Будущее космических полетов: кто придет на смену «Спейс шаттлу» и «Союзу. Три поколения космических кораблей, ссср

Космический аппарат, используемый для полетов по околоземной орбите, в том числе под управлением человека.

Все космические корабли можно разделить на два класса: пилотируемые и запускаемые в режиме управления с поверхности Земли.

В начале 20-х гг. XX в. К. Э. Циолковский в очередной раз предсказывает будущее освоение космического пространства землянами. В его работе «Космический корабль» встречается упоминание о так называемых небесных кораблях, основное предназначение которых - реализация полетов человека в космос.
Первые космические корабли серии «Восток» создавались под чутким руководством генерального конструктора ОКБ-1 (ныне ракетно-космическая корпорация «Энергия») С. П. Королева. Первый пилотируемый космический корабль «Восток» смог доставить в космическое пространство человека 12 апреля 1961 г. Этим космонавтом был Ю. А. Гагарин.

Основными задачами, поставленными в эксперименте, были:

1) изучение воздействия условий орбитального полета на человека, в том числе и на его работоспособность;

2) проверка принципов конструирования космических кораблей;

3) отработка конструкций и систем в реальных условиях.

Общая масса корабля составляла 4,7 т, диаметр - 2,4 м, длина - 4,4 м. Среди бортовых систем, которыми был оснащен корабль, можно выделить следующие: системы управления (автоматический и ручной режимы); система автоматической ориентации на Солнце и ручной - на Землю; система жизнеобеспечения; система терморегулирования; система приземления.

В дальнейшем наработки, полученные при реализации программы космических кораблей «Восток», позволили создать намного более совершенные . На сегодняшний день «армада» космических кораблей очень наглядно представлена американским многоразовым транспортным космическим кораблем «Шаттл», или Space Shuttle.

Нельзя не упомянуть про советскую разработку, которая в настоящее время не используется, но могла бы составить серьезную конкуренцию американскому кораблю.

«Буран» - так называлась программа Советского Союза по созданию многоразовой космической системы. Работы по программе «Буран» начались в связи с необходимостью создания многоразовой космической системы как средства сдерживания потенциального противника в связи с началом американского проекта в январе 1971 г.

Для реализации проекта было создано НПО «Молния». В кратчайшие сроки в 1984 г. при поддержке более тысячи предприятий со всего Советского Союза был создан первый полномасштабный экземпляр со следующими техническими характеристиками: его длина составила более 36 м при размахе крыльев в 24 м; стартовая масса - более 100 т при массе полезного груза до
30 т.

«Буран» имел в носовом отсеке герметичную кабину, которая могла вместить около десяти человек и большую часть аппаратуры для обеспечения полета на орбите, спуска и посадки. Корабль был оснащен двумя группами двигателей в конце хвостового отсека и в передней части корпуса для маневрирования, впервые была использована объединенная двигательная установка, которая включала топливные баки окислителя и горючего, термостатирования наддува, забора жидкости в невесомости, аппаратуру системы управления и пр.

Первый и единственный полет космический корабль «Буран» совершил 15 ноября 1988 г. в беспилотном, полностью автоматическом режиме (для справки: «Шаттл» до сих пор совершает посадку только на ручном управлении). К сожалению, полет корабля совпал с тяжелыми временами, которые начались в стране, и в связи с окончанием «холодной войны» и отсутствием достаточных средств программа «Буран» была закрыта.

Начало серии американских космических кораблей типа «Шаттл» было положено в 1972 г., хотя ему предшествовал проект многоразового двухступенчатого летательного аппарата, каждая ступень которого была похожа на реактивный .

Первая ступень выполняла функцию ускорителя, которая после выхода на орбиту заканчивала свою часть задачи и возвращалась на Землю с экипажем, а вторая - являлась орбитальным кораблем и после выполнения программы также возвращалась на место старта. Это было время гонки вооружений, и создание корабля такого типа считалось главным звеном в этой гонке.

Для запуска корабля американцы используют ускоритель и собственный двигатель корабля, топливо для которого размещено во внешнем топливном баке. Отработавшие ускорители после приземления на используются повторно, с ограниченным количеством стартов. Конструктивно корабль серии «Шаттл» состоит из нескольких основных элементов: воздушно-космический самолет «Орбитер», ракетные ускорители многоразового пользования и топливный бак (одноразовый).

Первый полет космического корабля из-за большого количества недоработок и конструктивных изменений состоялся лишь в 1981 г. В период с апреля 1981 по июль 1982 г. была проведена серия орбитальных летных испытаний корабля «Колумбия» во всех режимах полета. К сожалению, в серии полетов кораблей серии «Шаттл» не обошлось без трагедий.

В 1986 г. во время 25-го по счету запуска корабля «Челленджер» произошел взрыв топливного бака из-за несовершенства конструкции аппарата, в результате которого погибли все семь членов экипажа. Лишь в 1988 г., после внесения ряда изменений в программу полетов, был осуществлен запуск космического корабля «Дискавери». На смену «Челленджеру» в эксплуатацию был введен новый корабль «Эндевор», который осуществляет свои рейсы с 1992 г.

В 2011 году США оказались без космических транспортных средств, способных доставить человека на околоземную орбиту. Сейчас американские инженеры конструируют больше новых пилотируемых космических аппаратов, чем когда бы то ни было, причем лидируют частные компании, а это значит, что освоение космоса станет намного дешевле. В этой статье мы расскажем о семи проектируемых аппаратах, и если хотя бы некоторые из этих проектов воплотятся в жизнь, наступит новый золотой век в пилотируемой космонавтике.

• Тип: обитаемая капсула Создатель: Space Exploration Technologies / Элон Маск
• Дата запуска: 2015 год
• Предназначение: рейсы на орбиту (до МКС)
• Шансы на успех: весьма приличные

Когда в 2002 году Элон Маск учредил свою компанию Space Exploration Technologies, или SpaceX, скептики не видели в этом никаких перспектив. Однако уже к 2010 году его стартап стал первым частным предприятием, сумевшим повторить то, что было до того времени епархией государства. Ракета Falcon 9 вывела на орбиту беспилотную капсулу Dragon.

Следующий шаг на пути Маска в космос – разработка на базе капсулы многоразового использования Dragon аппарата, способного нести людей на борту. Он будет носить имя DragonRider и предназначается для полетов к МКС. Используя новаторский подход как в конструировании, так и в принципах эксплуатации, компания SpaceX заявляет, что перевозки пассажиров обойдутся всего по $20 млн за одно пассажиро-место (пассажиро-место в российском «Союзе» обходится сегодня США в $63 млн).

Путь к пилотируемой капсуле

Усовершенствованный интерьер

Капсула будет оборудована под экипаж из семи человек. Уже внутри беспилотной версии поддерживается земное давление, так что ее будет несложно адаптировать для пребывания людей.

Более широкие иллюминаторы

Через них астронавты смогут наблюдать процесс стыковки с МКС. В будущих модификациях капсулы – с возможностью посадки на реактивной струе – потребуется еще более широкий обзор.

Дополнительные двигатели, развивающие тягу 54 т для экстренного подъема на орбиту в случае аварии ракеты-носителя.

Dream Chaser — Потомок космического челнока

• Тип: космический самолет с запуском при помощи ракеты-носителя Создатель: Sierra Nevada Space Systems
• Планируемый запуск на орбиту: 2017 год
• Предназначение: орбитальные полеты
• Шансы на успех: хорошие

Конечно, у космических самолетов есть определенные достоинства. В отличие от обычной пассажирской капсулы, которая, падая сквозь атмосферу, может лишь слегка корректировать траекторию, шаттлы способны осуществлять при спуске маневры и даже менять аэродром назначения. Кроме того, их можно использовать повторно после краткого сервисного обслуживания. Однако катастрофы двух американских челноков показали, что и космические самолеты отнюдь не идеальное средство для орбитальных экспедиций. Во-первых, возить грузы на тех же аппаратах, что и экипажи, дорого, ведь, используя чисто грузовой корабль, можно сэкономить на системах безопасности и жизнеобеспечения.

