На чем летают сша в космос
США регулярно заявляют о планах по освоению Луны и Марса, однако пока дело не идёт дальше амбициозных программ, о которых говорят в NASA и космических корпорациях. Испытания наиболее современных кораблей и двигателей не дают результата. В чём причина?
Говорить о кризисе в космической отрасли США было бы неверно. По объёму выделяемых на космические нужды средств Америка находится на лидирующих позициях, разработана и претворяется в жизнь одобренная Дональдом Трампом программа по освоению Луны к 2024 году, есть и марсианская программа и просчитанная конкретика относительно того, как достичь поставленных целей. Об этом уже неоднократно говорил и директор NASA Джим Брайденстайн.
Однако если в финансовом и организационном планах почти всё готово, то в техническом – совершенно нет. Лететь к Луне и уж тем более на Марс американцам просто не на чем. США до сих пор запускают все свои космические аппараты при помощи ракеты-носителя Atlas V, на которой установлен российский двигатель РД-180. Астронавты США летают на МКС на российских «Союзах», так как своего космического корабля для этих целей у американцев попросту нет.
США делают ставку на разработки нескольких частных подрядчиков, получающих федеральное финансирование. И пока наиболее перспективные из них – у корпораций SpaceX, United Launch Alliance (ULA, совместное предприятие Lockheed Martin и Boeing), а также у Blue Origin и Northrop Grumman.
В своём желании получить побольше денег от американского правительства эти корпорации вступили в борьбу друг с другом, дела доходили даже до судов. И пока впереди –разработки компании Илона Маска SpaceX. Однако и с ними у американцев большие проблемы.
SpaceX обещает США Луну и Марс
Если отвлечься от сказочных речей Илона Маска и посмотреть на достижения SpaceX, то они пока далеко не таковы, как о том говорит этот идейный вдохновитель. В то же время их нельзя назвать незначительными: компания разработала ракету-носитель Falcon, которая летает на собственных двигателях Merlin. SpaceX также научилась возвращать первую ступень ракеты Falcon на плавучую платформу для снижения издержек при последующих запусках.
Среди других разработок SpaceX – космический грузовик Dragon, который уже летал к МКС. Однако будущее американской космонавтики многие связывают с тремя важнейшими проектами. Первые два – это пилотируемые корабли Starship и Crew Dragon (Dragon 2), которые должны заменить американцам российские «Союзы». Третий проект – ракетный двигатель Raptor, который, по задумке SpaceX, должен стать заменой российскому РД-180.
Примечательно, что Starship, в отличие от Crew Dragon, будет одновременно и кораблём, и ракетой-носителем с возможностью её дозаправки на низкой околоземной орбите. По задумке Илона Маска, именно Starship должен стать тем кораблём, который сможет достичь Марса. Но пока что всё это лишь планы и проекты.
SpaceX наряду с ULA, Northrop Grumman и Blue Origin участвовала в тендере на создание своей ракеты с двигателем, способным заменить РД-180, но проиграла его, что стало поводом для обращения к властям США с просьбой о пересмотре итогов конкурса. Сейчас ракета Falcon летает аж на девяти (!) двигателях Merlin, что позволяет ей хоть как-то приблизиться к Atlas V корпорации ULA, где стоят российские РД-180.
Замена в перспективе – это двигатель Raptor, который, по заявлению самого Илона Маска, показал более высокое давление в камере сгорания, чем у РД-180, – 274,2 килограмм-силы на кв. см против 261,7 кгс у российского космического «мотора».
Это заявление прокомментировали в «Энергомаше», где отметили, что РД-180 спроектирован с запасом характеристик в 10%, тогда как Raptor – это лишь опытный образец, который работает на пределе своих возможностей.
Неудача за неудачей
SpaceX работает в широком космическом профиле, проектируя двигатели, корабли и ракеты. И пока разработки компании Илона Маска выглядят более интересными и предназначенными для более широкого спектра задач, чем изобретения его конкурентов. В то же время пока, кроме Dragon, маневренного двигателя Dracco для этого корабля, ракеты Falcon вместе с Merlin, компании похвастаться нечем. А имеющегося недостаточно. Поэтому SpaceX начала усиленно работать над новыми проектами.
Однако делом это оказалось непростым. В апреле на мысе Канаверал SpaceX испытывала двигатель SuperDracco для спускаемой капсулы корабля Crew Dragon. Этот небольшой двигатель должен срабатывать в нештатной ситуации и отстреливать капсулу подальше от корабля, спасая жизнь экипажу. Илон Маск также заявлял, что при помощи SuperDracco капсула с астронавтами может маневрировать и плавно приземляться после входа в атмосферу. Однако от этого в конечном итоге отказались из-за дороговизны системы и необходимости длительного согласования с надзорными ведомствами США всей системы такой посадки в целом. Поэтому капсула Crew Dragon будет приземляться, как и капсула «Союза», на парашюте.
Однако и со спасательным двигателем у SpaceX не заладилось. Во время испытаний SuperDracco произошёл мощный взрыв, полностью уничтоживший спускаемый аппарат корабля Crew Dragon. Это событие вызвало шок у специалистов и представителей космической отрасли США.
