Земные задачи для ближнегo кocмocа
Цифры, характеризующие кocмичеcкую деятельнocть Рoccии, cвидетельcтвуют o нoвoм пoдъеме oтечеcтвеннoй кocмoнавтики. За пocледний гoд на ее дoлю пришлocь бoльше вcегo коcмичеcких cтартов в мире — 40% от общего их чиcла. Оcобо отметим, что, помимо преcтижа, наша возобновившаяся гонка на околоземную орбиту преследует и сугубо практические цели.
Владимир БАРАНОВ
Впервые за два последних десятилетия США и Россия оказались на равных по
количеству запущенных пилотируемых кораблей. А уже в следующем году превосходство нашей страны над Америкой в области пилотируемых полетов станет абсолютным, так как Соединенные Штаты, окончательно отказавшись от шаттлов, на некоторое время останутся вообще без кораблей, в то время как российские «Союзы» продолжат полеты к МКС.
Таким образом, не возникает сомнения в том, что Россия становится космическим лидером. Вывод подкрепляется и тем фактом, что США свернули программу возвращения на Луну под названием «Созвездие». Она включала и работы по созданию нового корабля «Орион». Это приведет к тому, что до начала полетов американских кораблей, построенных на коммерческой основе фирмами «Орбитал Сайенсес» и «СпэйсЭкс» (что произойдет не ранее чем через 7–8 лет), США будут зависеть от России по доставке людей на МКС.
Самый высотный Дом дружбы
В марте участники проекта Международной космической станции (МКС) согласовали в Токио договор о продлении ее эксплуатации до 2020 года. Напомним, что в программе МКС участвуют космические агентства России, США, Канады, Японии, а также Европейское космическое агентство. Первым модулем на орбите в ноябре 1998 года стал функционально-грузовой блок (ФГБ) «Заря», построенный российским ГКНПЦ им. Хруничева. Его создание совместно финансировали Россия и США в рамках специального контракта между ГКНПЦ и компанией Boeing.
«Заря» — это 20-тонный многоцелевой герметичный модуль. На его основе затем собиралась (и продолжает собираться) вся МКС. К передней части «Зари» приварен сферический герметичный переходный отсек, к которому присоединен модуль Unity. К нему стыкуются модули американского сегмента МКС. С другой стороны к «Заре» присоединен российский модуль «Звезда», к которому пристыкованы отсеки «Пирс» и «Поиск» отечественного производства.
Европа и Япония к настоящему времени полностью дооборудовали свои элементы станции. США завершат строительство американского сегмента в 2010 году доставкой на орбиту модуля NODL-3. Россия несколько отстает от партнеров - она планирует завершить достройку своего сегмента только в 2013 году с прибытием Многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ). В прошлом году дооснащение российского сегмента возобновилось с прибытием нового малого лабораторного модуля «Поиск» (МИМ-2). В мае на орбиту доставят еще один лабораторный модуль — МИМ-1 «Рассвет». И пусть читателя не смущает «легкая путаница» в нумерации. Действительно, МИМ-2 оказался задействованным раньше, чем первый, но важно ведь, не в каком порядке «закинуть» объекты в космос, а каким оборудованием их снабдить. Как раз в этом отношении примечателен еще один факт, свидетельствующий о том, что международная кооперация на орбите успешно продолжается.
Роскосмос подписал с Европейским космическим агентством соглашение о совместной научной деятельности на МКС. По сути, европейцы дали «зеленый свет» российским ученым на использование их модуля Columbus в совместных или даже чисто российских экспериментах. В ближайшее время ожидается аналогичное соглашение с США, а в перспективе, возможно, и с Японией. «Совместная научная деятельность на европейском и других сегментах станции компенсирует недостаток российской аппаратуры до прихода многофункционального лабораторного модуля (МЛМ)», — пояснил начальник управления пилотируемых программ Федерального космического агентства (Роскосмос) Алексей Краснов.
Эксперт подчеркнул, что МЛМ делается на новых технологических принципах с использованием самого современного оборудования. Посетовав на отсутствие отечественной элементной базы, которая полностью соответствовала бы поставленной цели, представитель Роскосмоса тем не менее сообщил, что специалисты стараются сделать максимум для создания технологически совершенного модуля, где можно будет проводить эксперименты в самых различных областях науки.
А поскольку уже стало абсолютно ясно, что в ближайшие десять лет США не откажутся от совместных планов по МКС, Россия сможет сэкономить на энергетических модулях. По словам Краснова, «если американские партнеры предоставят нам энергетику по разумным ценам, свои энергетические модули мы делать не будем».
Однако, вернемся к средствам доставки в космос. Ошибочно думать, что на образовавшейся волне промежуточного лидерства в этой сфере мы собираемся и дальше жить только за счет проверенных временем наработок, доставшихся от СССР.
Новый корабль
«Надежность и безопасность — прежде всего. Корабль будет похож, ну, не совсем на
летающую тарелку, но это точно будет некий конус. По форме он будет напоминать одновременно и наш «Союз», и американский «Аполлон», которым пользовались на заре космонавтики», — рассказывает глава РКК «Энергия» Виталий Лопота.
Он пояснил, с чем связана такая похожесть — новый космический корабль будет бескрылым. «Очень хотелось бы иметь крылатый вариант. Но когда мы влетаем в атмосферу с первой космической скоростью, что примерно в десять раз выше скорости пули, корпус разогревается до температуры 2,5 тыс. градусов. Поэтому мы вынуждены думать о том, как преодолеть данное состояние, чтобы при этом иметь максимальное аэродинамическое качество, и отказались от крыльев», — отметил Лопота.
