Спуск аппарата X-38

На устранение выявленных недостатков парашютной системы, разработанной фирмой «Pioneer Aerospace», потребовался почти год. Второе испытание модели V-131, прошедшее в расчетном режиме, состоялось в феврале 1999 г. После этого полета использовавшийся аппарат подвергся некоторой модернизации: на нем был установлен макет стыковочного устройства и изменена форма хвостовой части фюзеляжа, верхняя поверхность которой приобрела более плавные без характерного излома обводы (это было сделано с целью изучения возможностей увеличения внутреннего объема изделия). Полеты усовершенствованной модели с обозначением V-131R возобновились в конце 2000 г. В период доработки первого изделия бросковые испытания с постепенным увеличением высоты отделения и продолжительности полета выполнялись с использованием второго аппарата. Наиболее сложным стало восьмое испытание, состоявшееся в декабре 2001 г. Отцепка аппарата Х-38 от самолета В-52 была произведена на высоте 13,7 км. В течение минуты автономного полета модель развила скорость 805 км/ч. На высоте около 9 км началось раскрытие парашютной системы. Управление парашютом при планирующем спуске, длившемся 12 мин, осуществлялось по командам из Центра Драйдена, где был оборудован зал, имитирующий кабину аппарата Х-38. Оператор (профессиональный астронавт) получал информацию о ходе полета с видеокамер, установленных на модели, при этом использовалась специальная компьютерная программа «Landform», представляющая трехмерное изображение рельефа местности по трассе полета. Испытание успешно завершилось посадкой модели с горизонтальной скоростью 64 км/ч. Данный полет стал последним испытанием моделей Х-38. В середине 2002 г. из-за значительного перерасхода средств на развертывание и эксплуатацию орбитальной станции NASA объявило о прекращении работ как по аппаратам Х-38, так и проекту CRV в целом. К тому времени стоимость создания штатного корабля спасения уже оценивалась в 1,3—1,5 млрд долл. Поэтому в целях экономии средств NASA сочло целесообразным продолжать эксплуатацию МКС с экипажем из трех человек.Пересмотренные NASA планы вызвали негативную реакцию у европейских организаций. Подобное развитие событий существенно ограничило участие исследователей ESA в эксплуатации МКС и практически обесценило весомый вклад европейских компаний в программу Х-38, в том числе и в создание орбитальной модели, сборка которой близилась к завершению. Объем незаконченных работ по изделию выражался в 50 млн долл. Для его выведения в космос на борту МТКС и проведения орбитального полета с возвращением на Землю требовалось изыскать всего около 80 млн долл. В связи со сложившейся ситуацией ESA выразило готовность принять на себя значительную часть расходов, связанных с подготовкой орбитальной модели к запуску и последующей разработкой аппарата спасения CRV. В ходе состоявшихся переговоров европейская ставка была доведена до 500 млн долл. Однако американская сторона не приняла этого предложения. Таким образом, очередная попытка создания ВКС с несущим корпусом окончилась неудачей. Прагматический расчет, высокий технический риск и финансовые ограничения не позволяют руководству космических программ отклоняться от уже апробированных схем и конструкторских решений. Со всей наглядностью это проявилось уже при разработке МТКС «Спейс Шаттл».

<<<Назад Страница 40 Далее>>>

<<<Назад Страница 41 Далее>>>

МТКС «Спейс шаттл» Программа «Спейс Шаттл», вобравшая в себя и блистательные успехи, и тяжелейшие за всю историю космонавтики катастрофы, заслуживает отдельной книги, если не многотомного описания. Поэтому в разделе представлены лишь общие характеристики МТКС и ее основных компонентов, подведены некоторые итоги двадцатидвухлетней эксплуатации первой многоразовой авиационно-космической системы, а также описаны работы по ее модернизации и совершенствованию. Проектно-конструкторские изыскания по формированию концепции транспортной системы нового поколения, до недавнего времени активно проводившиеся NASA и которые сейчас выполняются военными организациями, предопределили начало этого раздела — оно посвящено истокам программы «Спейс Шаттл», ее исходному замыслу и эволюции ранних проектов МТКС, завершившейся выбором современной конфигурации.

