Пилотируемые космические корабли имеют только три страны: Россия, США и Китай.
Космические корабли первого поколения
«Меркурий»
Так называлась первая пилотируемая космическая программа США и серия космических кораблей, использовавшихся в этой программе (1959-1963 гг.). Генеральный конструктор корабля - Max Faget. Для полётов по программе «Меркурий» был создан первый отряд астронавтов НАСА. Всего выполнено 6 пилотируемых полетов по этой программе.
Это одноместный орбитальный пилотируемый корабль, выполненный по схеме капсулы. Кабина изготовлена из титано-никелевого сплава. Объем кабины - 1,7м 3 . Астронавт располагается в ложементе и находится в скафандре все время полета. Кабина оснащена средствами информации на приборной доске и органами управления. Ручка управления ориентацией корабля находится у правой руки пилота. Визуальный обзор обеспечивается иллюминатором на входном люке кабины и обзорным широкоугольным перископом с изменяемой кратностью увеличения.
Корабль не предназначен для манёвра с изменением параметров орбиты, он оснащён системой реактивного управления для разворота по трём осям и тормозной двигательной установкой. Управление ориентацией корабля на орбите - автоматическое и ручное. Вход в атмосферу осуществляется по баллистической траектории. Ввод тормозного парашюта происходит на высоте 7 км, основного - на высоте 3 км. Приводнение происходит с вертикальной скоростью порядка 9 м/с. После приводнения капсула сохраняет вертикальное положение.
Особенностью корабля «Меркурий» является широкое использование резервного ручного управления. На орбиту корабль «Меркурий» выводили ракеты «Редстоун» и «Атлас» с весьма небольшой грузоподъемностью. Из-за этого масса и габариты кабины пилотируемой капсулы «Меркурий» были крайне ограничены и существенно уступали по техническому совершенству советским кораблям «Восток.
Цели полетов космических кораблей «Меркурий» были различными: отработка системы аварийного спасения, испытание абляционного теплозащитного экрана, его отстрел, телеметрия и связь по всей траектории полета, суборбитальный полет человека, орбитальный полет человека.
В рамках программы «Меркурий» в США летали шимпанзе Хэм и Энос.
«Джемини»
Космические корабли серии «Джемини» (1964-1966 гг.) продолжили серию кораблей «Меркурий», но превосходили их по возможностям (2 члена экипажа, большее время автономного полёта, возможность изменения параметров орбиты и т. д.). В ходе программы были отработаны методы сближения и стыковки, впервые в истории осуществлена стыковка космических аппаратов. Было произведено несколько выходов в открытый космос, установлены рекорды длительности полёта. Всего по этой программе было совершено 12 полетов.
Корабль «Джемини» состоит из двух основных частей - спускаемого аппарата, в котором размещён экипаж, и негерметичного приборно-агрегатного отсека, где находятся двигатели и другое оборудование. Форма спускаемого аппарата подобна кораблям серии «Меркурий». Несмотря на некоторое внешнее сходство двух кораблей, «Джемини» значительно превосходит «Меркурий» по возможностям. Длина корабля - 5,8 метра, максимальный внешний диаметр - 3 метра, масса - в среднем 3810 килограммов. Корабль выводился на орбиту ракетой-носителем Titan II. На момент появления «Джемини» был самым большим космическим кораблём.
Первый запуск корабля состоялся 8 апреля 1964 года, а первый пилотируемый запуск - 23 марта 1965 года.
Космические корабли второго поколения
«Аполлон»
«Аполло́н» - серия американских 3-местных космических кораблей, которые использовались в программах полётов к Луне «Аполлон», орбитальной станции «Скайлэб» и советско-американской стыковки ЭПАС. Всего по этой программе совершен 21 полет. Основное назначение - доставка астронавтов на Луну, но космические корабли этой серии выполняли и другие задачи. На Луну высаживались 12 астронавтов. На «Аполлоне-11» осуществлена первая посадка на Луну (Н. Армстронг и Б. Олдрин в 1969 г.)
«Аполлон» - единственная на данный момент серия космических кораблей в истории, на которых люди покидали пределы низкой околоземной орбиты и преодолевали притяжение Земли, а также единственная, которая позволила совершить успешную посадку астронавтов на Луну и их возвращение на Землю.
Космический корабль «Аполлон» состоит из командного и служебного отсеков, лунного модуля и системы аварийного спасения.
Командный отсек является центром управления полётом. Все члены экипажа в течение полёта находятся в командном отсеке, за исключением этапа высадки на Луну. Он имеет форму конуса со сферическим основанием.
Командный отсек имеет герметическую кабину с системой жизнеобеспечения экипажа, систему управления и навигации, систему радиосвязи, систему аварийного спасения и теплозащитный экран. В передней негерметизированной части командного отсека размещены стыковочный механизм и парашютная система посадки, в средней части 3 кресла астронавтов, пульт управления полётом и системой жизнеобеспечения и радиооборудование; в пространстве между задним экраном и гермокабиной размещено оборудование реактивной системы управления (РСУ).
Стыковочный механизм и деталь лунного модуля с внутренней нарезкой совместно обеспечивают жёсткую стыковку командного отсека с лунным кораблём и образуют туннель для перехода экипажа из командного отсека в лунный модуль и обратно.
Система жизнеобеспечения экипажа обеспечивает поддержание в кабине корабля температуры в пределах 21-27 °C, влажности от 40 до 70 % и давления 0,35 кг/см². Система рассчитана на 4-суточное увеличение продолжительности полёта сверх расчётного времени, необходимого для экспедиции на Луну. Поэтому предусматривается возможность регулировки и ремонта силами экипажа, одетого в скафандры.
Служебный отсек несёт основную двигательную установку и системы обеспечения корабля «Аполлон».
Система аварийного спасения. Если возникнет аварийная ситуация при старте ракеты-носителя «Аполлон» или потребуется прекратить полет в процессе выведения корабля «Аполлон» на орбиту Земли, спасение экипажа осуществляется отделением командного отсека от ракеты-носителя с последующей посадкой его на Землю на парашютах.
Лунный модуль имеет две ступени: посадочную и взлётную. Посадочная ступень, оборудованная самостоятельной двигательной установкой и шасси, используется для снижения лунного корабля с орбиты Луны и мягкой посадки на лунную поверхность, а также служит стартовой площадкой для взлётной ступени. Взлётная ступень с герметичной кабиной для экипажа и самостоятельной двигательной установкой после завершения исследований стартует с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком. Разделение ступеней осуществляется при помощи пиротехнических устройств.
«Шэньчжоу»
Программа космических пилотируемых полётов КНР. Работы по программе начались в 1992 г. Первый пилотируемый полёт корабля «Шэньчжоу-5» сделал Китай в 2003 г. третьей в мире страной, самостоятельно отправившей человека в космос. Космический корабль «Шэньчжоу» во многом повторяет российский космический корабль «Союз»: он имеет точно такую же компоновку модулей, что и «Союз» - приборно-агрегатный отсек, спускаемый аппарат и бытовой отсек; примерно такие же размеры, что и «Союз». Вся конструкция корабля и все его системы примерно идентичны советским космическим кораблям серии «Союз», а орбитальный модуль построен с использованием технологий, использовавшихся в серии советских космических станций «Салют».
Программа «Шэньчжоу» включала три этапа:
- запуск беспилотных и пилотируемых космических кораблей на околоземную орбиту при обеспечении гарантированного возвращения спускаемых аппаратов на Землю;
- выход тайкунавтов в открытый космос, создание автономной космической станции для кратковременного пребывания экспедиций;
- создание крупных космических станций для долговременного пребывания экспедиций.
Миссия успешно выполняется (совершено 4 пилотируемых полета) и является в настоящее время открытой.
Многоразовые транспортные космические корабли
Спейс шаттл, или просто шаттл («космический челнок») - американский многоразовый транспортный космический корабль. Шаттлы использовались в рамках государственной программы «Космическая транспортная система». Подразумевалось, что шаттлы будут «сновать, как челноки» между околоземной орбитой и Землёй, доставляя полезные грузы в обоих направлениях. Программа просуществовала с 1981 по 2011 год. Всего было построено пять шаттлов: «Колумбия» (сгорел при посадке в 2003 г.), «Челленджер» (взорвался во время запуска в 1986 г.), «Дискавери» , «Атлантис» и «Индевор» . В 1975 г. был построен корабль-прототип «Энтерпрайз» , но он никогда не запускался в космос.
Шаттл запускался в космос при помощи двух твердотопливных ракетных ускорителей и трёх собственных маршевых двигателей, которые получали топливо из огромного внешнего бака. На орбите шаттл осуществлял маневры за счёт двигателей системы орбитального маневрирования и возвращался на Землю как планёр. При разработке предусматривалось, что каждый из шаттлов должен был до 100 раз стартовать в космос. На практике же они использовались значительно меньше, к закрытию программы в июле 2011 г. больше всего полётов совершил шаттл «Дискавери» - 39.