Во-вторых, крепление шаттла сбоку к ускорителям и топливному баку повышает опасность повреждения от случайно отвалившихся элементов этих конструкций, что и стало причиной гибели челнока Columbia. Однако компания Sierra Nevada Space Systems клянется, что сумеет обелить репутацию орбитального космического самолета. Для этого у нее есть Dream Chaser – крылатый аппарат для доставки экипажей на космическую станцию. Уже сейчас компания борется за контракты NASA. В конструкции Dream Chaser избавились от основных недостатков, характерных для старых космических челноков. Во-первых, теперь грузы и экипажи намерены возить по отдельности. А во-вторых, теперь корабль будет монтироваться не сбоку, а наверху ракеты-носителя Atlas V. При этом все достоинства шаттлов сохранятся.

Суборбитальные полеты аппарата назначены на 2015 год, а на орбиту он будет выведен на два года позже.

Как там внутри?

На этом аппарате в космос могут отправиться сразу семь человек. Корабль стартует на верхушке ракеты.

На заданном участке он отделяется от носителя и затем может причалить к стыковочному узлу космической станции.

Dream Chaser еще ни разу не летал в космос, но уже готов, по крайней мере, для пробежек по взлетной полосе. Кроме того, его сбрасывали с вертолетов, испытывая аэродинамические возможности корабля.

New Shepard — Секретный корабль от Amazon

• Тип: обитаемая капсула Создатель: Blue Origin / Джефф Безос
• Дата запуска: неизвестна
• Шансы на успех: неплохие

Джефф Безос – 49-летний основатель компании Amazon.com и миллиардер со своим видением будущего – уже более десяти лет воплощает в жизнь тайные планы по освоению космоса. Из своего 25-миллиардного капитала Безос вложил уже многие миллионы в дерзкое начинание, которое получило имя Blue Origin. Его аппарат будет взлетать с экспериментальной стартовой площадки, которая построена (разумеется, с одобрения FAA) в глухом углу Западного Техаса.

В 2011 году компания опубликовала кадры, на которых видна подготовленная к испытаниям конусообразная ракетная система New Shepard. Она взлетает вертикально на высоту в полторы сотни метров, зависает там на некоторое время, а затем плавно опускается на землю с помощью реактивной струи. Согласно проекту, в будущем ракета-носитель сможет, забросив капсулу на суборбитальную высоту, самостоятельно вернуться на космодром, используя собственный двигатель. Это гораздо более экономичная схема, чем вылавливание использованной ступени в океане после приводнения.

После того как в 2000 году интернет-предприниматель Джефф Безос основал свою космическую компанию, он три года хранил в тайне сам факт ее существования. Компания запускает свои экспериментальные аппараты (наподобие той капсулы, которая изображена на фото) с частного космопорта в Западном Техасе.

Система состоит из двух частей.

Капсула для экипажа, в которой поддерживается нормальное атмосферное давление, отделяется от носителя и летит на высоту 100 км. Маршевый двигатель позволяет ракете совершить вертикальную посадку неподалеку от стартового стола. Сама капсула затем возвращается на землю с помощью парашюта.

Ракета-носитель поднимает аппарат со стартового стола.

SpaceShipTwo — Пионер в туристическом бизнесе

• Тип: космический корабль, запускаемый в воздухе с самолета-носителя Создатель: Virgin Galactic /
• Ричард Брэнсон
• Дата запуска: намечено на 2014 год
• Предназначение: суборбитальные полеты
• Шансы на успех: очень хорошие

Первый из аппаратов SpaceShipTwo во время испытательного планирующего полета. В будущем будут построены еще четыре таких же аппарата, которые начнут возить туристов. В очередь на полет записались уже 600 желающих, включая и таких знаменитостей, как Джастин Бибер, Эштон Кутчер и Леонардо Ди Каприо.

Аппарат, построенный знаменитым конструктором Бертом Рутаном в сотрудничестве с магнатом Ричардом Брэнсоном, владельцем компании Virgin Group, заложил основу будущего космического туризма. Почему бы не катать в космос всех желающих? В новой версии этого аппарата смогут разместиться шесть туристов и два пилота. Путешествие в космос будет состоять из двух частей. Сначала авиаматка WhiteKnightTwo (ее длина – 18 м, а размах крыльев – 42) поднимет аппарат SpaceShipTwo на высоту 15 км.

Затем реактивный аппарат отделится от самолета-носителя, запустит собственные двигатели и рванет в космос. На высоте 108 км пассажиры отлично рассмотрят и кривизну земной поверхности, и безмятежное сияние земной атмосферы – и все это на фоне черных космических глубин. Билет стоимостью в четверть миллиона долларов позволит путешественникам наслаждаться невесомостью, но всего лишь четыре минуты.

Inspiration Mars — Поцелуй над Красной планетой

• Тип: межпланетный транспорт Создатель: Фонд Inspiration Mars / Деннис Тито
• Дата запуска: 2018 год
• Предназначение: полет на Марс
• Шансы на успех: сомнительные

Медовый месяц (длиной полтора года) в межпланетной экспедиции? Такую возможность хочет предложить избранной паре фонд Inspiration Mars, которым руководит бывший инженер NASA, специалист по инвестициям и первый космический турист Деннис Тито. Группа Тито рассчитывает воспользоваться преимуществом парада планет, который произойдет в 2018 году (такое бывает раз в 15 лет). «Парад» позволит слетать от Земли до Марса и вернуться по траектории свободного возвращения, то есть без сжигания дополнительного горючего. В будущем году Inspiration Mars начнет принимать заявки на экспедицию длительностью 501 день.

Корабль должен будет пролететь на расстоянии 150 км от поверхности Марса. Для участия в полете предполагается выбрать супружескую пару – возможно, молодоженов (важен вопрос психологической совместимости). «По оценкам фонда Inspiration Mars, потребуется собрать $1–2 млрд. Мы закладываем фундамент под дела, которые раньше казались просто немыслимыми, такие, скажем, как полет на другие планеты», – говорит Марко Касерес, руководитель космических исследований фирмы Teal Group.

• Тип: космический самолет, способный взлетать самостоятельно Создатель: XCOR Aerospace
• Дата планируемого запуска: 2014 год
• Предназначение: суборбитальные полеты
• Шансы на успех: вполне приличные

В калифорнийской компании XCOR Aerospace (штаб-квартира в Мохаве) полагают, что у них в руках ключ к самым дешевым суборбитальным полетам. Компания уже продает билеты на свой 9-метровый аппарат Lynx, рассчитанный всего на двух пассажиров. Билеты стоят $95 000.

В отличие от других космических самолетов и пассажирских капсул, Lynx для выхода в космос не нуждается в ракете-носителе. Запустив специально разработанные под этот проект реактивные двигатели (в них будет сжигаться керосин с жидким кислородом), Lynx взлетит с полосы в горизонтальном направлении, как это делает обычный самолет, и, лишь разогнавшись, круто взмоет по своей космической траектории. Первый испытательный полет аппарата может состояться в ближайшие месяцы.

Взлет: космический самолет разгоняется по взлетной полосе.

Подъем: достигнув скорости 2,9 Маха, он круто набирает высоту.

Цель: примерно через 3 минуты после взлета двигатели выключаются. Самолет следует параболической траектории, проносясь сквозь суборбитальное космическое пространство.

Возвращение в плотные слои атмосферы и посадка.

Аппарат постепенно сбрасывает скорость, нарезая круги по нисходящей спирали.

