Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 87

Компьютерра

19.09.2011 - 25.09.2011

Статьи

После шаттла: «Клипер» и «Русь»

Юрий Ильин

Опубликовано 21 сентября 2011 года

После «отставки» американских шаттлов «Роскосмос» объявил "эпоху «Союзов». То есть одноразовых кораблей с одноразовыми ракетами-носителями. Возможно, они надёжнее и дешевле многоразовых шаттлов в эксплуатации, но это не делает их технически более совершенными. Невысокая грузоподъёмность, ядовитое топливо, множащийся орбитальный мусор, тонны материалов, сгорающих при каждом запуске в атмосфере...

Одноразовая космонавтика в начале XXI века выглядит сущим анахронизмом, однако парадоксальным образом не является таковым — это по-прежнему сегодняшний день. Тем временем большинство проектов по созданию кораблей многоразового использования так и остаются проектами, время от времени признаваемыми «технически и экономически нереализуемыми»...

В 2009 году «Роскосмос» сообщил:

"Россия в 2009 году начнёт проектирование пилотируемого корабля будущего. Предполагается, что на новом корабле, который проектируется как многоразовая система, отправляться на орбиту и возвращаться смогут сразу шесть человек...

...Роскосмос завершил в этом году конкурс на эскизное проектирование нового пилотируемого космического корабля. В конкурсе приняли участие две ведущие российские космические фирмы — Ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» (город Королёв, Московская область) и Центр имени Хруничева (Москва). Победителем стала РКК «Энергия».

Сроки выполнения контракта на эскизное проектирование — с марта 2009 по июнь 2010 года. Цена контракта — 800 миллионов рублей.

Перспективная пилотируемая транспортная система включает в себя создание нового пилотируемого и транспортного кораблей. Предполагается, что новая космическая система может использоваться и для полетов к Луне..."

Рабочее название проекта — ППТС «Русь».

Это уже не первый конкурс. В 2006 году Роскосмос уже проводил аналогичный конкурс, правда, с участием не двух, а трёх организаций: третьей было НПО «Молния» с проектом "МАКС". РКК «Энергия», в свою очередь, представляла проект космического корабля «Клипер», и он был однозначным фаворитом; точнее сказать, как рассказывается на сайте Buran.ru, именно под «Клипер» конкурс и проводился.

Предполагалось, что в конкурсе будут участвовать только предприятия, подчиненные Роскосмосу — «Энергия» и Центр им. Хруничева; однако НПО «Молния» получило согласие от Федерального агентства по промышленности и тем самым смогло добиться своего участия в конкурсе, так что тот стал межведомственным, и это всем спутало карты. Возникли трения между руководством РКК «Энергия» и Роскосмосом, наметилось сближение руководства Роскосмоса с руководством ГКНПЦ им. Хруничева в итоге Роскосмос информационным письмом поменял на ходу условия конкурса, а затем и вовсе объявил его несостоявшимся. Всем участникам конкурса было заявлено, что их проекты технически нереализуемы. И экономически — тоже.

"Клипер" должен был представлять собой частично-многоразовый корабль, по форме и характеристикам же — нечто среднее между американскими шаттлами и «Союзами». Такая конфигурация, получившая название «несущий корпус», была придумана ведущим специалистом по аэродинамике РКК «Энергия» А.Г. Решетиным. Предполагалось создание аппарата, который можно будет запускать в космос многократно, без необходимости строить весь корабль целиком для каждого полёта, обладающий гиперзвуковым аэродинамическим качеством, равным единице, что позволило бы совершать боковой манёвр на этапе посадке и, в конечном счёте, снизить размеры района посадки до 5х5 км. (Аэродинамическим качеством называется отношение подъёмной силы к аэродинамическому сопротивлению летательного аппарата; в данном случае речь идёт об этих характеристиках при гиперзвуковой скорости. У спускаемой капсулы «Союза» гиперзвуковое аэродинамическое качество составляет около 0,3, у «Бурана» — 1,3).

В 1994 года была подана патентная заявка на возвращаемую маневрирующую капсулу, обладающую биконическим (веретенообразным) несущим теплоизолированным корпусом с затуплённой носовой частью. Нижняя часть, обращённая к воздушному потоку при посадке, должна была закрываться донным экраном и снабжаться кормовым щитком. Щиток, состоящий из двух независимых секций, позволял бы управлять аппаратом при спуске в атмосфере по каналам тангажа и крена. Приземлять аппарат предполагалось на «брюхо» — с использованием парашюта.