«Колумбия»
«Колумбия» - первый экземпляр корабля системы «Спейс Шаттл», летавший в космос. Ранее построенный прототип «Энтерпрайз» летал, но только в пределах атмосферы для отработки посадки. Строительство «Колумбии» было начато в 1975 г., и 25 марта 1979 г. «Колумбия» была передана в эксплуатацию НАСА. Первый пилотируемый полёт многоразового транспортного космического корабля «Колумбия STS-1» состоялся 12 апреля 1981 г. Командиром экипажа был ветеран американской космонавтики Джон Янг, пилотом - Роберт Криппен. Полёт был (и остается) уникальным: самый первый, фактически испытательный запуск космического корабля, проводился с экипажем на борту.
«Колумбия» была тяжелее шаттлов, построенных позже, поэтому у неё не было стыковочного модуля. «Колумбия» не могла стыковаться ни со станцией «Мир», ни с МКС.
Последний полёт «Колумбии», STS-107, проходил с 16 января по 1 февраля 2003 г. Утром 1 февраля при входе в плотные слои атмосферы корабль разрушился. Все семь членов экипажа погибли. Комиссия по расследованию причин катастрофы пришла к выводу, что причиной стало разрушение наружного теплозащитного слоя на левой плоскости крыла челнока. При старте 16 января этот участок теплозащиты был поврежден падением на него куска теплоизоляции кислородного бака.
«Челленджер»
«Челленджер» - многоразовый транспортный космический корабль НАСА. Изначально он предназначался только для испытательных целей, но затем был переоборудован и подготовлен для запусков в космос. Первый раз «Челленджер» стартовал 4 апреля 1983 г. В общей сложности выполнил 9 успешных полётов. Потерпел катастрофу при десятом запуске 28 января 1986 г., все 7 членов экипажа погибли. Последний старт челнока был запланирован на утро 28 января 1986 г., за стартом «Челленджера» наблюдали миллионы зрителей по всему миру. На 73-й секунде полёта, на высоте 14 км произошёл отрыв левого твердотопливного ускорителя от одного из двух креплений. Провернувшись вокруг второго, ускоритель пробил основной топливный бак. Из-за нарушения симметрии тяги и сопротивления воздуха корабль отклонился от оси и был разрушен аэродинамическими силами.
«Дискавери»
Многоразовый транспортный космический корабль НАСА, третий шаттл. Первый полёт совершил 30 августа 1984 г. Шаттл «Дискавери» доставил на орбиту космический телескоп «Хаббл» и участвовал в двух экспедициях по его обслуживанию.
С «Дискавери» были запущены зонд «Улисс» и три ретрансляционных спутника.
На шаттле «Дискавери» совершил полет и российский космонавт Сергей Крикалев 3 февраля 1994 г. В течение восьми суток экипаж корабля «Дискавери» выполнил много различных научных экспериментов в области материаловедения, биологических экспериментов и наблюдений поверхности Земли. Крикалёв выполнил значительную часть работ с дистанционным манипулятором. Совершив 130 витков и пролетев 5486215 километров, 11 февраля 1994 г. шаттл совершил посадку в космическом центре имени Кеннеди (штат Флорида). Таким образом, Крикалёв стал первым российским космонавтом, совершившим полёт на американском шаттле. А всего с 1994 по 2002 год было выполнено 18 орбитальных полётов космических многоразовых кораблей «Спейс шаттл», в экипажи которых были включены 18 российских космонавтов.
На шаттле «Дискавери» (STS-95) 29 октября 1998 г. отправился в свой второй полёт астронавт Джон Гленн, которому в тот момент было 77 лет.
Шаттл «Дискавери» завершил свою 27-летнюю карьеру последним приземлением 9 марта 2011 г. Он сошел с орбиты, спланировал к космическому центру имени Кеннеди во Флориде и благополучно приземлился. Шаттл был передан в Национальный музей авиации и космонавтики Смитсоновского института в Вашингтоне.
«Атлантис»
«Атла́нтис» - многоразовый транспортный космический корабль НАСА, четвёртый спейс шаттл. При строительстве «Атлантиса» были внесены множество улучшений по сравнению с его предшественниками. Он легче шаттла «Колумбия» на 3,2 тонны и на его строительство потребовалось в два раза меньше времени.
Первый полёт «Атлантис» совершил в октябре 1985 г., это был один из пяти полётов для министерства обороны США. Начиная с 1995 года, «Атлантис» совершил семь полётов к российской космической станции «Мир». Был доставлен дополнительный стыковочный модуль для станции «Мир» и осуществлялась смена экипажей станции «Мир».
С ноября 1997 по июль 1999 года «Атлантис» был модифицирован, в нём было сделано около 165 усовершенствований. С октября 1985 по июль 2011 года шаттл «Атлантис» совершил 33 космических полёта, в состав его экипажей входило 189 человек. Последний 33-й запуск осуществлен 8 июля 2011 г.
«Индевор»
«Индевор» - многоразовый транспортный космический корабль НАСА, пятый и последний космический челнок. Первый полёт «Индевор» совершил 7 мая 1992 г. В 1993 г. на «Индеворе» была совершена первая экспедиция по обслуживанию космического телескопа «Хаббл». В декабре 1998 г. «Индевор» доставил на орбиту первый американский модуль Unity для МКС.
С мая 1992 по июнь 2011 г. шаттл «Индевор» совершил 25 космических полётов. 1 июня 2011г. шаттл в последний раз приземлился на космодроме на мысе Канаверал во Флориде.
Программа «Космическая транспортная система» была завершена в 2011 г. Все действующие шаттлы были списаны после их последнего полёта и отправлены в музеи.
За 30 лет эксплуатации пять шаттлов совершили 135 полётов. На шаттлах в космос было поднято 1,6 тыс. тонн полезных грузов. 355 астронавтов и космонавтов летали на шаттлах в космос.
В последний раз самостоятельно отправило астронавтов на околоземную орбиту. После финальной миссии шаттла Atlantis с экипажем из четырех человек отправкой людей к Международной космической станции (МКС) занималась исключительно Россия. В распоряжении страны до сих пор имеются простые и надежные корабли серии «Союз», которые успешно летают в космос со времен СССР - с апреля 1967 года. Однако монополии России в качестве космического перевозчика скоро придет конец: на этот год НАСА с партнерами запланировали проведение серии ключевых испытаний аппаратов, которые сделают США безусловным лидером в пилотируемой космонавтике. Подробнее - в материале .
О возвращении программы пилотируемых полетов НАСА объявило в сентябре 2014 года. Тогда на специальной пресс-конференции глава НАСА, генерал-майор морской пехоты США в отставке Чарльз Болден назвал две компании, которые агентство выбрало для заключения многомиллиардного контракта на строительство пилотируемых многоразовых космических кораблей, предназначенных для доставки астронавтов к МКС. Победителями тендера стали и , которые представили проекты кораблей Dragon V2 и CST-100 (от Crew Space Transportation) соответственно. Общая стоимость работ по созданию аппаратов составила 2,6 миллиарда долларов для SpaceX и 4,2 миллиарда долларов для Boeing.
«Для НАСА и нации это был непростой, но наилучший выбор. Мы получили многочисленные предложения от наших аэрокосмических компаний. Высококвалифицированные американские фирмы, единые в желании вернуть отправку человека в космос с территории США, соревновались за то, чтобы служить нации и покончить с нашей зависимостью от России. Я приветствую их инновации, тяжелый труд и патриотизм», - сказал Болден. Выбор в пользу SpaceX и Boeing он объяснил успешным сотрудничеством агентства с этими частными компаниями и уверенностью НАСА в их соответствии высоким требованиям агентства.
Главным конкурентом SpaceX и Boeing считалась компания Sierra Nevada, которая предлагала НАСА летать к МКС на глубоко модернизированной версии орбитального самолета HL-20 - корабле Dream Chaser. Причины, по которым НАСА выбрало именно SpaceX и Boeing, а также распределение между ними финансирования очевидны: агентство больше доверяет крупным и надежным партнерам и вместе с тем приветствует здоровую конкуренцию со стороны молодых и перспективных компаний. С аэрокосмическим и оборонным гигантом Lockheed Martin агентство не заключило контракт, поскольку компания уже работала над марсианским кораблем Orion. Расширять сотрудничество с Orbital ATK (тогда - Orbital Sciences) в НАСА тоже не стали, поскольку к МКС уже летали ее грузовики Cygnus.
«Для грузового транспорта SpaceX выиграла двенадцать миссий (в настоящее время к МКС летает грузовая версия Dragon - прим. «Ленты.ру» ), а Orbital - восемь. Денежная премия Orbital выше, хотя у них меньше миссий, поскольку НАСА не хочет зависеть от одного источника. Для пилотируемого полета, как я ожидаю, будут выбраны Boeing или Lockheed, которые выиграют большую часть финансирования, а мы, надеюсь, будем вторыми», - так в июне 2010 года оценивал перспективы компании SpaceX ее глава . Как стало известно через четыре года, он не ошибся.