SpaceX пришлось отказаться от уже запланированного на этот год первого пилотируемого полёта Crew Dragon. Но самое страшное для США заключается в том, что эти испытания похоронили надежды американцев на скорое обретение собственных средств доставки астронавтов на МКС: им придётся по старинке пользоваться нашими «Союзами», покупая «билеты» по цене около 83 млн долларов за одно астронавто-место.
А как обстоят дела с другим проектом пилотируемого космического корабля – Starship? Ведь этому кораблю необходим тот самый двигатель Raptor. 16 июля SpaceX в Бока Чика (штат Техас) проводила испытания работы Raptor на уменьшенной копии Starship – корабле Starhopper.
«После прибытия и установки нового двигателя Raptor на Starhopper на испытательном стенде SpaceX в Бока Чика, штат Техас, во вторник поздно вечером было проведено испытание на статический пожар. <…> Огонь, как оказалось, привёл к некоторым вторичным событиям, включая воспламенение метана. Тем не менее прототип уцелел и успешно прошёл проверки, которые позволят ему произвести «прыжок» на следующей неделе», – написал портал.
Неясные перспективы
Выводы для SpaceX не самые утешительные. Raptor (а это уже шестой прототип этого двигателя) является сырой недоработкой, которая может быть опасна. И впереди у корпорации пока вовсе не отправка корабля Starship к Марсу, а хотя бы успешная его отправка на 20 метров над землёй. Если с Raptor опять чего-нибудь не случится…
Вместе с тем неудачи SpaceX – это неудачи американской космической отрасли в целом, учитывая финансирование проектов компании Маска федеральным правительством и ожидания от лунной и марсианской программ. Это происходит на фоне того, как Россия не только обладает РД-180 и широкой линейкой ракет-носителей, но и намерена заменить устаревшие «Союзы» на более современные корабли «Федерация», тогда как уровень «Союзов» по-прежнему остаётся для американцев недостижимым.
Наконец, нельзя не сказать, что, отдав на откуп SpaceX так много, правительство США оказалось в заложниках у предприимчивого маркетолога Маска, который и сам никак не поймёт, чем же он занимается. Илон Маск – это не только SpaceX, но и электромобили Tesla, умные дома, проект строительства высокоскоростных тоннелей под Лос-Анджелесом и даже стартап Neuralink, в рамках которого предполагается создание интерфейса для слияния человеческого мозга с компьютером.
И это уже не считая хитростей, на которые идёт Маск, чтобы заработать побольше денег на инвесторах и своих обещаниях. Последний такой случай кончился для предпринимателя крупным штрафом и расследованием со стороны финансовых властей. Возникает большой вопрос: а на кого в космической отрасли делают ставку США и не придётся ли им дорого заплатить за такую ошибку?
Американцы 9 лет не запускали свои корабли с людьми в космос - летали "чужими бортами"
После одного из фиаско с космическим кораблем многоразового использования "Шаттл", американцы перестали запускать свои ракеты в космос на Международную космическую станцию. Взвесив все "За" и "против", представители космического агентства НАСА решили ,что будет гораздо дешевле и спокойнее для нации отправлять на космическую станцию своих космонавтов проверенным давно в "боях" и во времени российским кораблем "Союз".
Что и было сделано в течении многих прошедших лет.
Конечно,американской стороне приходилось платить корпорации "Роскосмос" за доставку на орбиту своих экипажей. И платить вроде бы немалые деньги. Но игра стоила свеч.
Однако постепенно в рядах американской инженерии зрела мысль,что "отставание в космической миссии" немыслимо для ведущей мировой державы и вот в рядах американских патриотов появился фанат космоса Илон Маск. Миллионер готовый разрабатывать что-то новое для космической программы своей страны.
И Маск разработал , постепенно посылая год за годом в космос грузовые ракеты с различными спутниками выводимыми на нужные орбиты.
Теперь пришло время нового поколения пилотируемого американского корабля!
Ракета доставлена на стартовый стол на мысе Канаверал. фото: открытые источники сети. Ракета доставлена на стартовый стол на мысе Канаверал. фото: открытые источники сети.Последние три года инженеры фирмы Илона Маска усиленно трудились, испытывая новую капсулу для доставки космонавтов на борт МКС. капсула получила название Crew Dragon и в ней есть место для двух астронавтов.
Наконец-то американцы вроде бы готовы избавиться от "российской зависимости", как от алкоголя на который они подсели в последние годы.
21-го мая, в ночное время суток, из ангара Космического центра имени Кеннеди была выведена и доставлена к стартовому столу ракета-носитель фирмы "Space X ", вместе капсулой для космонавтов.
То есть корабль для отправки в космос был уже в полной сборке и в следующий день ,утром, состоялась установка космического корабля-носителя непосредственно на стартовый стол. Ракета Falcon 9 должна успешно выполнить миссию по доставке двух американских астронавтов в космос.
Старт космического корабля запланирован на 27-е мая , по времени на 23 ч.30 минут по Москве.
Учитывая тот момент ,что Америка давно самостоятельно не запускала свои пилотируемые корабли в космос, данный старт будет волнительным для всей команды инженерии Соединенных штатов.
