Американские многоразовые космические корабли, существование которых в россии скрывают андрей шипилов. Многоразовый космос: перспективные проекты космических кораблей США

Наука и техника

Необычные явления

Мониторинг природы

Авторские разделы

Открываем историю

Экстремальный мир

Инфо-справка

Файловый архив

Дискуссии

Услуги

Инфофронт

Информация НФ ОКО

Экспорт RSS

Полезные ссылки

Важные темы

100 лет назад отцы — основатели космонавтики вряд ли могли себе представить, что космические корабли будут выбрасывать на свалку после одного-единственного полета. Неудивительно, что первые проекты кораблей виделись многоразовыми и зачастую крылатыми. Долгое время — до самого начала пилотируемых полетов — они конкурировали на чертежных досках конструкторов с одноразовыми «Востоками» и «Меркуриями». Увы, большинство многоразовых кораблей так и остались проектами, а единственная система многократного применения, принятая в эксплуатацию (Space Shuttle), оказалась страшно дорогой и далеко не самой надежной. Почему так получилось?
Ракетостроение имеет в своей основе два источника — авиацию и артиллерию. Авиационное начало требовало многоразовости и крылатости, тогда как артиллерийское было склонно к одноразовому применению «ракетного снаряда». Боевые ракеты, из которых выросла практическая космонавтика, были, естественно, одноразовыми. Когда дело дошло до практики, конструкторы столкнулись с целым комплексом проблем высокоскоростного полета, в числе которых — чрезвычайно высокие механические и тепловые нагрузки. Путем теоретических исследований, а также проб и ошибок инженеры смогли подобрать оптимальную форму боевой части и эффективные теплозащитные материалы. И когда на повестку дня встал вопрос о разработке реальных космических кораблей, проектанты оказались перед выбором концепции: строить космический «самолет» или аппарат капсульного типа, похожий на головную часть межконтинентальной баллистической ракеты? Поскольку космическая гонка шла в бешеном темпе, было выбрано наиболее простое решение — ведь в вопросах аэродинамики и конструкции капсула куда проще самолета.

"Зенгер" Так виделся запуск космического самолета немецким инжинерам в середине 1980-х годов. Первая ступень - самолет-разгонщик с прямоточными воздушнымо-реактивными двигателями. Вторая орбитальная ступень стартует на высоте более 30 км при скорости 6,8 Маха. стартовая масса системы - 340 т, из них 100 т водорода. Вторая ступень несет 65,5 т ракетного топлива. Экипаж - 2 пилота, 4 пассажира, груз - 2-3 тонны. первая ступень проектировалась как гиперзвуковой пассажирский самолет на 250 мест. Орбитальная допускала модификацию на 36 пассажиров.

"Гермес", Франция/ЕКА, 1979-1994. Орбитальный самолет, запускаемый вертикально ракетой Ариан-5, садящийся горизонтально с боковым маневром до 1500 км. Стартовая масса - 700 т, орбитальная ступень - 10-20 т. Экипаж 3-4 человека, вывозимый груз - 3 т, возвращаемый 1,5 т.

Быстро выяснилось, что на техническом уровне тех лет сделать капсульный корабль многоразовым практически нереально. Баллистическая капсула входит в атмосферу с огромной скоростью, а ее поверхность может нагреваться до 2 500—3 000 градусов. Космический самолет, обладающий достаточно высоким аэродинамическим качеством, при спуске с орбиты испытывает почти вдвое меньшие температуры (1 300—1 600 градусов), но материалы, пригодные для его теплозащиты, в 1950—1960-е годы еще не были созданы. Единственной действенной теплозащитой была тогда заведомо одноразовая абляционная обмазка: вещество покрытия оплавлялось и испарялось с поверхности капсулы потоком набегающего газа, поглощая и унося при этом тепло, которое в противном случае вызвало бы недопустимый нагрев спускаемого аппарата. Попытки разместить в единой капсуле все системы — двигательную установку с топливными баками, системы управления, жизнеобеспечения и энергопитания — вели к быстрому росту массы аппарата: чем больше размеры капсулы, тем больше масса теплозащитного покрытия (в качестве которой использовались, например, стеклотекстолиты, пропитанные фенольными смолами с довольно большой плотностью). Однако грузоподъемность тогдашних ракет-носителей была ограниченна. Решение было найдено в делении корабля на функциональные отсеки. «Сердце» системы обеспечения жизнедеятельности космонавта размещалось в относительно небольшой кабине-капсуле с тепловой защитой, а блоки остальных систем были вынесены в одноразовые отделяемые отсеки, естественно, не имевшие никакого теплозащитного покрытия. К такому решению конструкторов, как представляется, подталкивал и небольшой ресурс основных систем космической техники. Например, жидкостный ракетный двигатель «живет» несколько сотен секунд, а чтобы довести его ресурс до нескольких часов, нужно приложить очень большие усилия.
И все же идея многоразовости ракетно-космической техники оказалась живучей. К концу 1960-х годов в США и несколько позднее в СССР и Европе был накоплен изрядный задел в области гиперзвуковой аэродинамики, новых конструкционных и теплозащитных материалов. А теоретические исследования подкрепились экспериментами, н том числе полётами опытных летательных аппаратов, самым известным из которых был американский Х-15. В 1969 году NASA заключило первые контракты с аэрокосмическими компаниями США на исследование облика перспективной многоразовой транспортной космической системы Space Shuttle (англ. - «космический челнок»). По прогнозам того времени, к началу 1980-х годов грузопоток "Земля-орбита-Земля" должен был составить до 800 тонн в год, и шаттлам предстояло ежегодно совершать 50-60 полетов, доставляя на околоземную орбиту космические аппараты различного назначения, а также экипажи и грузы для орбитальных станций. Ожидалось, что стоимость выведения грузов на орбиту не превысит 1 000 долларов за килограмм. При этом от космического челнока требовалось умение возвращать с орбиты достаточно большие нагрузки, например дорогие многотонные спутники для ремонта на Земле. Надо отметить, что задача возврата грузов с орбиты в некоторых отношениях сложнее вывода их н космос. Например, на кораблях «Союз» космонавты, возвращаясь с Международной космической станции, могут взять менее сотни килограммов багажа.

"Клипер", Россия, с 2000 года. Разрабатываемый новый космический корабль с многоразовой кабиной для доставки экипажа и грузов на околоземную орбиту и орбитальную станцию. Вертикальный запуск ракетой "Союз-2", посадка горизонтальная либо парашютная. Экипаж - 5-6 человек, стартовая масса корабля - до 13 т, посадочная масса - до 8,8 т. Ожидаемый срок - 2015 год.

Космодромы и ракеты нашего времени - XXI

Venture Star, США, 1993-2001. Проект одноступенчатой многоразовой транспортной космической системы с вертикальным стартом и горизонтальной посадкой. Работы были свернуты на стадии прототипа (проект Х-33) из-за многочисленных технических проблем. Основная - недостаточная прочность конструкции при жестких ограничениях на массу аппарата в целом.

В мае 1970 года, после анализа полученных предложений, NASA выбрало систему с двумя крылатыми ступенями и выдало контракты на дальнейшую проработку проекта фирмам North American Rockwell и McDonnel Douglas. При стартовой массе около 1 500 тонн она должна 6ыла выводить на низкую орбиту от 9 до 20 тонн полезного груза. Обе ступени предполагалось оснащать связками кислородно-водородных двигателей тягой по 180 тонн каждый. Однако в январе 1971 года требования были пересмотрены - выводимая масса выросла до 29,5 тонны, а стартовая - до 2 265 тонн. По расчетам, пуск системы стоил не более 5 миллионов долларов, но вот разработка оценивалась в 10 миллиардов долларов - больше, чем был готов выделить конгресс США (не будем забывать, что США вели в то время войну в Индокитае). Перед NASA и фирмами-разработчиками встала задача - снизить стоимость проекта по крайней мере вдвое. В рамках полностыо многоразовой концепции этого добиться не удалось: слишком сложно было разработать теплозащиту ступеней с объемистыми криогенными баками. Возникла идея сделать баки внешними, одноразовыми. Затем отказались и от крылатой первой ступени в пользу повторно используемых стартовых твердотопливных ускорителей. Конфигурация системы приобрела знакомый всем вид, а ее стоимость, около 5 миллиардов долларов, укладывалась в заданные пределы. Правда, затраты на запуск при этом выросли до 12 миллионов долларов, но это считалось вполне приемлемым. Как горько пошутил один из разработчиков, «челнок спроектировали бухгалтеры, а не инженеры».
Полномасштабная разработка Space Shuttle, порученная фирме North American Rockwell (позднее Rockwell International), началась в 1972 году. К моменту ввода системы в эксплуатацию (а первый полет «Колумбии» состоялся 12 апреля 1981 года - ровно через 20 лет после Гагарина) это был во всех отношениях технологический шедевр. Вот только затраты на его разработку превысили 12 миллиардов долларов. На сегодня стоимость одного пуска достигает и вовсе фантастических 500 миллионов долларов! Как же так? Ведь многоразовое в принципе должно быть дешевле одноразового (по крайней мере, в пересчете на один полет)? Во-первых, не оправдались прогнозы по объемам грузопотока - он оказался на порядок меньше ожидавшегося. Во-вторых, компромисс между инженерами и финансистами не пошел на пользу эффективности челнока: стоимость ремонтно-восстановительных работ для ряда агрегатов и систем достигла половины стоимости их производства! Особенно дорого обходилось обслуживание уникальной керамической теплозащиты. Наконец, отказ от крьлатой первой ступени привел к тому, что для повторного использования твердотолливных ускорителей пришлось организовывать дорогостоящие поисково-спасательные операции.
Кроме того, шаттл мог работать только в пилотируемом режиме, что существенно удорожало каждую миссию. Кабина с астронавтами не отделяется от корабля, из-за чего на некоторых участках полета любая серьезная авария чревата катастрофой с гибелью экипажа и потерей челнока. Это случилось уже дважды - с «Челленджером» (28 января 1986 года) и «Колумбией» (1 февраля 2003 года). Последняя катастрофа изменила отношение к программе Space Shuttle: после 2010 года «челноки» будут выведены из эксплуатации. На смену им придут «Орионы», внешне весьма напоминающие своего дедушку - корабль "Аполлон" - и обладающие многоразовой спасаемой капсулой экипажа.