Выбор НАСА в качестве основных партнеров для пилотируемых миссий к МКС SpaceX и Boeing привел к тому, что в 2014 году из Sierra Nevada, безуспешно пытавшейся в судебном порядке оспорить результаты тендера, было уволено около ста сотрудников, работающих над Dream Chaser. Со своей стороны агентство пообещало всяческую поддержку этой молодой компании, но не в рамках программы пилотируемых полетов. Тогда же, в 2014 году, американцы полагали, что уже к 2017-му астронавты будут отправляться на МКС исключительно с территории США, без помощи российской стороны. Взятые на себя обязательства компании SpaceX и Boeing, как показало время, выполняют, но примерно с годовым отставанием.
Аппарат Dragon V2 является глубоко модернизированной версией грузовика Dragon, успешно летающего к МКС. Корабль имеет практически моноблочную конструкцию, в грузопассажирском режиме позволяющую, вместе с полезной нагрузкой в 2,5 тонны, отправлять к МКС до четырех человек. В пассажирском режиме корабль берет на борт до семи человек. В 2017 году SpaceX планирует завершить производство трех кораблей Dragon V2, один из них в ноябре должен совершить первый тестовый беспилотный полет к МКС. Аппарат, как ожидается, состыкуется со станцией и покинет ее спустя 30 суток.
Внутреннее пространство Dragon V2 организовано, по словам SpaceX, с максимально возможным удобством для экипажа. Кресла пилотов выполнены из углеродного волокна высшего качества с отделкой из алькантары. В капсуле для астронавтов четыре окна с видом на внешнее пространство. На специальной панели члены экипажа Dragon V2 смогут в режиме реального времени отслеживать состояние космического корабля во время полета. Также астронавты получат возможность вручную настраивать температуру на борту корабля (в пределах от 15 до 26 градусов Цельсия). На случай внештатных ситуаций предусмотрена система эвакуации.
Первому полету Dragon V2 будут предшествовать огневые испытания двигателей Draco и SuperDraco. Последние распечатываются на трехмерном принтере и устанавливаются в качестве элементов спасательной системы и для управляемой посадки корабля. Также SpaceX испытает специальный скафандр, позволяющий астронавтам выдержать нагрузки в случае разгерметизации пассажирской капсулы Dragon V2. Аналогичную опцию для своего костюма в 2017 году сделает Boeing. Аппараты Dragon V2 и CST-100 будут приземляться при помощи парашютов - необходимые для этого системы испытают в этом году.
Пуск Dragon V2 будет осуществляться при помощи ракеты среднего класса Falcon 9 со стартового комплекса SLC-39 в Кеннеди (Флорида), откуда ранее в космос отправлялись миссии Space Shuttle и Apollo. Пилотируемая 14-дневная миссия Dragon V2 (с двумя астронавтами на борту) запланирована на май 2018 года. В интересах SpaceX выдержать заявленные сроки, поскольку именно финансирование НАСА разработок грузовых и пилотируемых кораблей позволило компании избежать участи Sierra Nevada; Boeing это касается в меньшей степени.
Аэрокосмический гигант перенес первый тестовый и беспилотный полет CST-100 с декабря 2017-го на июнь 2018-го. После этого в августе того же года должен состояться пилотируемый полет корабля Boeing с экипажем из двух человек. Как и Dragon V2, корабль CST-100 способен доставлять на околоземную орбиту до семи человек. Корабль, получивший название Starliner, как и Dragon V2, будет проходить предстартовую подготовку в Космическом центре Кеннеди. Запуски Starliner будут проводиться с тяжелой ракеты Atlas V с площадки 41-го космодрома на мысе Канаверал, а в случае необходимости - на носителях Delta IV и Falcon 9, а также создаваемой ракеты Vulcan.
Причины, по которым компании SpaceX и Boeing отложили первые пуски разрабатываемых кораблей, принципиально отличаются друг от друга. Первая компания, в отличие от второй, располагает значительно более скромными ресурсами, которые отчасти потребовалось задействовать для выяснения и устранения причин, приведших к аварии Falcon 9 в сентябре 2016 года. Тогда эксперты из НАСА раскритиковали SpaceX из-за заправки ракеты за полчаса до старта. Это означает, что в случае нештатной ситуации при заправке топливом Falcon 9 астронавты будут находиться уже в головной части ракеты, а не на безопасном от нее расстоянии. Именно на минимизацию возможных рисков SpaceX и потратила так много времени.космодрома Sea Launch .
Даже если Boeing не успеет в заявленные сроки подготовить CST-100, свои обязательства перед НАСА компания, скорее всего, выполнит в полном объеме. Агентство уже проявило заинтересованность в приобретении у Boeing двух кресел на «Союзах» на осень 2017-го и весну 2018-го и трех - на 2019 год. такие рокировки тоже выгодны в связи с планируемым временным сокращением численности российского сегмента МКС с трех до двух человек.
Трудности, с которыми сталкиваются партнеры НАСА по пилотируемой космонавтике, по всей видимости успешно разрешаются и носят рабочий характер. Можно быть уверенным, что страна, шесть раз высаживавшая людей на Луне и отправившая на Марс тонный ровер, справится и с этими задачами. В конечном итоге через год-два в распоряжении США будет парк космических кораблей, состоящий как минимум из грузовых Dragon и Cygnus, пилотируемых околоземных Dragon V2 и CST-100, а также лунно-марсианского Orion (его тоже можно использовать для полетов к МКС, но нецелесообразно - слишком дорого). Это обеспечит не только независимость США от российских «Союзов» и их готовящейся замены - кораблей «Федерация», но и обеспечит внутринациональную конкуренцию между как минимум четырьмя космическими компаниями.
Как вы помните, последний запуск американского шаттла был осуществлен Nasa в 2011 году. Таким образом, Соединенные Штаты лишились возможности доставки своих астронавтов и грузов в открытый космос. Но это продлилось недолго.
На горизонте начало появляться новое поколение частных орбитальных и суборбитальных космических аппаратов. Предлагаем вам взглянуть на самые перспективные частные космические корабли, предназначенные для перевозки экипажа и груза.
Космический аппарат Lynx
XCOR Aerospace’s Lynx является рассчитанным на 2-х человек суборбитальным космическим самолетом. Он сделан таким образом, чтобы взлетать и садиться на обычную взлетно-посадочную полосу аэропорта. Дополнительно к платным туристическим рейсам, это космическое средство предназначается также для проведения научных экспериментов во время кратковременных перелетов.
После успешного окончания испытаний космический корабль Lynx даст возможность туристам, заплатившим $95 000, подняться вместе с пилотом на высоту 100 километров над поверхностью земного шара и полюбоваться видами Земли на границе между космосом и атмосферой, а также побывать в состоянии невесомости.
SpaceShipTwo является частным суборбитальным космическим кораблем, который может перевозить 6 пассажиров и 2-х членов экипажа. Максимальная высота полета этого судна, по словам авиаконструктора Берта Рутана, предполагается 160-320 км. Это даст возможность увеличить время пребывания в невесомости до 6 минут. Цена билета для путешествия на космическом корабле SpaceShipTwo примерно будет составлять $200 000. Первый тестовый полет был произведен в 2010 году. Его коммерческая эксплуатация состоится после проведения ряда испытаний.
Компания Armadillo Aerospace, разработавшая космический корабль для суборбитальных полетов, была основана крупнейшим мультимиллионером, Джоном Кармаком, являющегося соучредителем фирмы, выпустившей популярные компьютерные игры Quake, Wolfenstein 3D и DOOM. В этом космическом средстве будет находиться комната для двух пассажиров. Space Adventures совместно с Armadillo Aerospace планируют продавать билеты на корабль по цене $110 000, и даже можно будет совершить полет вокруг Луны за $100 000 000.
Американской компанией Bigelow Aerospace разрабатывается частный орбитальный космический комплекс, вывод на орбиту которого запланирован в конце 2015 года. Эта станция предназначается не только для космического туризма, а также и для проведения научных исследований. Два экспериментальных модуля уже были запущены в 2006 и в 2007 годах. Технология изготовления новой станции от Bigelow Aerospace держится в строжайшем секрете. Известно только то, что в составе поверхности модуля присутствует 20 слоев, оболочка может выдержать температуру от -120 до +120 градусов Цельсия, а также эта станция способна устоять при ударе очень крупного космического тела.
Проект самолета, предназначенного для запуска ракет, Stratolaunch совместно начали один из основателей знаменитой компании Microsoft Пол Аллен и специалист в области космических технологий Берт Рутэн. Размах крыльев этого громадного летального аппарата будет составлять целых 117 метров, а вес – около 544 тонн. Его предназначение заключается в том, чтобы поднять в космос ракету, которая весит 222 тонны. Основное предназначение конструкции Stratolaunch состоит в доставке грузов и спутников в открытый космос, а также планируется отправлять на этом самолете астронавтов. Первый операционный запуск самолета предполагается в 2016 году.
