродных волокон и эпоксидных смол. Благодаря этому он получился очень лёгким и в то же время прочным.
После того как экипаж выполнит полётное задание, он начинает готовиться к спуску. Для этого «Ротон» разворачивают задом наперёд. Тяговые двигатели становятся теперь тормозными, и корабль постепенно начинает спускаться с орбиты по пологой спирали. Перед входом в плотные слои атмосферы экипаж раскрывает четыре складывающие 7-метровые вертолётные лопасти, расположенные на носу (который стал при спуске кормой). По мере того как нарастает плотность окружающего воздуха, лопасти раскручиваются, тормозя падение аппарата. И он совершает плавный спуск в режиме авторотации (то есть лопасти вращаются свободно, без помощи двигателя).
Впрочем, в будущем Хадсон намерен увеличить длину каждой лопасти до 9,5 м и установить на их концах небольшие реактивные двигатели. Таким образом, экипаж аппарата получит возможность не только маневрировать при спуске, но и взлетать. И лишь поднявшись на высоту около 5 км, астронавты запустят основные ракетные двигатели и поднимутся на орбиту.
В середине 2000 года компания «Ротари Рокет» планировала построить ещё три «Ротона». Один из них должен был служить тренажёром для подготовки экипажей, а два других начали готовить уже к полномасштабным полётам в космос. Хадсон надеялся, что каждый из таких аппаратов сможет совершить до 100 запусков на орбиту без капитального ремонта.