<<<Назад Страница 41 Далее>>>

<<<Назад Страница 42 Далее>>>

Спейс Шаттл. Выбор схемы В конце 1960-х годов по мере завершения подготовки к полетам с высадкой на Луну NASA активизировало работы по изучению путей дальнейшего развития пилотируемой программы. Следующим этапом освоения космоса было определено развертывание сначала станции «Скайлэб», проектировавшейся на элементной базе проекта «Сатурн-Аполлон». Позднее намечалось создать орбитальный комплекс нового поколения, рассчитанный на 10—12 человек. Эта станция рассматривалась в качестве передовой базы для освоения с участием человека ближнего околоземного пространства, а затем и дальнего космоса (в частности, предлагалось в конце 1970-х построить обитаемую базу на поверхности Луны, а в 1980-е годы осуществить пилотируемые полеты к Марсу). В то же время отмечалось, что необходимой предпосылкой успешной реализации подобных планов является наличие дешевого средства выведения в космос значительных по своей массе объектов и грузов. Наиболее эффективным решением данной проблемы считается создание многоразовой транспортной системы, основные элементы которой после решения своей задачи спускались на Землю для повторного использования. Более того, стоимость эксплуатации такой МТКС, выполняющей «челночные» рейсы по маршруту «Земля— орбита», существенно бы сократилась, если бы ее спасаемые ступени обладали высокой маневренностью для самостоятельного возвращения непосредственно к месту старта. Таким образом, оптимальной с точки зрения текущих затрат на эксплуатацию является транспортная система с крылатыми разгонными и орбитальными ступенями (ОС), способными при спуске на Землю совершать планирующий полет с обычной самолетной посадкой. (Хотя существуют и в различное время прорабатывались иные промежуточные или альтернативные схемы спасаемых ОС, например со складывающимися крыльями, разворачивающимися вертолетными лопастями и т.п.) Острая потребность в дешевой транспортной системе проявилась уже при планировании работ на станции «Скайлэб». Налаживание «массового» производства дорогостоящих ракет «Сатурн-IB» и кораблей «Аполлон» для постоянной эксплуатации этого орбитального комплекса в пилотируемом режиме было признано неоправданным. В итоге за шесть лет нахождения станции в космосе (1973—1979) на ней побывало, причем только в течение первого года ее полета, лишь три экспедиции. Поэтому проекты создания новой орбитальной станции и многоразовой транспортной системы, получившей собственное имя «Спейс Шаттл» («Space Shuttle» — «Космический челнок»), первоначально рассматривались как взаимосвязанные программы. Однако их высокая стоимость вызвала негативную реакцию у конгрессменов — несмотря на всеобщее восхищение высадкой человека на Луну, бюджет NASA формировался в весьма жестких ограничительных рамках (как-ни-как страна вела войну во Вьетнаме). В результате наиболее приоритетной задачей была признана разработка системы «Спейс Шаттл». Выбор в пользу создания МТКС был обусловлен более низким уровнем технического риска, необходимостью деЛевого средства выведения космических аппаратов, а также широкими функциональными возможностями ее орбитальной ступе-ни* Предполагалось, что постепенное увеличение продолжительности полета ОС с 7 до 30 суток позволит проводит на ней практически все виды исследований и экспериментов. При этом новая транспортная система должна предоставить следующие преимущества: — многоразовое использование ступеней МТКС, самостоятельно возвращающихся к месту старта, и интенсивная эксплуатация системы (в начале 1970-х годов частота ее запусков прогнозировалась на уровне 50—60 полетов в год) на порядок должны сократить стоимость выведения грузов в космос; — небольшие перегрузки при запуске и выполнение орбитальных операций по развертыванию полезного груза с участием человека позволяют смягчить требования, предъявляемые к новым КА, и соответственно уменьшить затрат^ на их разработку; — высокая маневренность ОС, присутствие экипажа дают возможность проводить инспекции и обслуживание спутников на орбите, а при необходимости возвращать их на Землю для ремонта или модернизации (для текущего обслуживания спутников, находящихся на высоких орбитах, предполагалось применять многоразовый межорбитальный буксир, который рассматривался как составная часть будущей МТКС). При этом ожидалось, что экономический эффект от упрощения разработки и эксплуатации космических аппаратов намного (в три-четыре раза) превысит экономию от сокращения стоимости их выведения. Первые контракты на подготовку предложений по проектному облику многоразовой транспортной системы, предварительно обозначенной как ILRV («Integrated Launch and Reentry Vehicle» — «Единое средство запуска и возвращения»), NASA заключило с четырьмя промышленными компаниями в начале 1969 г. В ходе работы подрядчиками рассматривались различные компоновочные варианты МТКС — от одноступенчатого крылатого аппарата со сбрасываемыми топливными баками до многоблочной пакетной схемы. Анализ представленных фирмами материалов показал, что наиболее эффективной является система с двумя ступенями самолетного toina. Контракты на проработку МТКС в такой конфигурации были заключены в мае 1970 г. с.компаниями «North American Rockwell» и «McDonnell Douglas». Исходное техническое задание было таковым: разрабатываемая МТКС со стартовой массой 1500 т комплектуется двумя крылатыми пилотируемыми ступенями; на обеих ступенях используются типовые кислородно-водородные двигатели тягой по 180 т, для полета на дозвуковых скоростях при возвращении обе ступени оснащаются ВРД. На начальном этапе работ подрядчикам было предложено рассмотреть орбитальные ступени в двух вариантах — с широкими (до 2700 км) и ограниченными (в 320 км) возможностями по боковому маневру при возвращении на Землю. Аппараты первой схемы характеризовались развитым дельтавид-ным крылом с вертикальными законцовками, хорошим аэродинамическим качеством при гиперзвуковых скоростях, но и продолжительным периодом воздействия тепловых нагрузок при входе в атмосферу; тогда как альтернативные ОС', оснащенные небольшим прямым крылом, должны проходить участок максимального нагрева за меньшее время, что значительно упрощает теплозащиту изделия и позволяет увеличить массу полезного груза с 9 до 20 т. Тем не менее в январе 1971 г., учитывая требования военных организаций, NASA пересмотрело техническое задание на создаваемую МТКС. В частности, при увеличенной до 2265 т стартовой массе новая транспортная система должна обеспечивать доставку на орбиту высотой 180 км грузов массой 29,4 т, на орбиту высотой 500 км объекты массой 11,3 т; по дальности бокового маневра ОС стороны сошлись на компромиссном значении в 2000 км. Последнее требование предопределило аэродинамическую схему орбитальной ступени — простое стреловидное крыло, а для обеспечения путевой устойчивости используется вертикальный киль с рулем направления. После выбора оптимальной конфигурации будущей МТКС NASA активизировало работы по изучению экономических аспектов реализации программы (на первых этапах наибольшее внимание уделялось оценке технической реализуемости проекта). Принятая схема полностью соответствовала требованиям минимальных эксплуатационных затрат — стоимость запуска новой транспортной системы не превышала 5 млн долл. Однако общие затраты на ее разработку в течение шестилетнего периода с проведением первого старта в 1978 г. оценивались в 10 млрд долл., при этом пик текущего финансирования в 2 млрд долл. приходился на 1976 ф.г.