Ракета устанавливается гидроприводом. Слева отросток на снимке -переходной трап-лифт для пилотов корабля. фото: открытые источники сети. Ракета устанавливается гидроприводом. Слева отросток на снимке -переходной трап-лифт для пилотов корабля. фото: открытые источники сети.Вся Америка с нетерпением следит за новой миссией своих космонавтов -как у них всё пройдет теперь. Будут ли американские космические корабли в ближайшее будущее бороздить космические просторы Земли?
От удачного запуска новой ракеты зависит будущая программа разработки космических аппаратов серии Crew Dragon.
Как американцы первый раз полетели в космос
Хотя НАСА отобрало первых космонавтов для полёта в космос ещё в 1959 году, опередить Советский Союз Штатам не удалось. 12 апреля 1961 года первым человеком в космосе стал Юрий Гагарин, а американцы полетели на месяц позже.
Первоначально испытательная группа состояла из 110 пилотов. НАСА сразу же отсеяло мужчин выше 180 см (они бы не поместились в кабину корабля) и старше 40 лет. Дальше отбирали по следующим критериям: кандидат должен быть квалифицированным лётчиком, иметь налёт не менее 1500 часов, обязательную степень бакалавра и превосходное здоровье. Каждый из оставшихся 32 человек подвергся серии изнурительных физических, психологических и эмоциональных тестов. Каждого помещали в экстремальные условия жары и холода, а также сильных вибраций и шума, характерных для запуска ракеты. После всех испытаний осталось 7 человек, не имеющих медицинских противопоказаний, которых НАСА могло рекомендовать. Список объявили в начале апреля 1959 года, в него вошли Малкольм Карпентер, Лерой Купер, Джон Гленн, Гус Гриссом, Уолтер Ширра, Дональд Слейтон и Алан Шепард. В течение следующих нескольких месяцев пресса следила за каждым шагом этой команды, с нетерпением ожидая, кто же станет первым космонавтом Америки. И только в феврале 1961 года НАСА сообщило, что в космос полетит Алан Шепард, а космонавтом дублирующего экипажа назначили Гуса Гриссома.
Подготовка космонавта к полёту
Полёт космического корабля «Меркурий-Редстоун 3» стал вторым полётом человека в космос и первым — для США.
В течение трёх дней перед полётом пилот жил в отдельной квартире на мысе Канаверал. У него было всё необходимое для жизни: удобная кровать, телевизор, радио, газеты и, конечно, личное пространство. Космонавт был защищён от внимания любопытствующей публики, также квартира обладала определённой степенью защиты от переносчиков инфекционных заболеваний.
Космонавту назначили строгую диету и предоставили личного повара. В отчёте было указано, что меню составлено «мисс Беатрис Финклштейн из Аэрокосмической Медицинской лаборатории. Рацион вкусный и питательный». Вот пример завтрака: апельсиновый сок — 4 унции; манная каша — 1 порция; яичница-болтунья из двух яиц; 1 тост из белого хлеба; хрустящий бекон — 2-3 кусочка; сливочное масло — 1 ч. ложка; клубничный джем — 1 ст. ложка; кофе с сахаром — неограниченно. Список блюд не менялся. Повар готовил несколько порций, одну для космонавта, несколько - для других людей и ещё одну порцию ставили на сутки в холодильник, чтобы провести исследования в случае если у космонавта возникнут проблемы с пищеварительным трактом.
НАСА рекомендовало космонавтам рано ложиться спать, но это требование не было жёстким. Известно, что накануне полёта Алан Шепард лёг спать в 22.15 и снов в ту ночь не видел. Запрещено было пить кофе в течение суток перед полётом из-за его возбуждающего и мочегонного эффекта.
Полёт «Меркурия»
Полёт американцев больше похож на «прыжок» в космос. Ракета-носитель «Редстоун» не могла достичь первой космической скорости и выйти на околоземную орбиту, полёт был суборбитальным. Аппарат поднялся на высоту 187 км и приземлился обратно, весь полёт занял 15 с половиной минут. Американцы считают, что если бы НАСА не слушало Фон Брауна, Шепард полетел бы 24 марта и таким образом стал бы первым человеком в космосе вместо Гагарина.
В день полёта Шепард проснулся в 1:10 ночи и приступил к обычным процедурам. После завтрака со вторым пилотом Гриссомом Шепард отправился на врачебный осмотр. К его телу подключили биосенсоры, места для которых заранее отметили на коже. В 5:15 космонавт был уже на взлётной площадке и садился в капсулу космического корабля. Размеры «Меркурия» составляли 1,9 м в диаметре и почти 3 м в высоту. Обитаемый отсек был не больше кабины самолёта-истребителя. За полётом следили две кинокамеры: одна снимала приборную доску, а вторая — лицо космонавта. Кроме того, в отличие от советского «Востока», в «Меркурии» не было иллюминатора.
Техник НАСА Шмитт помог Алану закрыть люк, пожав его руку в перчатке со словами: «Счастливого приземления, командир!». Позднее Алан говорил, что это был самый драматический момент, который он до мельчайших деталей помнил всю оставшуюся жизнь. Сердцебиение участилось, но Шепард быстро успокоился. В 6:25 он начал дышать чистым кислородом чтобы предотвратить воздушную эмболию или декомпрессионную болезнь.
