Путь в космос, который нам “по карману”

osvoenie kosmosaКосмическая эра человечества не насчитывает ещё
и полувека: первый искусственный спутник Земли был
запущен в Советском Союзе 4 октября 1957 г. Можно лишь удивляться, как быстро мы привыкли к тем новым возможностям, которые даёт нам космос. К спутниковой связи, к получению огромного количества разнообразной информации, которую обеспечивают, например, метеорологические спутники. Отказ от всего этого был бы, пожалуй, сравним с предложением вернуться от автомобильного к гужевому транспорту.

Нельзя не думать и о перспективах. Ресурсы Земли исчерпаемы. В том числе и пространственные. Между тем человек с доисторических времён стремился к территориальному расширению сферы своей деятельности: осваивал Мировой океан, открывал и обживал всё новые неведомые ему земли. Сегодня на планете не осталось неоткрытых островов. Дальнейший путь ведёт в космос. Там и пространство, и ресурсы солнечной энергии, и – в дальней перспективе – ресурсы недр Луны и других планет.
Есть ещё и ресурсы технологического порядка. Глубокий вакуум и невесомость обеспечивают идеальные условия, например, для выращивания высокой однородности кристаллов, необходимых электронной промышленности, производства высококачественных лекарств, выплавки металлических сплавов с уникальными свойствами.

Можно назвать, в частности, алюминиево-литиевый. Плотность алюминия – 2,7, лития – чуть более 0,5 г/см3, он вдвое легче воды. Сплав получается весьма лёгким, но в то же время не уступающим по прочности ныне применяющимся алюминиевым. Для строительства самолётов, космических аппаратов, для многих других конструкций это – мечта! На Земле получить его чрезвычайно трудно: разница удельных весов препятствует равномерному перемешиванию компонентов. Невесомость снимает эту проблему. Кстати, энергию, необходимую для космических производств, можно будет получать здесь же, на орбите, развернув сеть солнечно-энергетических установок с плёночными концентраторами километровых размеров. Простор для их размещения здесь широк.
Реальность космических производств доказана многочисленными экспериментами, которые проводились в ходе полётов советских космических кораблей. По их итогам написаны весомые тома технических отчётов, опубликованы статьи в специальных изданиях. Всё это – прочная основа для проектировщиков будущих заводов на орбите.
Однако же освоение космоса – дело весьма дорогое. Американцы подсчитали, что стоимость вывода на околоземную орбиту одного килограмма полезного груза составляет от
11 до 22 тыс. долл. США. При сегодняшнем экономическом положении России широкое освоение космоса становится нам “не по карману”. (О плачевной ситуации с запуском, например, метеорологических спутников было рассказано в беседе с заместителем руководителя Росгидромета В.Н. Дядюченко – см. “Природно-ресурсные ведомости” № 4(59), февраль 2001 г.) Но можно ли мириться с этим? Вспомним давнее хвастливое высказывание англичан: “Британия – владычица морей”. Именно это владычество вывело, в общем, небогатое собственными ресурсами островное государство в разряд ведущих мировых держав. Флот позволял выкачивать богатства из заморских колоний. Сегодня “владыками космоса” стремятся стать США.
Может ли Россия в сегодняшнем её положении сохранить завоёванный во времена Советского Союза статус ведущей космической державы? Что надо сделать для этого? Об этом наш разговор с заместителем директора ЗАО “Воздушно-космическая техника” Анатолием Григорьевичем КОРОЛЁВЫМ.
– Прежде всего посмотрим, из чего складывается стоимость выведения груза на орбиту. Ракета-носитель – огромный и сложнейший, а потому весьма дорогостоящий летательный аппарат. О сложности приборной “начинки” можно судить по тому, что подготовка к старту занимает недели: надо проверить все бортовые системы, чтобы не было отказов, ведущих к аварии. Между тем и сама ракета, и хлопоты вокруг её запуска – всё это ради одного-единственного её полета. На орбиту выводится лишь тот самый “полезный груз” – пилотируемый корабль с экипажем, или грузовой, или беспилотный спутник с автоматической аппаратурой. Блоки ракетных ступеней, выполнив свою задачу, падают на Землю вдоль трассы полёта или сгорают в атмосфере.

