"Спейс Шаттл" - несбывшаяся мечта дешевого доступа в космос⁠⁠

Обслуживание Шаттла - как это было преподнесено общественности.

Обслуживание Шаттла - как это было на самом деле.

В современную эпоху ракетостроения, все только и разговаривают, как о многократном использовании ракет и их компонентов - от ступеней, до спускаемых аппаратов, до даже обтекателей. Этим занимаются многие компании - от всем известной SpaceX Илона Маска, до Blue Origin Джеффа Безоса, до проекта "Байкал-Ангара" центра Хруничева.  По словам строителей, многоразовое использование значительно удешевит выход в космос. Звучат амбициозные цели "повторный запуск за 24 часа". Но прежде чем радоваться перспективе новой вехи освоения космоса, стоит учесть печальный опыт одного из самых известный прошлых проектов многоразового космического корабля. Речь идет, разумеется, о "Спейс Шаттл".

Программа шаттла началась в 1972 г., именно как более дешевая (за счет многоразовости) альтернатива ракете Сатурн-5 эпохи лунной программы 60-х. После десятилетней разработки, первый шаттл "Колумбия" был запущен в 1981 г.

Запуск первого Шаттла "Колумбия", 1981 г.

Большинство компонентов в шаттле были многоразовыми. Боковые твердотопливные ускорители сбрасывались на первом этапе полета в море и оставались на плаву, после чего их предстояло отбуксировать и использовать повторно. Сам челнок при возврате с орбиты входил в атмосферу и садился на аэродром как самолет. Не подлежащим повторному использованию был лишь основной топливный бак, поскольку он отделялся на слишком большой высоте и скорости, и сгорал при входе в атмосферу, не имея (в отличии от челнока) собственной термозащиты.

К сожалению, проблемы с обслуживанием начались с первых же полетов. Боковые ускорители при падении в море терпели повреждения от соленой воды. Челнок же испытывал сильнейшие перегревы при входе в атмосферу, требующие замены дорогой и сложной термозащиты. Также, двигатели челнока требовали замены каждые 5-6 полетов, и стоимость этой работы была практически сопоставима с постройкой нового шаттла.

Более того, за свою программу, шаттл потерпел две катастрофы, одна из которых - прямо  связанна с проблемами износа при многократном использовании. В 1986 г. в шаттле "Челленджер" на взлете произошел прорыв в сварке сегментов одного из изношенных в прошлых запусках боковых ускорителей, пламя от которого в свою очередь взорвало топливный бак, после чего шаттл развалился в воздухе. В 2003 г. корпус челнока "Колумбия" при входе в атмосферу потерпел повреждения от отломавшихся кусков термозащиты топливного бака, от чего челнок потерял структурную целостность и был разрушен аэродинамическими нагрузками. В обоих случаях экипажи шаттлов (7 астронавтов в каждом) погибли в полном составе.

"Челленджер" за секунды до взрыва. Виден язык пламени, вырывающийся из разрыва бокового ускорителя.

За свою 30-и летнюю карьеру шаттл достиг немало. В списке его достижений - постройка Международной Космической Станции и вывод на орбиту телескопа "Хаббл". Но это было достигнуто крайне дорогой ценой. В итоге, после 30 лет эксплуатации, и на фоне непрекращающихся увеличений в расходах, проект шаттла был окончательно свернут в 2011 г.

Подведем финансовые итоги. Первоначально общая стоимость программы шаттлов оценивалась в 7,45 миллиардов долларов. Под конец же программы, общая стоимость (разработка и запуски) оказалась равной 196 миллиардов долларов (да-да, в 26 раз выше первоначальной цены). Поделив на 133 успешных запуска (не считая двух катастроф), получается что каждый запуск стоил умопомрачительной цены в 1,47 миллиарда долларов. Предельная же издержка для запуска шаттла (стоимость одного дополнительного запуска без учета уже вложенных в разработку денег) ниже, но тоже крайне высокая, в 450 миллионов долларов за запуск.

Дорогое удовольствие для ракеты, построенной для "дешевого многократного использования", не правда ли? Для сравнения, коммерческая ракета Delta IV Heavy (являющаяся самой дорогой из текущих ракет-носителей после сворачивания программы Шаттла) стоит 400 миллионов долларов за запуск без всякого повторного использования, и при этот выводит на орбиту бОльшую полезную нагрузку, чем шаттл. Более того, поскольку Delta разработана частной компанией, стоимость разработки уже включена в стоимость ракеты, а не производилась отдельно на деньги налогоплательщиков.

Если бы мы вместо проекта шаттла продолжали использовать Сатурн-5, мы бы были на Марсе сегодня, а не мечтали об этом в грядущие 50 лет.

— Директор НАСА Майкл Гриффин

Учитывают ли строители современных многоразовых ракет печальный опыт предшественника? По заявлениям самих строителей - да. Например, возврат ступеней на собственной реактивной тяге избегает двух причин высокой стоимости обслуживания шаттла (а равно и связанных с ними катастроф). Ступень, тормозящая реактивной тягой (а не трением об воздух, как шаттл), избегает сильного перегрева, а сажаясь на сушу (или морскую платформу), избегает длительного контакта с соленой водой (в отличии от боковых ускорителей шаттла). Более того, эти ракеты (опять-же, в отличии от шаттла) оснащены системой аварийной реактивно-парашютной эвакуации спускаемого аппарата - что оставляет надежду экипажу спастись в случае взрыва шаттла.

Но сумеют ли все же новые строители многоразовых ракет на деле осуществить дешевый выход в космос - или же станут очередной жертвой раздува сложности и цен - покажет лишь время.