Наиболее реалистичными, то есть простыми и относительно дешевыми в разработке, пожалуй, являются два вида систем. Первый — типа «Клипера», пилотируемого крылатого многоразового летательного аппарата.
Небольшие размеры хоть и создают определенные трудности в части теплозащиты, зато уменьшают затраты на разработку. Технические проблемы для таких аппаратов практически решены. Так что «Клипер» — это шаг в правильном направлении.
Тем не менее шаг этот, похоже, оказался преждевременным. И, поразмыслив хорошенько, показав макет крылатого «Клипера» на нескольких выставках, конструкторы все же повернули свои взоры в сторону систем вертикального пуска с двумя крылатыми ракетными ступенями, которые могут самостоятельно вернуться к месту старта. Особых технических проблемы при их создании не ожидается, да и подходящий стартовый комплекс можно, наверное, подобрать из числа уже построенных.
Ныне наши специалисты перешли к разработке космического аппарата с предварительным названием «Русь». Президент ракетно-космической корпорации «Энергия» Виталий Лопота рассказал: «Наименование „Русь“ присвоено одному из проектов ракеты-носителя, а по кораблю мы с такой инициативой не выходили, потому что сейчас идет эскизный проект и поиск облика. Мы надеемся, что к 2015 году начнем летные испытания».
Бывший руководитель Федерального космического агентства Анатолий Перминов отмечал в одном из своих выступлений, что в 2015 году первый полет должен быть осуществлен в грузовом варианте, а в 2018 году — с экипажем.
Пока что рабочее название корабля — «Перспективная пилотируемая транспортная система», сокращенно ППТС. Виталий Лопота рассказал, что по внешнему виду новый корабль будет напоминать усеченный конус. «Он будет более технологичным в изготовлении, будет использовать принципиально новые материалы и будет достаточно легким», — отметил президент РКК «Энергия».
Форма конуса выбрана потому, что она оптимальна для прохождения плотных слоев атмосферы. Спускаемый аппарат врезается в них на первой космической скорости — более 7 км/с и его поверхность нагревается до 2000–2500 °C. Поэтому пришлось отказаться от крыльев — уж слишком сложно защищать их плоскости от перегрева. Посадка тоже будет осуществлять по-старому — на парашютах, с включением в самый последний момент ракетных двигателей.
Примерно по такому же принципу пошло американское НАСА, создавая свой будущий корабль «Орион». Его первый полет запланирован на 2014 год.
Про корабли новой системы известно, что они будут весом от 18 до 20 т в зависимости от назначения, смогут вывозить на околоземную орбиту до 6 членов экипажа и не менее 500 кг грузов. На окололунную орбиту они будут способны доставить четырех космонавтов и 100 кг грузов. Предполагается, что беспилотный вариант ППТС сможет вывести на околоземную орбиту не менее 2 т грузов и около полутоны вернуть на Землю.
Виталий Лопота рассказал, что корабль можно будет использовать как для полетов на орбиту, так и к другим планетам либо для выполнения задач на орбите. В последнем варианте к нему будет добавляться еще и бытовой отсек.
Еще один вариант для стартов, например, к Луне — сборка на базе МКС небольшого космического аппарата. Отсюда он и будет совершать рейсы хоть на лунную орбиту, хоть в погоню за очередным астероидом. Слетал и вернулся обратно к станции.
Вероятно, новый аппарат станет частью «марсианской программы». Будущий межпланетный комплекс соберут на так называемой низкой орбите Земли. Его вес может быть до 500 т. В собранном виде конструкцию постепенно поднимут на высоту 200 тысяч км, и на это понадобится несколько месяцев. Экипаж марсианской экспедиции доставят в последний момент перед стартом, чтобы космонавты не получили дополнительную дозу солнечной радиации, и уже с высокой орбиты комплекс стартует в сторону красной планеты.
Еще об одной необычной задумке разработчиков корабля рассказал гендиректор и главный конструктор Научно-производственного предприятия (НПП) «Звезда» Сергей Поздняков. «Есть идея посадить космонавтов, которые не принимают участие в управлении кораблем, в герметичные капсулы вместо скафандров. Космонавт входит в такую капсулу, закрывает гермомолнию и на опасных этапах полета сидит в ней, как в яйце», — описал конструкцию гермокапсул Поздняков. Он подчеркнул, что пока новая концепция существует только на уровне идеи. Детальные разработки могут начаться после того, как в «Звезду» поступят требования к системам жизнеобеспечения экипажа, в частности информация о параметрах перегрузок и времени полета в случае разгерметизации кабины.