Отсюда следует, что резко удешевить дорогу в космос может лишь переход к многоразовым летательным аппаратам:
– Но ведь американцы уже давно эксплуатируют многоразовые космические “челноки” – шаттлы. У нас также был создан и успешно испытан “Буран”:
– И в том, и в другом случаях возвращаются на Землю лишь космические корабли. На орбиту же они выводятся точно так же, как и невозвращаемые спутники – многоступенчатой и одноразовой ракетой-носителем. Речь же идёт о другом, о необходимости создать летательный аппарат, способный вернуться домой целым и невредимым – как морской корабль к родному причалу, как самолёт на свой аэродром. Тогда и подготовка его к следующему полёту будет занимать время, сравнимое с подготовкой самолёта к очередному рейсу: ведь работоспособность всех систем его уже проверена в предыдущем.
Осваивать космос необходимо. Но сегодня дело это дорогое. Максимальное удешевление полётов – задача не умозрительная, а насущная. Путь её решения видится именно в переходе от одноразовых ракет-носителей к многократно используемым космическим кораблям. К этому выводу приходят и американцы. У них уже с 1996 г. компания “Локхид Мартин” по государственному заданию ведёт разработку проекта одноступенчатого воздушно-космического аппарата – самолёта вертикального взлёта и посадки, приспособленного для орбитальных полётов. Будущий аппарат получил имя “Венчур стар”, что можно, пожалуй, перевести как “Отважная звезда”.

Стоимость осуществления проекта первоначально оценивалась в 6-12 млрд. долл., но позднее верхний предел был увеличен даже до 36 млрд. долл. Предполагается, что уже в 2004 г. можно будет начать лётные испытания аппарата. Рабочая эксплуатация таких машин позволит, как предполагают авторы проекта, снизить стоимость выведения на орбиту килограмма полезного груза до 2200 долл., что в пять-десять раз ниже нынешней.
Американцы считают, что здесь у них нет конкурентов. Имеющие определённый космический опыт страны европейского сообщества, а также Япония, Индия и Китай пока не имеют достаточно развитой инфраструктуры, позволяющей рассчитывать на успех столь сложного дела. Россия на сегодня также не принимается во внимание в силу её нынешних финансово-экономических трудностей. Несмотря на такое монопольное, казалось бы, положение, США спешат. Ведь флот многоразовых воздушно-космических кораблей будет способен обеспечить стратегическое господство в космосе. Прежде всего в этом заинтересованы военные. Но не только. Например, развёртывание в космическом пространстве системы спутников по проекту “Майкрософт” позволит США фактически монополизировать сферу информационных технологий и средств коммуникаций. Имеются в виду и монопольное развитие экономически выгодных космических производств, а также создание юридических прецедентов, связанных с разграничением зон влияния в околоземном космическом пространстве, на поверхности и в недрах небесных тел. По сути, мыслится колониальный раздел космоса при главенствующей, даже подавляющей роли США.
Однако же о разрабатываемом американцами проекте воздушно-космического аппарата А.Г. Королёв отзывается скептически:
– На орбиту этот аппарат поднимут семь модифицированных ракетных двигателей, работающих на жидких водороде (горючее) и кислороде (окислитель). Из 970 т стартовой массы корабля 876 т приходится на расходуемое в полёте топливо. Это – слабое с точки зрения экономичности место. Масса полезного груза, который можно будет поднять на орбиту высотой 200 км, – 20 т, на более высокую, 450 км, – чуть более
11 т. Принципиальных новшеств в проекте нет. Многоразовое использование корабля достигается “лобовой атакой” – за счёт предельно возможного совершенствования конструкций, применения новейших материалов и высочайших технологий производства. Отсюда и умопомрачительная, если сопоставить с российским бюджетом, стоимость реализации проекта. Мы же предлагаем иной путь, который обещает многократно снизить затраты за счёт относительной простоты конструкции и возможности использования освоенных отечественной промышленностью технологических методов и материалов.
“Мы” – это представляемый им коллектив инженеров-энтузиастов, создавших ЗАО “Воздушно-космическая техника”.