Старт «Меркурия» откладывали несколько раз. За 15 минут до старта небо затянуло облаками, видимость сильно упала. Синоптики обещали прояснение в течение часа, так что Шепард расслабился, смотря в перископ. Когда эта проблема разрешилась, случилась ещё одна неприятность — дал сбой один из компьютеров IBM 7090 в Мэриленде, что потребовало перезапуска системы. Ожидание старта затянулось ещё на два часа.
Долгожданный запуск «Меркурия» произошёл в 14:34 по Гринвичу. В это время вся Америка замерла: остановилось движение на улицах, прервалась работа во всех учреждениях. Более 70 миллионов американцев смотрели прямую трансляцию с космодрома на мысе Канаверал.
Весь полёт был рассчитан по секундам и шёл согласно плану. Начиная с 45-й секунды ракету-носитель с космонавтом начало сильно трясти. Шепард был подготовлен к этому, но вибрация была настолько сильной, что он не мог читать показания приборов. Но вскоре она снизилась, так что космонавт вновь смог различать данные. Давление в кабине установилось согласно плану, и, испытав перегрузки в 6 g на второй минуте после старта, Шепард наконец смог заявить, что все системы работают нормально.
Ступень «Редстоуна» отделилась на 142-й секунде, и капсула разогналась до 8 тысяч км/ч. Траектория отклонилась от курса всего на один градус. Снаружи температура обшивки достигала 104 градусов по Цельсию, а внутри было комфортно при 32 градусах. Через 3 минуты полёта Шепард приступил к ручному управлению. Он отклонял нос капсулы в разные стороны, вращал корабль вдоль оси. Смотрел в перископ и наслаждался прекрасными видами, прикидывая на глаз расстояния. Сквозь облака Шепард смог чётко различить очертания материка, западное побережье Флориды и Мексиканский залив. Он увидел озеро Окичоби в центральной части Флориды, но не смог опознать ни одного города.
Почему американский «Союз» пока не летает?
Корпорация SpaceX после удачного пробного запуска к МКС в автоматическом режиме нового пилотируемого космического корабля Crew Dragon провела испытания спасательных двигателей спускаемого аппарата. И полностью их провалила. США не смогут в ближайшее время перестать зависеть от России в пилотируемом космосе. Что произошло?
Американская программа была окончательно завершена в 2011 году. В последний раз в небо взмыли шаттлы Discovery, Endeavour и Atlantis. После возвращения на Землю они были списаны навсегда, в программе многоразовых полётов в космосе на возвращаемых космических кораблях была поставлена точка.
После трагических катастроф шаттлов Challenger (1986 год) и Columbia (2003 год) США признали опасность таких полётов, несовершенство технологии шаттлов и неоправданную дороговизну всей программы. С тех пор американские астронавты, как и их коллеги из других стран, пользуются услугами «Роскосмоса» и российскими пилотируемыми космическими кораблями «Союз». Это положение дел, разумеется, не устраивает никого в Америке, где хотят иметь свой корабль для доставки астронавтов на МКС.
Общеизвестно, что США и СССР пошли по разным путям в разработке программ пилотируемых полётов в космос. СССР сделал ставку на одноразовые полёты, при которых на Землю возвращается лишь спускаемый аппарат с космонавтами, а всё остальное сгорает в плотных слоях атмосферы. США же решили создать серию многоразовых космических кораблей, способных вернуться целиком. И они себя не оправдали, унеся жизни 14 астронавтов в катастрофах двух шаттлов.
Теперь США срочно навёрстывают упущенное, разрабатывая руками корпораций SpaceX и Boeing аналоги российских «Союзов» — корабли Crew Dragon (Dragon-2) и Starliner. Контракт на строительство корабля для NASA получила SpaceX, которая в марте 2019 года запустила его в беспилотном режиме к МКС, а затем вернула на Землю. Первый пуск с астронавтами был запланирован на июль 2019 года. Однако теперь он не состоится, потому что во время огневых испытаний спасательного двигателя произошёл взрыв, уничтоживший или сильно повредивший спускаемую капсулу. Это значит, что пока США по-прежнему не имеют технологий для отправки людей на орбиту и вынуждены пользоваться услугами России.
Оранжевое небо
20 апреля SpaceX проводила испытания двигателя Super Draco, который вмонтирован в корпус корабля Crew Dragon и в случае аварийной ситуации уводит спускаемый аппарат от ракеты. Без этого двигателя и чёткой работы системы спасения экипажа NASA не может лицензировать корабль и выдать разрешение на проведение первого запуска с людьми на борту.
Испытания проходили на мысе Канаверал во Флориде 20 апреля.
Как сообщили в NASA и SpaceX, испытания оказались неудачными. И это ещё мягко сказано. Дело в том, что двигатель при тесте его работы на стенде не отделил капсулу, а взорвался вместе с ней. Инженеры и специалисты ведут расследование произошедшего, об этом сообщает множество авторитетных американских и мировых СМИ, специализирующихся на космической тематике.
