Новые американские космические корабли⁠⁠

Прошло почти шесть лет как НАСА самостоятельно отправило астронавтов на орбиту. После финальной миссии шаттла Atlantis отправкой людей к Международной космической станции занимается исключительно Россия, в распоряжении которой имеются простые и надежные корабли серии «Союз», успешно летающие с 1967 года. Однако в США в течение года должно завершится создание трех новых космических аппаратов, которые сделают их безусловным лидером в пилотируемой космонавтике.

О возвращении программы пилотируемых полетов НАСА объявило в сентябре 2014 года. Тогда на специальной пресс-конференции глава НАСА Чарльз Болден назвал две компании, которые агентство выбрало для заключения многомиллиардного контракта на строительство пилотируемых многоразовых космических кораблей, предназначенных для доставки астронавтов к МКС. Победителями тендера стали SpaceX и Boeing, которые представили проекты кораблей Dragon V2 и CST-100 (от Crew Space Transportation) соответственно. Общая стоимость работ по созданию аппаратов составила 2,6 миллиарда долларов для SpaceX и 4,2 миллиарда долларов для Boeing.

«Для НАСА и нации это был непростой, но наилучший выбор. Мы получили многочисленные предложения от наших аэрокосмических компаний. Высококвалифицированные американские фирмы, единые в желании вернуть отправку человека в космос с территории США, соревновались за то, чтобы служить нации и покончить с нашей зависимостью от России. Я приветствую их инновации, тяжелый труд и патриотизм», — сказал Болден. Выбор в пользу SpaceX и Boeing он объяснил успешным сотрудничеством агентства с этими частными компаниями и уверенностью НАСА в их соответствии высоким требованиям агентства.

Плакат "Программы развития коммерческих пилотируемых кораблей", организованной и финансируемой НАСА

Главным конкурентом SpaceX и Boeing считалась компания Sierra Nevada, которая предлагала НАСА летать к МКС на глубоко модернизированной версии орбитального самолета HL-20 — корабле Dream Chaser. Причины, по которым НАСА выбрало именно SpaceX и Boeing, а также распределение между ними финансирования очевидны: агентство больше доверяет крупным и надежным партнерам и вместе с тем приветствует здоровую конкуренцию со стороны молодых и перспективных компаний. С аэрокосмическим и оборонным гигантом Lockheed Martin агентство не заключило контракт, поскольку компания уже работала над марсианским кораблем Orion. Расширять сотрудничество с Orbital ATK (тогда — Orbital Sciences) в НАСА тоже не стали, поскольку к МКС уже летали ее грузовики Cygnus.

Сигнус, захваченный манипулятором Канадарм2 МКС

«Для грузового транспорта SpaceX выиграла двенадцать миссий (в настоящее время к МКС летает грузовая версия Dragon), а Orbital — восемь. Денежная премия Orbital выше, хотя у них меньше миссий, поскольку НАСА не хочет зависеть от одного источника. Для пилотируемого полета, как я ожидаю, будут выбраны Boeing или Lockheed, которые выиграют большую часть финансирования, а мы, надеюсь, будем вторыми», — так в июне 2010 года оценивал перспективы компании SpaceX ее глава Илон Маск. Как стало известно через четыре года, он не ошибся.

Выбор НАСА в качестве основных партнеров для пилотируемых миссий к МКС SpaceX и Boeing привел к тому, что в 2014 году из Sierra Nevada, безуспешно пытавшейся в судебном порядке оспорить результаты тендера, было уволено около ста сотрудников, работающих над Dream Chaser. Со своей стороны агентство пообещало всяческую поддержку этой молодой компании, но не в рамках программы пилотируемых полетов. Тогда же, в 2014 году, американцы полагали, что уже к 2017-му астронавты будут отправляться на МКС исключительно с территории США, без помощи российской стороны. Взятые на себя обязательства компании SpaceX и Boeing, как показало время, выполняют, но примерно с годовым отставанием.

Dream Chaser у МКС

Аппарат Dragon V2 является глубоко модернизированной версией грузовика Dragon, успешно летающего к МКС. Корабль имеет практически моноблочную конструкцию, в грузопассажирском режиме позволяющую, вместе с полезной нагрузкой в 2,5 тонны, отправлять к МКС до четырех человек. В пассажирском режиме корабль берет на борт до семи человек. В 2017 году SpaceX планирует завершить производство трех кораблей Dragon V2, один из них в ноябре должен совершить первый тестовый беспилотный полет к МКС. Аппарат, как ожидается, состыкуется со станцией и покинет ее спустя 30 суток.

Внутреннее пространство Dragon V2 организовано, по словам SpaceX, с максимально возможным удобством для экипажа. Кресла пилотов выполнены из углеродного волокна высшего качества с отделкой из алькантары. В капсуле для астронавтов четыре окна с видом на внешнее пространство. На специальной панели члены экипажа Dragon V2 смогут в режиме реального времени отслеживать состояние космического корабля во время полета. Также астронавты получат возможность вручную настраивать температуру на борту корабля (в пределах от +15 до +26 градусов). На случай внештатных ситуаций предусмотрена система эвакуации.

