Взлет
В начале: «Р-7, Восток» (1961), «Redstone Mercury» (1962), «Saturn-5» (1968). Это все многоступенчатые одноразовые ракеты. Первые ступени этих ракет падают на землю, загрязняя ее не только обломками, но часто и токсичными веществами. Последние ступени засоряют космос, а вопрос уборки космического мусора в настоящее время не решен даже теоретически.
Еще вчера: От этих принципиальных недостатков одноразовых ракет руководители NASA пытались уйти созданием многоразовых челноков «Space Shuttle» (1981). За счет многоразовости планировалось к тому же удешевить в разы стоимость выведения полезной нагрузки. Тем самым завоевать международный рынок запусков космических грузов на различные орбиты.
Но «Shuttle» только частично многоразовая система выведения (из-за ракетного вертикального взлета), очень дорогая в изготовлении и эксплуатации, недостаточно надежная. То же самое относится и к «Бурану». Но решение создать «Shuttle» было принято, когда на его многоразовость были очень большие надежды. А положительное решение по «Бурану» (полет в 1988 г.) принималось по очень простому принципу – есть у американцев, значит, должен быть и у нас.
Парадокс «Бурана» состоит в том, что к этому времени почти все надежды на многоразовость челнока типа «Shuttle» уже рухнули. Тем не менее наш самый совершенный и самый дорогой проект был осуществлен. «Буран» совершил блестящий, но единственный испытательный полет. На большее он оказался не нужным, ни для гражданских, ни для военных целей, как это можно было предвидеть с самого начала.
Более того несколько лет тому назад началась работа над еще одним российским челноком «Клипер». Хорошо, что на этот раз все ограничилось только деревянным макетом.
А ведь в разных странах были более совершенные проекты почти полностью многоразовых средств выведения: проект Э. Зенгера (1932), «Спираль» (1965). Предлагались однотипные, с самолетной посадкой обеих ступеней, (с украинским самолетом «Мрия» в качестве первой ступени): «МАКС» в России, «HOTOLL» в Великобритании, «HOPE» в Японии. Разработан взлетающий с экраноплана (!) космический самолет «Marengo» (Россия) с посадкой первой ступени на любую поверхность.
А в NASA рассматривают возможность старта самолетной первой ступени с горизонтального рельса (!).
Именно в этих проектах может быть реально достигнута минимальная цена выведения полезной нагрузки.
Сегодня: Вместо подобных новейших многообещающих многоразовых систем мы летаем и планируем на ближайшее будущее… опять одноразовые Р-7 «Союз-2», «Ares», «Ангара».
Итог: Системы выведения меняются от одноразовых к челнокам и возвращаются назад к одноразовым. Вместо инновационного развития мы идем по замкнутому кругу.
Посадка
Спускаемые аппараты меняются от капсулы под парашютом (от «Восток» до «Apollo») к крылатому типу («Спираль», «Shuttle»), («Буран») и назад к капсулам («Orion», «Русь»).
Я считаю, что мы здесь опять идем по кругу.
Конечно, капсулы надежно выдерживают силовые и тепловые перегрузки, проходя через плотные слои атмосферы. Но капсула не может приземляться на аэродром или другую, заранее подготовленную площадку.
Крылатый аппарат может приземляться на некоторые аэродромы с очень длинной ВПП, но крылья трудно защитить от перегрузок и перегрева (гибель «Columbia»). А это делает крылатый аппарат тяжелым и маломаневренным.
Гибриды, т. е. проекты, объединяющие достоинства обоих типов в одной конструкции, лишенные, к тому же обоих недостатков, – предлагались не раз. Проект Штернфельда, «Лапоток» Цыбина, «Гибрид» Сыромятникова. Эти космические корабли проходят плотные слои атмосферы со сложенными крыльями, находящимися в тени, а не на острие плазмы. А когда высота и скорость уменьшаются до приемлемых, то раскрываются крылья, включается маршевый двигатель и космонавты садятся в ближайшем аэропорту. Там их встречают жены с цветами, а не очень большая и очень затратная служба поиска и спасения (авианосцы, самолеты, вертолеты, вездеходы и т. д.).
Кто первый создаст полностью многоразовую космическую систему? Неужели для этого опять нужно соперничество в космосе?
Пилотируемые, беспилотные или…
Беспилотные космические аппараты эффективны, сравнительно дешевы и обеспечивают непосредственно: связь, телевидение, навигацию, метеорологию, помощь в поисках полезных ископаемых и в оценке перспективных земель для сельского хозяйства и т. д. и т. п.
Пилотируемые корабли и орбитальные станции «Салют» (1971–1986), «Мир»(1986–2001), «МКС» обеспечивали и обеспечивают: медико-биологические исследования здоровья, самочувствия и работоспособности человека под влиянием факторов космического полета. Плазменный кристалл, целенаправленные фото, монтажные, ремонтные работы и др.
Из опыта работы с орбитальным солнечным телескопом ОСТ (новое о короне Солнца), ручным фотометром (тонкая структура атмосферы Земли) следует, что сложную прецизионную аппаратуру иногда целесообразно сначала отработать на борту орбитальной станции, а после этого запустить в виде обслуживаемого автомата.
Казалось бы, с пилотируемыми полетами у нас все замечательно. Регулярно сменяют друг друга международные экипажи на МКС в настоящем. Планируются межпланетные полеты на астероиды и Марс в будущем. Не говоря уже об освоении Луны.
Но сравнение беспилотных и пилотируемых космических средств показывает все же гораздо большую эффективность (при сравнительной дешевизне) беспилотных аппаратов! Так может быть прекратить дорогостоящие пилотируемые полеты, сэкономить больше средств, при небольшой потере научной информации? Ведь только беспилотный «Hubble» дал больше, (к тому же более ценных научных результатов), чем все орбитальные станции вместе взятые.
Итак, пилотируемые полеты, как очень дорогие и малоэффективные не нужны?
Но только давайте вспомним, что многомиллиардный телескоп «Hubble» был выведен на свою орбиту… неработоспособным. Невероятно, но факт, оптика не давала резкого изображения… Что было делать? Спускать на землю, возвращать на предприятие – изготовитель, переделывать и снова доставлять на орбиту? Очень сложно и дорого!
Хорошо, что конструкторы «Hubble» предусмотрели подобные нештатные ситуации. Они сделали его полностью автоматическим в процессе штатной работы, но приспособили к ремонту и модернизации астронавтами непосредственно на орбите. И вот «Shuttle» с астронавтами вышел на орбиту и подстыковался к «Hubble» с помощью механической руки-манипулятора. Астронавты закрепились на телескопе и, попросту говоря (но далеко не просто), одели на него «очки», и он прозрел.
Не заработавший сразу после выведения в космос телескоп в итоге с 1990 по 2011 гг. сделал поразительные научные открытия. Но для этого понадобилось обслуживание «Hubble» с помощью пилотируемых полетов. За этот период астронавты обслуживали «Hubble» 5 раз. Причем последний полет был опасен для экипажа «Shuttle», т. к. челнок выработал свой ресурс, а на орбите телескопа ему никто не мог бы прийти на помощь.