Челноки нового поколения

С момента начала реализации программы Space Shuttle в мире неоднократно предпринимались попытки создания новых многоразовых кораблей. Проект "Гермес" начали разрабатывать во Франции в конце 1970-х годов, а потом продолжили в рамках Европейского космического агентства. Этот небольшой космический самолет, сильно напоминавший проект DynaSoar (и разрабатываемый в России "Клипер"), должен был выводиться на орбиту одноразовой ракетой «Ариан-5», доставляя к орбитальной станции несколько человек экипажа и до трех тонн грузов. Несмотря на достаточно консервативную конструкцию, «Гермес» оказался Европе не по силам. В 1994 году проект, на который израсходовали около 2 миллиардов долларов, был закрыт. Куда более фантастично выглядел проект беспилотного воздушно-космического самолета с горизонтальным взлетом и посадкой HOTOL (Horizontal Take-Off and Landing), предложенный в 1984 году фирмой British Aerospace. По замыслу, этот одноступенчатый крылатый апnарат предполагалось оснастить уникальной двигательной установкой, сжижающей в полете кислород из воздуха и использующей его в качестве окислителя. Горючим служил водород.
Финансирование работ со стороны государства (три миллиона фунтов стерлингов) через три года прекратилось из-за необходимости огромных затрат на демонстрацию концепции необычного двигателя. Промежуточное положение между "революционным" HOTOL и консервативным "Гермесом" занимает проект воздушно-космической системы "Зенгер" (Sanger), разработанный в середине 1980-х годов в ФРГ. Первой ступенью в нем служил гиперзвуковой самолет-разгонщик с комбинированными турбопрямоточными двигателями. После достижения 4-5 скоростей звука с его спины стартовали либо пилотируемый воздушно-космический самолет "Хорус", либо одноразовая грузовая ступень «Каргус». Однако и этот проект не вышел из "бумажной" стадии, в основном по финансовым причинам. Американский проект NASP был представлен президентом Рейганом в 1986 году как национальная програма а воздушно-космического самолета. Этот одноступенчатый аппарат, который в прессе часто называли "Восточным экспрессом", имел фантастические летные характеристики. Их обеспечивали прямоточные воздушно-реактивные двигатели со сверхзвуковым горением, которые, по утверждениям специалистов, могли работать при числах Маха от 6 до 25. Однако проект столкнулся с техническими проблемам и, и в начале 1990-х годов его закрыли.

Эскиз стартовой компоновки космического корабля "Клипер" (один из вариантов)

Космодромы и ракеты нашего времени - XXI

"Буран", СССР, 1976-? (не закрыт). Многоразовый космический корабль, аналог системы Space Shuttl. Вертикальный старт, горизонтальная посадка с боковым маневром 2000 км. Стартовая масса (с ракетой "Энергия") - 2375 т, орбитальная ступень 105 т. Экипаж - 10 человек, полезная нагрузка - 30 т. На снимке крупнейший в мире транспортный самолет Ан-225 "Мрия" перевозит Буран.

Советский «Буран» подавался в отечественной (да и в зарубежной) печати как безусловный успех. Однако, совершив единственный 6ecпилотный полет 15 ноября 1988 года, этот корабль канул в Лету. Справедливости ради надо сказать, что «Буран» оказался не менее совершенен, чем Space Shuttle. А в отношении безопасности и универсальности применения даже превосходил заокеанского конкурента. В отличие от американцев советские специалисты не питали иллюзий по поводу экономичности многоразовой системы - расчеты показывали, что одноразовая ракета эффективнее. Но при создании "Бурана" основным был иной аспект - советский челнок разрабатывался как военно-космическая система. С окончанием «холодной войны» этот аспект отошел на второй план, чего не скажешь про экономическую целесообразность. А с ней у «Бурана» было плохо: его пуск обходился, как одновременный старт пары сотен носителей «Союз». Судьба «Бурана» была решена.
Несмотря на то что новые программы разработки многоразовых кораблей появляются как грибы после дождя, до сих пор ни одна из них не принесла успеха. Ничем окончились упомянутые выше проекты Hermes (Франция, ЕКА), HOTOL (Великобритания) и Saпger (ФРГ). "Завис" между эпохами МАКС - советско-российская многоразовая авиационно-космическая система. Потерпели неудачу и программы NASP (Национальный аэрокосмический самолет) и RLV (Многоразовая paкета-носитель) - очередные попытки США создать МТКС второго поколения на замену Space Shuttle. В чем же причина такого незавидного постоянства. По сравнению с одноразовой ракетой-носителем создание «классической» многоразовой транспортной системы обходится крайне дорого. Сами по себе технические проблемы многоразовых систем решаемы, но стоимость их решения очень велика. Повышение кратности использования требует порой весьма значительного увеличения массы, что ведет к повышению стоимости. Для компенсации роста массы берутся (а зачастую изобретаются с нуля) сверхлегкие и сверхпрочные (и более дорогие) конструкционные и теплозащитные материалы, а также двигатели с уникальными параметрами. А применение многоразовых систем в области малоизученных гиперзвуковых скоростей требует значительных затрат на аэродинамические исследования.
И все же это вовсе не значит, что многоразовые системы в принципе не могут окупаться. Положение меняется при большом количестве пусков. Допустим, стоимость разработки системы составляет 10 миллиардов долларов. Тогда, при 10 полетах (без затрат на межполетное обслуживание), на один запуск будет отнесена стоимость разработки в 1 миллиард долларов, а при тысяче полетов - только 70 миллионов! Однако из-за общего сокращения «космической активности человечества» о таком числе пусков остается только мечтать... Значит, на многоразовых системах можно поставить крест? Тут не все так однозначно. Во-первых, не исключен рост «космической активности цивилизации». Определенные надежды дает новый рынок космического туризма. Возможно, на первых порах окажутся востребованными корабли малой и средней размерности «комбинированного» типа (многоразовые версии "классических» одноразовых", такие как европейский Hermes или, что нам ближе, российский «Клипер». Они относительно просты, могут выводиться в космос обычными (в том числе, возможно, уже имеющимися) одноразовыми ракетами-носителями. Да, такая схема не сокращает затраты на доставку грузов в космос, но позволяет сократить расходы на миссию в целом (в том числе снять с промышленности бремя серийного производства кораблей). К тому же крылатые аппараты позволяют резко уменьшить перегрузки, действующие на космонавтов при спуске, что является несомненным достоинством. Во-вторых, что особенно важно для России, применение многоразовых крылатых ступеней позволяет снять ограничения на азимут пуска и сократить затраты на зоны отчуждения, выделяемые под поля падения фрагментов ракет-носителей.
Варианты конструктивной реализации многоразовых систем весьма разнообразны. При их обсуждении не стоит ограничиваться только кораблями, надо сказать и о многоразовых носителях - грузовых многоразовых транспортных космических системах (МТКС). Очевидно, что для снижения стоимости разработки МТКС надо создавать беспилотными и не перегружать их избыточными, как у шаттла, функциями. Это позволит существенно упростить и облегчить конструкцию. С точки зрения простоты эксплуатации наиболее привлекательны одноступенчатые системы: теоретически они значительно надежнее ыногоступенчатык, не требуют никаких зон отчуждения (например, проект VentureStar, создававшийся в США по программе RLV в середине 1990-х годов). Но их реализация находится «на грани возможного»: для создания таковых требуется снизить относительную массу конструкции не менее чем на треть по сравнению с современными системами. Впрочем, и двухступенчатые многоразовые системы могут обладать вполне приемлемым и эксплуатационными характеристиками, если использовать крылатые первые ступени, возвращаемые к месту старта по-самолетному.

МАКС, СССР/Россия, с 1985 года. Многоразовая система с воздушным стартом, посадка горизонтальная. Взлетная масса - 620 т, вторая ступень с топливным баком - 275 т, орбитальный самолет - 27 т. Экипаж - 2 человека, полезная нагрузка - до 8 т. По утверждению разработчиков (НПО Молния). МАКС - наиболее близкая к реализации проект многоразового корабля.

Космодромы и ракеты нашего времени - XXI

"Орион". США. Новый корабль для доставки экипажа и грузов на околоземную и окололунную орбиты и обратно. Многоразовым является только модуль экипажа с теплозащитой. Старт вертикальный, спуск управляемый с использованием подъемной силы корпуса, приземление на парашюте. Масса орбитальной ступени - 25 т, масса при посадке - 7,5 т. Экипаж 4-6 человек. Первый пилотируемый полет - 2014 год, первый полет к Луне - 2020 год.

Вообще МТКС в первом приближении можно классифицировать по способам старта и посадки: горизонтальномy и вертикальномy. Часто думают, что системы с горизонтальных стартом имеют преимyщество, поскольку не требуют сложных пусковых сооружений. Однако современные аэродромы не способны принимать аппараты массой более 600-700 тонн, и это существенно ограничивает возможности систем с горизонтальным стартом. Кроме того, трудно представить себе космическую систему, заправленную сотнями тонн криогенных компонентов топлива, среди гражданских авиалайнеров, взлетающих и садящихся на аэродром по расписанию. А если учесть требования к уровню шума, то становится очевидным, что для носителей с горизонтальным стартом все равно придется строить отдельные высококлассные аэродромы. Так что у горизонтального взлета здесь существенных преимуществ перед вертикальным стартом нет. Зато, взлетая и садясь вертикально, можно отказаться от крыльев, что существенно облегчает и удешевляет конструкцию, но вместе с тем затрудняет точный заход на посадку н ведет к росту перегрузок при спуске.
В качестве двигательных установок МТКС рассматриваются как традиционные жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), так и различные варианты и комбинации воздушно-реактивных (ВРД). Среди последних есть турбопрямоточные, которые могут разгонять аппарат «с места» до скорости, соответствующей числу Маха 3,5-4,0, прямоточные с дозвуковым горением (работают от М=1 до М=6), прямоточные со сверхзвуковым горением (от М=6 до М=15, а по оптимистичным оценкам американских ученых, даже до М=24) и ракетно-прямоточные, способные функционировать во всем диапазоне скоростей полета - от нулевых до орбитальных. Воздушно-реактивные двигатели на порядок экономичнее ракетных (из-за отсутствия окислителя на борту аппарата), но при этом имеют и на порядок большую удельную массу, а также весьма серьезные ограничения на скорость и высоту полета. Для рационального использования ВРД требуется совершать полет при больших скоростных напорах, защищая при этом конструкцию от аэродинамических нагрузок и перегрева. То есть, экономя топливо - самую дешевую компоненту системы, - ВРД увеличивают массу конструкции, которая обходится гораздо дороже. Тем не менее ВРД, вероятно, найдут применение в относительно небольших многоразовых аппаратах горизонтального старта.
Наиболее реалистичными, то есть простыми и относительно дешёвыми в разработке, пожалуй, являются два вида систем. Первый - типа уже упомянутого «Клипера», в которых принципиально новым оказался только пилотируемый крылатый многоразовый аппарат (или большая его часть). Небольшие размеры хоть и создают определенные трудности в части теплозащиты, зато уменьшают затраты на разработку. Технические проблемы для таких аппаратов практически решены. Так что «Клипер» - это шаг в правильном направлении. Второй - системы вертикального пуска с двумя крылатыми ракетными ступенями, которые могут самостоятельно вернуться к месту старта. Особых технических проблемы при их создании не ожидается, да и подходящий стартовый комплекс можно, наверное, подобрать из числа уже построенных. Подводя итог, можно полагать, что будущее многоразовых космических систем безоблачным не будет. Им придется отстаивать право на существование в суровой борьбе с примитивными, но надежными н дешевыми одноразовыми ракетами.

