В печати появляются сведения о намерениях проникнуть в космос и государств Латинской Америки, Среднего Востока, Индии и особенно Японии. Последняя держава проявляет повышенный интерес к освоению Луны как промышленной базы. В эту работу уже включились такие фирмы-гиганты, как «Мицубиси», «Тойота», «Нихон-Денко» и др. В ближайшее время японцы намереваются создать на Луне долговременный обитаемый комплекс и автоматизированный завод по производству сверхчистых полупроводниковых материалов для своей электроники.
Глава 7.
Заглянем в завтра
Сейчас много пишут о грядущей ракетно-космической технике. Помечтаем и мы, опираясь на увлекательные сообщения печати. Назревает сближение космической и авиационной техники. Все шире используются аэродинамические свойства в космических летательных аппаратах, что проявилось в конструкции последней ступени американского «Спейс-Шаттла» и нашего «Бурана». С другой стороны, самолеты в погоне за скоростью оборудуются мощными реактивными двигателями, в них находят применение конструкционные материалы, используемые в космической технике (например, обладающие повышенными теплозащитными характеристиками).
Все больший вес обретает идея горизонтального запуска космических аппаратов как с поверхности Земли, так и со специально оборудованных самолетов-носителей. (Напомним, что она была высказан еще Цандером.) Какие преимущества дает горизонтальный старт?
Прежде всего, отпадает необходимость в весьма сложных стартовых позициях и точной привязке по времени каждого старта. Если же старт космического аппарата осуществляется с самолета-носителя, то достигается значительная экономия топлива. Кроме того, может быть выбрана оптимальная точка старта на трассе самолета-носителя. Возможность установки космического аппарата на самолете практически доказана недавней доставкой советским самолетом «Мрия» на выставку во Францию «Бурана». Этим заинтересовались такие крупные английские фирмы, как «Бритиш аэроспейс» и «Роллс-Ройс», имея в виду вывод на орбиту своего «Хотола» массой 250 т. Конечно, для этой цели потребуется специальное оборудование, однако его нельзя сравнить с наземным стартовым комплексом.
Преимущества горизонтального старта хорошо усвоили конструкторы немецкой фирмы «Мессершмитт-Бельков-Блом», которые разработали в деталях проект космоплана «Зенгер», названного в честь выдающегося немецкого авиаконструктора Ойгена Зенгера. (Он знаменит тем, что еще в 1944 г. разработал оригинальный проект аппарата с ЖРД, способного облететь Землю за счет многократного рикошетирования от верхней границы плотной атмосферы.) Генеральный директор конструкторского отдела фирмы доктор Эрнст Хегенауэр считает, что использование двухступенчатого «Зенгера» позволит Европе осуществлять собственные космические старты, что весьма проблематично или даже невозможно при использовании вертикального пуска одноразовых ракет. (Правда, исключение делается для ракеты-носителя «Ариан».)
По габаритам и массе «Зенгер» подобен американскому самолету «Боинг-747». Его длина 8 м, общая масса 330 т, в том числе 90 т приходится на верхнюю ступень. Первая ступень используется в качестве самолета-«разгонщика», вторая представляет собой стартующий с него на орбиту «челнок». Обе ступени возвращаются на Землю и могут многократно использоваться.
Предусматриваются две модификации «челнока»: «ХОРУС» и «КАРГУС». Первая из них — крылатый аппарат, способный перевозить четырех пилотов-операторов и 4 т полезной нагрузки. Вторая, обладающая собственным ЖРД, может доставлять на низкую орбиту 15 т груза, а на 30-километровую геостационарную орбиту — 2,5 т. (Английский космоплан «Хотол» рассчитан на полезную нагрузку 7 т.)
Старт «Зенгера» с Земли и старт «челнока» с самолета-«разгонщика» осуществляются в направлении вращения Земли, что позволяет заметно сократить расход топлива. Двухступенчатая система «Зенгер» быстро набирает высоту свыше 10 км, преодолевая звуковой барьер. На высоте 19,5 км включаются прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД), разгоняющие систему до скорости 4,4 М (М — число Маха). На высоте более 30 км при скорости полета 6,8 М «челнок» стартует с «разгонщика», возвращающегося на Землю, и направляется на космическую орбиту.
Особенностью «Зенгера» является тщательная инженерная проработка конструкции и режимов полета. Стоимость четырехлетних исследований составила 220 млн марок. Доводка займет (по плану) пятилетие, и в 1998 г. предполагается начать летные испытания. Широкую эксплуатацию фирма намечает на начало следующего столетия.
