Давление солнечных лучей весьма невелико, однако при постоянном их воздействии аппарат теоретически способен развить очень высокую скорость. Таким образом ученые стремятся решить проблему дальних космических перелетов, для эффективного осуществления которых аппараты должны двигаться очень быстро. Скорости современных ракет с химическим топливом ограничены, но двигатель на «солнечных парусах» может в теории решить эту проблему. Кроме того, с таким двигателем нет необходимости брать в полет многотонные запасы горючего.
Это была уже вторая попытка вывести в космос КА с лепестками «солнечного паруса». Первая, также неудачная, была предпринята 20 июля 2001 г. Для этого использовалась однотипная РН «Волна» (изготовитель – ГРЦ им. ак. В.П. Макеева), которая запускалась с этой же РПЛСН «Борисоглебск». Тогда из-за сбоев в системе управления РН аппарат не отделился от ракеты-носителя (КА вместе с третьей ступень ракеты упал в зоне затопления). В тот раз на борту экспериментального КА «Демонстратор» имелось лишь два лепестка, на которых планировалось проверить инженерные расчеты. Через четыре года «солнечному парусу» снова не повезло. В результате теоретические выкладки в отношении солнечного ветра и работы «солнечного паруса», увы, пока так и остаются не проверенными на практике.
Владимир ЩЕРБАКОВ Фото из архива редакции
«КЛИПЕР»: МНОГОРАЗОВЫЙ ПРЕЕМНИК «СОЮЗОВ»?
Михаил ЖЕРДЕВ Рисунки и схемы РКК «Энергия» и из архива редакции
В начале XXI века пилотируемая космонавтика, как российская, так и американская, продолжает эксплуатацию пилотируемых космических кораблей (КК), разработанных более четверти века назад. Это отлично зарекомендовавший себя российский одноразовый КК «Союз» (летает уже 38 лет) и американский многоразовый транспортный космический корабль (МТКК) «Спейс Шаттл» (space shuttle), запускаемый с 1981 г. Необходимо отметить, что оба уже не полностью удовлетворяют современным возросшим требованиям к пилотируемым кораблям. МТКК «Спейс Шаттл» показал свою чрезмерную дороговизну и ряд технических недостатков, сказывающихся на безопасности полетов. При всей своей относительной технической простоте, а главное высокой надежности конструкции уже не отвечает современным требованиям и КК «Союз». Среди таких требований необходимость увеличения грузопотока к Международной орбитальной станции, обеспечение возвращения результатов космической деятельности на Землю, повышение частоты полетов и т.п. Кроме того, ограниченные габариты кабины затрудняют производить длительные автономные полеты корабля, в т.ч. и в целях в космического туризма. Исходя из этого, Ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» уже несколько лет, основываясь на своем многолетнем опыте проектирования пилотируемых КК, ведет разработку частично многоразового пилотируемого космического корабля нового поколения. Первая информация о «Клипере», как назвали новый корабль (клипер (от английского слова clipper – быстрый) – быстроходное морское парусное судно с острыми обводами корпуса, служившее в XIX веке для перевозки на большие расстояния ценных грузов и пассажиров), была обнародована в феврале 2004 г. В РКК «Энергия» проработали несколько вариантов такого аппарата и построили несколько его моделей и макетов, показывающих различные технические решения, которые могут быть использованы при разработке перспективного многоразового КК. В ноябре прошлого года в стенах корпорации состоялся первый показ макета варианта «Клипера» с несущим корпусом. Публичная презентация полноразмерного макета его крылатой версии состоится в рамках авиасалона МАКС-2005.
Основное назначение «Клипера» – доставка экипажей и грузов на МКС и возвращение их обратно на Землю, использование в качестве корабля-спасателя для экстренной эвакуации космонавтов с орбиты в случае аварийных ситуаций на станции или других космических кораблях и т.п. В отличие от нынешнего одноразового «Союза», «Клипер» рассчитывается не на троих, а уже на шестерых космонавтов и может находиться на орбите в составе МКС в два раза дольше – до года. Поэтому «Клипер» почти вдвое тяжелее «Союза»: его стартовая масса – около 13 т (у «Союза» – около 7 т). Конструкция нового корабля рассчитывается на возможность выполнения до 25 полетов на орбиту и возвращений на Землю. Срок его эксплуатации – 10 лет.