Предыстория многоразовых систем

Одним из первых технически проработанных проектов космического челнока был ракетоплан конструкции Ойгена Зенгера. В 1929 году он выбрал этот проект для докторской диссертации. По замыслу австрийского инженера, которому было всего 24 года, ракетоплан должен был выходить на околоземную орбиту, например, для обслуживания орбитальной станции, а затем возвращаться на Землю с помощью крыльев. В конце 1930-х - начале 1940-х годов в специально созданном закрытом научно-исследовательском институте он выполнил глубокую проработку ракетного самолета, известного как «антиподный бомбардировщик». К счастью, в Третьем рейхе проект реализован не был, но стал отправной точкой для многих послевоенных работ как на Западе, так и в СССР. Так, в США, по инициативе В. Дорнбергера (руководителя программы V-2 в фашистской Германии), в начале 1950-х годов проектировался ракетный бомбардировщик Bomi, двухступенчатый вариант которого мог бы выходить на околоземную орбиту.
В 1957 году американские военные начали работу над ракетопланом DynaSoar. Аппарат должен был выполнять особые миссии (инспекция спутников, разведывательно-ударные операции и др.) и в планирующем полете возвращаться на базу. В СССР, еще до полета Юрия Гагарина, рассматривалось несколько вариантов крылатых пилотируемых аппаратов многоразового использования, таких как ВКА-23 (главный конструктор В.М. Мясищев), «136» (А.Н. Туполев), а также проект П.В. Цыбина, известный как «лапоток», разработанный по заказу С.П. Королева. Во второй половине 1960-х годов в СССР в ОКБ А.И. Микояна, под руководством Г.Е. Лозино-Лозинского, велась работа над многоразовой авиационно-космической системой "Спираль", которая состояла из сверхзвукового самолета-разгонщика и орбитального самолета, выводимого на орбиту с помощью двухступенчатого ракетного ускорителя. Орбитальный самолет по размерности и назначению в общих чертах повторял DynaSoar, однако отличался формой и техническими деталями. Рассматривался и вариант запуска «Спирали» в космос с помощью ракеты-носителя «Союз». Из-за недостаточного технического уровня тех лет ни один из многочисленных проектов многоразовых крылатых аппаратов 1950-1960 годов не вышел из стадии проектирования.

Космический корабль многоразового использования - пилотируемый космический корабль, конструкция которого предусматривает повторное использование всего корабля или его основных частей после возвращения из космоса. На заре космической эры существовавшие тогда технологии предопределили доминирование "одноразовых" космических систем, когда возвращалась на землю только кабина космонавтов, причем в виде не позволявшем ее новое использование. Лунная система Сатурн- Аполлон весила 3000 тонн при старте; 140 тонн выводилось на околоземную орбиту; 65 тонн подлетало к Луне; 15 тонн садилось на Луну; 5,5 тонн возвращались на Землю с хорошо оплавленной теплоизоляцией. Возвращалось на Землю всего 0,15 % от стартовой массы! Именно поэтому разработка многоразового космического корабля оставалась всегда на повестке дня.
В США была построена целая серия больших космических кораблей многоразового использования «Спейс шаттл», а также проектировались меньшие X-20 Dyna Soar, NASP, VentureStar, в СССР и России - большой корабль «Буран» и проектировались меньшие: «Спираль», ЛКС, «Заря», МАКС, «Клипер».
Космическая программа по использованию МТКК «Буран» в СССР/России была свёрнута в связи с невозможностью дорогостоящей эксплуатации аппаратов данного типа в сложившихся экономических условиях. В США шаттлы интенсивно использовались, являясь национальным средством проведения пилотируемых полётов и выведения грузов, а также средством реализации неотделяемых станций «Спейслэб», «Спейсхэб» и других международных и частных программ и одним из основных средств доставки крупногабаритных грузов и экипажей большой численности на МКС. Эксплуатация шаттлов завершена в 2011 году.
Многие технологически развитые страны, в частности страны Евросоюза (в том числе ранее Франция, ФРГ, Великобритания), Япония, Китай, Украина, Индия проводили и проводят исследования, направленные на создание собственных образцов космических систем многократного применения («Гермес», HOPE, «Зенгер-2», HOTOL, ASSTS, RLV, Skylon, «Шэньлун», «Сура»(украинский проект многоразового космического корабля) и т. д.).

Silbervogel. Серебряная птица. 1938 - 1941, 1944 - 1945 гг.

Первую попытку создать многоразовый орбитальный корабль предприняли в Германии в конце Второй мировой войны под руководством австрийского ученого Ойгена Зенгера.
Основное назначение бомбардировщика-ракетоплана - бомбардировки территории США и, в частности, Нью-Йорка, и дальних промышленных регионов России, в частности, Урала и Сибири.
«Серебряная птица» по расчётам должна была нести до 30 тонн бомб. Вес бомбовой нагрузки зависел от расстояния, при расчётном расстоянии в 6500 км до Нью-Йорка бомбовая нагрузка составляла 6 тонн.
В 1941 году проект был временно закрыт, как и все амбициозные проекты, не предполагающие немедленной отдачи.
К концу Второй мировой войны (1944 г) проект приобрёл статус «оружия возмездия».
Недостатка добровольцев для космического полёта на Нью-Йорк, пусть даже с практически стопроцентной вероятностью гибели, в Германии не было. К концу Третьего рейха отряд астронавтов рейха для полёта на межконтинентальных средствах доставки бомбового груза в США (в том числе и на ракетной системе А9/А10) был уже создан.
Однако, надлежащего финансирования практически не было, и время, требовавшееся для проведения полной разработки и воплощения технологически-революционного проекта, было упущено. Проект был доведён только до стадии рабочих чертежей, сооружения стартовой катапульты и изготовления задела отдельных частей, но полностью реализован не был.

Серебряная птица (модель).
Сталин проявлял интерес к этому проекту. В частности, он поручил своему сыну Василию и учёному Григорию Токаеву захватить Зенгера и переправить его в Советский Союз. Однако, эти планы не удались сразу и были отменены позже, и Зенгер жил и работал во Франции, Англии, Швейцарии, ФРГ.
В 1945 году полуразрушенные взрывами отступавших немцев циклопические сооружения стартовой катапульты, отдельные части и остатки чертежей «Серебряной птицы» попали в руки советских войск. По результатам изучения немецких чертежей проекта «Серебряная птица» в СССР в 1965 году, под руководством Г.Е. Лозино-Лозинского началась разработка собственной также горизонтально стартующей и садящейся, но двухступечатой военно-многоцелевой АКС бомбардировщика и доставщика экипажей и грузов на орбиту «Спираль», оставшейся нереализованной.
В США первая схожая по целям и также нереализованная военная космическая система 1960-х гг X-20 базировалась, однако, на вертикальном запуске обычной ракетой-носителем. Был реализован экспериментальный гиперзвуковой самолёт X-15, стартующий с другого самолёта-носителя.

Гиперзвуковой самолёт X-15. 1954 - 1968 гг.
X-15 - экспериментальный самолёт-ракетоплан США, оснащённый ракетными двигателями. Первый и на сорок лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший cуборбитальные пилотируемые космические полёты. Основная задача Х-15 - изучение условий полета на гиперзвуковых скоростяхи входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Общая концепция проекта была утверждена в 1954 г. В конкурсе на создание ракетоплана приняли участие четыре промышленные компании Bell Aircraft, McDonnell Douglas, Republic Aviation Company, North American Aviation, последняя в итоге стала победителем.

Х-15 в полете.

Высота полёта достигаемая Х-15 - 107 км, скорость до 6,72 М. Стартовал Х-15 по технологии воздушный старт- со стратегического бомбардировщика «Б-52» (подвешивался под крылом), отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего соляного озера. Всего по программе Х-15 было выполнено 199 полётов. Рекордным полётом, совершённым по программе Х-15, стал полёт пилота Джо Уокера (Joe Walker) 22 августа 1963 года.

Космический корабль X-20 Dyna-Soar. 1957 - 1963 гг.

X-20 Dyna-Soar (от Dynamic Soaring) - «Дайна-Сор» (игра слов: произносится так же, как и англ. dinosaur - динозавр) - программа создания пилотируемого космического перехватчика-разведчика-бомбардировщика X-20. Её разработка велась в США с 24 октября 1957 по 10 декабря 1963. Программа насчитывала три стадии: атмосферные тесты, суборбитальные запуски и орбитальные полёты. За основу разработки была взята концепция орбитального бомбардировщика Ойгена Зенгера. Заказчик программы - ВВС США. Разработчик - Boeing.