Первому полету Dragon V2 будут предшествовать огневые испытания двигателей Draco и SuperDraco. Последние распечатываются на трехмерном принтере и устанавливаются в качестве элементов спасательной системы и для управляемой посадки корабля. Также SpaceX испытает специальный скафандр, позволяющий астронавтам выдержать нагрузки в случае разгерметизации пассажирской капсулы Dragon V2. Аналогичную опцию для своего костюма в 2017 году сделает Boeing. Аппараты Dragon V2 и CST-100 будут приземляться при помощи парашютов — необходимые для этого системы испытают в этом году.

Интерьер капсулы Дракона-2

Пуск Dragon V2 будет осуществляться при помощи ракеты среднего класса Falcon 9 со стартового комплекса SLC-39 в Космическом центре Кеннеди (Флорида), откуда ранее в космос отправлялись миссии Space Shuttle и Apollo. Пилотируемая 14-дневная миссия Dragon V2 (с двумя астронавтами на борту) запланирована на май 2018 года. В интересах SpaceX выдержать заявленные сроки, поскольку именно финансирование НАСА разработок грузовых и пилотируемых кораблей позволило компании избежать участи Sierra Nevada; Boeing это касается в меньшей степени.

Аэрокосмический гигант перенес первый тестовый и беспилотный полет CST-100 с декабря 2017-го на июнь 2018-го. После этого в августе того же года должен состояться пилотируемый полет корабля Boeing с экипажем из двух человек. Как и Dragon V2, корабль CST-100 способен доставлять на околоземную орбиту до семи человек. Корабль, получивший название Starliner, как и Dragon V2, будет проходить предстартовую подготовку в Космическом центре Кеннеди. Запуски Starliner будут проводиться с тяжелой ракеты Atlas V с площадки 41-го космодрома на мысе Канаверал, а в случае необходимости — на носителях Delta IV и Falcon 9, а также создаваемой ракеты Vulcan.

Сравнение капсул американских кораблей

Причины, по которым компании SpaceX и Boeing отложили первые пуски разрабатываемых кораблей, принципиально отличаются друг от друга. Первая компания, в отличие от второй, располагает значительно более скромными ресурсами, которые отчасти потребовалось задействовать для выяснения и устранения причин, приведших к аварии Falcon 9 в сентябре 2016 года. Тогда эксперты из НАСА раскритиковали SpaceX из-за заправки ракеты за полчаса до старта. Это означает, что в случае нештатной ситуации при заправке топливом Falcon 9 астронавты будут находиться уже в головной части ракеты, а не на безопасном от нее расстоянии. Именно на минимизацию возможных рисков SpaceX и потратила так много времени.

В Boeing перенос сроков пусков объяснили дополнительной подстраховкой и «некоторыми техническими проблемами». Среди них — повреждение капсулы корабля и небольшое отклонение его расчетной массы от фактической. По всей видимости, аэрокосмического гиганта мало волнуют небольшие задержки старта CST-100, поскольку ему принадлежат пять мест на российских «Союзах», полученные от РКК «Энергия» в качестве компенсации после урегулирования споров от продажи морского космодрома Sea Launch.

CST-100 стыкуется с МКС

Даже если Boeing не успеет в заявленные сроки подготовить CST-100, свои обязательства перед НАСА компания, скорее всего, выполнит в полном объеме. Агентство уже проявило заинтересованность в приобретении у Boeing двух кресел на «Союзах» на осень 2017-го и весну 2018-го и трех — на 2019 год. Роскосмосу такие рокировки тоже выгодны в связи с планируемым временным сокращением численности российского сегмента МКС с трех до двух человек.

На аппарате «Орион» в 2020-х годах НАСА собирается отправить к Марсу первых астронавтов. Orion — первый космический корабль, который покинет пределы низкой околоземной орбиты за последние 40 лет после заключительной миссии программы Apollo в 1972 году. Сам корабль спроектировал и построил американский аэрокосмический (и оборонный) гигант Lockheed Martin. Orion состоит из двух модулей: командного и сервисного. Если первый модуль корабля целиком спроектирован американской стороной, то разработка второго проходила при участии ЕКА (Европейского космического агентства).

По дизайну Orion напоминает аппараты Mercury и Apollo, однако крупнее и мощнее своих предшественников. Его тоже можно использовать для полетов к МКС, но нецелесообразно — слишком дорого.

Трудности, с которыми сталкиваются партнеры НАСА по пилотируемой космонавтике, по всей видимости успешно разрешатся и носят рабочий характер. В конечном итоге через год-два в распоряжении США будет парк космических кораблей, состоящий как минимум из грузовых Dragon и Cygnus, пилотируемых околоземных Dragon V2 и CST-100, а также лунно-марсианского Orion  Это обеспечит не только независимость США от российских «Союзов» и их готовящейся замены — кораблей «Федерация», но и обеспечит внутринациональную конкуренцию между как минимум четырьмя космическими компаниям.