Orion — Пассажирская капсула для большой компании

• Тип: обитаемый корабль повышенного объема для межзвездных перелетов
• Создатель: NASA / Конгресс США
• Дата запуска: 2021–2025 годы

Полеты на околоземную орбиту NASA уже без сожаления уступило частным компаниям, однако от претензий на дальний космос агентство еще не отказалось. К планетам и астероидам, возможно, полетит многоцелевой обитаемый аппарат Orion. Он будет состоять из капсулы, состыкованной с модулем, который, в свою очередь, будет заключать в себе силовую установку с запасом топлива, а также жилой отсек. Первый испытательный полет капсулы состоится в 2014 году. Ее выведет в космос ракета-носитель Delta длиной 70 м. Затем капсула должна вернуться в атмосферу и приземлиться в воды Тихого океана.

Под дальние экспедиции, для которых готовится Orion, будет, видимо, построена и новая ракета. На заводах NASA в Хантсвилле, штат Алабама, уже ведутся работы над новой 98-метровой ракетой Space Launch System. Этот сверхтяжелый транспорт должен быть готов к тому моменту, когда (и если) астронавты NASA соберутся лететь на Луну, на какой-нибудь астероид или еще дальше. «Мы все больше думаем о Марсе, – говорит Дэн Дамбахер, заведующий в NASA отделом разработки исследовательских систем, – как о нашей главной цели». Правда, некоторые критики говорят, что подобные претензии несколько чрезмерны. Проектируемая система столь огромна, что NASA сможет использовать ее не чаще, чем раз в два года, так как один ее запуск будет обходиться в $6 млрд.

Когда человек ступит на астероид?

В 2025 году NASA планирует отправить астронавтов в корабле Orion на один из расположенных недалеко от Земли астероидов – 1999АО10. Путешествие должно занять пять месяцев.

Запуск: Orion с экипажем из четырех человек взлетит с мыса Канаверал, штат Флорида.

Перелет: после пяти дней полета Orion, используя силу притяжения Луны, сделает вокруг нее вираж и возьмет курс на 1999АО10.

Встреча: астронавты долетят до астероида спустя два месяца после старта. Две недели они проведут на его поверхности, но о настоящей посадке не идет речи, так как этот космический камень имеет слишком слабую гравитацию. Скорее, члены экипажа просто прикрепят свой корабль к поверхности астероида и соберут образцы минералов.

Возвращение: поскольку все это время астероид 1999АО10 постепенно приближается к Земле, обратный путь окажется немного короче. Добравшись до околоземной орбиты, капсула отделится от корабля и приводнится в океане.

Возможно, произнося без каких-либо пояснений мудрёные словечки, профессионалы-ракетчики (и причисляющиеся к ним) видят себя отдельной интеллектуальной кастой. Но как быть обычному человеку, который, интересуясь ракетами и космосом, пытается слёту овладеть статьёй, пересыпанной непонятными сокращениями? Что такое БОКЗ, СОТР или ДПК? Что такое «мятый газ» и почему ракета «ушла за бугор», а носитель и космический корабль — два совершенно разных изделия — носят одно имя «Союз»? Кстати, БОКЗ — это не бокс по-олбански, а блок определения координат звёзд (в просторечии — звёздный датчик), СОТР — не яростное сокращение выражения «в порошок сотру», а система обеспечения теплового режима , а ДПК — не мебельный «древесно-полимерный композит», а самый что ни на есть ракетный (и не только) дренажно-предохранительный клапан . Но что делать, если ни в сноске, ни в тексте нет никаких расшифровок? Это проблема… Причём не столько читателя, сколько «написанта» статьи: второй раз его читать не будут! Чтобы избежать сей горькой участи, мы взяли на себя скромный труд по составлению краткого словарика ракетно-космических терминов, сокращений и названий. Разумеется, он не претендует на полноту, а в каких-то местах — и на строгость формулировок. Но, мы надеемся, он поможет читателю, интересующемуся космонавтикой. И кроме того, словарик можно дополнять и уточнять бесконечно — ведь космос бесконечен!..

Apollo — американская программа высадки человека на Луну, которая включала также испытательные полёты астронавтов на трёхместном корабле по околоземной и окололунной орбите в 1968—1972 годах.

Ariane-5 — название европейской одноразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, предназначенной для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. C 4 июня 1996 года до 4 мая 2017 года выполнила 92 миссии, из них 88 — полностью успешно.

Atlas V — название серии американских одноразовых ракет-носителей среднего класса, созданных компанией Lockheed Martin. C 21 августа 2002 года до 18 апреля 2017 года выполнена 71 миссия, из них 70 — успешно. Используется преимущественно для запуска космических аппаратов по заказам американских правительственных ведомств.

ATV (Automated Tranfer Vehicle) — название европейского одноразового автоматического транспортного корабля, предназначенного для снабжения МКС грузами и совершавшего полёты в период с 2008 по 2014 год (выполнено пять миссий).

BE-4 (Blue Origin Engine) — мощный маршевый жидкостный ракетный двигатель тягой 250 тс на уровне моря, работающий на кислороде и метане и разрабатываемый с 2011 года компанией Blue Origin для установки на перспективных ракетах-носителях Vulcan и New Glenn. Позиционируется как замена российскому двигателю РД-180. Первые комплексные огневые испытания намечены на первое полугодие 2017 года.

CCP (Commercial Crew Program) — современная государственная американская коммерческая пилотируемая программа, проводимая NASA и способствующая доступу частных промышленных фирм к технологиям изучения и освоения космического пространства.

CNSA (China National Space Agency) — английская аббревиатура государственного агентства, осуществляющего координацию работ по изучению и освоению космического пространства в КНР.

CSA (Canadian Space Agency) — государственное агентство, осуществляющее координацию работ по изучению космоса в Канаде.

Cygnus — название американского одноразового автоматического транспортного корабля, созданного компанией Orbital для снабжения МКС запасами и грузами. С 18 сентября 2013 года по 18 апреля 2017 года выполнено восемь миссий, из них семь — успешно.

Delta IV — название серии американских одноразовых ракет-носителей среднего и тяжёлого классов, созданных компанией Boeing в рамках программы EELV. C 20 ноября 2002 года по 19 марта 2017 года проведено 35 миссий, из них 34 — успешно. В настоящее время используется исключительно для запуска космических аппаратов по заказам американских правительственных ведомств.

Dragon — название серии американских частично многоразовых транспортных кораблей, разрабатываемых частной компанией SpaceX по контракту с NASA в рамках программы CCP. Способен не только доставлять грузы на МКС, но и возвращать их обратно на Землю. С 8 декабря 2010 года по 19 февраля 2017 года запущено 12 беспилотных кораблей, из них 11 — успешно. Начало лётных испытаний пилотируемого варианта намечено на 2018 год.

Dream Chaser — название американского многоразового транспортного орбитального ракетоплана, разрабатываемого с 2004 года компанией Sierra Nevada для снабжения орбитальных станций запасами и грузами (а в будущем, в семиместном варианте, — и для смены экипажа). Начало лётных испытаний намечено на 2019 год.

EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle) — программа эволюционного развития одноразовых ракет-носителей для использования (прежде всего) в интересах Министерства обороны США. В рамках программы, начатой в 1995 году, созданы носители семейств Delta IV и Atlas V; с 2015 года к ним присоединился Falcon 9.

EVA (Extra-Vehicular Activity) — английское название внекорабельной деятельности (ВКД) астронавтов (работы в открытом космосе или на поверхности Луны).

FAA (Federal Aviation Administration) — Федеральное управление гражданской авиации, регулирующее в США юридические вопросы коммерческих космических полётов.

Falcon 9 — название серии американских частично многоразовых носителей среднего класса, созданных частной компанией SpaceX. С 4 июня 2010 года по 1 мая 2017 года проведено 34 пуска ракет трёх модификаций, из них 31 — полностью успешный. До недавнего времени Falcon 9 служил как для выведения на орбиту беспилотных грузовых кораблей Dragon для снабжения МКС, так и для коммерческих пусков; сейчас включён в программу выведения на орбиту космических аппаратов по заказу американских правительственных ведомств.