По данным профильного издания Space News, на стенде в зоне Landing Zone-1 произошла «аномалия». Источник в SpaceX сообщил изданию, что первый тест был удачен, одна дальше возникла нештатная ситуация. При этом «непорядок» был виден очень издалека: даже отдыхающие на пляжах во Флориде заметили, что в районе базы ВВС США на мысе Канаверал поднимается густой оранжевый дым.
Очевидцы, находившиеся ближе к базе, сообщили о мощном взрыве. Впоследствии в Twitter было опубликовано видео произошедшего. И судя по нему, спускаемый аппарат был уничтожен взрывом во время теста. В отсутствие каких-либо внятных комментариев от NASA и SpaceX стали появляться всевозможные гипотезы произошедшего. Специалисты и любители предполагают, что провал теста с двигателем Super Draco означает невозможность для США запускать на орбиту своих астронавтов самостоятельно по крайней мере до 2020 года или даже позже.
«Едкий дым, вздымающийся с базы ВВС на мысе Канаверал и видимый на многие километры вдоль «космического побережья», омрачил перспективы программы SpaceX по запуску экипажей и оптимизм NASA в отношении того, что зависимость России от полётов на МКС скоро закончится», — говорится в статье газеты Florida Today, которая первой сообщила о катастрофе, так как на месте находился её фотокорреспондент.
Тут надо напомнить, что первый испытательный полёт корабля Crew Dragon к МКС уже состоялся и был успешным. В марте на орбиту в капсуле корабля были отправлены манекен, увешанный датчиками, и маленький плюшевый земной шар. После полёта капсула приводнилась в океане и была возвращена SpaceX.
Тест оказался успешным, с чем компанию поздравил вице-президент США Майк Пенс. Осталось только провести испытания системы аварийного спасения экипажа, а именно — аварийного отстреливания капсулы при помощи жидкостного двигателя Super Draco. Тогда SpaceX получила бы лицензию NASA, и уже в июле США отправили бы на МКС своих астронавтов сами. Теперь же сообщается, что при испытаниях 20 апреля спускаемый аппарат Crew Dragon был уничтожен.
Россия пока недосягаема
Да, произошедшее говорит о том, что США будут оплачивать России полёты своих астронавтов к МКС, как и прежде. Удовольствие это не из дешёвых — один «билет» на российский «Союз» стоит около 83 млн долларов, а кроме этого американцы проходят в России курсы по управлению, устройству и особенностям наших «Союзов». Особенно — командиры экипажей МКС.
Вообще это космические единение космонавтов и астронавтов — пример того, как две страны, которые борются за лидерство в освоении космоса, могут работать совместно. Запускать смешанные экипажи и проводить на орбите совместные эксперименты. Но это ведь не отменяет желания США обзавестись своим кораблём.
Аварию на мысе Канаверал уже подтвердил глава NASA Джим Брайденстайн:
«NASA было уведомлено о результатах испытания SpaceX Static Fire и аномалии, которая произошла во время финального теста. Мы будем тесно сотрудничать, чтобы обеспечить безопасное развитие Commercial Crew Program (программа коммерческого запуска экипажей. — прим. Царьграда)», — написал Брайденстайн в Twitter.
Мы же отметим, что в корабле Crew Dragon осталось не так много из фантастических задумок маркетолога Илона Маска. Изначально предполагалось, что жидкостный двигатель Super Draco будет также обеспечивать пилотируемую посадку. А парашюты, на которых приземляются, например, спускаемые аппараты «Союзов», были бы в американском корабле лишь резервной системой. При этом корабль мог бы выдвигать опоры для мягкой посадки и вообще садиться «как вертолёт» в любой точке, заявлял Маск.
В итоге, конечно, не случилось. От посадки на двигателях решено было отказаться ввиду сложности лиценизрования всей системы в целом и необходимости проводить огромное количество всевозможных испытаний для отработки всех систем. Ведь на кону были бы человеческие жизни. Crew Dragon будет садиться на Землю на парашютах. И вероятнее всего — приводняться.
Как пишет CNN, неудача SapceX означает ещё большую неудачу для NASA и вообще для космического потенциала США в ближайшие годы.
«Создание Crew Dragon уже производится с опозданием, новая задержка может серьёзно осложнить задачу NASA. В США нет технологии доставки людей на орбиту с момента закрытия программы шаттлов в 2011-м. Между тем NASA платит России около 80 млн долларов за одно место, чтобы отправлять астронавтов на МКС на борту «Союзов». Это факт, который вызывает осуждение в залах Конгресса», — отмечает телеканал.
Свой космический корабль наподобие Crew Dragon строит и компания Boeing. Она также была привлечена к тендеру по созданию нового космического корабля и даже получила от NASA больше денег — 4,2 млрд долларов, тогда как SpaceX дали только 2,6 млрд. Между компаниями началось соревнование, кто построит такой корабль первым. Создаваемый Boeing корабль Starliner должен пройти первые испытания в августе 2019 года.
Наконец, нельзя не отметить, что SpaceX споткнулась о самое больное место — спасение экипажа в экстренной ситуации. И провалила этот тест, тогда как российские «Союзы» не только исправно доставляют космонавтов на МКС и обратно, но и спасают жизни в случае форс-мажора. И это уже никакие не тесты, а реальность.