Разработку системы запуска космонавтов на низкую орбиту начала компания Liberty Launch Vehicle совместно с Lockheed Martin и Astrium. Усовершенствованная ракета Liberty величиной в 91 метр будет производить доставку на орбиту капсулы с пассажирами в количестве до 7 человек. Запуск первого астронавта запланирован в конце этого года. Если этот проект будет успешным, то с 2016 года могут осуществляться коммерческие полеты.
Blue Origin является частной аэрокосмической компанией, созданной с целью осуществления космического туризма Джефри Безосом, основателем Amazon.com. Его Space Vehicle сможет перевозить около 7 человек, а, кроме того, грузы. Также компанией ведутся разработки многоразовой первой ступени ракеты-носителя для того, чтобы удешевить запуск. Регулярные коммерческие полеты запланированы на 2016-2018 года. Кроме того, компания Blue Origin занималась созданием суборбитального корабля New Shepard, рассчитанного на экипаж из 3-х человек и груз. Летные испытания этого корабля уже были проведены в штате Техас.
Этот корабль был представлен компанией Sierra Nevada, получившей от NASA больше 100 миллионов долларов на поддержку своих проектов. Dream Chaser является небольшим космическим кораблем, способным вместить 7 астронавтов и доставить их на низкую орбиту. В основе этого проекта лежат разработки NASA, которым насчитывается более 20 лет. Старт корабля предполагается вертикальный, а посадка – горизонтальная, как у шаттла. В 2016 году космический аппарат Dream Chaser, возможно, уже будет готов к полетам.
Космический аппарат для низких орбит CST-100 разрабатывает компания Boeing. Он способен вместить 7 астронавтов. NASA активно финансирует этот проект. Государством в него уже вложено более $100 000. Корабль CST-100 сможет осуществлять мягкую посадку при возникновении внештатной ситуации. Начало беспилотных полетов планируется уже в этом году, а в 2017 году будет осуществлен пилотируемый орбитальный полет с экипажем в составе 2-х человек.
Аппарат Dragon является пока что единственным в мире действующим космическим грузовым кораблем, который способен к возвращению на Землю. Его разработала компания SpaceX по заказу NASA, вложившего в этот проект более миллиарда долларов. Основное предназначение корабля Dragon состоит в доставке и возвращении полезных грузов на Международную космическую станцию. В перспективе планируется доставлять на станцию и людей.
Спасибо что рассказали о нас друзьям!
Удивительное дело, я тут сделал экспресс-опрос своих знакомых, оказалось, что практически все уверены, что в настоящее время, после закрытия проектов «Спейс Шатл» и «Буран», многоразовые космические корабли человечеством не используются.
А меж тем, вот прямо сейчас, они пролетают над нами. По состоянию на 2016 год, США экплуатируют по меньшей мере два типа многоразовых космических кораблей, а в 2017 году их странет уже четыре. Или даже пять, в зависимости от того, как считать.
Это, впрочем, не удивительно, российские СМИ выстроили вокруг западных космических программ довольно глухую стену молчания, и если через нее что-то и просачиватеся, то в исключительно отфильтрованном, дозированном и искаженном виде. Вот, большая часть моих знакомых почему-то уверена, что c запуском многоразовых ракет Falcon «у американцев — сплошные сбои», хотя дело обстоит ровно наоборот.
Вот только вчера, например, совершил очередную посадку многоразовый коммерческий космический грузовик «Дракон» (Dragon), который ранее был запущен многоразовой космической ракетой «Сокол 9» (Falcon 9), которая запустив его, вернулась на землю. Вот про многоразовую космическую ракету почти все хоть что-то слышали, а про многоразовый космический корабль — практически никто.
Вот я и подумал. Что было бы неплохо рассказать, как обстоят дела в мировой космической области. Как они на самом деле обстоят там.
Помните, как после закрытия программы «Спейс Шатл» в 2011, все российские СМИ дружно и громогласно писали, что теперь эре многоразовых космических кораблей пришел конец, они себя изжили, возобновятся не скоро, а основным средством доставки грузов и экипажей в космос на МКС станут старые добрые и надежные Союзы и Прогрессы?
Так вот, это была неправда. Вернее — полуправда. Союзы и Прогрессы конечно были и остаются основным средством доставки на российскую часть Международной космической станции.
А на американскую ее часть, после закрытия программы многоразовых Шаттлов, стал летать многоразовый «Дракон». Который, возможно и не такой впечатляющий, как Шаттл, и не такой огромный, но зато устроен намного более просто: надежнее, безопаснее и, главное — существенно дешевле. Дешевле, потому, что использует совсем другие, современные технологии полета и посадки. И потому, что может выводится на орбиту многоразовыми же ракетами, а не одноразовыми ускорителями.
А еще вот прямо сейчас над нами пролетает другой многоразовый американский космический корабль, Боинг X-37 .
Не слышали?
Оно и понятно, владельцем этого космического корабля является не НАСА, а армия США, и потому никто не знает, зачем он там летает и что делает. X-37 — это не просто «многоразовый корабль», это полноценный космоплан, или, как еще говорят — «орбитальный самолёт». То есть он не просто кружится на орбите, на которую его вывели, а свободно маневрирует в космосе, летает куда хочет… Ну, короче, помните аппараты, на которых повстанцы в «Звездных войнах» атаковали «Звезду Смерти». Ну вот это примерно то же самое, только беспилотник.
Boeing X-37
Летают X-37 основательно и подолгу. Так, например, предыдущий полет продолжался 674 дня. А тот, что летает сейчас, летает уже ровно год, с 20 мая 2015.
Но и «Дракон», и «X-37» это бесплотные корабли. Пилотируемые многоразовые полеты начнутся в следующем, 2017 году.
Такое «запаздывание» произошло не потому, что имеются какие-то сложности в реализации программы, а наоборот, потому что наука и техника сейчас развиваются настолько стремительно, что новые возможности появляются быстрее, чем разработчики успевают нарисовать чертежи, и очень хочется включить туда все новое.
Так, например, пилотируемая «пассажирская» версия «Дракона» должна была начать совершать регулярные полеты еще в 2015 году. Она была готова к этому, были проведены испытания, но… в тот момент наука и технологии сделали еще несколько крупных шагов вперед и регулярные полеты перенесли на два года, чтобы дать «Второму Дракону» новые возможности. Пассажиров стало на 2 человека больше (семь вместо пяти), новые двигатели, которые, внимание, изготавливаются методом 3 D печати , при этом обеспечивается мягкая посадка даже при отказе всех восьми двигателей.
Взлет "Дракона 2" с земли (без ракеты-носителя)
Аппарат может свободно маневрировать в космосе, а в условиях земной атмосферы… взлетать и садиться, как вертолет, на своих 8 реактивных напечатанных на 3-D принтерах двигателях.
И да, на орбиту его выводит все та же многоразовая ракета «Сокол» (Falcon ).
Об остальных «многоразовиках», которые уже существуют, испытаны и должны начать регулярно летать в следующем году, я расскажу вкратце, чтобы не утомлять вас.
Орбитальный самолет Dream Chaser (бегущий за мечтой), первый полет которого должен состояться в ноябре 2016 года. Увидев его, вы воскликнете: «да это же Шаттл». Ну да, это так и есть, DreamChaser — это развитие проекта «Спейс Шаттл». Но, конечно, — на новом уровне. Изготовлен он из композитных материалов, может самостоятельно взлетать и садиться в атмосфере (а не только планировать, как Шаттл), и особый цимес — он складной. При старте крылья, стабилизаторы и все выступающие части убираются, корабль как бы «сворачивается в трубочку», которую для вывода аппарата на орбиту можно «всунуть» в любую подходящую по размеру ракету и таким образом избежать стартовых повреждений (напомню, что причиной гибели и Челленджера и Колумбии были повреждения на старте).
Орбитальный самолет Dream Chaser
Из существующих ракет по размеру подходят американская одноразовая Атлас-5 и европейская Ариан 5, но в будущем возможен переход на многоразовые «Falcon», такая техническая возможность существует уже сейчас.
Орион (Orion) — многоразовый многоцелевой космический корабль способный совершать межпланетные перелеты. Махина, жилой дом, диаметром 5 метров. Это не «проект» и не «перспективная разработка». Этот корабль уже создан, уже совершил свой первый полет в космос, но пока не эксплуатируется, так как программы межпланетных перелетов (к Луне и к Марсу) начнутся только в 20-х годах. А потребности «ближнего космоса» сейчас вполне покрываются «Драконами». Впрочем, чтобы проект не «простаивал зазря» планируется, что корабль Orion все же будет летать к МКС в ближайшие годы.
Боинг CST-100 Starliner —многоразовый корабль узкого назначения, для полетов на орбитальные станции, близкий аналог первого «Дракона», но в отличие от него может брать на борт экипаж из семи человек. Создан по заказу НАСА. Ну просто потому, что НАСА сочла, что помимо арендованных у частного подрядчика «Драконов», в лице SpaceX, у нее должны быть и собственные корабли. Характерной особенностью Старлайна является то, что его можно установить практически на любую существующую ныне ракету.
