Взлёт 2006 11

Не обошлось и без аналогии с программой «Спейс Шаттл». Впрочем, это касается уже технических деталей проекта: местом старта обеих ракет-носителей выбрана пусковая площадка 39В Космического центра им. Кеннеди на мысе Канаверал, откуда сейчас взлетают многоразовые челноки. Хотя это далеко не единственное, что роднит «Арес» и «Спейс Шаттл». НАСА, как и обещало, не стало создавать что-то принципиально новое, а лишь собрало в системе нового поколения достижения предыдущих космических программ США.

К концу лета агентство определилось и с названием будущего пилотируемого корабля. С подачи главы НАСА Майкла Гриффина CEV, неофициально именовавшийся «Аполлоном на стероидах» (он во многом повторяет идеи, воплощенные в кораблях эпохи «Аполлонов», но значительно больше в размерах), был назван «Орионом» – в честь одного из самых ярких созвездий северного полушария. Вполне в духе названия самой программы развития американской пилотируемой космонавтики. А лунный модуль в октябре этого года получил имя «Артемида» – в честь древнегреческой богини охоты.

Ракета-носитель «Арес-1» разрабатывается для выведения в космос пилотируемого корабля «Орион». Как говорят в НАСА, ей предстоит «безопасно и надежно отправлять исследователей к Луне, Марсу и другим пунктам назначения в Солнечной системе». Речь идет о двухступенчатой ракете, на которую будет устанавливаться пилотируемый корабль «Орион», его служебный модуль и система аварийного спасения экипажа (САС). Она будет выводить на низкую околоземную орбиту до 25 т полезной нагрузки. Впрочем, учитывая характеристики ракеты, в агентстве намерены, помимо основной задачи, использовать «Арес I» и для доставки грузов на МКС.

По задумке инженеров, первая ступень легкого «Ареса» – фактически твердотопливный ускоритель многоразового использования, заимствованный из программы «Спейс Шаттл», однако несколько модернизированный. Ускоритель дополняется недавно разработанным адаптером для стыковки со второй ступенью и разделения ступеней во время выхода на орбиту. Вторая же (верхняя) ступень – уже совершенно новая разработка НАСА. Она оснащена двигателем J-2X, работающим на жидком кислороде и водороде. Установка является в некотором роде модификацией мощного двигателя J-2, использованного на верхних ступенях ракет-носителей «Сатурн- 1B» (Saturn 1B) и «Сатурн-5» (Saturn V) эры «Аполлонов», и продолжением J-2S, упрощенной версии J-2, созданной и испытанной в начале 70-х гг., но так никогда и не проверенной в полете.

Специалисты рассчитывают, что уже через 2,5 мин после старта первая ступень сможет выводить ракету на высоту около 60 км – скорость полета к тому моменту будет достигать М=6,1, что больше чем у «шаттлов» за тот же период. На этом этапе произойдет отделение первой ступени, после чего она, как и при стартах челноков, приводнится в Атлантическом океане. Здесь, впрочем, заложено отличие от системы «Спейс Шаттл»: при выведении челноков используются четырехсегментные ускорители, в то время первая ступень «Арес-1» – пятисегментная, более мощная и тяжелая. Учитывая это, американские специалисты для ее успешного возвращения на землю разработали новую трехуровневую парашютную систему. Ее испытания уже идут: этой осенью был протестирован в полете первый парашют – купол диаметром 3,5 м.

Следующий этап полета ракеты полностью зависит от двигательной установки второй ступени. Она выводит пилотируемый корабль на высоту уже примерно 101 км, где в свою очередь происходит отделение второй ступени. Теперь уже двигатели агрегатного модуля корабля поднимают его до круговой орбиты высотой около 300 км. В зависимости от цели полета корабль либо причаливает к космической станции, либо стыкуется с разгонным блоком и лунным модулем для полета на Луну.

Ракета-носитель «Арес-5» предназначена для доставки на низкую околоземную орбиту и на переходную орбиту к Луне «тяжелой техники», а также грузов с провизией, водой и всем необходимым для жизни экипажей вне земной орбиты. В NASA рассчитывают, что вскоре после возвращения американцев на Луну эта ракета будет использоваться в первую очередь для доставки на Селену крупногабаритных конструкций, необходимых для строительства постоянной лунной базы.

Ракета так же, как и «Арес-1», состоит из двух ступеней. Первая ступень компонуется двумя твердотопливными пятисегментными ускорителями (теми же, что используются в качестве первой ступени на «Аресе-1» – за счет подобной унификации НАСА достигает значительной экономии средств) и центральным блоком. Последний включает в себя пять двигателей RS-68 (они успешно используются в программе «Спейс Шаттл» и на тяжелых ракетах-носителях «Дельта-4»), а также топливный резервуар (увеличенная версия внешнего топливного бака «Спейс Шаттла»).

На центральный блок в свою очередь устанавливается переходной цилиндр, состоящий из двигателей разделения и адаптера, а еще выше – верхняя ступень ракеты, названная также ступенью покидания земной орбиты. Она, в свою очередь, компонуется из двигателя J-2X и баков с жидкими кислородом и водородом. И, наконец, наверху ракеты, под защитным обтекателем, размещается лунный модуль, состоящий из посадочной и взлетной ступени.

Схема выведения «Ареса-5» мало чем отличается от стандартной. Основная ступень ракеты выводит верхнюю на низкую околоземную орбиту. Здесь происходит разделение, и включается J-2X – он выводит ступень покидания земной орбиты на круговую траекторию. На этом этапе фактически начинается выполнение основной задачи «Ареса-5». На орбите верхняя ступень вместе с лунным модулем стыкуется с пилотируемым кораблем. Затем вновь включается J-2X, который выводит весь комплекс на траекторию полета к Луне. По выполнении задачи вторая ступень «Ареса-5» отделяется, а астронавты летят на Луну.

Первый испытательный запуск ракеты этого типа должен состояться не позднее 2018 г.

Вверху: РН «Арес-5» со ступенью покидания орбиты Земли и лунным модулем Внизу: РН «Арес-5» на первом этапе полета до разделения ступеней

Общее руководство работами по созданию нового типа ракет-носителей возложено на исследовательский отдел пусковых систем Центра космических полетов им. Маршалла в Хаствилле (Алабама). В то же время разработкой и испытанием их элементов сейчас занимается команда специалистов практически из всех научно-исследовательских центров НАСА, а также сторонние организации по контракту.