Falcon Heavy — название американской частично многоразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, разрабатываемой компанией SpaceX на основе ступеней носителя Falcon-9. Первый полёт запланирован на осень 2017 года.

Gemini — название второй американской пилотируемой космической программы, в ходе которой астронавты на двухместном корабле совершали околоземные полёты в 1965-1966 годах.

H-2A (H-2B) — варианты японской одноразовой ракеты-носителя среднего класса, предназначенной для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. C 29 августа 2001 года по 17 марта 2017 года выполнено 33 пуска варианта H-2A (из них 32 успешных) и шесть пусков H-2B (все успешные).

HTV (H-2 Transfer Vehicle), он же «Коунотори», — название японского автоматического транспортного корабля, предназначенного для снабжения МКС грузами и совершающего полёты с 10 сентября 2009 года (выполнено шесть миссий, по плану осталось три).

JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) — агентство, осуществляющее координацию работ по исследованию космического пространства в Японии.

Mercury — название первой американской пилотируемой космической программы, в ходе которой астронавты на одноместном корабле совершали околоземные полёты в 1961-1963 годах.

NASA (National Aeronautics and Space Administration) — государственное управление, осуществляющее координацию работ по авиации и исследованиям космического пространства в США.

New Glenn — название частично многоразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, разрабатываемой компанией Blue Origin для коммерческих запусков и использования в лунной транспортной системе. Анонсирована в сентябре 2016 года, первый пуск планируется на 2020-2021 годы.

Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) — название многофункциональных пилотируемых кораблей, разрабатываемых NASA в рамках программы Exploration и предназначенных для полётов астронавтов на МКС и за пределы низкой околоземной орбиты. Начало лётных испытаний намечено на 2019 год.

Skylab — название первой американской космической станции, на которой в 1973-1974 годах работали три экспедиции астронавтов.

SLS (Space Launch System) — название американского семейства ракет-носителей сверхтяжёлого класса, разрабатываемых NASA в рамках программы Exploration и предназначенных для запуска элементов космической инфраструктуры (включая пилотируемые корабли Orion) на отлётные траектории. Начало лётных испытаний намечено на 2019 год.

SpaceShipOne (SS1) — название экспериментального многоразового суборбитального ракетоплана, созданного фирмой Scaled Composites, который стал первым негосударственным пилотируемым аппаратом, преодолевшим линию Кармана и добравшимся до космоса. Теоретически должен был нести экипаж из трёх человек, фактически управлялся одним пилотом.

SpaceShipTwo (SS2) — название многоразового многоместного (два пилота и шесть пассажиров) суборбитального ракетоплана фирмы Virgin Galactic, предназначенного для осуществления коротких туристических путешествий в космос.

Space Shuttle, иначе STS (Space Transportation System) — серия американских многоразовых пилотируемых транспортных космических кораблей, созданных по заказу NASA и Министерства обороны по государственной программе и совершивших 135 миссий в околоземное космическое пространство в период с 1981 по 2011 год.

Starliner (CST-100) — название американского частично многоразового пилотируемого транспортного корабля, разрабатываемого компанией Boeing по контракту с NASA в рамках программы CCP. Начало лётных испытаний намечено на 2018 год.

ULA (United Launch Alliance) — «Объединённый пусковой альянс», совместное предприятие, созданное в 2006 году компаниями Lockheed Martin и Boeing для экономически эффективной эксплуатации ракет-носителей Delta IV и Atlas V.

Vega — название европейской ракеты-носителя лёгкого класса, разработанной в международной кооперации при решающем участии Италии (компания Avio) для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. С 13 февраля 2012 года по 7 марта 2017 года выполнено девять миссий (все — успешно).

Vulcan — название перспективной американской ракеты, предназначенной для замены носителей Delta IV и Atlas V. Разрабатывается с 2014 года «Объединённым пусковым альянсом» ULA. Первый пуск планируется на 2019 год.

X-15 — американский экспериментальный ракетоплан, созданный фирмой North American по заказу NASA и Министерства обороны для изучения условий полёта на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценки новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий и психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Построено три ракетоплана, которые в 1959—1968 годах совершили 191 полёт, поставив несколько мировых рекордов скорости и высоты (в том числе 22 августа 1963 года достигнута высота 107 906 м).

Абляция — процесс уноса массы с поверхности твёрдого тела потоком набегающего газа, сопровождаемый поглощением теплоты. Лежит в основе абляционной теплозащиты, предохраняя конструкцию от перегрева.

«Ангара» — название российского КРК, а также семейства одноразовых модульных ракет-носителей лёгкого, среднего и тяжёлого классов, предназначенных для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. Первый пуск лёгкой ракеты «Ангара-1.2ПП» состоялся 9 июля 2014 года, первый пуск тяжёлого носителя «Ангара-А5» — 23 декабря 2014 года.

Апогей — наиболее удалённая от центра Земли точка орбиты спутника (естественного или искусственного).

Аэродинамическое качество — безразмерная величина, отношение подъёмной силы летательного аппарата к силе лобового сопротивления.

Баллистическая траектория — путь, по которому движется тело при отсутствии действия на него аэродинамических сил.

Баллистическая ракета — летательный аппарат, который после отключения двигателя и выхода за пределы плотных слоёв атмосферы летит по баллистической траектории.

«Восток» — название первого советского одноместного пилотируемого корабля, на котором космонавты совершали полёты в период с 1961 по 1963 год. Также — открытое наименование серии советских одноразовых ракет-носителей лёгкого класса, созданных на базе межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 и использовавшихся в период с 1958 по 1991 год.

«Восход» — название многоместной модификации советского пилотируемого корабля «Восток», на которой космонавты совершили два полёта в 1964—1965 годах. Также — открытое наименование серии советских одноразовых ракет-носителей среднего класса, использовавшихся в период с 1963 по 1974 год.

Газовый ракетный двигатель (газовое сопло) — устройство, которое служит для преобразования в тягу потенциальной энергии сжатого рабочего тела (газа).

Гибридный ракетный двигатель (ГРД) — частный случай химического реактивного двигателя; устройство, использующее для создания тяги химическую энергию взаимодействия компонентов топлива, пребывающих в различном агрегатном состоянии (например, жидкий окислитель и твёрдое горючее). На таком принципе построены двигатели ракетопланов SpaceShipOne и SpaceShipTwo.

Гномон — астрономический инструмент в виде вертикальной стойки, позволяющий по наименьшей длине тени определить угловую высоту солнца на небе, а также направление истинного меридиана. Фотогномон с цветовой калибровочной шкалой служил для документирования образцов лунного грунта, собранного во время миссий Apollo.

ЕКА (Европейское космическое агентство) — организация, осуществляющая координацию деятельности европейских государств по изучению космического пространства.

Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) — частный случай химического реактивного двигателя; устройство, использующее для создания тяги химическую энергию взаимодействия жидких компонентов топлива, хранящихся на борту летательного аппарата.

Капсула — одно из названий бескрылого спускаемого аппарата искусственных спутников и космических кораблей.

Космический аппарат — общее название различных технических устройств, предназначенных для выполнения целевых задач в космическом пространстве.

Космический ракетный комплекс (КРК) — термин, характеризующий совокупность функционально связанных элементов (технического и стартового комплекса космодрома, измерительных средств космодрома, наземного комплекса управления космического аппарата, ракеты-носителя и разгонного блока), обеспечивающих выведение космического аппарата на целевую траекторию.

Линия Кармана — согласованная на международном уровне условная граница космоса, пролегающая на высоте 100 км (62 мили) над уровнем моря.

«Мир» — название модульной советской/российской орбитальной космической станции, которая летала в 1986-2001 годах, принимая многочисленные советские (российские) и международные экспедиции.

МКС (Международная космическая станция) — название пилотируемого комплекса, который был создан на околоземной орбите усилиями России, США, Европы, Японии и Канады для проведения научных исследований, связанных с условиями длительного пребывания человека в космическом пространстве. Англоязычная аббревиатура ISS (International Space Station).