Варианты стартовой компоновки Х-20

Аппарат был выполнен по аэродинамической схеме орбитального самолета и являлся многоразовым. Выведение Х-20 на орбиту предполагалось различными модификациями ракеты-носителя «Титан». Разрабатывались различные модификации аппарата - орбитальный бомбардировщик, фоторазведчик, существовал вариант для инспекции и перехвата спутников противника на орбите.
Существенно, что в ходе погружения в атмосферу аппарат мог совершить боковой аэродинамический маневр, изменяя таким образом наклонение орбиты, после чего двигатели снова разгоняли его, выводя на орбиту. Этот маневр, называемый «синергическим», позволял изменить наклонение орбиты на 20.3 градуса против 15.8 градусов для чисто ракетного маневра, что давало немалые преимущества для военных миссий, делая траекторию аппарата труднопредсказуемой (в отличие от спутников) и давая возможность зайти на цель с различных курсов.
Было изготовлено несколько массогабаритных макетов аппарата и проведены широкие научно-технические исследования. О масштабе проекта говорит то, что был набран отряд пилотов-астронавтов по программе Х-20 (7 человек, в него входил и Нил Армстронг, позднее командир «Аполлон-11»). Проведено более восьми тысяч часов тренировок на тренажерах и самолете-аналоге Х-20. Первый пилотируемый полёт корабля Dyna Soar-3 на один виток предполагался в июле 1966 г, пилот - Jim Wood, первый многовитковый полёт - в 1969. Изучалась возможность стыковки Х-20 с будущей военной орбитальной станцией MOL.

Прототип Х-20, макет
Однако вследствие различных причин - как объективных технического и инженерного, так и сугубо внутренних, военно-политического и финансового характера (в частности, изменение приоритетов в пилотируемой программе НАСА и ВВС, к ведению которого относился проект), программа была свёрнута. Свою негативную роль в судьбе проекта сыграл и тогдашний государственный секретарь по вопросам национальной безопасности США Роберт Макнамара, фактически лично закрывший программу в декабре 1963. Выбор дальнейшего развития космонавтики был сделан в пользу программ Джемини и MOL.
К концу 1963 года на программу Х-20 было потрачено 410 млн.долларов США.

Авиационно-космическая система «Спираль». 1966 - 1969, 1974 - 1978 гг.
"Спираль" - система космического назначения, состоящая из орбитального самолёта, который по технологии воздушный старт должен был выводиться в космос гиперзвуковым самолётом-разгонщиком, а затем ракетной ступенью на орбиту.
Проект «Спираль», начатый в 1960-х гг, был ответом на программу создания США космического перехватчика-разведчика-бомбардировщика X-20 «Dyna Soar».
Разработка системы «Спираль» и её орбитального самолёта начались в конструкторском бюро ОКБ-155 А. И. Микояна летом 1966 года. Готовность системы к эксплуатации предполагалась в середине 1970-х годов. И в США, и в СССР эти программы были свёрнуты на разных стадиях разработки.
Руководителем проекта «Спираль» был Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.
Мощный воздушный корабль-разгонщик (вес 52 т, длина 38 м, размах 16,5 м) должен был разгоняться до шестикратной скорости звука (М=6), затем с его «спины» на высоте 28-30 км должен был стартовать 10-тонный пилотируемый орбитальный самолёт длиной 8 м и размахом 7,4 м.
Самолёт-разгонщик был первым технологически-революционным проектом гиперзвукового летательного аппарата с воздушно-реактивными двигателями. Ввиду требования больших средств для принципиально новых двигательных, аэродинамических и материаловедческих технологий для создания такого гиперзвукого самолёта-разгонщика, в последних вариантах проекта рассматривалась менее затратная и более быстро достижимая возможность создания не гиперзвукового, а сверхзвукового разгонщика, однако и он не был реализован.
Орбитальный самолёт-космоплан представлял собой летательный аппарат со стреловидными крыльями, имеющими отклоняющиеся вверх консоли для изменения поперечного угла атаки. При спуске с орбиты самолёт самобалансировался на разных участках траектории. Фюзеляж был выполнен по схеме несущего корпуса с сильно затупленной оперённой треугольной формой в плане, из-за чего получил прозвище «Лапоть»

Первоначально планируемый внешний вид "Спирали".

Двигательная установка состояла из жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) орбитального маневрирования, двух аварийных тормозных ЖРД с вытеснительной системой подачи компонентов топлива на сжатом гелии, блока ориентации, состоящего из 6 двигателей грубой ориентации и 10 двигателей точной ориентации; турбореактивный двигатель для полёта на дозвуковых скоростях и посадке, работающий на керосине.
Для спасения пилота в случае аварии орбитального самолёта предусматривалась отделяемая кабина в виде капсулы с собственными пороховыми двигателями для отстрела от самолёта на всех этапах его движения от старта до посадки, а также с управляющими двигателями для входа в плотные слои атмосферы.
Помимо возможности транспортного варианта с небольшим грузовым отсеком, были разработаны основные военные варианты орбитальных самолётов:
фото- и радиоразведчики;
для поражения авианосцев, имеющие ракеты с ядерной боевой частью и системой наведения со спутника;
перехватчики космических целей в двух вариантах. Первый вариант для фотографирования и передачи фотографий по каналам связи, второй - для поражения цели.
В ходе программы для отработки создания орбитального самолёта и демонстрации его реализуемости был созданы подпроекты самолёта-аналога МиГ-105.11, суборбитальных аппаратов-аналогов БОР-1 (Беспилотный орбитальный ракетоплан), БОР-2, БОР-3 и космических аппаратов-аналогов «ЭПОС» (Экспериментальный пилотируемый орбитальный самолёт) БОР-4 и БОР-6.
Работы по созданию «Спирали», в т.ч. аналогов её орбитального самолёта, прерванные в 1969 году, были возобновлены в 1974 году. В 1976-1978 годах было проведено 8 испытательных полётов Миг-105.11.
Запускавшийся уже в рамках программы «Буран», космический аппарат БОР-4 представлял собой беспилотный экспериментальный аппарат, являющийся уменьшенной копией орбитального самолёта «Спирали» в масштабе 1:2. Летал под названием "Космос -1374".

БОР-4 прошедший испытания в космосе.

Собственные работы над «Спиралью» (кроме аналогов БОР) были окончательно прекращены после начала разработки более масштабного, менее технологически рискованного, казавшегося более перспективным и во многом повторявшим американскую программу Спейс шаттл проекта «Энергия-Буран». Министр обороны А. А. Гречко даже не дал разрешения на орбитальные испытания почти готового ЭПОС, начертав резолюцию «Фантазиями мы заниматься не будем»

Спейс шаттл.1981 - 2011 гг.

Спейс шаттл или просто шаттл (англ. Space Shuttle - космический челнок) - американский многоразовый транспортный космический корабль. Шаттлы использовались в рамках осуществляемой НАСА государственной программы «Космическая транспортная система» (англ. Space Transportation System, STS). Подразумевалось, что шаттлы будут «сновать, как челноки», между околоземной орбитой и Землёй, доставляя полезные грузы в обоих направлениях. Программа просуществовала с 1981 года по 21 июля 2011 года. Всего было построено пять шаттлов: «Колумбия» (сгорел при посадке в 2003), «Челленджер» (взорвался во время запуска в 1986), «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор». Также в 1975 году был построен корабль-прототип «Энтерпрайз», но он никогда не запускался в космос.
Шаттл запускался в космос при помощи двух твердотопливных ракетных ускорителей и трёх собственных маршевых двигателей, которые получали топливо из огромного внешнего бака. На начальном участке траектории основную тягу создавали отделяемые твердотопливные ускорители. Шаттл осуществлял манёвры на орбите за счёт двигателей системы орбитального маневрирования и возвращался на Землю как планёр. При разработке предусматривалось, что каждый из шаттлов должен был до 100 раз стартовать в космос. На практике же они использовались значительно меньше, к закрытию программы в июле 2011 года больше всего полётов - 39 - совершил шаттл «Дискавери».

Запуск Шаттла.

Шаттл состоит из трёх основных компонентов (ступеней):
Два твердотопливных ракетных ускорителя, которые работают в течение примерно двух минут после старта, разгоняя и направляя корабль, а затем отделяются на высоте около 45 км, приводняются на парашютах в океан и, после ремонта и перезаправки, используются вновь;
Большой внешний топливный бак с жидкими водородом и кислородом для главных двигателей. Бак также служит каркасом для скрепления ускорителей с орбитальным аппаратом. Бак отбрасывается примерно через 8,5 минут на высоте 113 км, его большая часть сгорает в атмосфере, а остатки падают в океан.
Пилотируемый орбитальный аппарат-ракетоплан (англ. orbiter), который выводится на околоземную орбиту. . После выполнения программы полёта возвращается на Землю и совершает посадку как планёр на аэродром.

Спейс Шаттл по сравнению с Союзом.

Буран. 1988 г.

«Буран» - орбитальный корабль-космоплан советской многоразовой транспортной космической системы (МТКК), созданный в рамках программы «Энергия - Буран». Один из двух реализованных в мире орбитальных кораблей МТКК, «Буран» был ответом на аналогичный американский проект «Спейс шаттл». Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил в беспилотном режиме 15 ноября 1988 года.