Boeing CST-100 Starliner
Но главный цимес, благодаря чему все эти корабли будут действительно, а не условно «многоразовыми» — это конечно проект «Сокол» (Falcon ), многоразовые ракеты, которые будут выводить (и уже сейчас выводят) все эти многоразовые корабли в космос и возвращаться на землю. Благодаря чему в обозримом времени стоимость вывода груза на орбиту будет сравнима со стоимостью израсходованного топлива.
Falcon
— это модульная линейка ускорителей, которые могут соединяться между собой на манер конструктора Lego, наращивая мощности и возможности получаемых ракет до физических пределов технологии. Причем после реализации задачи, все кубики этого конструктора возвращаются на землю путем мягкой посадки для повторного использования.
В настоящее время самая мощная ракета серии, (первый запуск осенью 2016 года), способна вывести на низкую опорную орбиту 55 тонн груза, что в два с половиной раза больше чем самая мощная российская ракета Протон и в полтора раза больше чем пока еще несуществующая, но заявленная российская Ангара-7.
Теперь давайте посмотрим, что там «нового космического» в активе Российской Федерации.
Ни-че-го!
Все те же Союзы-Прогрессы, которые безнадежно устарели, летают аж с 60-х годов, но есть явные признаки, что в обозримом будущем летать перестанут .
Да есть еще «Протон», из тех же, 60-х, который по российской документации проходит как «тяжелая» ракета, но по выводимой на орбиту массе относится к средним. Самая аварийная, очень опасная, летающая на чрезвычайно ядовитом гептиле ракета. Запускать которую можно только из одного места в мире, с Байконура, и которая всецело зависит от импортных (в том числе, украинских) комплектующих, с которыми сейчас… ну вы сами понимаете. Собственно, «Протон» планировали снять с производства еще в 80-х и заменить «Энергией». Но, «Энергия» не состоялась, и Протон сейчас летает (постоянно взрываясь) лишь потому, что других «тяжелых» ракет у России нет.
А как же «Ангара»? — спросите вы. — Которой российские СМИ прожужжали нам все уши.
А вот давайте об «Ангаре» и поговорим .
Тем более, что есть с чем сравнивать — «Ангара» в какой-то мере аналог «Falcon». Та же модульная конструкция — кубики Лего — из которых собирается ракета нужной мощности. Но на этом — сходство и кончается!
Прежде всего отличие состоит в том, что Falcon’ы уже летают, а когда начнет летать Ангара — большой вопрос.
Давайте сравним:
Проект Falcon стартовал в 2002 году, а спустя уже 6 лет, в 2008 началась коммерческая эксплуатация ракет. Проект Ангара стартовал в 1995 году, и сейчас спустя 21 (двадцать один!) год совершенно непонятно, когда же начнется эксплуатация этих ракет.
В принципе одного этого факта уже достаточно, чтобы понять все про Ангару, но давайте продолжим для полноты картины.
За 8 лет эксплуатации на «Falcon» сменилось ТРИ (!) поколения двигателей, это не считая «модернизаций». Последнее поколение двигателей, Мерлин 1D+ , позволило перевести «легкую» ракету Falcon 9 в класс «средне-тяжелых», без какой-либо модернизации, просто за счет замены двигателей.
На Ангаре используются якобы «новейшие» двигатели РД-191 — которые на самом деле представляют собой просто упрощенную «четвертинку» (одна камера, вместо четырех) двигателей РД-170, которыми оснащалась ракета «Энергия», но которые были разработаны для ракет «Зенит» (Южмаш, Украина ) аж в конце 70-х.
Предельная нагрузка, которую сможет вывести на низкую опорную орбиту самая тяжелая Ангара-7 (к разработке которой еще даже не приступили, в работе сейчас Ангара-5) — 35 тонн. Для Falcon верхний предел не ограничен, но самая тяжелая на сегодняшний день модификация, Falcon Heavy, выводит на низкую опорную орбиту 55 тонн.
Falcon стартует практически с любого подходящего по размерам стартового комплекса, для запуска Ангары требуется построенный специально для нее сложный комплекс, который сейчас имеется только в Плесецке, откуда коммерческие запуски — невозможны.
Falcon — многоразовый, Ангара — одноразовая.
Ну и главное, повторюсь. Falcon летает уже восемь лет, а когда полетит Ангара — неизвестно. Но известно — другое, в момент начала эксплуатации (если она начнется) — это будет уже безнадежно устаревшая система.
Ну и мой рассказ будет неполным, если я не упомяну «перспективный» российский проект «Федерация », который в какой-то мере является аналогом упоминавшегося выше американского «Ориона», только по размерам и грузоподъёмности уступает Ориону в 4 раза. Ситуация тут ровно такая же: «Орион» уже летает, а что касается «Федерации», то на сегодняшний момент, спустя одиннадцать лет (!) после запуска проекта в работу (2005 год) работы находятся на стадии «начата разработка рабочей документации ».
Ситуацию с «Федерацией» предельно кратко обрисовал бывший космонавт Сергей Крикалев , а ныне — первый заместитель главы ЦНИИмаша на заседании экспертного совета коллегии Военно-промышленной комиссии РФ в 2014 году: «Если продолжать всё делать как сейчас, мы новый корабль не построим вообще никогда, даты всё время переносятся, утвержденного системного графика создания корабля нет, когда будет создана ракета для него, также неясно ».
На этой специфической ноте и закончим.
Космический корабль многоразового использования - пилотируемый космический корабль, конструкция которого предусматривает повторное использование всего корабля или его основных частей после возвращения из космоса. На заре космической эры существовавшие тогда технологии предопределили доминирование "одноразовых" космических систем, когда возвращалась на землю только кабина космонавтов, причем в виде не позволявшем ее новое использование. Лунная система Сатурн- Аполлон весила 3000 тонн при старте; 140 тонн выводилось на околоземную орбиту; 65 тонн подлетало к Луне; 15 тонн садилось на Луну; 5,5 тонн возвращались на Землю с хорошо оплавленной теплоизоляцией. Возвращалось на Землю всего 0,15 % от стартовой массы! Именно поэтому разработка многоразового космического корабля оставалась всегда на повестке дня.
В США была построена целая серия больших космических кораблей многоразового использования «Спейс шаттл», а также проектировались меньшие X-20 Dyna Soar, NASP, VentureStar, в СССР и России - большой корабль «Буран» и проектировались меньшие: «Спираль», ЛКС, «Заря», МАКС, «Клипер».
Космическая программа по использованию МТКК «Буран» в СССР/России была свёрнута в связи с невозможностью дорогостоящей эксплуатации аппаратов данного типа в сложившихся экономических условиях. В США шаттлы интенсивно использовались, являясь национальным средством проведения пилотируемых полётов и выведения грузов, а также средством реализации неотделяемых станций «Спейслэб», «Спейсхэб» и других международных и частных программ и одним из основных средств доставки крупногабаритных грузов и экипажей большой численности на МКС. Эксплуатация шаттлов завершена в 2011 году.
Многие технологически развитые страны, в частности страны Евросоюза (в том числе ранее Франция, ФРГ, Великобритания), Япония, Китай, Украина, Индия проводили и проводят исследования, направленные на создание собственных образцов космических систем многократного применения («Гермес», HOPE, «Зенгер-2», HOTOL, ASSTS, RLV, Skylon, «Шэньлун», «Сура»(украинский проект многоразового космического корабля) и т. д.).
Silbervogel. Серебряная птица. 1938 - 1941, 1944 - 1945 гг.
Первую попытку создать многоразовый орбитальный корабль предприняли в Германии в конце Второй мировой войны под руководством австрийского ученого Ойгена Зенгера.
Основное назначение бомбардировщика-ракетоплана - бомбардировки территории США и, в частности, Нью-Йорка, и дальних промышленных регионов России, в частности, Урала и Сибири.
«Серебряная птица» по расчётам должна была нести до 30 тонн бомб. Вес бомбовой нагрузки зависел от расстояния, при расчётном расстоянии в 6500 км до Нью-Йорка бомбовая нагрузка составляла 6 тонн.
В 1941 году проект был временно закрыт, как и все амбициозные проекты, не предполагающие немедленной отдачи.
К концу Второй мировой войны (1944 г) проект приобрёл статус «оружия возмездия».
Недостатка добровольцев для космического полёта на Нью-Йорк, пусть даже с практически стопроцентной вероятностью гибели, в Германии не было. К концу Третьего рейха отряд астронавтов рейха для полёта на межконтинентальных средствах доставки бомбового груза в США (в том числе и на ракетной системе А9/А10) был уже создан.
Однако, надлежащего финансирования практически не было, и время, требовавшееся для проведения полной разработки и воплощения технологически-революционного проекта, было упущено. Проект был доведён только до стадии рабочих чертежей, сооружения стартовой катапульты и изготовления задела отдельных частей, но полностью реализован не был.
Серебряная птица (модель).
Сталин проявлял интерес к этому проекту. В частности, он поручил своему сыну Василию и учёному Григорию Токаеву захватить Зенгера и переправить его в Советский Союз. Однако, эти планы не удались сразу и были отменены позже, и Зенгер жил и работал во Франции, Англии, Швейцарии, ФРГ.
