Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Девяносто второй и последний перед началом сборки международной космической станции запуск шаттла ( «Дискавери») состоялся 29 октября 1998 года. В состав экипажа вошли японка Тиаки Мукаии испанец Педро Дуке, ранее готовившийся в Звездном городке для полета на станции «Мир». В этот раз удалось вывести «Спартан-201», который чуть было не загубила К. Чаула, и вернуть его обратно. Но самым примечательным стал полет 77-летнего Джона Гленна– первого американского астронавта. Это – достижение, достойное книги рекордов Гиннеса, ведь второй результат принадлежит Стори Масгрейву, который совершил свой шестой полет в возрасте 61 года. Но он был профессиональным астронавтом и не имел длительных перерывов в полетах, а Гленн совершил свой второй полет через 36 лет после первого и через 34 года после выхода их отряда астронавтов НАСА.

Начиная с 1998 года, система «Спейс Шаттл» будет в основном использоваться для сборки и обслуживания Международной космической станции. Автономные полеты шаттла будут единичными. Среди них следует отметить выведение на орбиту рентгеновской обсерватории AXAF-1 массой 5865 кг, которая получила наименование «Чандра». Общая масса полезной нагрузки (КА «Чандра» и разгонный блок IUS) в этом полете составила 22753 кг. Между прочим, командиром экипажа «Колумбии», которая стартовала 23 июля 1999 года и на которой был выведен AXAF-1, впервые назначена женщина – Айлин Коллинз, а одним из специалистов по операциям на орбите стал Мишель Тонини, уже летавший на российской станции «Мир» в 1992 году.

Еще один автономный исследовательский полет совершил корабль «Индевор», запущенный 11 февраля 2000 года. Основной полезной нагрузкой шаттла являлся радиолокационный комплекс SRTM. В принципе, уже в четырех предыдущих полетах шаттла проводилась радиолокационная съемка. Однако на сей раз для проведения интерферометрической съемки один из приемников РЛК SIRC/XSAR был вынесен с помощью выдвижной фермы на удаление 70 метров от грузового отсека, где размещалась основная часть комплекса. В результате прекрасной работы аппаратуры и экипажа корабля «Индевор», выведенного на орбиту с наклонением 57, удалось получить подробнейшую карту земного шара от 60 с.ш. до 56 ю.ш.

Впредь для автономных полетов предполагается запускать «Колумбию», поскольку ее сухая масса гораздо больше, чем у остальных шаттлов, и использовать ее для снабжения МКС невыгодно. Чаще всего она будет совершать полеты с блоком «Спейсхэб». Ближайший такой полет (STS-107) планировался на июнь 2002 года. Однако из-за обнаружения микротрещин в трубопроводах шаттлов старт «Колумбии» пока перенесен на январь 2003 года. В состав экипажа должен войти первый израильский космонавт Илан Рамон. Рассматривается также вопрос об использовании орбитальной ступени «Энтерпрайз» для полетов к международной космической станции в автоматическом режиме без экипажа. На сегодняшний день предполагается эксплуатировать шаттл до 2012 года с периодической модификацией и ремонтом орбитальных ступеней. При коренной модификации, например, применение жидкостных ускорителей вместо твердотопливных, возможно продление полетов шаттла до 2030 года. Но, скорее всего, на смену шаттлу придут перспективные многоразовые аэрокосмические самолеты типа разрабатывавшегося до недавнего времени Х33 («VentureStar»). Правда, несмотря на то, что работы по нему закрыты, тем не менее, 2012 год остается той границей, за которой последуют полеты полностью многоразовых кораблей. И хотя облик такой системы еще не выбран, проработки по ней в рамках программы RLV ведутся.

Сейчас можно подвести некоторые итоги 20-летней эксплуатации системы «Спейс Шаттл». Задумывавшийся как полностью многоразовый, он уже на стадии проектирования превратился в частично многоразовый. Его крылья, составлявшие значительную часть сухой массы корабля, нужны были лишь на заключительном участке атмосферного полета, а при выведении они были балластом. По сути, это было механическое соединение самолета и ракеты, а сам самолет служил лишь утяжеленным головным обтекателем. Оптимистические оценки в отношении грузопотока и себестоимости полетов не подтвердились. Межполетное обслуживание оказалось более сложным и длительным, чем предполагалось. В результате стоимость одного полета шаттла выросла с планируемых 160 миллионов долларов до более чем 550 миллионов. Разумеется, такое транспортное средство не годилось для выведения коммерческих полезных нагрузок. Операции по спасению и ремонту спутников были единичными и не оправдывали существование шаттла. Кратковременные полеты с орбитальной лабораторией «Спейслэб» выглядели неубедительно на фоне постоянной работы орбитальных станций «Салют» и «Мир». Гораздо более оправданным является использование шаттла для сборки и снабжения орбитальной станции. Но, поскольку возвращение модулей обратно на Землю проектом не предусмотрено, их выведение можно осуществлять и с помощью одноразовых носителей.

Таким образом, опыт создания и эксплуатации многоразовых транспортных космических систем «Спейс Шаттл» и «Буран» показал их экономическую неэффективность и громоздкость при решения большинства задач. Поэтому с самого первого старта «Колумбии» не снимался с повестки дня вопрос создания гораздо более мобильных и дешевых транспортных систем. В разных странах был предложен целый ряд проектов многоразовых транспортных космических кораблей. Правда все они пока не дошли до воплощения в металл, но не исключено, что в ближайшем будущем такие аппараты и будут приняты в эксплуатацию.

Еще в 70-е годы НАСА, понимая, что проект «Спейс Шаттл» является компромиссным и не решает кардинально вопрос снижения стоимости выведения полезной нагрузки, продолжало проработки полностью многоразового одноступенчатого воздушно-космического самолета. Как и в случае с шаттлом предлагалось несколько схем, но, в конечном итоге, в качестве базового был выбран вариант одноступенчатого корабля с вертикальным стартом и горизонтальной посадкой SSTO(Single-Stage-To-Orbit). Требования к нему почти повторяли требования к шаттлу, то есть величина выводимой полезной нагрузки составляла 29,5 тонн, боковая дальность маневрирования при заходе на посадку – до 2000 км. Правда, вес возвращаемой полезной нагрузки возрастал с 14 до 29,5 тонн. Конструкция и бортовые системы должны были быть рассчитаны на 500 полетов при минимальных издержках. В проекте SSTO, предложенном компанией «Мартин-Мариетта», воздушно-космический самолет, внешне напоминающий увеличенную копию орбитальной ступени шаттла, имел стартовую массу 1925 тонн при общей длине (высота на старте) – 76 метров и размахе крыльев – 60 метров. Посадочная масса ВКС вместе с полезной нагрузкой составляла 237 тонн, то есть вдвое больше, чем у шаттла. Он должен был быть оснащен десятью усовершенствованными двигателями SSME с тягой 227-250 тонн, причем четыре из них имели бы раздвижные сопла. Общий вес топлива (кислород и водород) в баках ВКС составил бы 1660 тонн.