Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

НАСА также проводила исследования по выбору облика многоразового космического корабля, который бы пришел на смену шаттлу в XXI столетии. О проекте SSTO уже рассказывалось, но он имел традиционную двигательную установку и соответственно традиционный ракетный старт. Поэтому выигрыш в стоимости эксплуатации был невелик, а вот затраты на его создание огромны. Требовались новые подходы, например, через создание гиперзвуковых летательных аппаратов. Но для серьезных работ нужны были серьезные деньги, а они могли прийти только в случае объявления программы национальной задачей. В новогодние дни 1986 года Президент США Рональд Рейган в послании «О положении страны» объявил о создании национального аэрокосмического самолета ( NASP). НАСА тут же опубликовало требования к созданию и примерный облик аппарата, названного Х30. Он должен будет взлетать с обычного аэродрома, разгоняться до больших высот, используя атмосферный кислород, выходить на орбиту с помощью ЖРД, а после схода с орбиты совершать посадку на аэродром. В качестве топлива планировалось использовать водород. При этом на базе Х30 можно будет создать и гиперзвуковой пассажирский самолет, и носитель космических аппаратов, и боевой воздушно-космический самолет по программе СОИ, то есть программа АР (TAV) вошла целиком в программу NASP. Программа была рассчитана на 12-15 лет. Первый атмосферный полет должен был состояться в 1997 году, а первый выход на орбиту – в 1999 году.

Такой лакомый кусочек упустить было нельзя, и все ведущие аэрокосмические фирмы США вступили в борьбу за получение контракта на создание Х30. Среди них – «Рокуэлл Интернешнл», «Макдоннел Дуглас», «Дженерал Дайнэмикс». В апреле 1986 года были заключены основные контракты с промышленными фирмами. В июле 1986 года между НАСА и Министерством обороны был подписан заключительный меморандум. Постепенно стал вырисовываться облик ВКС. Эксперты полагали, что стартовая масса космического самолета составит 147 тонн, длина в пределах 46-61 метров, а размах крыльев 33 метра. Пилотировать аппарат будет экипаж из двух человек. В качестве комбинированной двигательной установки, конструктивно объединенной с планером, будут использованы 3-5 ГПВРД и один жидкостной двигатель тягой 23-32 тонны. Масса полезного груза, выводимого на низкую околоземную орбиту, составляет 9 тонн.

Нерешенных задач было много. Это и снижение сухой массы конструкции, и уменьшение веса теплозащитного покрытия, и применение “шугообразного” водорода и его хранение. Но наибольшую головную боль доставляла двигательная установка. На каждом этапе полета требовался свой тип двигателя. Для взлета ВКС с аэродрома и разгона до М=2 использовался турбореактивный двигатель, далее начинали работать прямоточные воздушно-реактивные двигатели и ПВРД со сверхзвуковым горением, при М>7 уже работал гиперзвуковой ПВРД и до высот 80-100 км, ну а для выхода на орбиту нужен был ЖРД. Использование отдельно всех типов ДУ резко увеличивало сухую массу ВКС. Требовалась комбинированная двигательная установка, работающая в разных диапазонах скоростей. Но сначала нужно был все-таки освоить гиперзвуковые скорости.

К началу 90-х годов тихо скончалась стратегическая оборонная инициатива, одновременно была урезана и программа строительства орбитальной станции «Фридом». Все это вместе привело к уменьшению военного и космического бюджетов. Таким образом, рушилось технико-экономическое обоснование проекта NASP. Потребное количество полетов ВКС уменьшалось, срок окупаемости, естественно, возрастал. Росли и потребные затраты на создание NASP: они уже составили 15-17 миллиардов долларов при начальных 5 миллиардах. Поэтому в мае 1993 года командование ВВС США и руководство НАСА пришли к выводу о необходимости приостановить разработку прототипа NASP Х30.

В настоящее время продолжаются в минимальном объеме лишь отдельные исследования по проблемам создания ГПВРД. Ясно, что создание одноступенчатых аэрокосмических самолетов с гиперзвуковыми двигателями при современном уровне технологий практически невозможно. Требуется огромный объем исследований и, возможно, объединение усилий многих стран.

Работы в США по гиперзвуковому ракетоплану NASP подстегнули аналогичные работы в СССР. По этому поводу вышли даже два Постановления правительства (27 января и 19 июня 1986 года), а Министерство обороны выдало техническое задание от 1 сентября 1986 года. К этой работе подключилось и НПО «Энергия», хотя самолеты – не его профиль. В проекте многоразовой космической системы аэродромного базирования основу составляет воздушно-космический самолет, представляющий собой гиперзвуковой ракетоплан с комбинированной многорежимной двигательной установкой на основе турбопрямоточного воздушно-реактивного двигателя и линейного ЖРД. Начальная масса ВКС не превышает 700 тонн, масса конструкции составляет 140 тонн, масса полезного груза – не менее 25 тонн при выведении на опорную орбиту высотой 200 км и наклонением 51. Длина ВКС составляет 71 метр при размахе крыльев 42 метра. Воздушно-космический самолет предназначался для оперативного экономически эффективного выведения полезных нагрузок на низкие орбиты, технического обслуживания орбитальных группировок, а также решения оборонных задач в космосе и из космоса.