Летим на Марс | КП#17
17 выпуск новостей о космонавтике "Космический Плейлист"
Сегодня в основном про новый марсианский корабль Илона Маска, и новую ракету New Glenn от Blue Origine.
17 выпуск новостей о космонавтике "Космический Плейлист"
Сегодня в основном про новый марсианский корабль Илона Маска, и новую ракету New Glenn от Blue Origine.
Космическая ракета приближается к земле, выпуская дым и пламя, постепенно выравниваясь. Кажется, что она обречена. Но возле самой поверхности ее двигатели взвывают и ракета замедляется. Дым рассеивается и становится очевидно: она приземлилась. Вертикально. В целости и сохранности. Эпоха многоразовых космических аппаратов приближается. Некоторые фантасты мечтали об этом десятки лет назад. Почему так долго?
Всего десять лет назад такое событие нельзя было и представить. Но после многих красочных и неудачных попыток посадить ракету, калифорнийская компания SpaceX за последние четыре месяца сделала это четырежды — один раз на суше в декабре 2015 на мысе Канаверал, а в апреле — впервые — на беспилотную баржу в середине Атлантического океана. И это были не холостые ракеты: обе сорокаметровые первые ступени ракет Falcon 9 вывели коммерческий космический аппарат на орбиту.
Возвращая ракетные ступени на Землю для повторного использования и починки, основатель SpaceX, миллиардер Элон Маск надеется сделать полеты в космос, наконец, экономически целесообразными, как коммерческая авиация. Его точка зрения такова: авиакомпании не выбрасывают Boeing 747 после каждого полета, почему мы так поступаем с космическими аппаратами?
Научная фантастика предсказывала появление многоразовых космических аппаратов больше века, а космические инженеры экспериментировали с этой идеей с середины 20 века — частично многоразовый космический шаттл, вероятно, это лучшее, что удалось сделать. Почему же нормальные многоразовые космические корабли появляются только сейчас, когда уже столько денег было выброшено на ветер?
Для начала стоит обратить особое внимание, что SpaceX — не единственная компания, которая этим занимается. Blue Origin при поддержке главы Amazon Джеффа Безоса запустила и приземлила ракету New Orbital три раза, каждый раз выходя за границу атмосферы (линию Кармана) на высоте 100 км.
И SpaceShipTwo разработки Virgin Galactic также летал в суборбитальное пространство. «Небольшие транспортные средства, которые используют современные технологии, могут быть более пригодны для повторного использования, чем шаттлы, а суборбитальный транспорт — еще больше», говорит CEO Virgin Джордж Уатйсайдс.
И все же посадки SpaceX — это колоссальный технический подвиг. Чтобы вывести спутник на низкую околоземную орбиту, ракета должна двигаться со скоростью около 6000 км/ч, а чтобы достичь геостационарной орбиты — 9000 км/ч, прежде чем первая ступень сможет отделиться и вернуться на Землю.
«Суборбитальный транспорт летит прямо вверх и возвращается прямо вниз», говорит Летиция Гэрриот де Кайе, американский космический предприниматель. «Несмотря на всю сложность затеи, скорость в верхней точки равна нулю, и тогда гравитация возвращает транспорт на Землю. Суборбитальная многоразовость сильно отличается по сложности от орбитальной многоразовости», говорит она.
Короче говоря, простое объяснение тому, что многоразовые ракеты появляются только сейчас, заключается в технической сложности. Но сама идея многоразовых космолетов уходит во времена еще до Второй мировой войны.
До программы «Аполлон» космолеты считались будущим многоразовых космических аппаратов, говорит Роджер Лониус из Национального музея воздуха и космоса при Смитсоновском институте в Вашингтоне. «Эта идея витала в воздухе с тех пор, как Бак Роджерс и Флэш Гордон появились в комиксах в 1920-30-х годах. Каждый космический корабль в этих комиксах был многоразовым космолетом. Поэтому до Второй мировой войны мы думали, что космические полеты будут похожи на обычное воздухоплавание».
После 1945 года захваченные немецкие ученые показали, что планировали — но так и не построили — суборбитальный космический самолет Silverbird, с помощью которого нацисты хотели разбомбить неприятеля. Новая особенность его конструкции заключалась в форме крыла, которая прибавляла аэродинамической подъемной силы. Эту идею взяли на вооружение ВВС США в 1958 году, когда начали работу над многоразовым крылатым космопланом X-20 Dyna-Soar — но лунная программа привела к консервации проекта в 1963 году.
«Многоразовый космоплан был выброшен в окно из-за космической гонки, у которой была одна задача — обойти русских. В то же время космоплан был недостаточно развитой технологией для полетов на Луну», говорит Лониус. Больше внимания уделяли капсулам, которые запускались баллистически. «Капсулы повторного входа в атмосферу, которые использовались в ядерных боеголовках, по большей части были теми же, в которых посадили астронавтов. Просто меняете груз и все».
После триумфа «Аполлона», впрочем, NASA вернулось к многоразовой первой любви: к крылатому многоразовому космоплану — космическому шаттлу.
Пять шаттлов совершили в среднем по 27 миссий каждый; звездой флота был «Дискавери» с 39 миссиями. «Так что у космолетов длинная история многоразового использования», говорит Марк Сиранджело, главный по космическим система в корпорации Sierra Nevada в Луисвилле, Колорадо.
Недостаток был в том, что их приходилось ремонтировать между запусками — это касается и ракет SpaceX. Хотя SpaceX испытала, могут ли ее ракеты вернуться на Землю, она еще не починила ни одной. И в этом и заключается ее настоящее испытание, считает Лониус. «Если вы сможете использовать повторно любую часть космического аппарата, вы сэкономите деньги на следующем запуске. Но если вам придется разбирать и полностью ремонтировать его перед каждым рейсом, вы с таким же успехом можете построить новый».
NASA также проводило исследования гораздо меньших многоразовых КЛА, которые сейчас появляются в других ипостасях. Например, NASA X37 сейчас используется ВВС США в форме X37B, беспилотного ракетного космоплана, который осуществляет секретные военные миссии на низкой околоземной орбите и возвращается самостоятельно домой.
Космоплан NASA HL-20, разработанный в конце 80-х и 90-х в качестве потенциальной шлюпки космической станции, был приобретен Sierra Nevada и переименован в Dream Chaser. Компания превратила проект NASA в то, что Сиранджело называет «мощнейшим многоразовым транспортом», который она может сделать. Потребовалось заменить фюзеляж NASA из металлического сплава на продвинутый легковесный композит».
«Он будет намного прочнее и больше приспособлен к стрессам космического полета, давлениям и температурам», говорит Сиранджело. В дополнение к грузовым перелетам NASA, Dream Chaser — который можно запустить с любой современной ракетой и посадить на любой аэропорт, способный принять Airbus A320 — рассматривает ЕКА и немецкая лаборатория DLR для различных миссий. К примеру, для захвата и удаления космического мусора.
Хотя космоплан выглядит наиболее логичным способом создать многоразовый космический аппарат, свет увидели и другие более диковинные конструкции. Например, Roton производства Rotary Rocket Company, капсула в форме перечницы, проходила испытания в 1999 году с целью исправить проблему, с которой сотни космических экипажей столкнулись во время возвращения на Землю с начала космической гонки: они не могли приземлиться, где хотели, и были вынуждены предоставить себя парашютам.
В Rotary Rocket хотели дать экипажу возможность выбирать, где его капсула должна осуществить мягкую посадку, в результате чего транспортное средство, очевидно, можно было бы использовать повторно. Для этого оно должно было повторно войти в атмосферу и оказавшись в толще воздуха развернуть вертолетные роторы. Ракетные двигатели на кончиках винтов должны были заработать на определенной высоте и экипаж мог бы направить свою вертолетную капсулу к выбранной точке посадки.
К сожалению, у Rotary Rocket Company кончились деньги до того, как они смогли зайти достаточно далеко. NASA однажды тоже рассматривало роторы, но отказалось от варианта с ракетным движением, предпочтя авторотацию для своей капсулы «Орион».
Нестандартный подход Roton может частично жить, благодаря SpaceX. Семиместная капсула Dragon V2, которая разрабатывается для поездок NASA на МКС, должна стать в итоге многоразовой, благодаря восьми ракетным двигателям, встроенным в ее внешние стенки. У них будет две задачи: выбрасывать капсулу с экипажем, если ракета взрывается во время запуска, и включаться для мягкой активной посадки. Первоначальные приземления с Dragon V2 будут осуществляться с помощью традиционного сброса с парашютом в океан, а потом последует и активное приземление.
Американская ракетная компания United Launch Alliance — совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin — изучает, как можно было бы отбросить большущий и дорогущий ракетный двигатель в основе будущей ракеты Vulcan и заставить его приземлиться на параплане, чтобы потом восстановить. ULA также планирует оставлять на орбите вторую ступень, которая будет ожидать заправки для различных задач, например, для обслуживания спутников.
Французская Airbus изучает, как ракетный двигатель в основе будущей ракеты Ariane 6 мог бы использовать крылья и небольшие реактивные двигатели для самостоятельного возвращения в аэропорт. Китайское космическое агентство говорит о планах повторно использовать ступени ракеты «Великий поход» (‘Long March’, «Великий поход китайских коммунистов»), используя множество парашютов.
Все это имеет смысл, говорит Уайтсайдс. «Грядет множество поколений многоразовых космических аппаратов. Пионеры в лице SpaceShipOne, Falcon 9, New Shepard и X-37B ВВС США оставят потомков самых разных форм и сдержат обещание кардинально снизить расходы на орбитальный запуск».
В США частные компании уже несколько лет покоряют космос, и мы уже писали про самую крупную из них — SpaceX. Как обстоят дела в России? Мы пообщались с основателем и генеральным директором ООО «КосмоКурс» — Павлом Сергеевичем Пушкиным и расспросили его о первой в России частной компании, которая занялась космическим туризмом.
Павел Сергеевич Пушкин, генеральный директор ООО «КосмоКурс»
— Расскажите, пожалуйста, пару слов о себе и своей компании.
— У нас частная Российская компания, которая была создана в 2014 году под реализацию проекта суборбитального туризма. Я сам выходец из космической отрасли и до этого работал в ФГУП «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева» в должности заместителя руководителя проектно-исследовательского центра.
— Как и у кого возникла идея создания КосмоКурса? Как была создана организация?
— Идея возникла совместно у меня и у нашего инвестора, так как в другом виде, без специальной компании, данный проект реализовать не получится. Инициатива по финансированию данной работы естественно исходила от инвестора. Я же со своей стороны готовил технические материалы по проекту.
— Как к вам можно попасть на работу? Какое нужно образование?
— Для того чтобы попасть к нам на работу надо написать письмо по электронной почте или просто позвонить. Но естественно необходимо иметь профильное ракетно-космическое образование и иметь хорошие знания в области проектирования ракет и космических аппаратов. Также кандидат должен уметь не только что-то считать и рисовать, а ещё уметь излагать свои мысли и оформлять результаты работы на бумаге.
— Если не секрет, какая структура у компании? Много сотрудников?
— На данный момент у нас горизонтальная структура компании и насчитывает более десяти специалистов, которые занимаются исключительно техническими вопросами.
— Где размещается ваш офис?
— Офис размещается в районе метро Киевская (примечание «Диалога» — Москва, Россия).
— Были ли какие-то трудности при оформлении (до этого в стране ведь не было, подобных компаний)? Поддерживает ли вас государство?
— Естественно, были большие трудности, связанные с тем, что мы практически первые, кто начал взаимодействовать с государством в рамках реализации чисто коммерческого космического комплекса. Но мы смогли доказать серьёзность наших намерений и обосновать необходимость координационной поддержки нашего проекта со стороны государства. В результате наш проект будет реализовываться в тесном взаимодействии с госкорпорацией «Роскосмос» и мы согласовали с ними ТТЗ на выполнение аванпроекта.
— Как продвигается проект? Что уже готово? Когда будут тестовые пуски?
— На данный момент мы приступили к выполнению аванпроекта, тесно работаем с кооперацией и институтами Роскосмоса. Пока это бумажная стадия, но именно на данной стадии закладывается проект и формируется реализация всех требований, предъявляемых к комплексу. Именно от выполнения аванпроекта зависит то, как будет летать ракета.
— С чем возникли сложности в процессе?
— Основные сложности возникают при формировании кооперации разработчиков. Всё-таки до настоящего времени многоразовые комплексы никто не делал, и задача перевозки большого количества туристов не решалась. Поэтому приходится убеждать разработчиков отдельных изделий реализовывать новые не классические для них требования. При этом для всех сначала является шоком то, что после бумаги пойдёт железо и испытания, а не как обычно ещё одна бумага.
— Кто будет заниматься производством ракеты-носителя и пассажирской капсулы?
— Пока этот вопрос находится в стадии проработки. В аванпроекте мы рассмотрим различных потенциальных изготовителей изделий комплекса. В этом вопросе мы планируем тесно работать с ОРКК (примечание — «Объединённая ракетно-космическая корпорация»).
— Составляющие будут отечественные? Какой процент зарубежных?
— Пока мы ориентируемся на отечественные комплектующие и они нас более-менее устраивают. Параллельно мы рассматриваем вопросы применения импортных комплектующих для наиболее узких мест. При этом у нас те же самые проблемные вопросы, что и у всей ракетно-космической отрасли и надеемся, что совместно с Роскосмосом и ОРКК мы решим возникающие проблемы на данном направлении.