При проектировании «Клипера» рассматривались различные схемы. В начале прорабатывалась так называемая бескрылая компоновка типа «несущий корпус», предусматривающая вертикальную парашютную посадку аппарата на Землю. Макет именно такого варианта был представлен журналистам в ноябре 2004 г. Несколько позднее приступили к рассмотрению и варианта с крылом, который будет планировать в атмосфере и приземляться на аэродром «по-самолетному» (подобно «Бурану» и «Шаттлу»). К работам по крылатой версии «Клипера» было подключено «ОКБ Сухого», которому был поручен аэродинамический и прочностной расчет возвращаемого аппарата самолетного типа, а также проектирование его конструкции. В настоящее время РКК «Энергия» продолжает разработку обоих вариантов. По мнению руководителя Научно-технического центра головного в космической отрасли Центрального научно-исследовательского института машиностроения (ЦНИИмаш) Владимира Ходакова, высказанному им недавно в интервью газете «Труд», каждый вариант имеет свои плюсы и минусы. На заключительном этапе для дальнейшей разработки и последующей эксплуатации будет выбрана какая-то одна конструкция, т.к. слишком дорого иметь корабли двух типов, но пока проектируют параллельно оба варианта.
Они максимально унифицированы, отличаясь, по сути, только наличием крыла и соответствующим изменением конструкции корпуса (фюзеляжа) возвращаемого аппарата. Корабль состоит из двух основных частей: возвращаемого аппарата массой 8,8 т, где в просторной гермокабине объемом 20 м3 находится экипаж и груз, и агрегатного отсека массой 4,2 т, предназначенного для размещения основных двигателей, запасов топлива, пищи, воды и баллонов с газом, используемым для наддува топливных баков. Масса доставляемых и возвращаемых с орбиты грузов – 500 кг. Продолжительность автономного полета с шестью космонавтами – 5 суток, максимальная (при двух космонавтах) – до 15 суток. Полная длина аппарата со стыковочным узлом – около 10,4 м (длина возвращаемого аппарата – 6,4 м, длина с агрегатным отсеком – около 8,6 м), диаметр по агрегатному отсеку – около 3,5 м, максимальная ширина фюзеляжа – около 3,6 м.
Для выведения «Клипера» на орбиту планируется использовать либо ракету-носитель «Зенит-28ЬБ» (модификация применяемой в системе «Морской старт» РН «Зенит-38Ь»), либо носитель нового поколения («Онега», «Ангара» и т.д.). Ракета будет выводить «Клипер» с экипажем (или в автоматическом режиме) на околоземную орбиту высотой до 500 км. Далее корабль может пристыковаться к МКС и оставаться в космосе до 360 суток или совершать автономный полет длительностью до 15 суток, после чего возвращаться на Землю. При сходе с орбиты, когда выдан тормозной импульс, возвращаемый аппарат отделяется от агрегатного отсека и по пологой траектории входит в атмосферу Земли.
Компоновочная схема крылатой версии КК «Клипер»
В варианте с несущим корпусом на заданной высоте в атмосфере срабатывает вытяжной парашют, затем – тормозной, после чего раскрываются три купола основных парашютов. Когда до земной поверхности остается несколько сот метров, возвращаемый аппарат разворачивается кормовой частью в направлении ветра. Перед самой посадкой, в полутора метрах от поверхности, по команде специального высотомера включаются твердотопливные двигатели, которые гасят вертикальную и горизонтальную скорость, и кабина опускается на землю. В «крылатом» варианте посадка осуществляется на выпускаемое колесное шасси на специально подготовленные аэродромы, после планирования «по-самолетному», с возможностью выполнения бокового маневра в атмосфере на расстояние до 2000 км. Через полгода после завершения очередного космического полета, после проведения необходимых проверок и регламентных работ, аппарат (как в первом, так и во втором вариантах) снова может быть готов к старту на орбиту.