Эскизный проект перспективной пилотируемой транспортной системы (ППТС) нового поколения, которая придет на смену легендарным «Союзам», будет готов уже в середине нынешнего года. Испытания ППТС в беспилотном варианте начнутся в 2015 году, в пилотируемом — в 2018 году. С этого момента корабль должен стать ключевым элементом российской пилотируемой космонавтики.
Для ППТС принято модульное построение базового корабля в виде функционально законченных элементов: возвращаемого аппарата и двигательного отсека. В возвращаемом аппарате разместится экипаж численностью до шести человек, при этом одновременно могут транспортироваться на орбиту и возвращаться на Землю грузы массой до полутонны.
В целях повышения точности посадки на Землю решено также отказаться от парашютной системы, подверженной влиянию ветра, и перейти к полностью реактивной системе. Твердотопливные ракетные двигатели будут «гасить» скорость снижения, начиная с высоты около одного километра. Посадка будет проводиться на амортизированные опоры, за счет чего исключается типичное для «Союза» падение на бок после касания грунта. Осуществление мягкой вертикальной реактивной посадки в запланированном районе ограниченных размеров позволит использовать корабль до десяти раз.
В двигательной установке возвращаемого аппарата будут использоваться экологически безопасные компоненты топлива — газообразный кислород и этиловый спирт. Оснащение двигательного отсека автономными средствами управления позволит обеспечить его контролируемое затопление в согласованном районе Мирового океана и таким образом предотвратить возможное падение фрагментов конструкции в населенных районах.
Максимальный диаметр возвращаемого аппарата равен 4,4 метра, что вдвое превосходит диаметр корабля «Союз». Источником навигационной информации станет новая аппаратура управления движением, сочетающая приемники системы ГЛОНАСС с высокоточными гироскопическими и оптическими датчиками. Установка оборудования для связи через спутники-ретрансляторы позволит проводить сеансы связи в любой момент времени, а не только при пролете над наземными пунктами.
В конструкции корабля, название которого пока официально не озвучено, будут использоваться новые материалы на базе алюминиевых сплавов с улучшенными прочностными характеристиками. А применение углепластика позволит на 20−30% снизить массу возвращаемого аппарата и продлить срок его эксплуатации. В дальнейшем отработанные на кораблях ППТС новые материалы могут быть использованы при создании автоматических космических аппаратов и межпланетных кораблей будущего.
И поскольку мы с вами уже заглянули в более удаленную перспективу, что в разговорах о космосе всегда неизбежно, попробуем здесь приоткрыть еще одну вполне возможную страничку этого самого будущего.
«Гравицапа» — уже реальность?
Российские специалисты из Научно-исследовательского института космических систем разработали двигатель принципиально новой конструкции. Действие движителя без выброса реактивной массы, с легкой руки журналистов названного «гравицапой», как в знаменитом фильме Георгия Данелии «Кин-дза-дза», основано на новых физических принципах получения тяги, связанных с гравитацией. Об этом рассказал заместитель генерального директора Государственного космического научно-производственного центра имени М.В. Хруничева, генерал-майор Валерий Меньшиков. «Как ученый, я отлично понимаю, что потенциал химических двигателей исчерпан. На нем к далеким планетам мы не долетим. Нужно делать что-то другое, использовать гравитацию, ядерную энергию или резонансный двигатель, либо что-то еще — вариантов много», — отметил он.
В новом двигателе, причем, исключительно в его собственном замкнутом пространстве, под действием высоковольтного разряда происходит циклическое испарение рабочего тела — фторопласта, за счет чего и образуется тяга. Он предназначен для любого космического аппарата, особенно для наноспутников. В этом случае масса движителя будет снижена до нескольких десятков граммов.
Срок работы такого двигателя — не менее 15 лет, утверждают его разработчики, а максимальное число включений — около 300 тысяч. Для питания используется энергия солнечных батарей. Главное сейчас — доказать, что он работает. Устройство для непрерывного передвижения без расхода рабочего тела уже прошло испытания в земных условиях, получило поддержку в Роскосмосе, где проходило экспертизу.
Первоначально аппарат хотели испытывать на МКС. Однако затем было принято решение установить его на спутник, где эксперимент, по мнению конструкторов, получится более чистым. «Гравицапу» установили на спутнике «Юбилейный», который был выведен на орбиту в качестве попутной нагрузки на ракете-носителе «Рокот». С помощью этого аппарата, который включается автономно или по команде с Земли, спутник должен переходить с одной орбиты на другую.
«В июне-июле прошлого года мы провели первые испытания, результаты их неоднозначны, — признал Валерий Меньшиков. — Мы получили некий результат, который сейчас анализируется». По его словам, в ходе испытаний высветились некоторые проблемы, которые надо решить в дальнейшем, чтобы внести коррективы в аппарат. Однако в целом специалисты положительно оценивают проведенный на орбите эксперимент.
Если испытания движителя нетрадиционного типа все же увенчаются успехом, двигатели без выброса реактивной массы в дальнейшем могут найти применение не только для управления и коррекции орбит космических аппаратов и орбитальных станций. Например, они будут очень хороши как индивидуальные средства передвижения космонавтов в открытом космосе. Кроме того, экологически чистый двигатель можно будет использовать и на Земле — на воздушном и наземном транспорте.