11 октября 2018 года ракета-носитель «Союз-ФГ» с кораблём «Союз МС-10» стартовала с космодрома «Байконур» к МКС. Почти через две минуты полёта внезапно выключился двигатель второй ступени. Это произошло в момент отделения боковых блоков первой ступени от центрального блока. Система корабля сразу распознала неладное, сработал аварийный маяк, и корабль разделился на отсеки и выпустил парашют. Экипаж в составе космонавта «Роскосмоса» Алексея Овчинина и астронавта NASA Ника Хейга благополучно приземлился в казахстанской степи и даже не нуждался в медицинской помощи.
Этот случай обострил в США разговоры о том, что американцам нужен свой корабль. В то же время многие отметили тогда, включая самого Ника Хейга, что «Союз» — надёжнейший в мире корабль c не менее надёжной системой аварийного спасения.
Теперь американцам следует подвести итоги испытаний корабля Crew Dragon и всё-таки добиться от SpaceX ответа, насколько неудача осложнит подготовку первого пуска к МКС без российской помощи. Однако пока США придётся полагаться на Россию, чтобы не прерывать свою работу на станции. Между тем NASA, которое перед испытаниями SpaceX купило астронавтам полёты на «Союзе» до декабря 2019 года, уже приобрело «билеты» и на один старт весной 2020 года.
Как тебе никакое, Илон Маск? Почему у США нет своего ракетного двигателя
Компания SpaceX Илона Маска подала в суд на Военно-воздушные силы США и требует отменить результаты тендера по созданию замены российскому ракетному двигателю РД-180. Почему США никак не построят свой аналог и чего добивается SpaceX?
США вот уже более 20 лет используют в своей космической программе российские ракетные двигатели РД-180, у которых нет аналогов в мире. Перейти на лучшие в мире жидкостные двигатели американцам пришлось после официального закрытия программы Space Shuttle и из-за отсутствия собственных разработок.
Разумеется, подобная ситуация не может быть вечной, и США с тех пор ведут собственные разработки аналогов. Однако пока они существуют в виде чертежей и прототипов, а правительство США всеми силами старается избавиться от зависимости и выделяет деньги на опытно-конструкторские работы и испытания.
SpaceX при этом уже получала финансовую поддержку на свои разработки грузовиков Dragon и других космических новинок. В то же время компания неожиданно проиграла тендер на создание аналога российскому РД-180. Победителем вышла компания United Launch Alliance (ULA) — совместное предприятие Lockheed Martin и Boeing. ULA обещает построить свои ракеты-носители вместе с двигателями к 2021 году, а SpaceX уверяет, что может успеть раньше. А значит, и деньги должны принадлежать ей, а не конкурентам.
Драка за двигатель
О поданном в Федеральный суд США иске SpaceX против ВВС США сообщило в четверг агентство Reuters. В иске компания отмечает, что тендер на 2,3 млрд долларов по созданию американского аналога двигателя РД-180 должен быть объявлен вновь из-за нарушения контрактных правил со стороны ВВС США.
SpaceX полагает, что состоявшийся в 2018 году тендер нечестно распределил эти 2,3 млрд долларов между компаниями-конкурентами. Так, наибольшую долю финансирования получила ULA — 967 млн долларов. Компания Blue Origin Джеффа Безоса получила 500 млн долларов, а корпорация Northrop Grumman — 791,6 млн. SpaceX же не получила ничего, хотя считает себя лидером по разработке космических технологий.
В своей жалобе компания Space Exploration Technologies Corp заявила, что были заключены контракты на три "не построенные и никогда не летавшие" ракетные системы, которые не будут готовы к полётам в установленные правительством сроки, что "нанесёт ущерб целям", намеченным в программе ВВС,
— сообщает Reuters со ссылкой на содержание иска.
Три победителя тендера получили финансирование на создание своих ракет с соответствующими двигателями. ULA строит тяжёлую ракету Vulcan, Northrop Grumman — ракету OmegA, Blue Origin — ракету New Glenn. SpaceX отмечает, что ВВС США нарушили контрактные условия по пяти пунктам, не предоставив компании Илона Маска возможности конкурировать с победителями конкурса. Все три компании уже заявили, что намерены участвовать в судебной тяжбе, так как иск напрямую затрагивает их коммерческие интересы.
Стоит отметить, что SpaceX и ULA — злейшие конкуренты. Как напоминает Reuters, SpaceX уже пыталась навредить деятельности ULA. В 2014 году компания Илона Маска подала в суд из-за контракта ВВС США на 36 млрд долларов на 36 ракетных запусков компанией ULA. Самое интересное было потом: до открытой драки за правительственные контракты так и не дошло, потому что ВВС в итоге сертифицировали SpaceX на пуски в интересах национальной безопасности, что тогда удовлетворило компанию.
Таким образом, на наших глазах в США разворачивается корпоративная борьба за то, кто в итоге будет официальным создателем американской замены РД-180. Компанию Маска в чём-то можно понять: за последние годы она построила космический грузовик Dragon, который успешно летал на МКС, запускала ракету-носитель Falcon и даже придумала, как возвращать её первую ступень на плавучую платформу. Конкуренты же пока такими достижениями похвастаться не могут.
На чём летают американцы?