Ракетный комплекс Буран - Энергия

Буран» задумывался как военная система. Тактико-техническое задание на разработку многоразовой космической системы выдано Главным управлением космических средств Министерства обороны СССР и утверждено Д. Ф. Устиновым 8 ноября 1976 года.
Чертежи и фотографии шаттла были впервые получены в СССР по линии ГРУ в начале 1975 года. Сразу же были проведены две экспертизы на военную составляющую: в военных НИИ и в Институте проблем механики под руководством Мстислава Келдыша. Выводы: «будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства» и «Американский шаттл грузоподъемностью 30 тонн в случае его загрузки ядерными боеголовками способен совершать полеты вне зоны радиовидимости отечественной системы предупреждения о ракетном нападении. Совершив аэродинамический манёвр, например, над Гвинейским заливом, он может выпустить их по территории СССР» - подтолкнули руководство СССР к созданию ответа - «Бурана».
В 1976 году головным разработчиком корабля стало специально созданное НПО «Молния». Новое объединение возглавил Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский, уже в 1960-е годы работавший над проектом многоразовой авиационно-космической системы «Спираль».
Производство орбитальных кораблей осуществлялось на Тушинском машиностроительном заводе с 1980 года; к 1984 году был готов первый полномасштабный экземпляр. С завода корабли доставлялись водным транспортом (на барже под тентом) в город Жуковский, а оттуда (с аэродрома Жуковский) - воздушным транспортом (на специальном самолёте-транспортировщике ВМ-Т) - на аэродром «Юбилейный» космодрома Байконур.
Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года. Космический корабль был запущен с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Энергия». Продолжительность полёта составила 205 минут, корабль совершил два витка вокруг Земли, после чего произвёл посадку на аэродроме «Юбилейный» на Байконуре. Полёт прошёл без экипажа в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и бортового программного обеспечения, в отличие от шаттла, который традиционно совершал последнюю стадию посадки на ручном управлении.
В 1990 году работы по программе «Энергия-Буран» были приостановлены, а в 1993 году программа окончательно закрыта. Единственный летавший в космос (1988) «Буран» был разрушен в 2002 году при обрушении крыши монтажно-испытательного корпуса на Байконуре, в котором он хранился вместе с готовыми экземплярами ракеты-носителя «Энергия».
При общей внешней схожести проектов, имеются и существенные отличия.
Комплекс «Спейс шаттл» состоит из топливного бака (сигарообразный объект красного цвета по центру), двух твердотопливных ускорителей и самого космического челнока. При старте запускаются оба ускорителя и три маршевых двигателя шаттла (первая ступень). Из-за необходимости использования двигателей шаттла, комплекс не может быть использован для вывода на орбиту иных аппаратов или грузов, даже меньшей в сравнении с шаттлом массы.
«Шаттл» садится с неработающими двигателями. Он не имеет возможности несколько раз заходить на посадку, поэтому предусмотрено несколько посадочных площадок на территории США.
Комплекс«Энергия - Буран» состоял из: первой ступени (четыре боковых блока с кислород-керосиновыми четырёхкамерными двигателями РД-170, многоразовые), второй ступени (сигарообразный объект белого цвета в центре; оснащена четырьмя кислород-водородными двигателями РД-0120) и возвращаемого космического аппарата «Буран». При старте запускались обе ступени. Отработав, отстыковывалась первая ступень (4 боковые ракеты), и довывод осуществлялся второй ступенью.
В отличие от шаттлов, в «Буране» была предусмотрена система экстренного спасения экипажа. На малых высотах работала катапульта для первых двух пилотов; на достаточной высоте, в случае нештатной ситуации, «Буран» мог отделяться от ракеты-носителя и совершать экстренную посадку.
Для старта системы «Спейс Шаттл» используются два твердотопливных ускорителя с тягой по 1280 т. с. каждый (самые мощные ракетные двигатели в истории).В СССР не имелось опыта проектирования, необходимой технологии и оборудования для производства таких больших и мощных твердотопливных ускорителей, которые используются в системе "Спейс шаттл" и обеспечивают 83 % тяги на старте. Конструкторы НПО «Энергия» приняли решение использовать самый мощный из имеющихся ЖРД - двигатель, созданный под руководством Глушко, четырёхкамерный РД-170, который мог развивать тягу (после доработки и модернизации) 740 т. с. Однако пришлось вместо двух боковых ускорителей по 1280 т. с. использовать четыре по 740. Суммарная тяга боковых ускорителей вместе с двигателями второй ступени РД-0120 при отрыве от стартового стола достигла 3425 т. с., что примерно равно стартовой тяге системы «Сатурн-5» с кораблями «Аполлон».
Несмотря на все усилия по возможности в точности скопировать американскую систему, вплоть до химического состава алюминиевого сплава, в результате внесённых изменений, при меньшем на 5 тонн весе полезной нагрузки, стартовый вес системы «Энергия - Буран» (2400 тонн) оказался на 370 тонн больше стартового веса системы спейс шаттл (2030 тонн).
Изменения, ставшие отличиями системы «Энергия - Буран» от системы «Спейс Шаттл», имели следующие последствия:
-в системе «Спейс Шаттл» одноразовым является только самая дешёвая часть комплекса - внешний топливный бак, ни один из ракетных двигателей не утрачивается и может использоваться многократно.
в системе «Энергия - Буран» многоразовым элементом является орбитальный корабль и блоки первой ступени, спускаемые на парашютной системе. Центральный блок, являющийся второй ступенью вместе с двигателями, топливными баками, переходным и хвостовым отсеком, а также системами контроля и управления утрачиваются в процессе запуска.
-создание самостоятельного сверхтяжёлого носителя «Энергия» не нашло применения, кроме самого орбитального корабля и одной частично успешной попытки запуска весогабаритного макета орбитальной боевой лазерной платформы «Полюс» (Скиф-ДМ) весом 77 тонн.
-снижение коэффициента повторного использования наиболее дорогостоящих элементов (ракеты и ракетные двигатели) резко повысило стоимость использования системы «Энергия - Буран».
По мнению генерал-лейтенанта авиации лётчика-испытателя Степана Анастасовича Микояна, руководившего испытательными полётами «Бурана», эти отличия, а также то, что американская система "Спейс шаттл" уже успешно летала, послужили в условиях финансового кризиса причиной консервации, а потом и закрытия программы «Энергия - Буран».

Dragon SpaceX

Дракон (англ. Dragon SpaceX) - частный транспортный космический корабль (КК), компании SpaceX, разработанный по заказу НАСА в рамках программы «Коммерческой орбитальной транспортировки» (COTS), предназначенный для доставки полезного груза и, в перспективе, людей на Международную космическую станцию. Необходимость в новых грузовиках возникла у США по причине прекращения полётов шаттлов. «Дракон» - единственный в мире «грузовик», способный возвращаться на Землю.
В отличие от американского КК «Аполлон», а также разрабатываемых КК российского проекта Перспективной пилотируемой транспортной системы, НАСА «Орион» и Boeing CST-100, «Дракон» является практически моноблочным кораблем.

Мягкая посадка будущих Драконов,пока корабли возвращаются на Землю на парашютах.

Двигательная установка, топливные баки, аккумуляторы и другое оборудование агрегатного отсека возвращается вместе с кораблем, что является уникальным (аналог SS). На первом этапе развития (грузовой КК) стыковка с МКС, в виду отсутствия системы автономной стыковки, осуществляется тем же образом, что и стыковка японского HTV.
КК «Дракон» разрабатывается в нескольких модификациях: пилотируемой (экипаж до 7 человек), грузо-пассажирской (экипаж 4 человека + 2,5 тонны грузов), грузовой (именно в этом варианте он и будет использоваться первое время), и модификация для автономных полётов (DragonLab).

Многоразовый космический корабль "Дракон".

Многоразовый космический корабль "Русь".

Перспективная пилотируемая транспортная система (ППТС) и Пилотируемый транспортный корабль нового поколения (ПТК НП) - временные официальные названия проектов российских ракеты-носителя и многоцелевого пилотируемого частично многоразового космического корабля, который должен будет прийти на смену пилотируемым кораблям серии «Союз» и автоматическим грузовым кораблям серии «Прогресс». Неофициальное название проекта ракеты-носителя, упоминаемое в прессе, - «Русь-М».
Для ППТС принято модульное построение базового корабля в виде функционально законченных элементов - возвращаемого аппарата и двигательного отсека. Корабль будет бескрылым, с многоразовой возвращаемой частью, усечённо-конической формы сверху и одноразовым агрегатно-двигательным отсеком ниже, и будет широко использовать системы, проектировавшиеся в РКК «Энергия» для «Клипера». Максимальный экипаж нового корабля составит 6 человек (при полётах к Луне - до 4 человек), масса доставляемого на орбиту груза - 500 кг, масса возвращаемого на Землю груза - 500 кг и более, при меньшем экипаже. Длина корабля - 6,1 м, максимальный диаметр корпуса - 4,4 м, масса при околоземных орбитальных полётах - 12 т (при полётах за окололунную орбиту - 16,5 т), масса возвращаемой части - 4,23 т (включая системы мягкой посадки - 7,77 т), Объём герметичного отсека - 18 куб. м. Длительность автономного полёта корабля - до месяца. Планируется, что за счёт использования алюминиевых сплавов повышенной прочности, а также углепластиков масса спускаемого аппарата будет уменьшена на 20-30 процентов. Бытовые отсеки будут просто пристыковываться, в зависимости от той миссии, которая будет перед ППТС стоять.

Космические корабли "Союз" и "Русь"

Эскизное проектирование корабля закончено в июне 2010 года. Военные представители в ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» одобрили эскизный проект перспективного пилотируемого космического корабля. Полноразмерный макет был впервые показан массовому зрителю на X Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2011. Материалы технического проекта должны быть представлены на экспертизу в июле 2012 года. Испытания корабля в беспилотном варианте планируется начать в 2015 году, а в пилотируемом - в 2018 году.

SpaceShipOne

SpaceShipOne - частный cуборбитальный пилотируемый космический корабль многоразового использования, второй в истории cуборбитальный пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат после North American X-15.
Изготовлен компанией Scaled Composites LLC (США), с 1982 года занимающейся производством экспериментальных летательных аппаратов. Одной из целей создания было участие в конкурсе Ansari X Prize, где основным условием являлось создание космического корабля, способного дважды в течение двух недель выйти в космическое пространство с тремя людьми на борту. Победитель должен был получить приз в размере 10 миллионов долларов. Награждение было намечено на начало 2005 года. В результате полётов уже в начале октября 2004 года команде создателей SpaceShipOne удалось выиграть этот приз.

SpaceShipOne под днищем самолета-носителя "Белый рыцарь".

В начале полёта корабль поднимается на высоту примерно 14 км над уровнем моря при помощи специального самолёта WhiteKnight (Белый Рыцарь). Затем происходит отстыковка, SpaceShipOne выравнивается в течение примерно 10 секунд, а потом включается ракетный двигатель. Он приводит корабль почти в вертикальное положение, ускорение длится немногим больше одной минуты, при этом пилот испытывает перегрузку до 3g. На этом этапе корабль достигает высоты примерно 50 км. Максимальная скорость корабля в этот момент достигает 3 500 км/ч (М 3,09), что существенно меньше чем первая космическая скорость (28 400 км/ч,- 7,9 км/с), которая необходима для выхода на околоземную орбиту.
Дальнейшее путешествие к границе атмосферы (ещё на 50 км) происходит под действием инерции по параболической траектории, наподобие брошенного камня. В космосе SpaceShipOne находится около трёх минут. Немногим не доходя до апогея траектории, корабль поднимает вверх крылья и хвост, чтобы при обратном падении и входе в плотные слои атмосферы одновременно стабилизировать корабль и быстрее вывести его из пикирующего в планирующий полёт. Перегрузки при этом могут достигать 6g, но пик перегрузок длится не более 10 секунд. В таком виде он спускается на высоту около 17 км, где снова принимает первоначальное положение крыльев и летит на аэродром наподобие планера.
Всего аппарат совершил 17 полётов, первый - беспилотный, а последние три - суборбитальные космические по версии ФАИ, то есть выше 100 км.