— Ракета-носитель и капсула будут многоразовыми?
— Да, они будут многоразовыми.
Посадка ракеты-носителя и капсулы
— С какими компаниями сотрудничаете, возможно, тоже частные? Только российские или иностранные?
— Мы сотрудничаем как с частными компаниями, так и с государственными. При этом с иностранными компаниями мы пока не планируем работу в части ракетных технологий, так как есть ограничение на их распространение.
— Сотрудничаете с институтами и университетами? Может, лекции проводите или берёте практикантов?
— С институтами и университетами мы пока полноценно не сотрудничаем. Есть взаимодействие с Александром Шаенко из МАМИ (примечание — Московский государственный машиностроительный университет) в рамках реализации его образовательной программы. Студентов мы готовы брать к себе на практику. Однако пока вузы не спешат с нами в этом направлении взаимодействовать.
— Какие требования будут предъявлены к туристам? Нужно ли будет проходить подготовку, обучение? Какие будут перегрузки при полёте?
— Требования к туристам не будут серьёзными. Каждый потенциальный турист должен будет пройти медицинское обследование на предмет наличия серьёзных заболеваний и пройти испытание на профиль перегрузки в центрифуге. Только после этого мы будем готовы заключить с ним контракт. Потом туриста ждёт инструктаж и небольшое обучение. Весь цикл подготовки к полёту займёт не более трёх дней. В полёте перегрузки не будут превышать 4 единиц при выведении и 5 единиц при спуске. В аварийных ситуациях они могут быть больше, но всё равно будут находиться в допустимом диапазоне, чтобы не нанести вред здоровью. Для примера, на аттракционах перегрузки могут достигать 6 единиц. При этом никто не требует при посадке на аттракцион прохождения медицинской комиссии или предоставления справки, даже требований к здоровью не предъявляют.
— Сколько будет стоить билет на вашу ракету?
— Ориентировочно цена на полёт составит 200–250 тыс. $.
— Вы рассчитываете только на русских туристов или также на иностранных? (Какие планы по продвижению за рубежом?)
— Мы ориентируемся на глобальный рынок, включая США и Китай. В направлении организации бронирования билетов и заключения договоров и иностранными туристами мы в данный момент работаем.
— Сколько времени туристы проведут в невесомости?
— В невесомости туристы проведут 5–6 минут. За это время они смогут отстегнуться, полетать в капсуле и полноценно насладиться невесомостью, сочетая это видами Земли с высоты полёта Гагарина.
— Что думаете о компаниях Blue Origin, SpaceX и Virgin Galactic? Поддерживаете связь? Считаете ли вы их своими прямыми конкурентами? В чём преимущества и недостатки КосмоКурса на фоне данных компаний?
— Мы внимательно следим за деятельностью данных компаний. В части космоса больше всего продвинулись SpaceX. По суборбитальному туризму в лидеры вырвалась компания Blue Origin, а в части продаж пока лидерство удерживает Virgin Galactic. При этом проект Blue Origin обладает лучшими характеристиками по равнению с проектом Virgin Galactic, у него на более качественном уровне решены вопросы безопасности и время всего полёта более чем в 20 раз меньше при той же высоте полёта и том же времени нахождения в невесомости. То есть качество проекта Blue Origin более высокое. У нас проект аналогичен Blue Origin, но по сравнению с ними у нас больше высота полёта (200 км против 100) и больше время нахождения в невесомости (5–6 минут против 3–4 минут).
— Насколько безопасно будет летать в космос с помощью ваших ракет?
— Мы ориентируемся на достаточно высокий уровень безопасности, который приближается к уровню безопасности авиационных полётов, что значительно выше, чем у существующих космических полётов. Эти требования по безопасности хорошо реализуются при суборбитальных полётах, где и время полёта не высоко и выхода на орбиту нет.
— Какие планы на будущее? Может, есть планы в дальнейшем выйти из сферы туризма и заняться доставкой спутников на орбиту или космонавтов на МКС? Возможно, есть более амбициозные планы?
— Пока мы ориентируемся на суборбитальный туризм. В перспективе может быть будем прорабатывать вопросы орбитального туризма. Но сначала нам надо больше углубиться в вопросы суборбитального туризма.
Мы и дальше продолжим рассказывать о частной космонавтике в России.
VIA: http://www.the-dialogue.com/ru23-pervoprohodcy-chastnoj-kosm...