Новые корабли США
Американцы после двух катастроф, стоившей жизни 15 астронавтам, после многочисленных переделок, тоже спохватились. Принято решение поставить крест на все еще остающихся в эксплуатации трех шаттлах, а вместо них разработать что-либо получше.
Так, в самом начале нынешнего столетия НАСА объявило о конкурсе на новый обитаемый исследовательский космический аппарат (CEV). Поначалу было предложено полтора десятка вариантов, из которых было выбрано два наиболее перспективных. Один проект предоставлен группой специалистов во главе с компанией Lockheed Martin, а другой — специалисты из Northrop Grumman и Boeing.
Наипервейшее требование агентства, наученного горьким опытом, формулировалось так: «Обеспечить безопасность команды на всех этапах экспедиции».
Команда Lockheed выдвинула концепцию трехступенчатого аппарата. Титановый модуль для экипажа должен вмещать от 4 до 6 астронавтов. Он запускается отдельно от экспедиционного модуля и двигательной ступени. Встречаться они должны уже на орбите, и после стыковки из них получится 20-метровый корабль весом почти 40 т. Новый CEV не предназначен для того, чтобы при входе в атмосферу и при посадке планировать, как это делает нынешний «челнок». Он оборудован парашютами и воздушными подушками, что дает возможность посадки как на землю, так и на воду.
Модель космоплана Х-38
И наконец, долгожданное новшество: модернизация затронет энергоустановку, которая сможет обеспечивать электричеством корабль во время очень долгих космических экспедиций, и систему самодиагностики, которая будет выявлять и устранять возникающие неисправности.
Проект, предложенный компанией Boeing, представляет собой модель двойного назначения. Шаттл сможет выводить на орбиту и искусственные спутники и доставлять астронавтов на Международную космическую станцию. Причем разработка предусматривает отказ от ручного пилотирования, что позволяет исключить ошибки астронавтов и сэкономить топливо. Кроме того, новые ракетоносители будут работать на керосине и жидком водороде и после старта с них шаттла будут возвращаться на базу и приземляться, словно обычные самолеты. Просматривается также идея, предложенная Лозино-Лозинским, — воздушный старт «челнока» со спины самолета-носителя.
В первый полет новый аппарат должен отправиться в 2014 году.
Не позабыты, впрочем, окончательно и проекты прошлых лет, из которых будет взято все лучшее. Например, еще один проект предусматривает создание «спасательной шлюпки для МКС» в виде космоплана Х-38. Он может быть использован и в качестве транспортного корабля, выводимого в космос ракетой-носителем «Ариан-5» (Ariane-5).
Главной изюминкой проекта является использование гибкого крыла — параплана — в качестве тормозящего и посадочного средства. Первые испытания такого крыла состоялись в 1996 году, а первые полеты Х-38 на подвеске самолета В-52 начались в феврале 1997 года.
Спасательный космоплан Х-38 не имеет собственных двигателей и представляет собой летательный аппарат с несущим корпусом. Возвращение на Землю будет проходить по той же схеме, как и возвращение Space Shuttle. И только на завершающем этапе будет выпускаться параплан. На Х-38 не будет ручного управления — процедура входа в атмосферу и спуск предполагается полностью автоматизировать.
Габариты Х-38: длина — 8,7 м, диаметр — 4,4 м, масса — 8163 кг. Количество спасаемых астронавтов — до 6 человек. Система жизнеобеспечения рассчитана на четыре дня. Продолжительность эксплуатации в качестве модуля МКС — 4000 суток.
Испытания демонстрационной модели космоплана Х-38 проводились в Летно-исследовательском центре НАСА имени Драйдена, расположенном на территории базы ВВС Эдвардс (штат Калифорния).
В марте 1998 года первую модель постигла неудача: во время самостоятельного полета парашют-крыло был поврежден и Х-38 разбился. После этого было принято решение об укреплении его конструкции. Уже в феврале 1999 года вторая модель, получившая условное обозначение V-132, была готова к испытаниям.
Первый самостоятельный полет второй модели состоялся 6 февраля 1999 года. Х-38 отделился от самолета-носителя В-52 на высоте 6700 м. Несколько минут он находился в свободном полете, после чего над ним раскрылся параплан, и через 12 мин. Х-38 приземлился.