Многоступенчатая (составная) ракета — устройство, у которого по мере израсходования топлива происходит последовательный сброс использованных и ненужных для дальнейшего полёта элементов конструкции (ступеней).

Мягкая посадка — касание космического аппарата поверхности планеты или другого небесного тела, при котором вертикальная скорость позволяет обеспечить сохранность конструкции и систем аппарата и/или комфортные условия для экипажа.

Наклонение орбиты — угол между плоскостью орбиты естественного или искусственного спутника и плоскостью экватора тела, вокруг которого обращается спутник.

Орбита — траектория (чаще всего эллиптическая), по которой одно тело (например, естественный спутник или космический аппарат) движется относительно центрального тела (Солнца, Земли, Луны и т.д.). В первом приближении околоземная орбита характеризуется такими элементами, как наклонение, высота перигея и апогея и период обращения.

Первая космическая скорость — наименьшая скорость, которую необходимо придать телу в горизонтальном направлении у поверхности планеты, чтобы оно вышло на круговую орбиту. Для Земли — примерно 7,9 км/с.

Перегрузка — векторная величина, отношение суммы силы тяги и/или аэродинамической силы к весу летательного аппарата.

Перигей — ближайшая к центру Земли точка орбиты спутника.

Период обращения — промежуток времени, в течение которого спутник совершает полный оборот вокруг центрального тела (Солнца, Земли, Луны и т. д.)

Пилотируемый транспортный корабль нового поколения (ПТК НП) «Федерация» — многоразовый четырёх-шестиместный корабль, разрабатываемый Ракетно-космической корпорацией «Энергия» для обеспечения доступа в космос с российский территории (с космодрома Восточный), доставки людей и грузов на орбитальные станции, полётов на полярную и экваториальную орбиту, исследования Луны и посадки на неё. Создаётся в рамках ФКП-2025, начало лётных испытаний намечено на 2021 год, первый пилотируемый полёт со стыковкой с МКС должен состояться в 2023 году.

«Прогресс» — название серии советских (российских) беспилотных автоматических кораблей для доставки топлива, грузов и припасов на космические станции «Салют», «Мир» и МКС. С 20 января 1978 года по 22 февраля 2017 года запущено 135 кораблей различных модификаций, из них 132 — успешно.

«Протон-М» — название российской одноразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, предназначенной для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. Создана на базе «Протона-К»; первый полёт данной модификации состоялся 7 апреля 2001 года. До 9 июня 2016 года выполнено 98 пусков, из них 9 полностью и 1 частично неудачных.

Разгонный блок (РБ), наиболее близкий по смыслу западный эквивалент — «верхняя ступень» (upper stage), — ступень ракеты-носителя, предназначенная для формирования целевой траектории космического аппарата. Примеры: Centaur (США), «Бриз-М», «Фрегат», ДМ (Россия).

Ракета-носитель — в настоящее время единственное средство выведения полезной нагрузки (спутника, зонда, космического корабля или автоматической станции) в космическое пространство.

Ракета-носитель сверхтяжёлого класса (РН СТК) — условное наименование российской опытно-конструкторской разработки, предназначенной для создания средства выведения элементов космической инфраструктуры (включая пилотируемые корабли) на отлётные траектории (к Луне и Марсу).

Различные предложения по созданию носителя сверхтяжёлого класса на базе модулей ракет «Ангара-А5В», «Энергия 1К» и «Союз-5». Графика В. Штанина

Ракетный двигатель твёрдого топлива (РДТТ) — частный случай химического реактивного двигателя; устройство, которое использует для создания тяги химическую энергию взаимодействия твёрдых компонентов топлива, хранящихся на борту летательного аппарата.

Ракетоплан — крылатый летательный аппарат (самолёт), использующий для разгона и/или полёта ракетный двигатель.

РД-180 — мощный маршевый жидкостный ракетный двигатель тягой 390 тс на уровне моря, работающий на кислороде и керосине. Создан российским НПО «Энергомаш» по заказу американской фирмы Pratt and Whitney для установки на носители семейства Atlas III и Atlas V. Серийно производится в России и поставляется в США с 1999 года.

Роскосмос — краткое название Федерального космического агентства (в период с 2004 по 2015 год, с 1 января 2016 года — госкорпорация «Роскосмос»), государственной организации, которая осуществляет координацию работ по изучению и освоению космического пространства в России.

«Салют» — название серии советских долговременных орбитальных станций, которые летали по околоземной орбите в период с 1971 по 1986 год, принимая советские экипажи и космонавтов из стран социалистического содружества (программа «Интеркосмос»), Франции и Индии.

«Союз» — название семейства советских (российских) многоместных пилотируемых кораблей для полётов по околоземной орбите. С 23 апреля 1967 года по 14 мая 1981 года 39 кораблей совершали полёт с экипажем на борту. Также — открытое название серии советских (российских) одноразовых ракет-носителей среднего класса, использовавшихся для запуска полезных нагрузок на околоземные орбиты с 1966 по 1976 год.

«Союз-ФГ» — название российской одноразовой ракеты-носителя среднего класса, которая с 2001 года доставляет корабли — пилотируемые (семейства «Союз») и автоматические («Прогресс») — на околоземную орбиту.

«Союз-2» — название семейства современных российских одноразовых ракет-носителей лёгкого и среднего класса, которые с 8 ноября 2004 года выводят различные полезные грузы на околоземные орбиты и отлётные траектории. В вариантах «Союз-ST» с 21 октября 2011 года запускается с европейского космодрома Куру во Французской Гвиане.

«Союз Т» — название транспортного варианта советского пилотируемого корабля «Союз», который с апреля 1978 года по март 1986 года совершил 15 пилотируемых полётов к орбитальным станциям «Салют» и «Мир».

«Союз ТМ» — название модифицированного варианта советского (российского) транспортного пилотируемого корабля «Союз», который с мая 1986 года по ноябрь 2002 года совершил 33 пилотируемых полёта к орбитальным станциям «Мир» и МКС.

«Союз ТМА» — название антропометрического варианта модификации российского транспортного корабля «Союз», созданного для расширения допустимого диапазона роста и веса членов экипажа. С октября 2002 года по ноябрь 2011 года совершил 22 пилотируемых полёта к МКС.

«Союз ТМА-М» — дальнейшая модернизация российского транспортного корабля «Союз ТМА», которая с октября 2010 года по март 2016 года выполнила 20 пилотируемых полётов к МКС.

«Союз МС» — окончательный вариант российского транспортного корабля «Союз», который совершил первую миссию к МКС 7 июля 2016 года.

Суборбитальный полёт — движение по баллистической траектории с кратковременным выходом в космическое пространство. При этом скорость полёта может быть как меньше, так и больше местной орбитальной (вспомним американский зонд Pioneer-3, имевший скорость выше первой космической, но всё равно упавший на Землю).

«Тяньгун» — название серии китайских орбитальных пилотируемых станций. Первая (лаборатория «Тяньгун-1») была запущена 29 сентября 2011 года.

«Шэньчжоу» — название серии современных китайских трёхместных пилотируемых космических кораблей для полётов по околоземной орбите. С 20 ноября 1999 года по 16 октября 2016 года запущено 11 кораблей, из них 7 — с космонавтами на борту.

Химический реактивный двигатель — устройство, в котором энергия химического взаимодействия компонентов топлива (окислителя и горючего) преобразуется в кинетическую энергию реактивной струи, создающей тягу.

Электрический ракетный двигатель (ЭРД) — устройство, в котором для создания тяги рабочее тело (обычно хранящееся на борту летательного аппарата) разгоняется с помощью внешнего подвода электрической энергии (нагрев и расширение в реактивном сопле либо ионизация и разгон заряженных частиц в электрическом (магнитном) поле).

Ионный электроракетный двигатель имеет малую тягу, но большую экономичность, обусловленную высокой скоростью истечения рабочего тела

Система аварийного спасения — совокупность устройств для спасения экипажа космического корабля в случае аварии ракеты-носителя, т. е. при возникновении ситуации, в которой невозможен вывод на целевую траекторию.

Скафандр — индивидуальный герметичный костюм, обеспечивающий условия для работы и жизнедеятельности космонавта в разрежённой атмосфере или в космическом пространстве. Различаются аварийно-спасательные и скафандры для внекорабельной деятельности.

Спускаемый (возвращаемый) аппарат — часть космического аппарата, предназначенная для спуска и посадки на поверхность Земли или другого небесного тела.

Специалисты группы поиска и спасения рассматривают спускаемый аппарат китайского зонда «Чанъэ-5-Т1», вернувшийся на Землю после облёта Луны. Фото CNSA

Тяга — реактивная сила, приводящая в движение летательный аппарат, на котором установлен ракетный двигатель.

Федеральная космическая программа (ФКП) — основной документ Российской Федерации, определяющий перечень основных задач в области гражданской космической деятельности и их финансирование. Составляется на десятилетие. Текущая ФКП-2025 действует в период с 2016 по 2025 год.

«Феникс» — название опытно-конструкторской работы в рамках ФКП-2025 по созданию ракеты-носителя среднего класса для использования в составе космических ракетных комплексов «Байтерек», «Морской старт» и РН СТК.

Характеристическая скорость (ХС, ΔV) — скалярная величина, характеризующая изменение энергии летательного аппарата при использовании ракетных двигателей. Физический смысл — скорость (измеряется в метрах в секунду), которую приобретёт аппарат, двигаясь по прямой только под действием силы тяги при определённых затратах топлива. Используется (в том числе) для оценки затрат энергии, потребных на выполнение ракетодинамических маневров (потребная ХС), либо располагаемой энергетики, определяемой бортовым запасом топлива или рабочего тела (располагаемая ХС).

Вывоз на старт ракеты-носителя «Энергия» с орбитальным кораблём «Буран»

«Энергия» — «Буран» — советский КРК с ракетой-носителем сверхтяжёлого класса и многоразовым крылатым орбитальным кораблём. Разрабатывался с 1976 года как ответ американской системе Space Shuttle. В период с мая 1987 года по ноябрь 1988 года совершил два полёта (с массогабаритным аналогом полезной нагрузки и с орбитальным кораблём соответственно). Программа закрыта в 1993 году.

ЭПАС (экспериментальный полёт «Аполлон» — «Союз») — совместная советско-американская программа, в ходе которой в 1975 году пилотируемые корабли «Союз» и Apollo совершили взаимный поиск, стыковку и совместный полёт по околоземной орбите. В США известна как ASTP (Apollo-Soyuz Test Project).

Dream Chaser («Бегущий за мечтой») - новый пилотируемый аппарат от частной компании Sierra Nevada Corporation (США). Этот многоразовый пилотируемый космический корабль будет выполнять доставку грузов и экипажа численностью до 7 человек на низкую околоземную орбиту. По проекту, космический корабль будет использовать крылья, и с их помощью совершать посадку на обычную взлётную полосу. Конструкция базируется на проекте орбитального самолёта HL-20

©Sierra Nevada Corporation

Пока американцы середины прошлого века лихорадочно соображали, как угнаться за «империей зла», оная пестрела лозунгами: «Комсомол – на самолет», «Звездному космосу – ДА!». Сегодня США с легкостью воздушных змеев запускают космические корабли, нашим же остается бороздить пока, разве что, Большой театр. Разбирался в деталях Naked Science.

История

Во времена холодной войны космос был одной из арен для борьбы между Советским Союзом и США. Геополитическое противостояние сверхдержав - главный стимул в те годы для развития космической отрасли. На осуществление программ освоения космоса было брошено огромное количество ресурсов. В частности, на реализацию проекта «Аполлон», главной целью которого была высадка человека на поверхность Луны, правительство США потратило около двадцати пяти миллиардов долларов. Для 70-х годов прошлого века эта сумма была просто гигантской. Лунная программа СССР, которой так и не суждено было осуществиться, обошлась бюджету Советского Союза в 2,5 млрд. рублей. Разработка отечественного космического корабля многоразового использования «Буран» стоила шестнадцать миллиардов рублей. При этом «Бурану» судьба уготовила совершить лишь один космический полет.

Гораздо больше повезло его американскому аналогу. «Спейс шаттл» совершил сто тридцать пять запусков. Но американский шаттл оказался не вечен. Корабль, созданный по государственной программе «Космическая транспортная система», 8 июля 2011-го года осуществил свой последний космический старт, который завершился ранним утром 21-го июля того же года. За время реализации программы американцы произвели на свет шесть «шаттлов», один из которых был прототипом, никогда не осуществлявшим космических полетов. Два корабля и вовсе потерпели катастрофу.

Отрыв от земли «Аполлона 11»

©NASA

С точки зрения экономической целесообразности программу «Спейс шаттл» едва ли можно назвать успешной. Космические корабли одноразового использования оказались гораздо экономичней своих, казалось бы, более технологически продвинутых многоразовых собратьев. Да и безопасность полетов на «шаттлах» вызывала сомнения. За время их эксплуатации, в результате двух катастроф, жертвами стали четырнадцать астронавтов. Но причина столь неоднозначных итогов космических путешествий легендарного корабля заключается не в его техническом несовершенстве, а в сложности самой концепции космических аппаратов многоразового использования.

В итоге, российские космические корабли одноразового использования «Союз», разработанные ещё в 60-е годы прошлого века, стали единственным типом аппаратов, осуществляющим ныне пилотируемые полеты на Международную космическую станцию (МКС). Нужно сразу отметить, что это отнюдь не говорит об их превосходстве над «Спейс шаттлом». Корабли «Союз», как и беспилотные «космические грузовики» «Прогресс», созданные на их базе, обладают рядом концептуальных недостатков. Они весьма ограничены в грузоподъемности. А еще использование подобных аппаратов приводит к накоплению орбитального мусора, оставшегося после их эксплуатации. Космические полеты на кораблях типа «Союз» очень скоро станут частью истории. В то же время, на сегодняшний день, не существует реальных альтернатив. Огромный потенциал, заложенный в концепции кораблей многоразового использования, зачастую остается технически нереализуемым даже в наше время.

Первый проект советского многоразового орбитального самолета ОС-120 «Буран», предложенного НПО "Энергия" в 1975 году и представлявшего собой аналог американского Space Shuttle

©buran.ru

Новые космические корабли США

В июле 2011-го года американский президент Барак Обама заявил: полет на Марс является новой и, насколько можно полагать, главной целью американских астронавтов на ближайшие десятилетия. Одной из программ, осуществляемых NASA в рамках освоения Луны и полета на Марс, стала масштабная космическая программа «Созвездие».

В её основе - создание нового пилотируемого космического корабля «Орион», ракет-носителей «Арес-1» и «Арес-5», а также лунного модуля «Альтаир». Несмотря на то что в 2010-м году правительство США приняло решение о сворачивании программы «Созвездие», NASA получило возможность продолжить разработку «Ориона». Первый беспилотный испытательный полет корабля планируется реализовать в 2014-м году. Предполагается, что во время полета аппарат удалится на шесть тысяч километров от Земли. Это примерно в пятнадцать раз дальше, чем находится МКС. После тестового полета корабль возьмет курс на Землю. В атмосферу новый аппарат сможет входить со скоростью 32 тыс. км/ч. По этому показателю «Орион» на полторы тысячи километров превосходит легендарный «Аполло». Первый беспилотный экспериментальный полет «Ориона» призван продемонстрировать его потенциальные возможности. Испытание корабля должно стать важным шагом к осуществлению его пилотируемого запуска, который намечен на 2021-й год.

Согласно планам NASA, в роли ракет-носителей «Ориона» будут выступать «Дельта-4» и «Атлас-5». От разработки «Арес» было решено отказаться. Кроме того, для освоения дальнего космоса американцы проектируют новую сверхтяжёлую ракету-носитель SLS.

«Орион» - корабль частично многоразового использования и концептуально находится ближе к аппарату «Союз», чем к космическому челноку «шаттл». Частично многоразовыми являются большинство перспективных космических кораблей. Такая концепция предполагает, что после осуществления посадки на поверхность Земли жилую капсулу корабля можно будет повторно использовать для запуска в космическое пространство. Это позволяет совместить функциональную практичность многоразовых космических кораблей с экономичностью эксплуатации аппаратов типа «Союз» или «Аполло». Такое решение- переходный этап. Вероятно, в отдаленном будущем все космические аппараты станут многоразовыми. Так что американский «Спейс шаттл» и советский «Буран» в каком-то смысле опередили своё время.

«Орион» – многоцелевой капсульный частично многоразовый пилотируемый космический корабль США, разрабатываемый с середины 2000-х годов в рамках программы «Созвездие»

©NASA

Похоже, слова «практичность» и «предусмотрительность» как нельзя лучше характеризуют американцев. Правительство США решило не взваливать все свои космические амбиции на плечи одного «Ориона». В настоящее время сразу несколько частных компаний по заказу NASA разрабатывают собственные космические корабли, призванные заменить используемые сегодня аппараты. В рамках «Программы развития коммерческих пилотируемых кораблей» (CCDev) компания Boeing разрабатывает частично многоразовый пилотируемый космический корабль CST-100. Аппарат предназначен для совершения коротких путешествий на околоземную орбиту. Его главной задачей станет доставка экипажа и грузов на МКС.

Экипаж корабля может составлять до семи человек. При этом, во время проектирования CST-100 особое внимание было уделено комфорту астронавтов. Жилое пространство аппарата куда обширней кораблей прошлого поколения. Запуск его, вероятно, будет производиться с помощью ракет-носителей «Атлас», «Дельта» или «Фалькон». При этом, «Атлас-5» является наиболее подходящим вариантом. Посадка корабля будет осуществляться с помощью парашюта и воздушных подушек. Согласно планам компании Boeing, в 2015-м году CST-100 ждет серия испытательных запусков. Первые два полета будут беспилотными. Главная их задача- вывод аппарата на орбиту и тестирование систем безопасности. Во время третьего полета планируется пилотируемая стыковка с МКС. В случае успеха испытаний CST-100 очень скоро будет способен прийти на замену российским кораблям «Союз» и «Прогресс», монопольно осуществляющим пилотируемые полеты на Международную космическую станцию.

CST-100 – пилотируемый транспортный космический корабль

©Boeing

Ещё одним частным кораблем, который будет выполнять доставку грузов и экипажа на МКС, станет аппарат, разработанный компаний SpaceX, входящей в состав Sierra Nevada Corporation. Частично многоразовый моноблочный корабль «Дракон» разработан по программе NASA «Коммерческая орбитальная транспортировка» (COTS). Планируется построить три его модификации: пилотируемую, грузовую и автономную. Экипаж пилотируемого корабля, как и в случае с CST-100, может составлять семь человек. В грузовой модификации корабль будет брать на борт четыре человека и две с половиной тонны груза.

А в будущем «Дракон» хотят использовать и для полетов на Красную планету. Для чего разработают специальную версию корабля - «Рэд драгон». Согласно планам американского космического руководства, беспилотный полет аппарата на Марс состоится в 2018-м году, а первый испытательный пилотируемый полет корабля США рассчитывают осуществить уже через несколько лет.

Одна из особенностей «Дракона» - его многоразовость. После осуществления полета часть энергетических систем и топливные баки будут спускаться на Землю вместе с жилой капсулой корабля и могут быть вновь использованы для космических полетов. Эта конструктивная способность выгодно отличает новый корабль от большей части перспективных разработок. В ближайшем будущем «Дракон» и CST-100 будут дополнять друг друга и выступать в роли «подстраховки». В случае, если один тип корабля по какой-то причине не сможет выполнять поставленные перед ним задачи, другой возьмет на себя часть его работы.

Dragon SpaceX – частный транспортный космический корабль (КК) компании SpaceX, разработанный по заказу NASA в рамках программы «Коммерческая орбитальная транспортировка» (COTS), предназначенный для доставки полезного груза и, в перспективе, людей на МКС

©SpaceX

«Дракон» на орбиту вывели впервые в 2010-м году. Беспилотный испытательный полет завершился успешно, и уже через несколько лет, а именно 25 мая 2012-го года, аппарат пристыковался к МКС. На корабле к тому моменту не было системы автоматической стыковки, и для её осуществления пришлось использовать манипулятор космической станции.

Этот полет рассматривался в качестве первой в истории стыковки частного корабля к Международной космической станции. Сразу оговоримся: едва ли «Дракон» и ряд других космических кораблей, разрабатываемых частными компаниями, можно назвать частными в полном смысле слова. Например, на разработку «Дракона» NASA выделило 1,5 млрд. долларов. Другие частные проекты также получают финансовую поддержку со стороны NASA. Поэтому речь идет не столько о коммерциализации космоса, сколько о новой стратегии развития космической отрасли, основанной на кооперации государства и частного капитала. Некогда секретные космические технологии, ранее доступные лишь государству, отныне - достояние ряда частных компаний, вовлеченных в сферу космонавтики. Обстоятельство это - само по себе мощный стимул для роста технологических возможностей частных компаний. К тому же такой подход позволил устроить в частную сферу большое количество специалистов космической отрасли, уволенных ранее государством в связи с закрытием программы «Спейс шаттл».

Когда речь идет о программе разработки космических кораблей частными компаниями, едва ли не наибольший интерес представляет проект компании SpaceDev, получивший название «Дрим Чейзер». В его разработке также принимали участие двенадцать партнёров компании, три американских университета и семь центров NASA.

Концепт многоразового пилотируемого космического корабля Dream Chaser, разрабатываемый американской компанией SpaceDev, подразделением Sierra Nevada Corporation

©SpaceDev

Этот корабль сильно отличается от всех остальных перспективных космических разработок. Многоразовый «Дрим Чейзер» внешне напоминает миниатюрный «Спейс шаттл» и способен осуществлять посадку, как обыкновенный самолет. И все равно основные задачи корабля схожи с задачами «Дракона» и CST-100. Аппарат послужит для доставки грузов и экипажа (до тех же семи человек) на низкую околоземную орбиту, куда он будет выводиться с помощью ракеты-носителя «Атлас-5». В этом году корабль должен осуществить свой первой беспилотный полет, а к 2015-му планируется подготовить к запуску его пилотируемую версию. Еще одна важная деталь. Проект «Дрим Чейзер» создается на базе американской разработки 1990-х годов – орбитального самолета HL-20. Проект последнего стал аналогом советской орбитальной системы «Спираль». Все три аппарата имеют схожий внешний вид и предполагаемые функциональные возможности. Отсюда вытекает вполне закономерный вопрос. Стоило ли Советскому Союзу сворачивать наполовину готовую авиационно-космическую систему «Спираль»?

Что у нас?

В 2000-м году РКК «Энергия» начала проектирование многоцелевого космического комплекса «Клипер». Этот многоразовый космический аппарат, внешне чем-то напоминающий уменьшенный в размерах «шаттл», предполагалось использовать для решения самых разнообразных задач: доставка груза, эвакуация экипажа космической станции, космический туризм, полеты на другие планеты. На проект возлагались определенные надежды. Как всегда, благие намерения накрылись медным тазом отсутствия финансирования. В 2006-м году проект был закрыт. При этом технологии, разработанные в рамках проекта «Клипер», предполагается использовать для проектирования «Перспективной пилотируемой транспортной системы» (ППТС), также известной как проект «Русь».

Крылатый вариант «Клипера» в орбитальном полете. Рисунок веб-мастера на основе 3D-модели «Клипера»

©Вадим Лукашевич

Именно ППТС (конечно, это пока лишь «рабочее» название проекта), как полагают российские специалисты, будет суждено стать отечественной космической системой нового поколения, способной заменить стремительно устаревающие «Союзы» и «Прогрессы». Как и в случае с «Клипером», разработкой космического корабля занимается РКК «Энергия». Базовой модификацией комплекса станет «Пилотируемый транспортный корабль нового поколения» (ПТК НК). Его главной задачей, опять-таки, будет доставка грузов и экипажа на МКС. В отдалённой перспективе - разработка модификаций, способных осуществлять полеты на Луну и выполнять продолжительные исследовательские миссии. Сам корабль обещает стать частично многоразовым. Жилая капсула может быть повторно использована после осуществления посадки. Двигательно-агрегатный отсек – нет. Любопытная особенность корабля - возможность посадки без использования парашюта. Для торможения и мягкого приземления на поверхность Земли будет применяться реактивная система.

В отличие от «Союзов», взлетающих с территории космодрома «Байконур» в Казахстане, новые корабли будут запускать с нового космодрома «Восточный», строящегося на территории Амурской области. Экипаж составит шесть человек. Пилотируемый аппарат также способен брать груз - пятьсот килограммов. В беспилотной версии корабль сможет доставлять на околоземную орбиту «гостинцы» посолиднее- весом в две тонны.

Одна из основных проблем проекта ППТС - отсутствие ракет-носителей, обладающих необходимыми характеристиками. Сегодня главные технические аспекты космического корабля проработаны, но отсутствие ракеты-носителя ставит его разработчиков в весьма затруднительное положение. Предполагается, что новая ракета-носитель станет технологически близкой к «Ангаре», разработанной ещё в 1990-е годы.

Макет ППТС на выставке МАКС-2009

©sdelanounas.ru

Как ни странно, но ещё одной серьёзной проблемой является сама цель проектирования ППТС (читай: российская действительность). Россия едва ли сможет себе позволить осуществление программ по освоению Луны и Марса, аналогичные по своим масштабам тем, которые претворяют в жизнь США. Даже в случае успеха разработки космического комплекса, скорее всего, его единственной реальной задачей будет доставка грузов и экипажа на МКС. Но начало летных испытаний ППТС отложено до 2018-го года. К этому времени перспективные американские аппараты, скорее всего, уже смогут взять на себя те функции, которые сейчас выполняют российские корабли «Союз» и «Прогресс».

Туманные перспективы

Современный мир лишен романтики космических полетов- это факт. Конечно, речь не идет о запуске спутников и космическом туризме. За эти сферы космонавтики можно не беспокоиться. Полеты на Международную космическую станцию имеют огромное значение для космической отрасли, но срок пребывания МКС на орбите ограничен. Станцию планируется ликвидировать в 2020-м году. Современный пилотируемый космический аппарат – это, прежде всего, составная часть определенной программы. Нет смысла разрабатывать новый корабль, не имея представления о задачах его эксплуатации. Новые космические аппараты США проектируются не только для доставки грузов и экипажей на МКС, но и с целью полетов на Марс и Луну. Однако эти задачи настолько далеки от повседневных земных забот, что в ближайшие годы нам едва ли стоит ожидать сколько-нибудь значительных прорывов в области космонавтики.

Космонавтика в России во многом наследует космические программы Советского Союза. Главным органом управления космической отрасли в России является государственная корпорация «Роскосмос».

Данная организация контролирует ряд предприятий, а также научных объединений, подавляющее большинство которых было создано во времена СССР. Среди них:

• Центр управления полетами. Научно-исследовательское подразделение института машиностроения (ФГУП ЦНИИмаш). Основано в 1960-м году и базируется в наукограде под названием Королев. В задачи ЦУПа входит контроль и управления полетами космических аппаратов, которые могут обслуживаться одновременно в количестве до двадцати аппаратов. Кроме того, в ЦУПе проводятся расчеты и исследования, направленные на повышение качества управления аппаратами и решения некоторых задач в сфере управления.
• Звездный городок — закрытый поселок городского типа, который основан в 1961-м году на территории Щелковского района. Однако в 2009-м году был выделен в отдельный округ и выведен из состава Щелково. На территории в 317,8 га расположены жилые дома для всего персонала, работников Роскосмоса и их семей, а также всех космонавтов, которые здесь же проходят космическую подготовку в ЦПК. На 2016-й год число жителей городка составляет более 5600.
• Центр подготовки космонавтов, названный именем Юрия Гагарина. Основан в 1960-м году и располагается в Звездном городке. Подготовка космонавтов обеспечена рядом тренажеров, двумя центрифугами, самолетом-лабораторией и трехэтажной гидролабораторией. Последняя позволяет создать условия невесомости, аналогичные условиям на МКС. При этом используется полноразмерный макет космической станции.
• Космодром «Байконур». Основан в 1955-м году на территории в 6717 км² около города Казалы, Казахстан. На данный момент арендуется Россией (до 2050-го года) и является лидером по числу запусков – 18 ракет-носителей за 2015-й год, в то время как Мыс Канаверал отстает на один запуск, а космодром Куру (ЕКА, Франция) насчитывает 12 запусков за год. Содержание космодрома включает две суммы: аренда – 115 млн долларов, поддержание рабочего состояния — 1,5 млрд долларов.
• Космодром «Восточный» начал создаваться в 2011-м году в Амурской области, около города Циолковский. Помимо создания второго «Байконура» на территории России, «Восточный» предназначен также для проведения коммерческих полетов. Космодром расположен неподалеку от развитых железнодорожных узлов, автомагистралей, а также аэродромов. Кроме того, в связи с удачным расположением «Восточного», отделяющиеся части ракет-носителей будут падать в малонаселенных районах или вовсе в нейтральных водах. Стоимость создания космодрома будет составлять около 300 млрд рублей, на 2016-й год потрачена треть этой суммы. 28-го апреля 2016-го года произошел первый запуск ракеты, которая вывела три спутника на орбиту Земли. Запуск пилотируемого корабля запланирован на 2023-й год.
• Космодром «Плесецк». Основан в 1957-м году около города Мирный, Архангельская область. Занимает 176 200 гектаров. «Плесецк» предназначен для проведения запусков стратегических оборонных комплексов, непилотируемых космических научных и коммерческих аппаратов. Первый запуск с космодрома состоялся 17-го марта 1966-го года, когда стартовала ракета-носитель «Восток-2», со спутником «Космос-112» на борту. В 2014-м году произошел запуск новейшей ракеты-носителя под названием «Ангара».

Запуск с космодрома «Байконур»

Хронология развития отечественной космонавтики

Развитие отечественной космонавтики берет свое начало в 1946-м году, когда было основано Опытноконструкторское бюро №1, цель которого – разработка баллистических ракет, ракет-носителей, а также спутников. В 1956-1957-м годах трудами бюро была спроектирована ракета-носитель межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, при помощи которой 4 октября 1957 года на орбиту Земли был выведен первый искусственный спутник «Спутник-1». Запуск состоялся на научно-исследовательском полигоне «Тюра-Там», который был разработан специально для этой цели, и который позже будет назван «Байконур».

3-го ноября 1957-го года произошел запуск второго спутника, на этот раз с живым существом на борту – собакой по имени Лайка.

Лайка — первое живое существо на орбите земли

С 1958-го года начались запуски межпланетных компактных станций для изучения , в рамках одноименной программы. 12-го сентября 1959-го года впервые человеческий космический аппарат («Луна-2») достиг поверхности другого космического тела – Луны. К сожалению, «Луна-2» упал на поверхность Луны со скоростью в 12000 км/ч, в результате чего конструкция мгновенно перешла в газовое состояние. В 1959-м году «Луна-3» получил снимки обратной стороны Луны, что позволило СССР дать наименования большинству ее элементов ландшафта.