В мире

21 декабря 2019, 16:10

Почему США терпят неудачи в создании замены российским «Союзам»

Испытания американского космического корабля Starliner, похоже, идут не слишком успешно. А ведь в том числе с помощью этого проекта США пытаются вернуть себе возможность самостоятельно выводить человека в космос, без посредничества России. Как случилось, что заокеанская сверхдержава потеряла ключевые знания о важнейших космических технологиях?

Американский космический корабль Starliner, запущенный на орбиту в прошедшую пятницу, будет нештатно сведен с орбиты уже в это воскресенье. Это связано с неполадкой автоматического таймера, который неверно отсчитал продолжительность включения манёвренных двигателей корабля, в силу чего Starliner сжег непропорционально много топлива, а его штатная стыковка с МКС стала крайне маловероятной.

Дебютный запуск Starliner на орбиту стал серьезной проверкой для Boeing, который в настоящее время конкурирует с компанией SpaceX Илона Маска. Вот уже восемь лет США лишены возможности запускать астронавтов к МКС со своей территории. С 2014 года Boeing и SpaceX соперничают за контракт НАСА, который призван вернуть Америке околоземную орбиту. Сейчас астронавты могут летать на МКС только с помощью российских кораблей «Союз».

Пока что в соперничестве SpaceX формально вырвался на «полкорпуса вперёд»: в марте он осуществил успешный беспилотный полет своей капсулы Crew Dragon на МКС. Однако и это лидерство SpaceX тоже совсем не безоблачно: в апреле 2019 года слетавшая к МКС беспилотная капсула Crew Dragon взорвалась в ходе наземных испытаний системы аварийного спасения.

Так с чем же связаны столь частые ошибки и неудачи подрядчиков НАСА в деле возрождения американской пилотируемой космонавтики?

Инженерная археология

Интересный факт: на сегодняшний день ни одна из американских космических компаний не может воссоздать американскую лунную космическую ракету «Сатурн-5». Обычно это объясняется различными экономическими или технологическими причинами – мол, слишком дорого, устарело, да и не нужно в принципе. Хотя США сегодня делают новую тяжёлую ракету SLS, по своим параметрам и назначению во многом схожую с «Сатурном-5».

Однако, что странно, ровно такой же результат получается, когда на современном уровне пытаются повторить отдельные, казалось бы, достаточно простые и понятные элементы «Сатурна-5». Например, ещё в 2007 году компанией Aerojet Rocketdyne был получен от НАСА контракт на воссоздание водородного ЖРД J-2, который в 1960-1970 годах использовался на двух верхних ступенях «Сатурна-5». На работы по созданию модифицированного ракетного двигателя J-2X было выделено без малого 1,2 млрд долларов США – однако их единственным результатом стала семилетняя возня на испытательных стендах Rocketdyne, в результате чего модифицированный J-2X так и не был создан.

В 2013 году эту программу тихонечко закрыли, а на перспективных американских ракетах, в том числе и на упомянутой SLS, решили использовать другой водородно-кислородный двигатель – RL10. Единственным преимуществом RL10 перед J-2X была не его цена или техническое совершенство – он просто был «в металле», а J-2X капризничал на стендах.

Подобная ситуация сложилась и при возвращении США к исследованию Марса с помощью автоматических аппаратов на его поверхности. В начале 1990 годов, когда в США начали готовить новую посадочную марсианскую миссию Mars Pathfinder, конструкторы решили проверить архивы программы «Викинг», в рамках которой всего лишь десятилетием ранее была осуществлена удачная посадка на Марс двух американских автоматических станций – «Викинг-1» и «Викинг-2». Каково же было удивление инженеров, когда они нашли в архивах только обрывочные сведения об использованных конструкциях, технологических решениях и испытаниях: как оказалось, большую часть информации разработчики «Викингов» держали у себя в головах. Благо, в отличие от создателей «Сатурна-5», в случае «Викингов» нужные «старожилы» все-таки нашлись и всё вспомнили: с помощью каких приёмов они успешно посадили на Марс автоматические станции всего лишь за пару десятилетий до запуска Mars Pathfinder.

Такие странности с потерей критически важной информации в современном сложном мире уже привычно называют «технологической амнезией», а процесс болезненного их восстановления – «инженерной археологией». Связано это с тем, что за прошедшие полвека и в США, и в России уже неоднократно менялась не просто инженерная школа – по факту в мире уже несколько раз пересматривался сам подход к созданию сложных технических систем. Конечно, некоторые методы или обозначения могут наследоваться десятилетиями, но в то же время многие существенные для проектирования концепции могут стремительно устаревать и выходить из употребления – и быть просто неизвестными новому поколению инженеров. Даже когда формально в документации вроде бы ничего не изменилось, часто меняются представления о том, что надо или не надо указывать в явном виде, что можно и нельзя предполагать заложенным в материалах или комплектующих.