Россия и США заключили первый контракт на поставку 101 двигателя РД-180 ещё в далёком 1997 году. С тех пор соглашение продлялось, так как американцы никак не могут сделать ничего, что могло бы сравниться с нашей разработкой. РД-180 используются в США на ракетах Atlas V, первая ступень которых в полёте отделяется и падает в океан. Наличие РД-180, которые использует ULA, до сих пор позволяет ей на равных конкурировать со SpaceX, у которой есть не такие мощные и надёжные двигатели Merlin собственной разработки.
На первую ступень Atlas V ставится просто один российский РД-180, тогда как более-менее схожего эффекта для своей ракеты-носителя Falcon SpaceX добивается компоновкой сразу нескольких двигателей Merlin — на «соколе» Маска стоят сразу девять маршевых двигателей Merlin 1D+, которые используют керосин в качестве топлива и жидкий кислород в качестве окислителя, как и российский двигатель.
Однако характеристики «мерлинов» далеки от того, что показывает российский космический «мотор»: тяга РД-180 в вакууме составляет 423,4 тонна-силы, а у Merlin 1D+ — всего 78 тонна-силы. Важно отметить и тот момент, что РД-180 сконструирован для многоразового использования, тогда как ULA просто топит в океане каждый новый российский двигатель вместе с первой ступенью, а SpaceX только-только изобрела способ возвращения первой ступени своей ракеты на плавучую платформу.
На что же тогда делает ставку Илон Маск? SpaceX сейчас продолжает работу над двигателем Raptor. 11 февраля 2019 года Маск сообщил в Twitter, что Raptor во время испытания впервые смог превзойти РД-180 по уровню давления в камере сгорания — оно достигло 274,2 килограмм-силы на кв. см против 261,7 кгс у РД-180.
Однако тогда «Энергомаш» напомнил, что российский двигатель сертифицирован с запасом как минимум в 10% мощности, тогда как для Raptor нынешние показатели являются, вероятно, предельными. Главное также состоит в том, что Raptor — это всё же прототип, а не реально существующий двигатель, и доводить его до ума, стабилизировать характеристики, испытывать в разных условиях и при разных нагрузках инженерам SpaceX предстоит ещё долго.
Свой аналог РД-180 создаёт и компания Blue Origin. Он получил название BE-4. Ожидается, что он будет иметь тягу в 249,5 тс, что больше, чем Merlin от SpaceX, но почти в два раза меньше, чем у РД-180.
Долгий путь
На самом деле, несмотря на все разработки, американцам предстоит проделать сложную работу. Если вернуться вновь к тому, что делает SpaceX, то нельзя не отметить ещё несколько интересных разработок. Компания уже построила целую линейку двигателей Draco, которые используются на «грузовиках» Dragon (18 двигателей) для управления и ориентации в космосе. Также Draco устанавливались на вторую ступень носителей Falcon и включались тогда, когда на первой ступени уже отработали двигатели Merlin.
SpaceX также построила двигатель SuperDraco, который должен использоваться в пилотируемых полётах в космос на корабле Crew Dragon. Задача двигателя — резко отстрелить и увести в сторону капсулу с астронавтами в случае возникновения нештатной ситуации. При помощи SuperDraco Илон Маск даже планировал мягко и плавно приземлять спускаемый аппарат с астронавтами в заданном районе.
Но реальность оказалось другой: во время испытаний двигателя SuperDraco в конце апреля 2019 года произошёл взрыв, который уничтожил спускаемый аппарат корабля Crew Dragon. Планы SpaceX провести уже в этом году первый пилотируемый полёт сорвались, и компания оказалась отброшена в работах по этой программе на несколько лет назад. Но самое страшное для США заключается в том, что эти испытания похоронили и надежды американцев на скорое обретение собственных средств доставки астронавтов на МКС: им придётся по старинке пользоваться нашими «Союзами», покупая «билеты» по цене около 83 млн долларов за одно астронавто-место.
Важно также и то, что все успешные и провальные разработки SpaceX — это маневренные двигатели, а вовсе не маршевые гиганты вроде РД-180. Да и с маневренными, как мы видим, есть большие проблемы. Что же касается маршевых, то ULA проводит запуски в интересах США, включая даже спутники связи и слежения, только лишь с помощью РД-180. Потому что этот двигатель надёжен и зарекомендовал себя десятилетиями.
Нынешняя ситуация с контрактами на создание американского аналога РД-180 в США печальна. Несколько компаний в буквальном смысле грызутся за контракты от правительства и мешают друг другу жить, пытаясь урвать кусок пожирнее и навредить конкуренту. Возможно, именно из-за отсутствия единой государственной программы, единого управления опытными и конструкторскими работами, а также из-за наличия «волчьих» корпоративных интересов и стремления к обогащению отдельно взятых и без того не бедных менеджеров США по-прежнему всё ещё отстают от России в технологиях космических кораблей и ракетных двигателей.
Доминирование США в космосе: объективная реальность или преувеличение
За радостью поклонников Илона Маска и пессимистичными высказываниями чиновников и руководства Роскосмоса упускается уже свершившееся. Запуск космического аппарата, разработанного компанией SpaceX, означал конец эпохи интернационализма в освоении космоса и начало нового этапа доминирования США в космосе. Попытаемся разобраться, это доминирование - объективная реальность и всё же преувеличение.
Наряду с вновь появившейся возможностью отправки в космос экипажей американской ракетой произошли также и другие важные события. Компания Blue Origin разработала новый многоразовый метановый двигатель ВЕ-4, не отстала от нее и всем известная SpaceX, разработав жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла Raptor. Что касается последнего, то в основе его создания лежит довольно уникальная концепция, до сих пор никому не удавалось ее на практике реализовать, но подробный рассказ о ней выходит за рамки данной статьи.
Имея в своем арсенале данные разработки, США стали более независимыми от России в области разработки ракетных двигателей. Дальнейшие планы американцев в области освоения космического пространства касаются перспективной разработки орбитальной платформы как места пребывания своих экипажей в космосе, а продолжение программ, похожих на МКС на околоземной орбите, со всеми финансовыми затратами и техническими проблемами уже не является приоритетной задачей. Таким образом, фактически, США являются единственной страной, готовой реально построить платформу на Лунной орбите.
45-й президент США Дональд Трамп подписал указ, закрепляющий право США на добычу ресурсов в космосе, этот документ продемонстрировал подход американских элит к решению глобальных вопросов. В разработанном Вашингтоном указе закрепляется право США на использование природных ресурсов в космическом пространстве исключительно в своих интересах, и подчеркивается, что они не могут быть общим достоянием.
На сегодняшний день США в освоении космоса имеют ограниченный круг конкурентов, при этом не собираются считаться не только с международным сообществом, но и со своими союзниками. Также очевидно и технологическое превосходство США в космосе. Сложно представить, что в ближайшем будущем их конкуренты смогут встать на один уровень и составить им конкуренцию в этой области.
Российская космическая программа, к сожалению, выглядит бледной тенью программы Советского Союза. За все время после распада СССР не было разработано никаких прорывных технологий, не создано новой космической техники, пожалуй, за исключением ракеты «Ангара», которой ещё предстоит нарабатывать авторитет. Причиной увядания космической индустрии является слабость российской экономики, утечка мозгов, недостаточный уровень системы технического образования, действующие международные санкции и ограничения экспорта, государственная монополия космической отрасли и отсутствие полномасштабных частных инвестиций.
Сейчас многие вспомнят о включении в космическую гонку Китая, но не стоит переоценивать возможности китайской космической программы. Конечно, они добились определенных успехов, но при этом их программа во многом является «лайтовой» версией советской. Пока что они используют добытые всеми правдами и неправдами старые советские технологии, а в уровне развитии ракетных технологий и тем более, в создании надежных, технологичных космических аппаратов, здесь, в этой области, отставание Китая исчисляется десятками лет. А если учесть мощный импульс последних лет, обеспеченный американскими частными инвестициями и участием, то это отставание будет только расти. Но это моё мнение. Полагаю, что необходимо учитывать и тот факт, что США выстраивают новые торговые барьеры, вводят запрет на экспорт двойных технологий, запретили обучение китайских студентов в американских вузах, заморожены программы научного обмена, вводятся новые санкции в отношении китайских компаний, что оказывает заметное влияние на темпы развития экономики Китая, всё это практически сводит на нет шансы Китая стать достойным конкурентом США в освоении космоса.
Само человечество на данном историческом этапе изменило мотивацию для освоения космоса. Имевшее место соревнование систем в космос, во второй половине 20 века, с элементами романтики и духом интернационализма в этой области, в нынешней реальности уступили место прагматике и экономическим расчетам. До настоящего времени космическая отрасль имела относительно небольшой оборот в денежном выражении, особенно в сравнении с другими отраслями экономики. Сейчас становится очевидно, что возможности освоение космоса сулят огромные экономические перспективы и будут обеспечивать лидирующее положение стран и развитие экономик.
Например, огромное количество солнечной энергии в космическом пространстве позволит ее использовать не только в космосе, но и для передачи и использованию на Земле, открываются большие перспективы по добыче редкоземельных металлов.
Именно перспективы развития частного бизнеса являются локомотивом стратегии развития космической программы США. Там не президент и не управление по исследованию космического пространства являются инициаторами и дирижерами всего процесса, именно частные предприниматели и поддерживающие их инвесторы являются основной движущей силой всей космической отрасли. Практически все отраслевые американские компании являются потенциальными игроками в космосе.
Amazon, Blue Origin планируют в рамках проекта связи Kuiper запустить 3236 низкоорбитальных спутников связи с целью покрытия сигналом большей части планеты. В феврале 2021 года компания SpaceX вывела на орбиту еще 60 спутников для интернета Starlink (спутниковая сеть нового поколения для широкополосного доступа в интернет). Спутники будут работать на орбите высотой в 290 километров. Apple и Facebook ведут разработку своих секретных космических проектов.
Поскольку речь идет об огромных возможностях и очень больших деньгах, США совершенно не заинтересованы в согласовании своих планов с Европой и другими государствами, лишь оставляя им возможность присоединиться на своих условиях, либо остаться не у дел.
Сможет ли выдержать конкуренцию российская космическая отрасль в ближайшем будущем, - пока открытый вопрос.
Читайте также: