Многоразовые ракеты позволят сократить стоимость полётов в космос и сделать его освоение более простым.
В середине января ракета-носитель частной компании SpaceXстартовала с американского космодрома на мысе Канаверал. Она должна была доставить на орбиту корабль с грузом оборудования для Международной космической станции (МКС), пишет Павел Сивоконь в №5 журнала Корреспондент от 6 февраля 2015 года.
Этот пуск был бы малоинтересен для мировой науки – компания подписала договор с NASA на доставку на орбиту грузов и уже выполнила несколько полётов, – если бы не одно обстоятельство. На этот раз первая ступень ракеты с девятью маршевыми двигателями должна была не только «вытолкнуть» корабль за пределы атмосферы, придав ему ускорение почти 8 км/с, но и самостоятельно сесть на землю.
Основатель SpaceX Элон Маск начал разрабатывать проект ещё несколько лет назад. Тогда идея, что огромная ракетная ступень высотой с 16-этажный дом может сесть на землю после того, как сделает своё дело, казалась фантастической.
«Раньше мы вылавливали из моря дополнительные ускорители после запусков шатлов. Но основной разгонный блок тонул или распадался на части из-за высокой скорости», – говорит Корреспонденту Эрик Стерн из NASA.
По его словам, ускорители изготавливают из прочного материала, тогда как основные разгонные ступени обладают толщиной стенок всего в несколько миллиметров.
В результате запуска первая ступень успешно разогнала корабль, отделилась и полетела на собственных двигателях к платформе в море, которая была установлена за 240 км от места старта. Но уже на подлёте скорость значительно выросла, и она рухнула на посадочную площадку.
По словам экспертов, после такого приземления ступень пришлось собирать по частям. Но в SpaceX назвали это победой, так как впервые разгонная ступень сама прилетела туда, куда нужно, и даже приземлилась.
Теперь в компании будут работать над тем, чтобы ступень прибывала на место назначения целой. После этого её останется только заправить и проверить на повреждения – и снова отправлять в полёт.
По мнению аналитиков, повторное использования ракет, которые раньше были одноразовыми, сделает космические полёты минимум вдвое дешевле
По мнению аналитиков, повторное использования ракет, которые раньше были одноразовыми, сделает космические полёты минимум вдвое дешевле. Неудивительно, что именно частная компания начала внедрять такую технологию.
Государственная программа США по строительству ракеты-носителя Antares пока заглохла – после взрыва прототипа на стартовой площадке в прошлом году. А Россия, Китай и даже ЕС пока не осуществляют запуски в таком количестве, чтобы думать об экономии.
При этом в SpaceX признают, что мало ориентируются на правительственные заказы или помощь человечеству в освоении космоса. Их больше интересует поставленный на поток вывод частных спутников на орбиту.
Сейчас создать созвездие телекоммуникационных спутников стоит примерно $ 20-30 млн. И основную часть расходов составляют именно ракеты. Если американцы сделают их многоразовыми, то станут монополистами в сфере запусков и получат контракты на много лет вперёд.
На лето 2015-го намечена новая попытка вернуть ступень после старта. И вполне возможно, что она будет более удачной.
Собор на выброс
Идея многоразовых ракет возникла довольно давно. По словам Джанет Стивенс из Space Foundation, ракеты-носители Сатурн, на которых астронавты отправлялись на Луну, были шедевром.
«Шедевром расточительности, – уточняет она Корреспонденту. – В каждой ракете было 6 млн отдельных деталей, и работали они всего несколько секунд. Это были целые соборы из труб и клапанов».
С точки зрения экономики космические полёты были безумием. Это примерно то же самое, что строить авиалайнер на один перелёт, а потом выбрасывать его
Поэтому с точки зрения экономики космические полёты были безумием. Это примерно то же самое, что строить авиалайнер на один перелёт, а потом выбрасывать его.
В итоге каждый запуск стоил более $ 300 млн, и большая часть корабля выбрасывалась в море. Попыткой построить нечто многоразовое для космоса стала программа SpaceShuttle. Но эти корабли по политическим мотивам и из-за раздутого финансирования NASA были такими же невыгодными. Тем более что для вывода на орбиту им нужны были те же ракеты. И проблема не была решена. Только в 2011-м, когда закончилась дата эксплуатации последнего шатла, ситуация начала меняться.
Во-первых, частные компании заговорили о том, что готовы взять на себя функцию выводить спутники на орбиту. Во-вторых, после 2008 года финансирование NASA начали урезать и агентство больше сосредоточилось на исследовании космоса с помощью телескопов.
Но тогда снабжение МКС оказалось бы под угрозой, ведь один запуск с космодрома Байконур, который арендует Россия, стоил свыше $ 20 млн. Поэтому правительства стали поощрять частные разработки многоразовых ракет.
После наполовину успешных испытаний приземления первой ступени в SpaceX задумались над тем, как посадить и вторую ступень. С этим могут возникнуть сложности, так как она отделяется на значительно большей высоте и при высоких скоростях.
В планах эта ступень, отработав своё, должна отделиться от корабля, облететь Землю по орбите и только затем сесть. Таким образом она погасит скорость и не разобьётся при посадке. Но при этом у неё должны быть запасы своего топлива и надёжная система управления.
В компании заявляют, что при успешной посадке обоих ступеней понадобится только десяти часов, чтобы заправить ракету и опять подготовить её к старту
Пока это только теория. Но в компании заявляют, что при успешной посадке обоих ступеней понадобится только десяти часов, чтобы заправить ракету и опять подготовить её к старту. Кроме того, Мировой океан не будет загрязняться несгоревшими ступенями и ракетным топливом.
Такая технология позволит не только дёшево выводить коммуникационные спутники на орбиту, но и существенно увеличить активность в сфере освоения космоса. Так, сейчас миссия на Марс тормозится только отсутствием нормального ракеты-носителя у NASA, способного вынести за пределы земной гравитации корабль. А если потом ракету-носитель не нужно будет строить заново, это будет успех.
Особенно это важно сейчас, когда США хотят отказаться от российских ракетных двигателей, которые могли стать причиной провала испытания ракеты Antares. Многоразовая ракета также позволит поднимать на орбиту значительно больше грузов и строить новые модули на МКС.
Поэтому теперь эксперты ждут уже полностью успешного испытания. Тогда можно будет с уверенностью говорить, что челночные перелёты в космос за приемлемые деньги становятся реальностью.
***
Этот материал опубликован в №5 журнала Корреспондент от 6 февраля 2015 года. Перепечатка публикаций журнала Корреспондент в полном объеме запрещена. С правилами использования материалов журнала Корреспондент, опубликованных на сайте Корреспондент.net, можно ознакомиться здесь.