В 1945 году полуразрушенные взрывами отступавших немцев циклопические сооружения стартовой катапульты, отдельные части и остатки чертежей «Серебряной птицы» попали в руки советских войск. По результатам изучения немецких чертежей проекта «Серебряная птица» в СССР в 1965 году, под руководством Г.Е. Лозино-Лозинского началась разработка собственной также горизонтально стартующей и садящейся, но двухступечатой военно-многоцелевой АКС бомбардировщика и доставщика экипажей и грузов на орбиту «Спираль», оставшейся нереализованной.
В США первая схожая по целям и также нереализованная военная космическая система 1960-х гг X-20 базировалась, однако, на вертикальном запуске обычной ракетой-носителем. Был реализован экспериментальный гиперзвуковой самолёт X-15, стартующий с другого самолёта-носителя.
Гиперзвуковой самолёт X-15. 1954 - 1968 гг.
X-15 - экспериментальный самолёт-ракетоплан США, оснащённый ракетными двигателями. Первый и на сорок лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший cуборбитальные пилотируемые космические полёты. Основная задача Х-15 - изучение условий полета на гиперзвуковых скоростяхи входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Общая концепция проекта была утверждена в 1954 г. В конкурсе на создание ракетоплана приняли участие четыре промышленные компании Bell Aircraft, McDonnell Douglas, Republic Aviation Company, North American Aviation, последняя в итоге стала победителем.
Х-15 в полете.
Высота полёта достигаемая Х-15 - 107 км, скорость до 6,72 М. Стартовал Х-15 по технологии воздушный старт- со стратегического бомбардировщика «Б-52» (подвешивался под крылом), отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего соляного озера. Всего по программе Х-15 было выполнено 199 полётов. Рекордным полётом, совершённым по программе Х-15, стал полёт пилота Джо Уокера (Joe Walker) 22 августа 1963 года.
Космический корабль X-20 Dyna-Soar. 1957 - 1963 гг.
X-20 Dyna-Soar (от Dynamic Soaring) - «Дайна-Сор» (игра слов: произносится так же, как и англ. dinosaur - динозавр) - программа создания пилотируемого космического перехватчика-разведчика-бомбардировщика X-20. Её разработка велась в США с 24 октября 1957 по 10 декабря 1963. Программа насчитывала три стадии: атмосферные тесты, суборбитальные запуски и орбитальные полёты. За основу разработки была взята концепция орбитального бомбардировщика Ойгена Зенгера. Заказчик программы - ВВС США. Разработчик - Boeing.
Варианты стартовой компоновки Х-20
Аппарат был выполнен по аэродинамической схеме орбитального самолета и являлся многоразовым. Выведение Х-20 на орбиту предполагалось различными модификациями ракеты-носителя «Титан». Разрабатывались различные модификации аппарата - орбитальный бомбардировщик, фоторазведчик, существовал вариант для инспекции и перехвата спутников противника на орбите.
Существенно, что в ходе погружения в атмосферу аппарат мог совершить боковой аэродинамический маневр, изменяя таким образом наклонение орбиты, после чего двигатели снова разгоняли его, выводя на орбиту. Этот маневр, называемый «синергическим», позволял изменить наклонение орбиты на 20.3 градуса против 15.8 градусов для чисто ракетного маневра, что давало немалые преимущества для военных миссий, делая траекторию аппарата труднопредсказуемой (в отличие от спутников) и давая возможность зайти на цель с различных курсов.
Было изготовлено несколько массогабаритных макетов аппарата и проведены широкие научно-технические исследования. О масштабе проекта говорит то, что был набран отряд пилотов-астронавтов по программе Х-20 (7 человек, в него входил и Нил Армстронг, позднее командир «Аполлон-11»). Проведено более восьми тысяч часов тренировок на тренажерах и самолете-аналоге Х-20. Первый пилотируемый полёт корабля Dyna Soar-3 на один виток предполагался в июле 1966 г, пилот - Jim Wood, первый многовитковый полёт - в 1969. Изучалась возможность стыковки Х-20 с будущей военной орбитальной станцией MOL.
Прототип Х-20, макет
Однако вследствие различных причин - как объективных технического и инженерного, так и сугубо внутренних, военно-политического и финансового характера (в частности, изменение приоритетов в пилотируемой программе НАСА и ВВС, к ведению которого относился проект), программа была свёрнута. Свою негативную роль в судьбе проекта сыграл и тогдашний государственный секретарь по вопросам национальной безопасности США Роберт Макнамара, фактически лично закрывший программу в декабре 1963. Выбор дальнейшего развития космонавтики был сделан в пользу программ Джемини и MOL.
К концу 1963 года на программу Х-20 было потрачено 410 млн.долларов США.
Авиационно-космическая система «Спираль». 1966 - 1969, 1974 - 1978 гг.
"Спираль" - система космического назначения, состоящая из орбитального самолёта, который по технологии воздушный старт должен был выводиться в космос гиперзвуковым самолётом-разгонщиком, а затем ракетной ступенью на орбиту.
Проект «Спираль», начатый в 1960-х гг, был ответом на программу создания США космического перехватчика-разведчика-бомбардировщика X-20 «Dyna Soar».
Разработка системы «Спираль» и её орбитального самолёта начались в конструкторском бюро ОКБ-155 А. И. Микояна летом 1966 года. Готовность системы к эксплуатации предполагалась в середине 1970-х годов. И в США, и в СССР эти программы были свёрнуты на разных стадиях разработки.
Руководителем проекта «Спираль» был Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.
Мощный воздушный корабль-разгонщик (вес 52 т, длина 38 м, размах 16,5 м) должен был разгоняться до шестикратной скорости звука (М=6), затем с его «спины» на высоте 28-30 км должен был стартовать 10-тонный пилотируемый орбитальный самолёт длиной 8 м и размахом 7,4 м.
Самолёт-разгонщик был первым технологически-революционным проектом гиперзвукового летательного аппарата с воздушно-реактивными двигателями. Ввиду требования больших средств для принципиально новых двигательных, аэродинамических и материаловедческих технологий для создания такого гиперзвукого самолёта-разгонщика, в последних вариантах проекта рассматривалась менее затратная и более быстро достижимая возможность создания не гиперзвукового, а сверхзвукового разгонщика, однако и он не был реализован.
Орбитальный самолёт-космоплан
представлял собой летательный аппарат со стреловидными крыльями, имеющими отклоняющиеся вверх консоли для изменения поперечного угла атаки. При спуске с орбиты самолёт самобалансировался на разных участках траектории. Фюзеляж был выполнен по схеме несущего корпуса с сильно затупленной оперённой треугольной формой в плане, из-за чего получил прозвище «Лапоть»
Первоначально планируемый внешний вид "Спирали".
Двигательная установка состояла из жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) орбитального маневрирования, двух аварийных тормозных ЖРД с вытеснительной системой подачи компонентов топлива на сжатом гелии, блока ориентации, состоящего из 6 двигателей грубой ориентации и 10 двигателей точной ориентации; турбореактивный двигатель для полёта на дозвуковых скоростях и посадке, работающий на керосине.
Для спасения пилота в случае аварии орбитального самолёта предусматривалась отделяемая кабина в виде капсулы с собственными пороховыми двигателями для отстрела от самолёта на всех этапах его движения от старта до посадки, а также с управляющими двигателями для входа в плотные слои атмосферы.
Помимо возможности транспортного варианта с небольшим грузовым отсеком, были разработаны основные военные варианты орбитальных самолётов:
фото- и радиоразведчики;
для поражения авианосцев, имеющие ракеты с ядерной боевой частью и системой наведения со спутника;
перехватчики космических целей в двух вариантах. Первый вариант для фотографирования и передачи фотографий по каналам связи, второй - для поражения цели.
В ходе программы для отработки создания орбитального самолёта и демонстрации его реализуемости был созданы подпроекты самолёта-аналога МиГ-105.11, суборбитальных аппаратов-аналогов БОР-1 (Беспилотный орбитальный ракетоплан), БОР-2, БОР-3 и космических аппаратов-аналогов «ЭПОС» (Экспериментальный пилотируемый орбитальный самолёт) БОР-4 и БОР-6.
Работы по созданию «Спирали», в т.ч. аналогов её орбитального самолёта, прерванные в 1969 году, были возобновлены в 1974 году. В 1976-1978 годах было проведено 8 испытательных полётов Миг-105.11.
Запускавшийся уже в рамках программы «Буран», космический аппарат БОР-4 представлял собой беспилотный экспериментальный аппарат, являющийся уменьшенной копией орбитального самолёта «Спирали» в масштабе 1:2. Летал под названием "Космос -1374".
БОР-4 прошедший испытания в космосе.
Собственные работы над «Спиралью» (кроме аналогов БОР) были окончательно прекращены после начала разработки более масштабного, менее технологически рискованного, казавшегося более перспективным и во многом повторявшим американскую программу Спейс шаттл проекта «Энергия-Буран». Министр обороны А. А. Гречко даже не дал разрешения на орбитальные испытания почти готового ЭПОС, начертав резолюцию «Фантазиями мы заниматься не будем»
Спейс шаттл.1981 - 2011 гг.
