На смену «Союзам»

Как ни парадоксально, но для пилотируемых полетов в космос в настоящее время используются корабли, концептуально разработанные в 70-е и даже 60-е годы ХХ века. Это утверждение справедливо как для российских «Союзов», проектирование которых началось еще при жизни С.П. Королева, так и для американских «Шаттлов», чья эксплуатация завершится в декабре нынешнего года.  Даже последние по времени КК КНР, по сути, представляют собой одну из нереализованных модификаций российского корабля.

По сведениям корпорации, максимальный диаметр возвращаемого аппарата равен 4,4 метра, что вдвое превосходит диаметр корабля «Союз

В течение следующих пяти–шести лет (а скорее всего, дольше), КК «Союз», пусть и в обновленной версии «ТММ», останется единственной космической транспортной системой, позволяющей доставить человека с Земли на орбиту и обратно. Предполагается, что по истечении этого срока в США будет введен в эксплуатацию КК Orion, на разработку которого уже потрачены огромные средства.  Таким образом, США полностью обновят свой пилотируемый космический флот. Стремится к этому и Россия.

Сведения о разработке в СССР нового космического корабля (отличного от тяжелой транспортной системы «Буран») стали просачиваться в западные СМИ еще в середине 1980-х годов. Тогда никто не сомневался, что перспективная система будет многоразовой, на основе схемы корабля с несущим крылом, что было трендом эпохи. В те годы было заявлено немало проектов, по некоторым из которых были проведены достаточно серьезные НИОКР. Таковы были проекты HOTOL от британской ВАЕ или Hermes Европейского космического агентства.

Собственно такая система действительно разрабатывалась в СССР в ходе программ БОР и «Спираль» и изначально имела выраженную военную направленность. Были построены и испытаны пилотируемые аэродинамические макеты таких кораблей, состоялось несколько пусков беспилотных макетов.

В конце концов, к 2003 году группой ученых во главе с академиком Юрием Семёновым была предложена концепция транспортной системы под названием «Клипер», основополагающим элементом которой была многоразовая возвращаемая капсула, способная совершать аэродинамические маневры в атмосфере на участке спуска благодаря развитому крылу, которое, впрочем, скоро редуцировалось до несущего корпуса. 

Космические корабли типа «челнок» оказались слишком дорогими для современной космонавтики (фото: ИТАР-ТАСС)

Отказ от крыла был сопряжен с тем, что к началу нового века мода поменялась: теперь крыло и возможность аэродинамического маневра рассматривались не как средство обеспечения многоразовости корабля – уже к середине 1990-х стало понятно, что при существующей интенсивности пусков и характере выводимой нагрузки пилотируемые многоразовые корабли экономически не оправданы (по крайней мере, тяжелые).

Тренд сменился: вместо дорогих многоразовых кораблей потребовались дешевые (экономически эффективные) одноразовые системы.

Теперь возможность маневрирования тем или иным способом в атмосфере Земли стала рассматриваться в рамках системы обеспечения безопасности экипажа на всех участках полета. При взлете маневрирующая капсула может отделиться от аварийного носителя и совершить посадку в безопасном месте. При нахождении на орбите свобода маневра позволяет экстренно прекратить полет в практически любой ее точке и безопасно спуститься на выбранную площадку. Соответственно, при спуске в атмосфере Земли управляемый корабль способен приземлиться в назначенную зону с точностью в несколько метров, а не в десятки км, как сейчас. Повышенная точность посадки позволяет сократить наряд сил поисково-эвакуационной службы с десятков единиц техники (вертолеты, самолеты, вездеходы) до нескольких единиц, что, понятно, снижает эксплуатационные расходы.

Тендер на разработку преемника «Союза» был проведен в 2006 году, однако победителя он не выявил. Несмотря на удачную концепцию, работы по «Клиперу» к тому времени находились лишь в стадии эскизного проектирования, и принимать сырой проект было неразумно, хотя работы по этому кораблю было рекомендовано продолжить.

