Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Тогда же в июле 1972 года НАСА приняло решение о назначении компании «Норт Америкэн Рокуэлл» головным подрядчиком по разработке многоразового транспортного космического корабля и заключении с ней основного контракта сроком на шесть лет. Контракт на разработку и изготовление орбитального самолета был заключен 9 августа 1972 года. Ранее отделение «Рокетдайн» компании «Норт Америкэн Рокуэлл» получило контракт на разработку маршевого ЖРД SSME основной двигательной установки орбитальной ступени. По условиям контракта компания «Норт Америкэн Рокуэлл» должна была к 1978 году разработать, испытать и поставить НАСА два летных образца орбитальной ступени. На начальной стадии эксплуатации предполагалось осуществлять не более 10 запусков в год, а затем – до 60 запусков ежегодно.

Вообще такой подход в США к организации работ по созданию сложной космической транспортной системы просто поражает. На этом фоне совершенно бессистемной выглядит создание космической техники в нашей стране. Все определяли, да и сейчас определяют предприятия-монополисты, а точнее их Генеральные конструкторы. Именно от них зависит, по какому пути пойдет развитие отечественной космонавтики. А успех и реализация того или иного проекта зависела не от его технического совершенства, а от того, насколько руководители предприятий близки к власть предержащим, для которых главным был вопрос политического престижа.

Согласно первоначальному проекту «Норт Америкэн Рокуэлл» стартовый многоразовой транспортной космической системы составлял 2360 тонн, из которых 115 тонн – вес орбитальной ступени, а вес твердого топлива боковых ускорителей составлял 1270 тонн. В ходе проведенных в 1972-1973 годах работ по снижению веса в связи с сокращением финансирования масса МТКС уменьшилась до 1860 тонн, из которых 860 тонн – вес топлива ТТУ, в частности, за счет введения дельтовидного крыла двойной стреловидности и окончательного отказа от воздушно-реактивных двигателей для маневрирования при посадке. Впоследствии стартовый вес системы был увеличен до 2000 тонн за счет увеличения веса ТТУ. В январе 1973 годаНАСА утвердило проект облегченного варианта МТКК, главным исполнителем которого было утверждено отделение «Спейс Дивижн» компании «Рокуэлл интернешнл»(так с 1974 года стала назваться компания «Норт Америкэн Рокуэлл»).

Американская многоразовая космическая система, получившая в прессе неофициальное название «Спейс Шаттл» (“космический челнок”), ставшее впоследствии официальным, имеет весьма необычную схему. В ее составе ракеты-носителя как таковой нет. Основу системы составляет полностью многоразовый орбитальный корабль, на котором расположено три основных маршевых кислородно-водородных двигателя SSMEкомпании «Рокетдайн» тягой на Земле по 170 тонн каждый (удельный импульс 364,7 секунды), а в вакууме – 213 тонн (удельный импульс 455,2 секунды). Давление в камере сгорания – 211 атмосфер. Ресурс каждого двигателя SSME – 55 полетов. Топливо (604 тонны жидкого кислорода и 101 тонна жидкого водорода) для маршевых двигателей поступает из неспасаемого подвесного топливного бакамассой 743 тонны, по бокам которого крепятся два твердотопливных ускорителяпервой ступени компании «Тиокол-Кемикл»массой по 584 тонны и тягой по 1334 тонны каждый (удельный импульс 262 секунды). Наружная поверхность подвесного топливного бака покрыта теплозащитным слоем из пенополиизонианурата толщиной 25 мм, который поддерживает заданный уровень температур компонентов топлива и предохраняет от аэродинамического прогрева.

Топливо для двигателей ТТУ широко применяется в американских ракетах. В состав топлива входит горючее: связка из терполимера полибутадиена акриловой кислоты и акрилонитрила – 12 % общей массы, окислитель на основе перхлората аммония – 70 %, присадка из алюминиевого порошка – 16 %, эпоксидная смола для вулканизации топлива – примерно 2 % и следы окиси железа для регулирования скорости горения. После выработки топлива твердотопливные ускорители на трех парашютах с диаметром купола по 31,7 метра опускаются в океан, где их вылавливают и после восстановления используют при последующих запусках (до 10 раз).

Стартовая масса всей системы составляет 2020 тонн, при этом масса орбитального корабля – 114 тонн. При старте орбитальный корабль располагается не сверху, как обычно, а сбоку подвесного топливного бака. Высота МТКС на старте составляет 56 метров, длина топливного бака – 47 метров при диаметре 8,4 метра, длина твердотопливных ускорителей 45,5 метров при диаметре 3,7 метров каждый.

Сборка подвесного топливного бака, разработанного компанией «Мартин-Мариетта», осуществляется на заводе в Мичуде, там же, где проходила сборка первой ступени S-IC ракеты-носителя «Сатурн-5». Испытания маршевого двигателя шаттла проводятся на огневом стенде в штате Миссисипи (теперь это Космический центр имени Стенниса), также использовавшемся ранее для отработки двигателя F1 ракеты-носителя «Сатурн-5».

Орбитальная ступень шаттла внешне похожа на обычный самолет-бесхвостку с дельтовидным крылом двойной стреловидности и килем. Ее длина составляет 37,3 метра, высота по килю – 17,3 метра, а размах крыльев – 23,8 метра. В хвостовой части располагаются два двигателя орбитального маневрирования тягой по 2720 кг, работающих на четырехокиси азота и монометилгидразине, а также три маршевых ЖРД SSME, топливо для которых поступает из подвесного топливного бака. Двигатели ориентации (44 штуки) расположены в носовой и хвостовой частях орбитальной ступени.

В носовой части находится двухэтажная гермокабина экипажа общим объемом 73 м3 и свободным объемом 30,6 м3, при этом на участке выведения на верхней палубе располагаются командир корабля, второй пилот и два специалиста по операциям на орбите, а на нижней могут располагаться до 6 пассажиров. Состав атмосферы в кабине экипажа близок к земному (21% кислорода и 79% азота при давлении 760 мм рт.ст.). На этапе ЛКИ в кабине было размещено два катапультируемых кресла, обеспечивающих спасение экипажа на начальном участке полет. Нижняя палуба служит также бытовым отсеком экипажа.

В кабине также установлена практически вся радиоэлектронная аппаратура, в том числе 5 бортовых вычислительных машин IBM системы управления, которая обеспечивает управление полетом на всех этапах, в том числе при выведении. На твердотопливных ускорителях и подвесном топливном баке своей системы управления нет, поэтому тоже они и не могут быть автономной ракетой-носителем. Из нижнего отсека кабины имеется переход в шлюзовую камеру диаметром 1,6 метра и высотой 2,1 метра, обеспечивающую переодевание двух космонавтов и выход в грузовой отсек. На старте и при посадке все космонавты одеты в легкие скафандры.