Спейс шаттл или просто шаттл (англ. Space Shuttle - космический челнок) - американский многоразовый транспортный космический корабль. Шаттлы использовались в рамках осуществляемой НАСА государственной программы «Космическая транспортная система» (англ. Space Transportation System, STS). Подразумевалось, что шаттлы будут «сновать, как челноки», между околоземной орбитой и Землёй, доставляя полезные грузы в обоих направлениях. Программа просуществовала с 1981 года по 21 июля 2011 года. Всего было построено пять шаттлов: «Колумбия» (сгорел при посадке в 2003), «Челленджер» (взорвался во время запуска в 1986), «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор». Также в 1975 году был построен корабль-прототип «Энтерпрайз», но он никогда не запускался в космос.
Шаттл запускался в космос при помощи двух твердотопливных ракетных ускорителей и трёх собственных маршевых двигателей, которые получали топливо из огромного внешнего бака. На начальном участке траектории основную тягу создавали отделяемые твердотопливные ускорители. Шаттл осуществлял манёвры на орбите за счёт двигателей системы орбитального маневрирования и возвращался на Землю как планёр. При разработке предусматривалось, что каждый из шаттлов должен был до 100 раз стартовать в космос. На практике же они использовались значительно меньше, к закрытию программы в июле 2011 года больше всего полётов - 39 - совершил шаттл «Дискавери».
Запуск Шаттла.
Шаттл состоит из трёх основных компонентов (ступеней):
Два твердотопливных ракетных ускорителя, которые работают в течение примерно двух минут после старта, разгоняя и направляя корабль, а затем отделяются на высоте около 45 км, приводняются на парашютах в океан и, после ремонта и перезаправки, используются вновь;
Большой внешний топливный бак с жидкими водородом и кислородом для главных двигателей. Бак также служит каркасом для скрепления ускорителей с орбитальным аппаратом. Бак отбрасывается примерно через 8,5 минут на высоте 113 км, его большая часть сгорает в атмосфере, а остатки падают в океан.
Пилотируемый орбитальный аппарат-ракетоплан (англ. orbiter), который выводится на околоземную орбиту. . После выполнения программы полёта возвращается на Землю и совершает посадку как планёр на аэродром.
Спейс Шаттл по сравнению с Союзом.
Буран. 1988 г.
«Буран» - орбитальный корабль-космоплан советской многоразовой транспортной космической системы (МТКК), созданный в рамках программы «Энергия - Буран». Один из двух реализованных в мире орбитальных кораблей МТКК, «Буран» был ответом на аналогичный американский проект «Спейс шаттл». Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил в беспилотном режиме 15 ноября 1988 года.
Ракетный комплекс Буран - Энергия
Буран» задумывался как военная система. Тактико-техническое задание на разработку многоразовой космической системы выдано Главным управлением космических средств Министерства обороны СССР и утверждено Д. Ф. Устиновым 8 ноября 1976 года.
Чертежи и фотографии шаттла были впервые получены в СССР по линии ГРУ в начале 1975 года. Сразу же были проведены две экспертизы на военную составляющую: в военных НИИ и в Институте проблем механики под руководством Мстислава Келдыша. Выводы: «будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства» и «Американский шаттл грузоподъемностью 30 тонн в случае его загрузки ядерными боеголовками способен совершать полеты вне зоны радиовидимости отечественной системы предупреждения о ракетном нападении. Совершив аэродинамический манёвр, например, над Гвинейским заливом, он может выпустить их по территории СССР» - подтолкнули руководство СССР к созданию ответа - «Бурана».
В 1976 году головным разработчиком корабля стало специально созданное НПО «Молния». Новое объединение возглавил Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский, уже в 1960-е годы работавший над проектом многоразовой авиационно-космической системы «Спираль».
Производство орбитальных кораблей осуществлялось на Тушинском машиностроительном заводе с 1980 года; к 1984 году был готов первый полномасштабный экземпляр. С завода корабли доставлялись водным транспортом (на барже под тентом) в город Жуковский, а оттуда (с аэродрома Жуковский) - воздушным транспортом (на специальном самолёте-транспортировщике ВМ-Т) - на аэродром «Юбилейный» космодрома Байконур.
Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года. Космический корабль был запущен с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Энергия». Продолжительность полёта составила 205 минут, корабль совершил два витка вокруг Земли, после чего произвёл посадку на аэродроме «Юбилейный» на Байконуре. Полёт прошёл без экипажа в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и бортового программного обеспечения, в отличие от шаттла, который традиционно совершал последнюю стадию посадки на ручном управлении.
В 1990 году работы по программе «Энергия-Буран» были приостановлены, а в 1993 году программа окончательно закрыта. Единственный летавший в космос (1988) «Буран» был разрушен в 2002 году при обрушении крыши монтажно-испытательного корпуса на Байконуре, в котором он хранился вместе с готовыми экземплярами ракеты-носителя «Энергия».
При общей внешней схожести проектов, имеются и существенные отличия.
Комплекс «Спейс шаттл» состоит из топливного бака (сигарообразный объект красного цвета по центру), двух твердотопливных ускорителей и самого космического челнока. При старте запускаются оба ускорителя и три маршевых двигателя шаттла (первая ступень). Из-за необходимости использования двигателей шаттла, комплекс не может быть использован для вывода на орбиту иных аппаратов или грузов, даже меньшей в сравнении с шаттлом массы.
«Шаттл» садится с неработающими двигателями. Он не имеет возможности несколько раз заходить на посадку, поэтому предусмотрено несколько посадочных площадок на территории США.
Комплекс«Энергия - Буран» состоял из: первой ступени (четыре боковых блока с кислород-керосиновыми четырёхкамерными двигателями РД-170, многоразовые), второй ступени (сигарообразный объект белого цвета в центре; оснащена четырьмя кислород-водородными двигателями РД-0120) и возвращаемого космического аппарата «Буран». При старте запускались обе ступени. Отработав, отстыковывалась первая ступень (4 боковые ракеты), и довывод осуществлялся второй ступенью.
В отличие от шаттлов, в «Буране» была предусмотрена система экстренного спасения экипажа. На малых высотах работала катапульта для первых двух пилотов; на достаточной высоте, в случае нештатной ситуации, «Буран» мог отделяться от ракеты-носителя и совершать экстренную посадку.
Для старта системы «Спейс Шаттл» используются два твердотопливных ускорителя с тягой по 1280 т. с. каждый (самые мощные ракетные двигатели в истории).В СССР не имелось опыта проектирования, необходимой технологии и оборудования для производства таких больших и мощных твердотопливных ускорителей, которые используются в системе "Спейс шаттл" и обеспечивают 83 % тяги на старте. Конструкторы НПО «Энергия» приняли решение использовать самый мощный из имеющихся ЖРД - двигатель, созданный под руководством Глушко, четырёхкамерный РД-170, который мог развивать тягу (после доработки и модернизации) 740 т. с. Однако пришлось вместо двух боковых ускорителей по 1280 т. с. использовать четыре по 740. Суммарная тяга боковых ускорителей вместе с двигателями второй ступени РД-0120 при отрыве от стартового стола достигла 3425 т. с., что примерно равно стартовой тяге системы «Сатурн-5» с кораблями «Аполлон».
Несмотря на все усилия по возможности в точности скопировать американскую систему, вплоть до химического состава алюминиевого сплава, в результате внесённых изменений, при меньшем на 5 тонн весе полезной нагрузки, стартовый вес системы «Энергия - Буран» (2400 тонн) оказался на 370 тонн больше стартового веса системы спейс шаттл (2030 тонн).
Изменения, ставшие отличиями системы «Энергия - Буран» от системы «Спейс Шаттл», имели следующие последствия:
-в системе «Спейс Шаттл» одноразовым является только самая дешёвая часть комплекса - внешний топливный бак, ни один из ракетных двигателей не утрачивается и может использоваться многократно.
в системе «Энергия - Буран» многоразовым элементом является орбитальный корабль и блоки первой ступени, спускаемые на парашютной системе. Центральный блок, являющийся второй ступенью вместе с двигателями, топливными баками, переходным и хвостовым отсеком, а также системами контроля и управления утрачиваются в процессе запуска.
-создание самостоятельного сверхтяжёлого носителя «Энергия» не нашло применения, кроме самого орбитального корабля и одной частично успешной попытки запуска весогабаритного макета орбитальной боевой лазерной платформы «Полюс» (Скиф-ДМ) весом 77 тонн.
-снижение коэффициента повторного использования наиболее дорогостоящих элементов (ракеты и ракетные двигатели) резко повысило стоимость использования системы «Энергия - Буран».
По мнению генерал-лейтенанта авиации лётчика-испытателя Степана Анастасовича Микояна, руководившего испытательными полётами «Бурана», эти отличия, а также то, что американская система "Спейс шаттл" уже успешно летала, послужили в условиях финансового кризиса причиной консервации, а потом и закрытия программы «Энергия - Буран».