Однако при промежуточной оценке состояния работ по проектам перспективного КК весной 2008 года выяснилось, что прогресс по «Клиперу» по сравнению с предыдущим периодом оказался незначительным, во многом из-за недостаточного финансирования.  Более проработанный проект был предоставлен РКК «Энергия» благодаря тому, что корпорация вела разработки отчасти на собственные средства, получаемые от коммерческих пусков. В результате в 2009 году стал победителем в тендере проект «Энергии» – пилотируемый космический корабль (КК) нового поколения.

Президент РКК «Энергия» Виталий Лопота (фото: ИТАР-ТАСС)

Несмотря на ранние заявления Лопоты о желательности орбитального и атмосферного маневров, сделанные им в интервью «Российской газете» в феврале 2008 года, для перспективного корабля была в итоге принята капсульная схема.

«Космический корабль будет таким, каким позволяет ему быть окружающая среда. Очень хотелось бы иметь космический корабль с крыльями. Но когда мы влетаем в атмосферу с первой космической скоростью, а это 7,8 километра в секунду, что примерно в десять раз выше скорости пули, то корпус корабля разогревается до температуры 2,5 тысячи градусов. Ни одно устройство или существо, летающее в атмосфере, не проходит таких условий. Поэтому мы вынуждены думать о том, как пройти это состояние, чтобы при этом иметь максимальное аэродинамическое качество, и отказаться от крыльев», – отмечал Лопота в марте 2010 года.  Тогда же президент РКК заявил, что для корабля будет принята реактивная система мягкой вертикальной посадки с использованием тяги посадочных двигателей. Однако в озвученном в понедельник заявлении Лопота уточнил: парашютами корабль все-таки оснастят. Планируется, что парашют будет раскрываться на нижнем участке спуска корабля и работать вместе с реактивными двигателями.

«Отказ от использования только реактивных двигателей для посадки связан с тем, что в некоторых районах приземления корабля на территории России сильно пересеченная местность и во всех случаях должна быть гарантирована безопасность посадки. Поэтому на новом корабле будет использоваться парашютно-реактивная система посадки. Точность посадки улучшится до двух километров вместо 20 километров, как у «Союзов», – сказал он, передает РИА «Новости».  Непонятно, сохранится ли при этом возможность использовать капсулу повторно до 10 раз, как было заявлено ранее на официальном сайте корпорации, или от этой возможности на данном этапе отказались.

Очевидно, что на самом деле введение комбинированной системы посадки связано со стремлением удешевить систему. Так, летом этого года в ходе визита на Байконур президент РКК уже заявлял, что перспективный корабль будет стоить в три раза меньше, чем американский Orion, имея в виду, по всей видимости, общую стоимость программы до выхода первого летного образца.

По сведениям корпорации, максимальный диаметр возвращаемого аппарата равен 4,4 метра, что вдвое превосходит диаметр корабля «Союз». Источником навигационной информации станет новая аппаратура управления движением, сочетающая приемники системы ГЛОНАСС с высокоточными гироскопическими и оптическими датчиками. Установка оборудования для связи через спутники-ретрансляторы позволит проводить сеансы связи в любой момент времени, а не только при пролете над наземными пунктами.

Для перспективной пилотируемой транспортной системы (ППТС) принято модульное построение базового корабля в виде функционально законченных элементов –  возвращаемого аппарата и двигательного отсека. В возвращаемом аппарате разместится экипаж численностью до шести человек, при этом одновременно могут транспортироваться на орбиту и возвращаться на Землю вместе с грузами массой до полутонны.

Что касается сроков реализации программы, то согласно оптимистичным заявлениям Лопоты, в беспилотном варианте он может быть испытан уже к 2015 году. Очевидно, что заявление привязано к официально озвученным планам ввода в эксплуатацию космодрома «Восточный». Однако, судя по тому, что в течение года сведения относительно технического облика корабля менялись несколько раз, можно предположить, что преемник «Союза» в настоящее время находится на стадии технического задания в целом и, возможно, технического проектирования по отдельным узлам и агрегатам. Поэтому к названным Лопотой срокам можно смело прибавить еще лет пять.