Леонид Мартынов - Загадки звездных островов. Книга 3

Самый сложный элемент комплекса — орбитальная ступень. Она напоминает ракетный самолет с треугольным крылом. Помимо двигателей, в ней размещены кабина экипажа и грузовой отсек. Орбитальная ступень осуществляет сход с орбиты, как обычный космический аппарат, и производит посадку без тяги, только за счет подъемной силы стреловидного крыла малого удлинения. Крыло позволяет орбитальной ступени совершать некоторый маневр как по дальности, так и по курсу и в конечном счете производить посадку на специальную бетонную полосу. Посадочная скорость ступени при этом намного выше, чем у любого истребителя, — около 350 километров в час. Корпус орбитальной ступени должен выдерживать температуру 1600 °C. Теплозащитное покрытие состоит из 30 922 силикатных плиток, приклеенных к фюзеляжу и плотно подогнанных друг к другу.

Пока космические запуски были редкими, вопрос о стоимости ракет-носителей особого внимания не привлекал. Но по мере освоения космоса на него стали обращать все большее внимание. Стоимость ракеты-носителя в общей стоимости запуска космического аппарата бывает разная. Если носитель серийный, а космический аппарат, который он запускает, уникальный — около 10 процентов от общей стоимости запуска. Если космический аппарат серийный, а носитель уникальный — до 40 процентов и более. Высокая стоимость космической транспортировки объясняется тем, что ракета-носитель применяется один-единственный раз. Спутники и космические станции работают на орбите или в межпланетном пространстве, принося определенный научный или хозяйственный результат, а ступени ракеты, имеющие сложную конструкцию и дорогое оборудование, сгорают в плотных слоях атмосферы. Естественно, возник вопрос о снижении стоимости космических запусков за счет повторного запуска ракет-носителей.

Первые ракеты-носители создавались не как принципиально новые машины, а с использованием конструкций боевых баллистических ракет, которые проектировались как невозвращаемые машины. Но уже в 40-е годы делались отдельные попытки спасения отработанных ступеней ракеты с помощью парашютов. Несмотря на отдельные удачные попытки (в случае небольших ракет), эта задача не была решена. Для приземления с малой скоростью (чтобы не повредить хрупкую конструкцию ракеты) потребовался бы огромный парашют, масса которого составляет 6–8 процентов от массы конструкции. А это бы привело к значительному снижению полезного груза или дальности полета ракеты. Предлагалось много других способов возвращения ступеней космических аппаратов для повторного использования, в том числе с помощью крыльев, но они оказались нежизненными в основном по экономическим соображениям. Ракетные ступени для повторного использования должны быть подвергнуты восстановительному ремонту, стоимость которого будет соизмерима со стоимостью новой ракеты, особенно если она серийная. Может оказаться, что после ремонта надежность ступени будет ниже, чем у новой, и следовательно, увеличится риск при запуске дорогостоящего космического аппарата. Экономические оценки показывают, что спасать обычные ракетные ступени пока экономически нецелесообразно. Как считают специалисты, выход из положения состоит в создании космических летательных аппаратов многократного применения. Существует много проектов таких систем. Один из них — космический самолет. Это крылатая машина, которая, подобно воздушному лайнеру, взлетала бы с космодрома и, доставив полезный груз на орбиту (спутник или космический корабль), возвращалась бы на Землю. Но создать такой самолет пока трудно, главным образом из-за необходимого соотношения масс полезного груза и полной массы машины.

Одним из первых был такой вариант: самолет с воздушно-реактивным двигателем поднимает в воздух и разгоняет до большой скорости орбитальную ступень, которая так же, как и самолет-разгонщик, способна возвращаться на Землю и использоваться многократно. Такая схема весьма перспективна, но вопрос упирается в создание воздушно-реактивных двигателей, работающих до скорости два-три километра в секунду. По этой же причине не пошел и компромиссный вариант: самолет-раз-гонщик многократного использования несет на борту несколько ракетных ступеней с полезным грузом.

Затем появились множество других схем — двух- и трех-ступенчатые носители с самым различным сочетанием двигателей и принципов возвращения на Землю. Большинство из них оказалось или экономически невыгодными, или трудноосуществимыми в ближайшие годы.