По мнению доктора Хегенауэра, «Зенгер» сможет выполнять ежегодно 6 полетов стоимостью до 20 млн долларов каждый, тогда как один полет общеевропейского космоплана «Гермес» вдесятеро дороже.
К проекту «Зенгер» не остались равнодушными японцы, предложив свой вариант «разгонщика» — тележку на электромагнитной подвеске.
Конечно, нельзя забывать, что все перечисленные проекты пока что далеки от воплощения в реальность. Освоение космоса — дело крайне хлопотное и дорогостоящее. Еще десятилетие назад космический бюджет США достиг 29,6 млрд долларов, а наш (в пересчете) — 6,9 млрд. Но уже в прошлом году только космические исследовния по определению природных ресурсов Земли принесли доход 0,8 млрд рублей, по материаловедению — 0,4 млрд рублей, а в сумме с другими видами работ — 3,2 млрд рублей.
Заметьте при этом, что получить сверхчистые кристаллы для нужд радиоэлектроники и биологии, например, на Земле невозможно. По свидетельству же генерального конструктора НПО «Энергия», за три года на борту орбитальной станции «Мир» было изготовлено и доставлено на Землю несколько сот килограммов таких сверхчистых кристаллов, без которых не может развиваться ни радиоэлектроника, ни генная инженерия. Вот почему, в частности, нельзя согласиться с теми, кто считает бесполезным финансирование развития ракетно-космической техники.
Сейчас наблюдается процесс коммерциализации освоения космического пространства. Так, программы совместных (с участием иностранцев) полетов на советской орбитальной станции «Мир» преследуют отнюдь не пропагандистские цели, они обещают определенный валютный доход. Например, плата за непродолжительный полет японского космонавта составляет несколько миллионов рублей.
Следует ли сократить размеры финансирования космических исследований? Международная статистика показывает, что это абсурдно даже с чисто денежной стороны, так как в результате этого прервется глобальная звуковая и видеосвязь, резко подорожают и осложнятся геологические разведочные работы, рыболовецкие и спасательные операции в океане, застопорится процесс микроминиатюризации и повышения КПД электронных устройств и т. д. Список возможных потерь огромен.
Освоение околоземного пространства, как и вся человеческая деятельность, породило экологические проблемы. Первыми задумались над ними американцы, которые задержали старт первого МТКК «Спейс-Шаттл», опасаясь загрязнения атмосферы и прорыва надатмосферного озонового слоя. Специалисты считали, что прорыв этого слоя, защищающего от ультрафиолетового излучения Солнца, может нанести непоправимый ущерб сельскому хозяйству Калифорнии. Расширяющаяся «озоновая дыра», основной причиной появления которой называют попадание в атмосферу фреона, не безразлична к космическим стартам.
Космические летательные аппараты, отслужив свой срок на расчетной орбите, искусственно и естественно разрушаются, порождая скопление орбитальных обломков. По данным Службы наблюдения за космосом США, в настоящее время там находятся более 7500 отработавших свой срок спутников, обломков ракет-носителей и других искусственных тел. Среди последних американцы упоминают и утраченные в невесомости предметы личного снаряжения астронавтов, выходивших в открытый космос. Но это не единственная опасность.
На околоземной орбите в космосе с огромной скоростью вращается громадное количество очень мелких крошек искусственного происхождения, общая масса которых в полтора десятка раз превышает массу частиц естественного происхождения разного размера. Масса космического «мусора» имеет тенденцию к умножению под влиянием взаимных самоударений частиц, что может к 2050 г. попросту закрыть доступ на околоземные орбиты. Почему?
Ответ станет ясен, если вспомнить об огромных скоростях соударения этих частиц. Считается, что удар алюминиевого обломка с поперечником всего в 1 см равносилен для космического корабля встрече с бронированным сейфом весом около четверти тонны, разогнанным до скорости порядка 100 км/ч. Подобное, увы, не выдумка. В 1983 г. пришлось заменить иллюминатор «Челленджера», почти разрушенный кусочком засохшей краски размером около 1 мм. Поэтому приходится принимать разнообразные меры для защиты корпуса орбитальных станций, что, естественно, вызывает крайне нежелательное, но неизбежное увеличение их массы. НАСА разрабатывает наземную систему радиолокационного слежения, позволяющую обнаруживать частицы размером до 1 см, находящиеся на орбитах с высотой 300–600 км. Пока что размер реально обнаруживаемых частиц вдесятеро больше. Но и это еще не все.