«SpaceShipTwo» (SS2).

«SpaceShipTwo» (SS2)- частный пилотируемый суборбитальный космический корабль многоразового использования.
Проектируется компанией Scaled Composites LLC (США), с 1982 года занимающейся производством экспериментальных летательных аппаратов. Является частью программы Tier One - основанной Полом Алленом. Доставка на пусковую высоту (около 20 км) с помощью самолёта White Knight Two (WK2).
Планируется создать пять единиц SpaceShipTwo и два самолёта White Knight Two, с которых будут запускаться аппараты. Кораблям SS2 решено дать персональные названия. Первый корабль будет называться VSS Enterprise. VSS = Virgin Space Ship (англ. Virgin - Дева, космический корабль компании Virgin). Enterprise (англ. Enterprise - предприятие, инициатива, находчивость) - в честь корабля USS Enterprise из сериала «Звездный путь». Второй корабль решено назвать VSS Voyager (фр. voyage - путешествие, плавание, полет) - в честь корабя USS Voyager из того же сериала. Virgin Galactic собирается вложить $100 млн в постройку этих аппаратов.
7 декабря 2009 года Virgin Galactic продемонстрировала миру готовый корабль. На официальном сайте компании можно забронировать билеты, стоимостью в 200 000 $.

Челнок SpaceShipTwo (SS2) и самолет-платформа White Knight Two (WK2)

15 июля 2010 года челнок SpaceShipTwo (SS2) совершил пробный 6-часовой полет с экипажем на борту в атмосфере. Полёт челнока над калифорнийской пустыней Мохаве был совершён в пристыкованном состоянии к самолету-платформе White Knight Two (WK2), который является его стартовым комплексом.
4 мая 2011 года над пустыней Мохаве суборбитальный самолет впервые продемонстрировал эффективность уникального хвостового оперения, которое позволяет аппарату безопасно входить в атмосферу.
Суборбитальный самолет с двумя пилотами-испытателями совершил взлет в штатном режиме. За 45 минут носитель поднялся на высоту 15,7 км и сбросил SpaceShipTwo. Хвостовое оперение впервые было повернуто вверх на угол 65 градусов. В этой конфигурации аппарат пролетел 1 минуту 15 секунд и почти вертикально спустился на 4,7 км. Суборбитальный самолет продемонстрировал отличную устойчивость и управляемость. На высоте 10 км пилоты повернули оперение в обычный, «самолетный», режим и спустя 11 минут 5 секунд после сброса с борта WhiteKnightTwo приземлились на взлетно-посадочную полосу.
В настоящее время полетные данные анализируются инженерами, разработчиками и строителями суборбитальных кораблей компании. Исполнительный директор и президент компании заявил, что все задачи полета были выполнены.
29 сентября 2011 года SpaceShipTwo испытал систему приземления в экстренных условиях.

Я поделился с Вами информацией, которую "накопал" и систематизировал. При этом ничуть не обеднел и готов делится дальше, не реже двух раз в неделю. Если Вы обнаружили в статье ошибки или неточности - пожалуйста сообщите. Буду очень благодарен.

Под многоразовым космическим кораблём подразумевается такой аппарат, конструкция которого позволяет повторно использовать весь корабль или его основные части. Первым опытом в этой сфере стал «космический челнок» Space Shuttle. Затем задачу создания аналогичного аппарата поставили советским учёным, в результате чего появился «Буран».

В обеих странах проектируют и другие аппараты. На данный момент самым заметным примером проектов такого типа является частично многоразовый Falcon 9 от компании SpaceX с возвращаемой первой ступенью.

Сегодня поговорим о том, зачем подобные проекты разрабатывали, как они показали себя с точки зрения эффективности и какие перспективы у этого направления космонавтики.

История космических челноков началась в 1967 году, до первого пилотируемого полёта по программе «Аполлон». 30 октября 1968 года НАСА обратилось к американским космическим компаниям с предложением проработать многоразовую космическую систему с целью снижения затрат на каждый пуск и на каждый килограмм полезного груза, выведенного на орбиту.

Правительству предложили несколько проектов, но каждый из них стоил не менее пяти миллиардов долларов США, так что Ричард Никсон отверг их. Планы у НАСА были крайне амбициозные: проект подразумевал работу орбитальной станции, на которую, и с которой, челноки постоянно возили бы полезные грузы. Также челноки должны были запускать и возвращать спутники с орбиты, обслуживать и ремонтировать спутники на орбите, проводить пилотируемые миссии.

Финальные требования к кораблю выглядели так:

Грузовой отсек 4,5х18,2 метра
Возможность горизонтального маневра на 2000 км (маневр самолета в горизонтальной плоскости)
Грузоподъёмность 30 тонн на низкую околоземную орбиту, 18 тонн на полярную орбиту

Решением стало создание шаттла, инвестиции в который должны были окупиться благодаря выводу на орбиту спутников на коммерческой основе. Для успеха проекта было важно максимально снизить стоимость вывода каждого килограмма груза на орбиту. В 1969 году создатель проекта говорил о снижении стоимости до 40-100 американских долларов за килограмм, в то время как для Сатурн-V этот показатель составлял 2000 долларов.

Для запуска в космос шаттлы использовали два твердотопливных ракетных ускорителя и три собственных маршевых двигателя. Твердотопливные ракетные ускорители отделялись на высоте 45 километров, затем приводнялись в океан, ремонтировались и использовались повторно. Главные двигатели используют жидкий водород и кислород в подвесном топливном баке, который отбрасывался на высоте 113 километров, после чего частично сгорал в атмосфере.

В СССР решили, что характеристики «Спейс шаттла» позволяют похищать с орбиты советские спутники или целую космическую станцию: челнок мог выводить на орбиту 29,5 тонн груза, а спускать - 14,5 тонн. С учётом планов в 60 пусков в год это 1770 тонн ежегодно, хотя на тот момент США не отправляли в космос и 150 тонн за год. Спускать предполагалось 820 тонн в год, хотя обычно с орбиты ничего не спускалось. Чертежи и фото шаттла позволяли предположить, что американский корабль может с помощью ядерных боеприпасов атаковать СССР из любой точки околоземного пространства, находясь вне зоны радиовидимости.

Для защиты от возможного нападения на станциях «Салют» и «Алмаз» установили модернизированную автоматическую 23-миллиметровую пушку НР-23. А чтобы не отставать от американских братьев в военнизированном космосе, в Союзе начали разработку орбитального корабля-ракетоплана многоразовой космической системы «Буран» .

Разработка многоразовой космической системы началась в апреле 1973 года. Сама идея имела множество сторонников и противников. Руководитель института Минобороны по военному космосу подстраховался и сделал сразу два отчёта - в пользу и против программы, и оба эти отчёта оказались на столе Д. Ф. Устинова, Министра обороны СССР. Он связался с Валентином Глушко, ответственным за программу, но тот отправил на встречу вместо себя своего сотрудника в «Энергомаше» - Валерия Бурдакова. После разговора на тему военных возможностей «Спейс Шаттла» и советского аналога, Устинов подготовил решение, по которому разработка многоразового космического корабля получила самый высокий приоритет. За создание корабля принялось созданное для этих целей НПО «Молния».

Задачами «Бурана» по плану Минобороны СССР были: противодействие мероприятиям вероятного противника по расширению использования космического пространства в военных целях, решение задач в интересах обороны, народного хозяйства и науки, проведение военно-прикладных исследований и экспериментов с использованием оружия на известных и новых физических принципах, а также выведение на орбиту, обслуживание и возвращение на землю космических аппаратов, космонавтов и грузов.

В отличие от НАСА, которое рискнуло экипажем во время первого пилотируемого полёта шаттла, свой первый полёт «Буран» совершил в автоматическом режиме с помощью бортового компьютера на базе IBM System/370. 15 ноября 1988 года состоялся пуск, ракета-носитель «Энергия» вывела космический корабль на околоземную орбиту с космодрома Байконур. Корабль совершил два витка вокруг Земли и произвёл посадку на аэродроме «Юбилейный».

Во время посадки произошло происшествие, которое показало, насколько умной получилась автоматическая система. На высоте 11 километров корабль совершил резкий манёвр и описал петлю с разворотом на 180 градусов - то есть сел, зайдя с другого конца посадочной полосы. Это решение автоматика приняла после получения данных о штормовом ветре, чтобы зайти по наиболее выгодной траектории.

Автоматический режим был одним из главных отличий от шаттла. Кроме того, шаттлы садились с неработающим двигателем и не могли несколько раз заходить на посадку. Для спасения экипажа в «Буране» предусмотрели катапульту для первых двух пилотов. По сути конструкторы из СССР скопировали конфигурацию шаттлов, чего не отрицали, но сделали ряд крайне полезных нововведений с точки управления аппаратом и безопасности экипажа.

К сожалению, . В 1990 году работу приостановили, а в 1993 - полностью закрыли.

Как иногда случается с предметами гордости нации, версия 2.01 «Байкал», которую хотели отправить в космос, гнил долгие годы на причале Химкинского водохранилища.

К истории вы могли прикоснуться в 2011 году. Более того, тогда от этой истории люди даже куски обшивки и теплозащитного покрытия могли оторвать . В том году корабль доставили из Химок в Жуковский, чтобы реставрировать и представить на МАКСе через пару лет.

«Буран» изнутри

Доставка «Бурана» из Химок в Жуковский

«Буран» на МАКСе, 2011 год, через месяц после начала реставрации

Несмотря на экономическую нецелесообразность, которую показала программа «Спейс Шаттл», США решили не отказываться от проектов по созданию многоразовых космических кораблей. В 1999 году НАСА вместе с Boeing начало разработку беспилотника X-37. Существуют версии , по которым аппарат предназначен для обкатки технологий будущих космических перехватчиков, способных выводить из строя другие аппараты. К такому мнению склоняются эксперты в США.

Аппарат совершил три полёта максимальной продолжительностью 674 суток. В данный момент он совершает четвёртый полёт, дата запуска - 20 мая 2015 года.