При этом даже сплошная оцифровка документов докомпьютерной эпохи в процессе «инженерной археологии» помогает крайне плохо. Любой сложный технический документ надо не просто прочитать, не только понять, но и соотнести с теми задачами, которые стоят перед разрабатываемым проектом на текущем этапе – и учесть все это в новом решении. А вот это и является наиболее весомой проблемой, так как два последних шага уже требуют инженерного творчества, которое в чём-то сродни высокому искусству.

Получится ли у Boeing довести Starliner?

Отсюда понятно, почему у SpaceX и Boeing процесс создания их новых пилотируемых кораблей движется с таким количеством ошибок и неудач. В последний раз созданием пилотируемых капсул для астронавтов в США занимались ещё в середине 1960 годов, во время работы над лунной программой «Аполлон». После этого в США сосредоточились на космопланах – именно в такой компоновке были решены пилотируемые челноки Space Shuttle, закончившие свои полёты в 2011 году, и беспилотный аппарат Boeing X-37В, который до сих пор находится в эксплуатации.

От «Аполлонов» до Starliner и Crew Dragon сегодня лежит пропасть в целые полвека – и ещё немало «подводных камней» может возникнуть там, где, казалось бы, уже всё создано, придумано, пройдено, много раз испытано и... столь же успешно забыто. Наглядный пример: создаваемый сейчас в США одновременно со Starliner и Crew Dragon космический корабль «Орион» для программы освоения дальнего космоса – болтается в программе испытаний уже без малого с 2004 года, более 15 лет!

Одна из наиболее критичных проблем, которая важна для корабля дальних космических миссий – это создание теплозащитного экрана, способного выдерживать 2700 °С при возвращении на Землю против 1600 °С, до которых нагреваются экраны Starliner и Crew Dragon.

Решена она была только спустя десять лет после начала работ по «Ориону». Как оказалось, просто «взять и поставить» на «Орион» теплозащитный экран «Аполлона» было невозможно – трудности у новой команды конструкторов начались уже в момент создания нужного абляционного материала. В итоге проблемы с теплозащитой вроде бы побороли, только вот оконечное испытание этого экрана «Ориона» мы увидим не раньше 2020 года, в первом запуске новой мощной ракеты SLS, которая должна вывести космический корабль на высокоэллиптическую орбиту. Так как в тестовом пуске 2014 года «Орион» испытали всё-таки не на второй космической, а на промежуточной скорости возврата, составившей 8,9 км/c при входе в атмосферу Земли. Тогда «Орион» не сгорел, так что надежда на успех в беспилотном полёте в следующем году есть.

Судя по всему, дополнительные испытания предстоит пройти и в случае Starliner. НАСА, скорее всего, потребует от Boeing повторить беспилотный орбитальный испытательный полет, чтобы продемонстрировать полную программу испытаний Starliner, хотя это может существенно задержать график НАСА и увеличить общие расходы на возврат США к собственной пилотируемой космонавтике. При этом аналогичные проблемы сегодня стоят и перед инженерами SpaceX, у которых погиб Crew Dragon во время наземных испытаний. Взорвавшиеся двигатели критически важны в качестве системы аварийного спасения (САС) этого корабля – и их неполадки должны быть устранены до пилотируемого запуска Crew Dragon.

В любом случае и вне зависимости от того, насколько удачно совершит посадку Starliner в воскресенье, один момент уже очевиден – в том числе для российских конструкторов. Даже сделав что-то чудесное полвека назад, в современном мире ты не застрахован от ошибки или неудачи в ровно таком же начинании. Просто потому что «тогда» это делали твои родители, а «теперь» это делать приходится уже тебе, читая книги, инструкции и... думая самому.

Текст: Алексей Анпилогов

Вам может быть интересно

Иностранные браузеры стали блокировать сайты крупнейших банков России
Темы дня

Россия под Харьковом перерезает снабжение ВСУ в Славянске и Краматорске

Освобождение Белого Колодезя и Устиновки стало очередным этапом продвижения российских войск на Харьковском направлении. Помимо формирования буферной зоны, эти действия открывают возможность усилить давление на важнейшие маршруты снабжения ВСУ в ДНР. Насколько близко российская армия подошла к созданию угрозы для одного из ключевых логистических коридоров украинской группировки?

