Багаторазові ракети дозволять скоротити вартість польотів у космос і зробити його освоєння більш простим.
У середині січня ракета-носій приватної компанії SpaceX стартувала з американського космодрому на мисі Канаверал. Вона повинна була доставити на орбіту корабель з вантажем обладнання для Міжнародної космічної станції (МКС), пише Павло Сивокінь у №5 журналу Корреспондент від 6 лютого 2015 року.
Цей пуск був би малоцікавим для світової науки – компанія підписала договір з NASA на доправлення на орбіту вантажів і вже виконала кілька польотів, – якби не одна обставина. Цього разу перший ступінь ракети з дев'ятьма маршовими двигунами мав не тільки «виштовхнути» корабель за межі атмосфери, надавши йому прискорення майже 8 км/с, а й самостійно сісти на землю.
Засновник SpaceX Елон Маск почав розробляти проект ще кілька років тому. Тоді ідея, що величезний ракетний ступінь заввишки з 16-поверховий будинок може сісти на землю після того, як зробить свою справу, здавалася фантастичною.
«Раніше ми виловлювали з моря додаткові прискорювачі після запусків шатлів. Але основний розгінний блок тонув або розпадався на частини через високу швидкість», – каже Корреспонденту Ерік Стерн з NASA.
За його словами, прискорювачі виготовляють з міцного матеріалу, тоді як основні розгінні ступені мають товщину стінок лише кілька міліметрів.
Унаслідок запуску перший ступінь успішно розігнав корабель, відокремився і полетів на власних двигунах до платформи в морі, яка була встановлена за 240 км від місця старту. Але вже на підльоті швидкість значно зросла, і він звалився на посадковий майданчик.
За словами експертів, після такого приземлення ступінь довелося збирати по частинах. Але в SpaceX назвали це перемогою, оскільки вперше розгінний ступінь сам прилетів туди, куди потрібно, і навіть приземлився.
Тепер у компанії працюватимуть над тим, щоб ступінь прибував на місце призначення цілим. Після цього його треба буде тільки заправити і перевірити на пошкодження – і знову відправляти в політ.
На думку аналітиків, повторне використання ракет, які раніше були одноразовими, зробить космічні польоти мінімум удвічі дешевше
На думку аналітиків, повторне використання ракет, які раніше були одноразовими, зробить космічні польоти мінімум удвічі дешевше. Не дивно, що саме приватна компанія почала впроваджувати таку технологію.
Державна програма США з будівництва ракети-носія Antares поки що заглухла – після вибуху прототипу на стартовому майданчику в минулому році. А Росія, Китай і навіть ЄС поки що не здійснюють запуски в такій кількості, щоб думати про економію.
При цьому в SpaceX визнають, що мало орієнтуються на урядові замовлення або допомогу людству в освоєнні космосу. Їх більше цікавить поставлене на потік виведення приватних супутників на орбіту.
Зараз створити сузір'я телекомунікаційних супутників коштує приблизно $ 20-30 млн. І основну частину витрат становлять саме ракети. Якщо американці зроблять їх багаторазовими, то стануть монополістами у сфері запусків й отримають контракти на багато років вперед.
На літо 2015-го запланована нова спроба повернути ступінь після старту. І цілком можливо, що вона буде більш вдалою.
Собор на викид
Ідея багаторазових ракет виникла досить давно. За словами Джанет Стівенс зі Space Foundation, ракети-носії Сатурн, на яких астронавти вирушали на Місяць, були шедевром.
«Шедевром марнотратства, – уточнює вона Корреспонденту. – У кожної ракети було 6 млн окремих деталей, і працювали вони лише кілька секунд. Це були цілі собори з труб і клапанів».
З точки зору економіки космічні польоти були божевіллям. Це приблизно те саме, що будувати авіалайнер на один переліт, а потім викидати його
Тому з точки зору економіки космічні польоти були божевіллям. Це приблизно те саме, що будувати авіалайнер на один переліт, а потім викидати його.
У підсумку кожен запуск коштував більше $ 300 млн, і більша частина корабля викидалася у море. Спробою побудувати щось багаторазове для космосу стала програма Space Shuttle. Але ці кораблі з політичних мотивів і через роздуте фінансування NASAбули такими ж невигідними. Тим більше що для виведення на орбіту їм потрібні були ті самі ракети. І проблема не була вирішена. Тільки у 2011-му, коли закінчилася дата експлуатації останнього шатла, ситуація почала змінюватися.
По-перше, приватні компанії заговорили про те, що готові взяти на себе функцію виводити супутники на орбіту. По-друге, після 2008 року фінансування NASA почали урізати й агентство більше зосередилося на дослідженні космосу за допомогою телескопів.
Але тоді постачання МКС опинилося б під загрозою, адже один запуск з космодрому Байконур, який орендує Росія, коштував понад $ 20 млн. Тому уряди стали заохочувати приватні розробки багаторазових ракет.
Після наполовину успішних випробувань приземлення першого ступеня у SpaceX замислилися над тим, як посадити і другий ступінь. З цим можуть виникнути складнощі, оскільки він відокремлюється на значно більшій висоті і на високих швидкостях.
У планах цей ступінь, відпрацювавши своє, має відокремитися від корабля, облетіти Землю по орбіті і тільки потім сісти. Таким чином він погасить швидкість і не розіб'ється під час посадки. Але при цьому у нього повинні бути запаси свого палива і надійна система управління.
У компанії заявляють, що за успішної посадки обох ступенів знадобиться тільки десяти годин, щоб заправити ракету і знову підготувати її до старту
Поки це тільки теорія. Але в компанії заявляють, що за успішної посадки обох ступенів знадобиться тільки десяти годин, щоб заправити ракету і знову підготувати її до старту. Крім того, Світовий океан не буде забруднюватися незгорілими ступенями і ракетним паливом.
Така технологія дозволить не тільки дешево виводити комунікаційні супутники на орбіту, але й істотно збільшити активність у сфері освоєння космосу. Так, зараз місія на Марс гальмується тільки відсутністю нормальної ракети-носія у NASA, здатної винести за межі земної гравітації корабель. А якщо потім ракету-носій не потрібно буде будувати наново, це буде успіхом.
Особливо це важливо зараз, коли США хочуть відмовитися від російських ракетних двигунів, які могли стати причиною провалу випробування ракети Antares. Багаторазова ракета також дозволить піднімати на орбіту значно більше вантажів і будувати нові модулі на МКС.
Тому тепер експерти чекають вже повністю успішного випробування. Тоді можна буде з упевненістю говорити, що човникові перельоти в космос за прийнятні гроші стають реальністю.
***
Цей матеріал опубліковано в №5 журналу Корреспондент від 6 лютого 2015 року. Передрук публікацій журналу Корреспондент в повному обсязі заборонений. З правилами використання матеріалів журналу Корреспондент, опублікованих на сайті Корреспондент.net, можна ознайомитися тут.