У каждого из них за плечами немалый опыт работы в космической отрасли. Тогда ещё были, что называется, выношены принципиальные подходы к решению поставленной сейчас задачи, в порядке творческой инициативы проведены теоретические и частично экспериментальные исследования.
Анатолий Григорьевич рассказывает, что сделано сегодня:
– Нами разработана концепция многоразового одноступенчатого воздушно-космического корабля с комбинированной двигательной установкой. Последняя соединяет ракетные двигатели, работающие на метане и жидком кислороде, и гиперзвуковые воздушно-реактивные двигатели. Последние позволяют резко сократить бортовые запасы окислителя. Принципиальной конструктивной особенностью их является применение безэлектродных средств магнитогидродинамики, которые обеспечат безотказную работу на высоких, в 10-20 раз превышающих звуковую, скоростях полёта. Магнитогидродинамические эффекты будут обеспечивать и теплозащиту конструкций корабля при прохождении им плотных слоёв атмосферы.
Пространное описание технических подробностей будет, наверное, утомительным для читателя-неспециалиста, да и авторы по понятным причинам не хотят открывать свои секреты. Можно лишь обрисовать облик корабля. Принципы, заложенные в основу работы двигательной установки, диктуют ему форму кольца – достаточно высокого, однако же в сравнении с многоэтажной космической ракетой значительно более удобного для наземного обслуживающего персонала. Диаметр кольца зависит от назначения корабля. Возможен даже стометровый и более, если предполагается его использование в качестве долговременной космической станции. Существенно меньшие габариты будет иметь базовая модификация – воздушно-космический корабль для регулярных грузопассажирских полётов по маршруту Земля – орбитальная станция, который может взять на борт 16 пассажиров или около 10 т полезного груза. Предполагается, что ресурс аппарата позволит совершить не менее ста полётов на орбиту, причём время межполётного обслуживания будет составлять не более 12 часов. Оснащение корабля ядерно-энергетической установкой, что может быть сделано в более отдалённой перспективе, позволит совершать многократные полёты не только на любой высоты околоземные орбиты, но и на орбиты вокруг Луны.
Ещё одна модификация, осуществление которой может иметь земное предназначение. Это гиперзвуковой летательный аппарат для доставки людей и грузов в любую точку планеты по эллиптической траектории, частично выходящей в околоземный космос. Такой перелёт займёт не более часа. (Вспомним, что Юрий Гагарин завершил околоземный виток за 90 минут.) Рассчитывается возможность создания аппарата, берущего на борт 300 пассажиров. По сути своей, это – шаг к безаэродромной авиации, к тому же практически всепогодной. Старт аппарата – вертикальный, а значит, отпадает надобность в протяжённой для современных авиалайнеров на километры взлётной полосе. Достаточно лишь соответствующей габаритам бетонной площадки. Мягкая посадка осуществляется в вертолётном режиме, что, кстати, позволит скорректировать возможные неточности траектории и точно приземлиться на ту же взлётно-посадочную площадку. Такого рода “ракетолёт” может оказаться незаменимым при освоении труднодоступных, отдалённых от развитой транспортной сети, мест. В нашей стране таковых до сих пор немало на севере Сибири, не говоря уже о наших полярных островах.
Стоимость осуществления проекта, предлагаемого ЗАО “Воздушно-космическая техника”, как считают специалисты, обойдётся на порядок дешевле, чем американского. Думается, это стране “по карману”. Затраты могут окупиться с лихвой и очень скоро. Ведь многократно используемые корабли позволят резко снизить стоимости космических полётов. Ожидаемая цена выведения на орбиту килограмма полезного груза будет составлять 200-500 долл., что в среднем не менее чем в сорок раз меньше сегодняшней и по крайней мере в
4,4 раза меньше той, которую предполагают достичь американцы в ходе эксплуатации своей “Отважной звезды”. Хочется надеяться, что проект получит государственную поддержку.

Роальд ФЁДОРОВ.