Орбитальная летающая лаборатория Boeing X-37 несёт массу полезного груза до 900 килограммов. По сравнению со «Спейс Шаттлом» и «Бураном», способными нести до 30 тонн при взлёта, Boeing - малыш. Но у него и цели другие. Начало положил австрийский физик Эйген Зенгер, когда в 1934 году приступил к разработке дальнего ракетного бомбардировщика. Проект закрыли, вспомнив о нём в 1944 году, к концу Второй мировой войны, но спасать Германию от поражения с помощью такого бомбардировщика было поздно. В октябре 1957 года идею продолжили американцы, запустив программу X-20 Dyna-Soar.

Орбитальный самолёт X-20 был способен после выхода на суборбитальную траекторию нырнуть в атмосферу до высоты 40-60 километров с целью сделать фото или сбросить бомбу, после чего вернуться в космос на подъёмной силе от крыльев.

Проект закрыли в 1963 году в пользу гражданской программы Gemini и военного проекта орбитальной станции MOL.

Ракеты-носители Titan для вывода X-20 на орбиту

Макет X-20

В СССР в 1969 году начали строить «БОР» - беспилотный орбитальный ракетоплан. Первый пуск провели без теплозащиты, из-за чего аппарат сгорел. Второй ракетоплан разбился из-за нераскрывшихся парашютов после успешного торможения об атмосферу. В следующих пяти пусков только один раз БОР не вышел на орбиту. Несмотря на потери аппаратов, каждый новый старт приносил важные для дальнейшей разработки данные. С помощью БОР-4 в 1980-х годах тестировали теплозащиту для будущего «Бурана».

В рамках программы «Спираль», для которой строили «БОР», предполагалось разработать самолёт-разгонник, который бы поднимался на высоту 30 километров на скорости до 6 скоростей звука, чтобы вывести орбитальный аппарат на орбиту. Эта часть программы не состоялась. Минобороны требовала аналог американского шаттла, так что силы бросили на «Буран».

БОР-4

Если советский «Буран» был частично скопирован с американского «Спейс Шаттла», то в случае с «Dream Chaser» всё произошло с точностью до наоборот: заброшенный проект «БОР», а именно ракетоплан версии «БОР-4», стал основой для создания многоразового космического корабля от компании SpaceDev. Вернее, «Space Chaser» основан на скопированном орбитальном самолёте HL-20.

Работы над «Бегущим за мечтой» начались в 2004 году, а в 2007 году SpaceDev договорились с United Launch Alliance об использовании для запуска ракет «Атлас-5». Первые успешные испытания в аэродинамической трубе прошли в 2012 году. Первый лётный прототип сбросили с вертолёта с высоты 3,8 километра 26 октября 2013 года.

Грузовая версия корабля по планам конструкторов сможет доставлять на Международную космическую станцию до 5,5 тонн, а возвращать до 1,75 тонны.

Свой вариант многоразовой системы в 1985 году начали разрабатывать немцы - проект назывался «Зенгер». В 1995 году, после разработки двигателя, проект закрыли, так как он дал бы выгоду только в 10-30% по сравнению с европейской ракетой-носителем «Ариан 5».

Летательный аппарат HL-20

«Dream Chaser»

На смену одноразовым «Союзам» в России с 2000 годов начали разрабатывать многоцелевой космический корабль «Клипер». Система стала промежуточным звеном между крылатыми шаттлами и баллистической капсулой «Союза». В 2005 году в целях сотрудничества с Европейским космическим агентством была представлена новая версия - крылатый «Клипер».

Аппарат может выводить на орбиту 6 человек и до 700 килограммов груза, то есть превосходит по этим параметрам «Союз» в два раза. На данный момент нет информации о том, что работа проекта продолжается. Вместо этого в новостях пишут о новом многоразовом корабле – «Федерация».

Многоцелевой космический корабль «Клипер»

Пилотируемый транспортный корабль «Федерация» должен придти на смену пилотируемым «Союзам» и грузовикам «Прогрессам». Его планируют использовать в том числе для . Первый запуск запланирован на 2019 год. В автономном полёте аппарат должен будет способен находиться до 40 суток, а при стыковке с орбитальной станции он сможет работать до 1 года. На данный момент завершена разработка эскизного и технического проектов, идёт разработка рабочей документации по созданию корабля первого этапа.

Система состоит из двух основных модулей: возвращаемого аппарата и двигательного отсека. В работе применят идеи, которые ранее использовали для «Клипера». Корабль сможет доставлять до 6 человек на орбиту и до 4 человек на Луну.

Параметры аппарата «Федерация»

Одним из самых заметных в СМИ на данный момент многоразовых проектов являются разработки SpaceX - транспортный корабль Dragon V2 и ракета-носитель Falcon 9.

Falcon 9 является частично возвращаемым аппаратом. Ракета-носитель состоит из двух ступеней, первая из которых имеет систему для

История космических челноков началась в 1967 году, до первого пилотируемого полёта по программе «Аполлон». 30 октября 1968 года НАСА обратилось к американским космическим компания с предложением проработать многоразовую космическую систему с целью снижения затрат на каждый пуск и на каждый килограмм полезного груза, выведенного на орбиту.

Финальные требования к кораблю выглядели так:

Грузовой отсек 4,5х18,2 метра
Возможность горизонтального маневра на 2000 км (маневр самолета в горизонтальной плоскости)
Грузоподъёмность 30 тонн на низкую околоземную орбиту, 18 тонн на полярную орбиту

Первым прототипом «Спейс Шаттла» стал «Энтерпрайз», названный так в честь корабля из сериала «Звёздный путь». Корабль проверяли на аэродинамичность и тестировали на способность приземлиться при планировании. В космос первым отправилась «Колумбия» 12 апреля 1981 года. Фактически это тоже был испытательный пуск, хотя при этом на борту находился экипаж в составе двух астронавтов: командира Джона Янга и пилота Роберта Криппена. Тогда всё сложилось удачно. К сожалению, именно этот шаттл потерпел крушение в 2003 году с семью членами экипажа, на 28 пуске. Такая же судьба была у «Челленджера» - он выдержал 9 пусков, а на десятом - потерпел крушение. 7 членов экипажа погибли.

Хотя НАСА в 1985 году планировали по 24 запуска ежегодно, за 30 лет использования шаттлов они взлетали и вернулись 135 раз. Два из них - неудачно. Рекордсменом по количеству пусков стал шаттл «Дискавери» - он пережил 39 стартов. «Атлантис» выдержал 33 пуска, «Колумбия» - 28, «Индевор» - 25 и «Челленджер» - 10.

«Челленджер», 1983 год

Шаттлы «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор» использовались для доставки грузов на Международную космическую станцию и на станцию «Мир».

Стоимость доставки грузов на орбиту в случае со Спейс шаттлами оказалась самой высокой за всю историю космонавтики. Каждый пуск стоил от 500 миллионов до 1,3 миллиардов долларов, каждый килограмм - от 13 до 17 тысяч долларов. Для сравнения, одноразовая ракета-носитель «Союз» способна выводить в космос грузы по цене до 25 тысяч долларов за килограмм. Программа «Спейс Шаттл» планировалась как самоокупаемая, но в итоге стала одной из самых убыточных.

Шаттл «Атлантис», готовый к экспедиции STS-129 по доставке оборудования, материалов и запчастей на Международную космическую станцию. Ноябрь 2009 года

Последний полёт по программе «Спейс Шаттл» состоялся в 2011 году. 21 июля того года Землю вернулся «Атлантис». Последняя посадка «Атлантиса» ознаменовала собой конец целой эпохи. Подробно о том, что планировали, и что получилось в программе «Спейс Шаттл», читайте в этой статье.

Разработка многоразовой космической системы началась в апреле 1973 года. Сама идея имела множество сторонников и противников. Руководитель института Минобороны по военному космосу подстраховался и сделал сразу два отчёта - в пользу и против программы, и оба эти отчёта оказались на столе Д. Ф. Устинова, Министра обороны СССР. Он связался с Валентином Глушко, ответственным за программу, но тот отправил на встречу вместо себя своего сотрудника в «Энергомаше» - Валерия Бурдакова. После разговора на тему военных возможностей «Спейс Шаттла» и советского аналога, Устинов подготовил ршение, по которому разработка многоразового космического корабля получила самый высокий приоритет. За создание корабля принялось созданное для этих целей НПО «Молния».

К сожалению, первый полёт «Бурана» стал последним. В 1990 году работу приостановили, а в 1993 - полностью закрыли.

К истории вы могли прикоснуться в 2011 году. Более того, тогда от этой истории люди даже куски обшивки и теплозащитного покрытия могли оторвать. В том году корабль доставили из Химок в Жуковский, чтобы реставрировать и представить на МАКСе через пару лет.

«Буран» изнутри

Доставка «Бурана» из Химок в Жуковский

«Буран» на МАКСе, 2011 год, через месяц после начала реставрации

Несмотря на экономическую нецелесообразность, которую показала программа «Спейс Шаттл», США решили не отказываться от проектов по созданию многоразовых космических кораблей. В 1999 году НАСА вместе с Boeing начало разработку беспилотника X-37. Существуют версии, по которым аппарат предназначен для обкатки технологий будущих космических перехватчиков, способных выводить из строя другие аппараты. К такому мнению склоняются эксперты в США.

Орбитальная летающая лаборатория Boeing X-37 несёт массу полезного груза до 900 килограммов. По сравнению со «Спейс Шаттлом» и «Бураном», способными нести до 30 тонн при взлёта, Boeing - малыш. Но у него и цели другие. Начало минишаттлам положил австрийский физик Эйген Зенгер, когда в 1934 году приступил к разработке дальнего ракетного бомбардировщика. Проект закрыли, вспомнив о нём в 1944 году, к концу Второй мировой войны, но спасать Германию от поражения с помощью такого бомбардировщика было поздно. В октябре 1957 года идею продолжили американцы, запустив программу X-20 Dyna-Soar.

Проект закрыли в 1963 году в пользу гражданской программы Gemini и военного проекта орбитальной станции MOL.

Ракеты-носители Titan для вывода X-20 на орбиту

Макет X-20

БОР-4

Летательный аппарат HL-20

«Dream Chaser»

Многоцелевой космический корабль «Клипер»

Пилотируемый транспортный корабль «Федерация» должен придти на смену пилотируемым «Союзам» и грузовикам «Прогрессам». Его планируют использовать в том числе для полёта на Луну. Первый запуск запланирован на 2019 год. В автономном полёте аппарат должен будет способен находиться до 40 суток, а при стыковке с орбитальной станции он сможет работать до 1 года. На данный момент завершена разработка эскизного и технического проектов, идёт разработка рабочей документации по созданию корабля первого этапа.