Dragon SpaceX
Дракон (англ. Dragon SpaceX) - частный транспортный космический корабль (КК), компании SpaceX, разработанный по заказу НАСА в рамках программы «Коммерческой орбитальной транспортировки» (COTS), предназначенный для доставки полезного груза и, в перспективе, людей на Международную космическую станцию. Необходимость в новых грузовиках возникла у США по причине прекращения полётов шаттлов. «Дракон» - единственный в мире «грузовик», способный возвращаться на Землю.
В отличие от американского КК «Аполлон», а также разрабатываемых КК российского проекта Перспективной пилотируемой транспортной системы, НАСА «Орион» и Boeing CST-100, «Дракон» является практически моноблочным кораблем.
Мягкая посадка будущих Драконов,пока корабли возвращаются на Землю на парашютах.
Двигательная установка, топливные баки, аккумуляторы и другое оборудование агрегатного отсека возвращается вместе с кораблем, что является уникальным (аналог SS). На первом этапе развития (грузовой КК) стыковка с МКС, в виду отсутствия системы автономной стыковки, осуществляется тем же образом, что и стыковка японского HTV.
КК «Дракон» разрабатывается в нескольких модификациях: пилотируемой (экипаж до 7 человек), грузо-пассажирской (экипаж 4 человека + 2,5 тонны грузов), грузовой (именно в этом варианте он и будет использоваться первое время), и модификация для автономных полётов (DragonLab).
Многоразовый космический корабль "Дракон".
Многоразовый космический корабль "Русь".
Перспективная пилотируемая транспортная система (ППТС) и Пилотируемый транспортный корабль нового поколения (ПТК НП) - временные официальные названия проектов российских ракеты-носителя и многоцелевого пилотируемого частично многоразового космического корабля, который должен будет прийти на смену пилотируемым кораблям серии «Союз» и автоматическим грузовым кораблям серии «Прогресс». Неофициальное название проекта ракеты-носителя, упоминаемое в прессе, - «Русь-М».
Для ППТС принято модульное построение базового корабля в виде функционально законченных элементов - возвращаемого аппарата и двигательного отсека. Корабль будет бескрылым, с многоразовой возвращаемой частью, усечённо-конической формы сверху и одноразовым агрегатно-двигательным отсеком ниже, и будет широко использовать системы, проектировавшиеся в РКК «Энергия» для «Клипера». Максимальный экипаж нового корабля составит 6 человек (при полётах к Луне - до 4 человек), масса доставляемого на орбиту груза - 500 кг, масса возвращаемого на Землю груза - 500 кг и более, при меньшем экипаже. Длина корабля - 6,1 м, максимальный диаметр корпуса - 4,4 м, масса при околоземных орбитальных полётах - 12 т (при полётах за окололунную орбиту - 16,5 т), масса возвращаемой части - 4,23 т (включая системы мягкой посадки - 7,77 т), Объём герметичного отсека - 18 куб. м. Длительность автономного полёта корабля - до месяца. Планируется, что за счёт использования алюминиевых сплавов повышенной прочности, а также углепластиков масса спускаемого аппарата будет уменьшена на 20-30 процентов. Бытовые отсеки будут просто пристыковываться, в зависимости от той миссии, которая будет перед ППТС стоять.
Космические корабли "Союз" и "Русь"
Эскизное проектирование корабля закончено в июне 2010 года. Военные представители в ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» одобрили эскизный проект перспективного пилотируемого космического корабля. Полноразмерный макет был впервые показан массовому зрителю на X Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2011. Материалы технического проекта должны быть представлены на экспертизу в июле 2012 года. Испытания корабля в беспилотном варианте планируется начать в 2015 году, а в пилотируемом - в 2018 году.
SpaceShipOne
SpaceShipOne - частный cуборбитальный пилотируемый космический корабль многоразового использования, второй в истории cуборбитальный пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат после North American X-15.
Изготовлен компанией Scaled Composites LLC (США), с 1982 года занимающейся производством экспериментальных летательных аппаратов. Одной из целей создания было участие в конкурсе Ansari X Prize, где основным условием являлось создание космического корабля, способного дважды в течение двух недель выйти в космическое пространство с тремя людьми на борту. Победитель должен был получить приз в размере 10 миллионов долларов. Награждение было намечено на начало 2005 года. В результате полётов уже в начале октября 2004 года команде создателей SpaceShipOne удалось выиграть этот приз.
SpaceShipOne под днищем самолета-носителя "Белый рыцарь".
В начале полёта корабль поднимается на высоту примерно 14 км над уровнем моря при помощи специального самолёта WhiteKnight (Белый Рыцарь). Затем происходит отстыковка, SpaceShipOne выравнивается в течение примерно 10 секунд, а потом включается ракетный двигатель. Он приводит корабль почти в вертикальное положение, ускорение длится немногим больше одной минуты, при этом пилот испытывает перегрузку до 3g. На этом этапе корабль достигает высоты примерно 50 км. Максимальная скорость корабля в этот момент достигает 3 500 км/ч (М 3,09), что существенно меньше чем первая космическая скорость (28 400 км/ч,- 7,9 км/с), которая необходима для выхода на околоземную орбиту.
Дальнейшее путешествие к границе атмосферы (ещё на 50 км) происходит под действием инерции по параболической траектории, наподобие брошенного камня. В космосе SpaceShipOne находится около трёх минут. Немногим не доходя до апогея траектории, корабль поднимает вверх крылья и хвост, чтобы при обратном падении и входе в плотные слои атмосферы одновременно стабилизировать корабль и быстрее вывести его из пикирующего в планирующий полёт. Перегрузки при этом могут достигать 6g, но пик перегрузок длится не более 10 секунд. В таком виде он спускается на высоту около 17 км, где снова принимает первоначальное положение крыльев и летит на аэродром наподобие планера.
Всего аппарат совершил 17 полётов, первый - беспилотный, а последние три - суборбитальные космические по версии ФАИ, то есть выше 100 км.
«SpaceShipTwo» (SS2).
«SpaceShipTwo» (SS2)- частный пилотируемый суборбитальный космический корабль многоразового использования.
Проектируется компанией Scaled Composites LLC (США), с 1982 года занимающейся производством экспериментальных летательных аппаратов. Является частью программы Tier One - основанной Полом Алленом. Доставка на пусковую высоту (около 20 км) с помощью самолёта White Knight Two (WK2).
Планируется создать пять единиц SpaceShipTwo и два самолёта White Knight Two, с которых будут запускаться аппараты. Кораблям SS2 решено дать персональные названия. Первый корабль будет называться VSS Enterprise. VSS = Virgin Space Ship (англ. Virgin - Дева, космический корабль компании Virgin). Enterprise (англ. Enterprise - предприятие, инициатива, находчивость) - в честь корабля USS Enterprise из сериала «Звездный путь». Второй корабль решено назвать VSS Voyager (фр. voyage - путешествие, плавание, полет) - в честь корабя USS Voyager из того же сериала. Virgin Galactic собирается вложить $100 млн в постройку этих аппаратов.
7 декабря 2009 года Virgin Galactic продемонстрировала миру готовый корабль. На официальном сайте компании можно забронировать билеты, стоимостью в 200 000 $.
Челнок SpaceShipTwo (SS2) и самолет-платформа White Knight Two (WK2)
15 июля 2010 года челнок SpaceShipTwo (SS2) совершил пробный 6-часовой полет с экипажем на борту в атмосфере. Полёт челнока над калифорнийской пустыней Мохаве был совершён в пристыкованном состоянии к самолету-платформе White Knight Two (WK2), который является его стартовым комплексом.
4 мая 2011 года над пустыней Мохаве суборбитальный самолет впервые продемонстрировал эффективность уникального хвостового оперения, которое позволяет аппарату безопасно входить в атмосферу.
Суборбитальный самолет с двумя пилотами-испытателями совершил взлет в штатном режиме. За 45 минут носитель поднялся на высоту 15,7 км и сбросил SpaceShipTwo. Хвостовое оперение впервые было повернуто вверх на угол 65 градусов. В этой конфигурации аппарат пролетел 1 минуту 15 секунд и почти вертикально спустился на 4,7 км. Суборбитальный самолет продемонстрировал отличную устойчивость и управляемость. На высоте 10 км пилоты повернули оперение в обычный, «самолетный», режим и спустя 11 минут 5 секунд после сброса с борта WhiteKnightTwo приземлились на взлетно-посадочную полосу.
В настоящее время полетные данные анализируются инженерами, разработчиками и строителями суборбитальных кораблей компании. Исполнительный директор и президент компании заявил, что все задачи полета были выполнены.
29 сентября 2011 года SpaceShipTwo испытал систему приземления в экстренных условиях.
Я поделился с Вами информацией, которую "накопал" и систематизировал. При этом ничуть не обеднел и готов делится дальше, не реже двух раз в неделю. Если Вы обнаружили в статье ошибки или неточности - пожалуйста сообщите. Буду очень благодарен.
