Многоразовые транспортные космические системы

Первый рывок в космос, вывод первых спутников земли, первые полеты человека в космос и на Луну совершались на одноразовых ракетах, которые потом падали в виде металлолома на землю или сгорали в верхних слоях атмосферы. Большинство спутников и космических аппаратов по сию пору именно так и запускается.

Причин этому очень много, и главная из них состоит в том, что для создания многоразового корабля нужно решить исключительно сложные научно-технические проблемы.

Сейчас вывод одного килограмма полезной нагрузки стоит на разных носителях от 800 $ (РН «Протон») до 2000 $ («Шаттл»). Если бы удалось решить проблему хотя бы ограниченной многоразовости носителя, эту цену можно было бы уменьшить в разы, а для некоторых систем в десятки раз.

Многоразовая система – это очень хорошо, но она явно будет не скоро. Однако, задачи по освоению космоса надо решать сейчас. Поэтому, прогресс в этой области надолго задержался на создании одноразовых носителей. Их создание – уже очень давно и хорошо отработанная система, к тому же можно использовать для запусков снимаемые с боевого дежурства межконтинентальные баллистические ракеты. Заменить боеголовку на спутник – не такая уж и большая проблема, но большая экономия.

К настоящему времени было сделано несколько попыток создания многоразовых космических систем. Первая попытка, из тех, что была доведена до создания реально действующего многоразового космического корабля – американский челнок «Шаттл». К великому сожалению создателей, его эксплуатация совершенно не оправдала возлагавшиеся на него надежды.

Во-первых, стоимость доставки грузов на орбиту с помощью «Шаттла» была больше, чем у носителей одноразовых.

Во-вторых, две страшные катастрофы с челноками «Челленджер» и «Колумбия», показали низкую их надежность.

В-третьих, по сравнению с одноразовыми носителями КПД «Шаттла» существенно ниже в – несколько раз – из-за неудачной конструкции всей системы.

Эти недостатки весьма серьезно перекрывают все неоспоримые достоинства, которых у «Шаттла» два.

Первое: то, что он может садиться на строго заданную взлетно-посадочную полосу. Точность посадки спускаемого аппарата обычного КК – эллипс длиной до 120 км. Из-за этой неприятности некоторые спускаемые аппараты автоматических космических лабораторий (в том числе и в СССР) были безвозвратно потеряны – они не найдены до сих пор.

Второе: «Шаттл» может возвращать большие грузы (хотя бы те же спутники и небольшие орбитальные станции) с орбиты на Землю. Вес этого груза – до 20 тонн.

Варианты мвкс

Расшифровка аббревиатуры МВКС – Многоразовая воздушно-космическая система.

На настоящее время есть несколько вариантов, которые приемлемы для создания МВКС. Если отбросить условно-многоразовые варианты, такие как «Шаттл», у которого есть одноразовый элемент – большой топливный бак, то схем остается всего три:

Первая – двухступенчатая система, состоящая из самолета-носителя, разгоняющего орбитальный самолет до нужной скорости, ориентирующая его в плоскости орбиты и самого орбитального самолета. Эта схема была применена в советских проектах МВКС «Спираль» и «МАКС». Эта же схема присутствует в перспективных проектах Западной Европы – «Зенгер» и Англии – «Хотол». По сути это схема двухступенчатой ракеты-носителя, но в применении для самолетов.

Вторая – схема полностью одноступенчатая. Многоразовый космический самолет, способный взлетать и садиться на обычном аэродроме. Эта схема предполагает создание специфического типа воздушно-реактивных двигателей – прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД).

Третья – многоразовая одноступенчатая ракета-носитель, садящаяся на подготовленную площадку с помощью своих собственных ракетных двигателей или с помощью парашюта. Схема получила свое название по весьма сильно разрекламированному в мире, но так до сих пор и не осуществленному американскому проекту – «Дельта-Клипер».