Впоследствии, впрочем, варианты внешнего облика будущего корабля многократно пересматривались, от прежнего варианта осталось немного; спускаемая капсула будущего корабля приобрела очертания, более напоминающие носовую часть «Бурана». Именно в таком виде и проводились уже испытания в аэродинамической трубе ЦНИИмаш в 2003 году.

Разработчики проекта пришли в итоге к концепции частично многоразового корабля, состоявшего из многоразовой части и одноразового служебно-агрегатного отсека, сбрасываемого после отработки тормозного импульса для схода с орбиты. «Союз» сбрасывает перед тормозным импульсом бытовой, а перед входом в атмосферу — и служебно-агрегатный отсек.

Стартовая масса корабля «Клипер» должна была составлять 13-14,5 тонн, масса возвращаемой части (а возвращалось опять-таки не всё) — 7,1-9,8 тонн. В отличие от «Союза», способного уволочь на орбиту не более 200 кг полезного груза, «Клипер» мог бы увозить 700 кг, а возвращать 500 кг — во многом благодаря собственным габаритам. Вдобавок, в отличие от трёхместного «Союза», «Клипер» мог бы увозить на орбиту и возвращать до шести человек.

Хотя изначально предполагалось, что это будет просто капсула, в 2003-2004 году был предложен и крылатый вариант, так что «Клипер» окончательно стал напоминать внешней «Буран», но только в сильно укороченном виде. Естественно, от варианта с парашютной посадкой решили отказаться: «крылатая» форма позволяла бы даже осуществлять манёвры при прохождении через плотные слои атмосферы (хотя, учитывая маленькие размеры крыльев, неспециалистам в это поверить непросто).

До 2003 года все разработки этого проекта в РКК «Энергия» велись в «инициативном» порядке, по принципу «нам не всё равно». В 2003-2004 году, однако, появились некоторые надежды. Интерес к «Клиперу» проявило Европейское космическое агентство. Дошло до того даже, что в мае 2005 года ЕКА объявило, что готово вложиться крупными средствами в приведение «Клипера» в лётный вид. Речь шла о 100 млн фунтов стерлингов в год в течение ближайшего десятилетия — как на разработки, так и непосредственно на производство. В итоге, как ни печально, в том же 2005 году Европа от поддержки проекта всё же отказалась. Не получал «Клипер» нужного финансирования и дома: для РКК «Энергия» этот проект никогда не был приоритетным, государственная поддержка проекта Роскосмосу казалась также недостаточной.

Всё решил пресловутый конкурс 2005 года. Говорили, что этот конкурс затевался вообще для проформы — с тем, чтобы дать высочайшее одобрение «Клиперу» (и выбить из государства, наконец, деньги на его разработку). Участвовали «свои» РКК «Энергия» и ГКНПЦ им. Хруничева, а также несколько менее «своё» НПО «Молния», которое спутало все карты. А что не спутала «Молния», то перепутали сами чиновники: из конкурса ничего толком не получилось.

К середине 2006 года все работы по «Клиперу» в РКК «Энергия» были свёрнуты. Однако разработанные технологии всё ещё планируется использовать в том, что пока носит название «Русь».

Официально называемый «Перспективная пилотируемая транспортная система» (ППТС), этот амбициозный (как водится) проект подразумевает создание корабля нового поколения, который сменит и давно морально устаревшие «Союзы», и не менее устаревшие «Прогрессы» (которые, по сути, представляют собой грузовую разновидность тех же «Союзов»).

ППТС видят не только как орбитальный корабль, но и как средство пилотируемых полётов к Луне и даже Марсу, причём это назначение закладывается в его конструкцию с самого начала. Существующий ныне (представленный на МАКС-2009 и МАКС-2011) макет предоставляет возможность заранее взглянуть на то, как это будет выглядеть.

Корабль будет представлять собой многоразовую возвращаемую капсулу, которая будет оснащаться одноразовым (увы!) агрегатно-двигательным отсеком. Длина капсулы будет составлять 6,1 м, максимальный диаметр корпуса — 4,4 метра. У «Союза» и «Прогресса» максимальный диаметр — 2,7 м, то есть ППТС более чем в полтора раза просторнее. Впрочем, учитывая, что плановый размер экипажа составит шесть человек, вряд ли кабина ППТС будет напоминать комнату в санатории.