Параметры аппарата «Федерация»

Falcon 9 является частично возвращаемым аппаратом. Ракета-носитель состоит из двух ступеней, первая из которых имеет систему для возврата и вертикального приземления на посадочную площадку. Последний запуск не был удачным - 1 сентября 2016 года произошла авария.

Многоразовый пилотируемый корабль Dragon V2 сейчас готовят к тестированию на безопасность для астронавтов. В 2017 году планируют провести беспилотный запуск аппарата на ракете Falcon 9.

Многоразовый пилотируемый корабль Dragon V2

В рамках подготовки к полёту экспедиции на Марс в США разработали многоразовый космический корабль Orion. Сборку корабля завершили в 2014 году. Первый беспилотный полёт аппарата состоялся 5 декабря 2014 года и прошёл успешно. Теперь НАСА готовится к дальнейшим пускам, в том числе с экипажем.

Авиация, как правило, подразумевает многоразовое использование летательных аппаратов. Таким же свойством в будущем должны будут обладать и космические аппараты, но для этого предстоит решить ряд проблем, включая экономические. Каждый запуск многоразового корабля должен выходить дешевле, чем строительство одноразового. Необходимо использовать такие материалы и технологии, которые позволят повторно запускать аппараты после минимального ремонта, а в идеале - вообще без ремонта. Возможно, космические корабли в будущем станут обладать одновременно как характеристиками ракеты, так и самолёта.

В последний раз самостоятельно отправило астронавтов на околоземную орбиту. После финальной миссии шаттла Atlantis с экипажем из четырех человек отправкой людей к Международной космической станции (МКС) занималась исключительно Россия. В распоряжении страны до сих пор имеются простые и надежные корабли серии «Союз», которые успешно летают в космос со времен СССР - с апреля 1967 года. Однако монополии России в качестве космического перевозчика скоро придет конец: на этот год НАСА с партнерами запланировали проведение серии ключевых испытаний аппаратов, которые сделают США безусловным лидером в пилотируемой космонавтике. Подробнее - в материале .

О возвращении программы пилотируемых полетов НАСА объявило в сентябре 2014 года. Тогда на специальной пресс-конференции глава НАСА, генерал-майор морской пехоты США в отставке Чарльз Болден назвал две компании, которые агентство выбрало для заключения многомиллиардного контракта на строительство пилотируемых многоразовых космических кораблей, предназначенных для доставки астронавтов к МКС. Победителями тендера стали и , которые представили проекты кораблей Dragon V2 и CST-100 (от Crew Space Transportation) соответственно. Общая стоимость работ по созданию аппаратов составила 2,6 миллиарда долларов для SpaceX и 4,2 миллиарда долларов для Boeing.

«Для НАСА и нации это был непростой, но наилучший выбор. Мы получили многочисленные предложения от наших аэрокосмических компаний. Высококвалифицированные американские фирмы, единые в желании вернуть отправку человека в космос с территории США, соревновались за то, чтобы служить нации и покончить с нашей зависимостью от России. Я приветствую их инновации, тяжелый труд и патриотизм», - сказал Болден. Выбор в пользу SpaceX и Boeing он объяснил успешным сотрудничеством агентства с этими частными компаниями и уверенностью НАСА в их соответствии высоким требованиям агентства.

Главным конкурентом SpaceX и Boeing считалась компания Sierra Nevada, которая предлагала НАСА летать к МКС на глубоко модернизированной версии орбитального самолета HL-20 - корабле Dream Chaser. Причины, по которым НАСА выбрало именно SpaceX и Boeing, а также распределение между ними финансирования очевидны: агентство больше доверяет крупным и надежным партнерам и вместе с тем приветствует здоровую конкуренцию со стороны молодых и перспективных компаний. С аэрокосмическим и оборонным гигантом Lockheed Martin агентство не заключило контракт, поскольку компания уже работала над марсианским кораблем Orion. Расширять сотрудничество с Orbital ATK (тогда - Orbital Sciences) в НАСА тоже не стали, поскольку к МКС уже летали ее грузовики Cygnus.

«Для грузового транспорта SpaceX выиграла двенадцать миссий (в настоящее время к МКС летает грузовая версия Dragon - прим. «Ленты.ру» ), а Orbital - восемь. Денежная премия Orbital выше, хотя у них меньше миссий, поскольку НАСА не хочет зависеть от одного источника. Для пилотируемого полета, как я ожидаю, будут выбраны Boeing или Lockheed, которые выиграют большую часть финансирования, а мы, надеюсь, будем вторыми», - так в июне 2010 года оценивал перспективы компании SpaceX ее глава . Как стало известно через четыре года, он не ошибся.

Выбор НАСА в качестве основных партнеров для пилотируемых миссий к МКС SpaceX и Boeing привел к тому, что в 2014 году из Sierra Nevada, безуспешно пытавшейся в судебном порядке оспорить результаты тендера, было уволено около ста сотрудников, работающих над Dream Chaser. Со своей стороны агентство пообещало всяческую поддержку этой молодой компании, но не в рамках программы пилотируемых полетов. Тогда же, в 2014 году, американцы полагали, что уже к 2017-му астронавты будут отправляться на МКС исключительно с территории США, без помощи российской стороны. Взятые на себя обязательства компании SpaceX и Boeing, как показало время, выполняют, но примерно с годовым отставанием.

Аппарат Dragon V2 является глубоко модернизированной версией грузовика Dragon, успешно летающего к МКС. Корабль имеет практически моноблочную конструкцию, в грузопассажирском режиме позволяющую, вместе с полезной нагрузкой в 2,5 тонны, отправлять к МКС до четырех человек. В пассажирском режиме корабль берет на борт до семи человек. В 2017 году SpaceX планирует завершить производство трех кораблей Dragon V2, один из них в ноябре должен совершить первый тестовый беспилотный полет к МКС. Аппарат, как ожидается, состыкуется со станцией и покинет ее спустя 30 суток.

Внутреннее пространство Dragon V2 организовано, по словам SpaceX, с максимально возможным удобством для экипажа. Кресла пилотов выполнены из углеродного волокна высшего качества с отделкой из алькантары. В капсуле для астронавтов четыре окна с видом на внешнее пространство. На специальной панели члены экипажа Dragon V2 смогут в режиме реального времени отслеживать состояние космического корабля во время полета. Также астронавты получат возможность вручную настраивать температуру на борту корабля (в пределах от 15 до 26 градусов Цельсия). На случай внештатных ситуаций предусмотрена система эвакуации.

Первому полету Dragon V2 будут предшествовать огневые испытания двигателей Draco и SuperDraco. Последние распечатываются на трехмерном принтере и устанавливаются в качестве элементов спасательной системы и для управляемой посадки корабля. Также SpaceX испытает специальный скафандр, позволяющий астронавтам выдержать нагрузки в случае разгерметизации пассажирской капсулы Dragon V2. Аналогичную опцию для своего костюма в 2017 году сделает Boeing. Аппараты Dragon V2 и CST-100 будут приземляться при помощи парашютов - необходимые для этого системы испытают в этом году.

Пуск Dragon V2 будет осуществляться при помощи ракеты среднего класса Falcon 9 со стартового комплекса SLC-39 в Кеннеди (Флорида), откуда ранее в космос отправлялись миссии Space Shuttle и Apollo. Пилотируемая 14-дневная миссия Dragon V2 (с двумя астронавтами на борту) запланирована на май 2018 года. В интересах SpaceX выдержать заявленные сроки, поскольку именно финансирование НАСА разработок грузовых и пилотируемых кораблей позволило компании избежать участи Sierra Nevada; Boeing это касается в меньшей степени.

Аэрокосмический гигант перенес первый тестовый и беспилотный полет CST-100 с декабря 2017-го на июнь 2018-го. После этого в августе того же года должен состояться пилотируемый полет корабля Boeing с экипажем из двух человек. Как и Dragon V2, корабль CST-100 способен доставлять на околоземную орбиту до семи человек. Корабль, получивший название Starliner, как и Dragon V2, будет проходить предстартовую подготовку в Космическом центре Кеннеди. Запуски Starliner будут проводиться с тяжелой ракеты Atlas V с площадки 41-го космодрома на мысе Канаверал, а в случае необходимости - на носителях Delta IV и Falcon 9, а также создаваемой ракеты Vulcan.

Причины, по которым компании SpaceX и Boeing отложили первые пуски разрабатываемых кораблей, принципиально отличаются друг от друга. Первая компания, в отличие от второй, располагает значительно более скромными ресурсами, которые отчасти потребовалось задействовать для выяснения и устранения причин, приведших к аварии Falcon 9 в сентябре 2016 года. Тогда эксперты из НАСА раскритиковали SpaceX из-за заправки ракеты за полчаса до старта. Это означает, что в случае нештатной ситуации при заправке топливом Falcon 9 астронавты будут находиться уже в головной части ракеты, а не на безопасном от нее расстоянии. Именно на минимизацию возможных рисков SpaceX и потратила так много времени.космодрома Sea Launch .

Даже если Boeing не успеет в заявленные сроки подготовить CST-100, свои обязательства перед НАСА компания, скорее всего, выполнит в полном объеме. Агентство уже проявило заинтересованность в приобретении у Boeing двух кресел на «Союзах» на осень 2017-го и весну 2018-го и трех - на 2019 год. такие рокировки тоже выгодны в связи с планируемым временным сокращением численности российского сегмента МКС с трех до двух человек.

Трудности, с которыми сталкиваются партнеры НАСА по пилотируемой космонавтике, по всей видимости успешно разрешаются и носят рабочий характер. Можно быть уверенным, что страна, шесть раз высаживавшая людей на Луне и отправившая на Марс тонный ровер, справится и с этими задачами. В конечном итоге через год-два в распоряжении США будет парк космических кораблей, состоящий как минимум из грузовых Dragon и Cygnus, пилотируемых околоземных Dragon V2 и CST-100, а также лунно-марсианского Orion (его тоже можно использовать для полетов к МКС, но нецелесообразно - слишком дорого). Это обеспечит не только независимость США от российских «Союзов» и их готовящейся замены - кораблей «Федерация», но и обеспечит внутринациональную конкуренцию между как минимум четырьмя космическими компаниями.