В Эстонии тянут руки к шедевру русского православия

Продать, демонтировать или превратить в «музей». Именно так звучит набор предложений, которые сегодня стали прямо высказывать представители эстонский властей по отношению к находящемуся в Таллине кафедральному собору Александра Невского. Что же до сих пор удерживает власти Эстонии от такого решения?

ФАС возбудила дело против Apple из-за отказа в предустановке Max и RuStore

Бундесвер развернул спецподразделение РЭБ у белорусской границы

Астрономы предупредили о солнечном затмении в Москве 12 августа

Новости

При подрыве на мине ВСУ в Энергодаре пострадали четыре сотрудника ЗАЭС

Украинские беспилотники дистанционно заминировали дороги в Энергодаре, из-за чего по пути на работу пострадали четыре специалиста атомной электростанции, сообщили в пресс-службе ЗАЭС.

Российские военные поразили четыре сухогруза с оружием для украинской армии

Вооруженные силы России нанесли успешные удары по судам в порту Николаева и акватории Черного моря, уничтожив доставленное для противника вооружение, сообщили в Минобороны.

Украинские беспилотники атаковали следовавшее в Россию турецкое торговое судно

Коммерческий сухогруз под флагом Камеруна, перевозивший свежие овощи и фрукты, подвергся нападению беспилотных аппаратов в акватории Черного моря.

Ганчев заявил об отступлении украинских войск на великобурлукском направлении

Российские военные успешно продвигаются в Харьковской области, заставляя противника отступать и провоцируя украинские власти на экстренные меры по пополнению личного состава.

На Украине предложили возродить бронепоезда

Депутат Верховной рады от политической партии «Слуга народа» Юрий Камельчук сообщил о вероятном запуске специальных бронированных поездов на Украине.

Эксперт спрогнозировал полное исчезновение топлива на украинских АЗС в августе

Острая нехватка горючего может привести к остановке работы автозаправочных комплексов на Украине уже в августе, сообщил топливный эксперт Дмитрий Леушкин.

Российские синхронистки выиграли золото на чемпионате Европы в Париже

Российские синхронистки одержали победу в произвольной программе командных соревнований на турнире по водным видам спорта во Франции.

Участниц «Тур де Франс» заподозрили в махинациях с размером груди

Несколько команд Мирового тура в женском велоспорте обратились к Международному союзу велосипедистов (UCI) с требованием усилить контроль за экипировкой спортсменок на индивидуальных гонках. Поводом стали подозрения, что некоторые велогонщицы используют специальные вставки в бюстгальтеры, чтобы изменить форму груди и получить преимущество за счет улучшения аэродинамики.

Уитакер: США не заключат к зиме с Украиной договор на производство ракет Patriot

Вашингтон и Киев не смогут договориться о лицензионном производстве ракет-перехватчиков для систем противовоздушной обороны к предстоящей зиме, сообщил постоянный представитель США при НАТО Мэттью Уитакер.

Самолет Cessna 182 пропал в Иркутской области

Легкомоторный самолет, патрулировавший лесные пожары в Бодайбинском районе Иркутской области, не вернулся на базу и перестал выходить на связь, сообщил губернатор региона Игорь Кобзев.

Зеленский уволил посла Украины в США Стефанишину

Глава киевского режима Владимир Зеленский подписал указ об освобождении Ольги Стефанишиной от должности чрезвычайного и полномочного посла Украины в США.

Россияне в июле резко увеличили запас наличных денег на руках

В июле прирост объема наличных средств в обращении у граждан и компаний ускорился почти в полтора раза, достигнув 643 млрд рублей.
Мнения

Игорь Караулов: Удобство маркетплейсов имеет свою цену

Отправной точкой для развития маркетплейсов стало вынужденное упрощение, обеднение социальной ткани. Платформенная модель продаж символически отчуждает товар от его реального продавца. Работник ПВЗ также не равен продавцу в традиционном магазине, его социальная роль проще.

Глеб Простаков: Как Россия ответит европейским пиратам XXI века

Мир движется к формированию нескольких параллельных систем морского судоходства с разными регуляторными режимами и различными уровнями юридической защиты. Россия, обладая собственным торговым флотом, развитой страховой инфраструктурой и военным потенциалом, имеет все необходимые ресурсы для эффективного судоходства в новой реальности.

Ольга Андреева: Смертная казнь – кровь на руках каждого

Против России сейчас ведется гибридная война, где в ход идут чисто террористические средства – от диверсий до спланированных убийств. Особенно острой стала дискуссия о высшей мере после страшного теракта в «Крокусе» в 2024 году.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы