 Эмблема фонда «X PRIZE». |
ЧАСТНАЯ КОСМОНАВТИКА: РЕАЛЬНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Эмблема фонда «X PRIZE». |
21 июня 2004 года произошло поистине историческое событие. С аэродрома города Мохаве (штат Калифорния) взлетел космический аппарат «SpaceShipOne», сконструированный самодеятельным изобретателем Бертом Рутаном. Аппарат достиг высоты в сто километров и с успехом вернулся на базу. Пилотировавший его 62-летний Майкл Мелвилл стал первым человеком, получившим титул астронавта в обход государственных космических корпораций. Дорога космическому туризму отныне открыта...
 «White Knight» в полёте  Космический тандем Берта Рутана в собранном виде  «SpaceShipOne» на аэродроме |
Ракетоплан для суборбитальных полетов, созданный Бертом Рутаном, является лишь одним из множества проектов частного космического аппарата, предложенных в рамках соревнования, развязанного в гонке за приз в 10 миллионов долларов, который был учрежден в 1996 году фондом «Икс-Прайз» (X PRIZE). Приз получит тот, кто первым совершит суборбитальный полёт на частном космическом корабле с тремя туристами на борту.
Основателей фонда из американского города Сент-Луис не устраивает выбор между американским шаттлом и российским «Союзом», который приходится делать потенциальным космическим туристам, поэтому они, вдохновлённые на примерах начального развития авиации, когда различные призы стимулировали авиаконструкторов на создание более совершенных моделей самолетов, решили возродить эту хорошую традицию. Кстати, одним из главных основателей и попечителей фонда является Эрик Линдберг — внук «одинокого орла» Чарльза Линдберга, который в 1927 году совершил первый в истории одиночный трансатлантический перелет.
Свои условия фонд обозначил довольно жестко. Во-первых, проекты не должны финансироваться правительствами и государственными организациями. Во-вторых, корабль должен набрать высоту в 100 километров (условная граница космоса) и целым вернуться на Землю. В-третьих, на его борту должны находиться как минимум три человека, что является доказательством серьезности намерений команды развивать космический туризм. И в-четвертых (и это самое сложное), полет должен быть повторен в течение двух недель.
На приз сегодня претендует два десятка команд из разных стран. Каких только конструкций и вариантов достижения манящей высоты в 100 километров они не придумали.
Проект Берта Рутана под названием «Tier One» представляет собой комбинированную аэрокосмическую систему, состоящую из двух аппаратов: высотного самолёта и ракетоплана. Восьмиметровый ракетоплан «SpaceShipOne» с дельтовидным крылом и кабиной на трех человек крепится под брюхом самолета-носителя «White Knight», похожего на гигантский катамаран и изготовленного калифорнийской компанией «Scaled Composites», принадлежащей самому Рутану. Самолет-носитель поднимается до 15 километров, и на этой высоте ракетоплан отделяется от него. Через несколько секунд после отделения космического аппарата включается его единственный ракетный двигатель, и «SpaceShipOne» стартует почти вертикально — под углом в 84 градуса.
Преимущество схемы запуска с 15-километровой высоты в том, что для него требуется менее мощный двигатель, а из-за разреженности атмосферы можно сэкономить на теплозащите корабля.
К моменту достижения высоты в 100 километров, на что уйдёт несколько минут, всё топливо уже будет выработано. Аппарат перейдет в свободное падение, и три-четыре минуты пилот и два пассажира будут наслаждаться состоянием невесомости.
Самое сложное в этой схеме — обратный спуск, на который отводится порядка 20 минут. Никаких парашютов или дополнительных двигателей конструкцией «SpaceShipOne» не предусмотрено — аппарат должен просто спланировать вниз, используя свои крылья.
Именно так всё и произошло 21 июля — с той лишь разницей, что в кабине не было туристов. А потому для того, чтобы его создатели получили приз в 10 миллионов долларов, ракетоплану «SpaceShipOne» придется слетать в космос еще пару раз.
В любом случае компания «Scaled Composites» теперь намного опережает всех своих конкурентов в области частной космонавтики, и другим командам придется либо ускорить процесс подготовки запуска своего корабля, либо признать поражение.
 Команда испытателей «SpaceShipOne» |
 Канадская ракета «Canadian Arrow» |
Наиболее сильным соперником Берта Рутана считается канадская команда «Canadian Arrow», построивших баллистическую ракету по образу и подобию немецкой ракеты «Фау-2» и советской «Р-2» с тем принципиальным отличием, что вместо боеголовки у канадской ракеты будет установлена пассажирская кабина. Предполагается, что все части ракеты: разгонная ступень и пассажирский модуль будут возвращаться на Землю с помощью парашютов и использоваться многократно.
 Команда испытателей «Canadian Arrow» |
Еще одну ракету предложила британская компания «Starchaser Industries» из славного графства Чешир, основанная еще в 1992 году (то есть за четыре года до объявления соревнования) Стивом Беннеттом, который занимает пост директора лаборатории космических технологий университета Сэлфорда. Компания создавалась как раз для проектирования и постройки частных ракет. И к настоящему времени произвела 16 стартов своих ракет различных моделей, из которых 14 были успешными. К лету 2002 года британский проект «Starchaser V — Thunderstar» выглядел уже как двухступенчатая ракета с четырьмя навесными ускорителями. По замыслу создателей, она может доставить шестерых туристов на высоту 158 километров.
 Британская ракета «Starchaser V — Thunderstar» |
Семиметровую двухступенчатую ракету «Black Armadillo» пытается построить американский программист Джон Кармак, прославивший своё имя созданием боевых компьютерных игр «Wolfenstein», «Doom» и «Quake». Она должна вертикально стартовать с Земли и, достигнув высоты в 105 километров, приземлиться на парашюте через 15 минут после взлёта. В ходе испытаний 5-6 июля 2003 года почти полномасштабная ракета была поднята на вертолёте и спущена на парашюте. Испытания, по словам самого Кармака, прошли весьма успешно. На ракете слетали пять блинов для штанги, моделирующие вес двигателей, и мешки с песком, играющие роль астронавтов. При посадке ни один из мешков-астронавтов не порвался. Пока идёт работа над совершенствованием ракеты, компания «Armadillo Aerospace», учрежденная Кармаком, продаёт футболки с собственной символикой, всячески подчёркивая при этом, что, покупая эти вещи, вы поддерживаете идею создания частного космического корабля.
Довольно необычный проект выдвинули на соискание «Икс-Прайз» израильтяне. Их команда «IL Aerospace Technologies» работает над небольшой ракетной капсулой «HALP», которая будет запускаться с высоты в 25-30 километров, куда её предварительно доставит огромный гелиевый стратостат. Как продвигаются дела у израильтян, неизвестно, хотя запланированный на апрель 2004 года полет стратостата с моделью не состоялся.
 Израильский стратостат с капсулой «HALP» |  Ракета «Black Armadillo» Джона Кармака |
Приняли участие в этом соревновании и российские конструкторы. Известны два проекта.
Первый из них — ракетоплан «АРС» («Аэрокосмическое ралли») разрабатывается сотрудниками Центральной научно-исследовательской лаборатории «Астра» Московского авиационного института. Предполагается, что шестиметровый пассажирский ракетоплан будет подниматься на высоту 25 километров многоцелевым истребителем «МиГ-31», который создавался для борьбы с крылатыми ракетами и сверхзвуковыми бомбардировщиками, затем отстреливаться с подвески и следовать на собственной тяге до «потолка» в 120-130 километров.
Второй российский проект прорабатывался Акционерным обществом «Суборбитальная корпорация» при участии Экспериментального машиностроительного завода имени Мясищева. Здесь также используется двухступенчатая схема с «воздушным стартом», только в качестве носителя планируется использовать высотный самолет «М-55» («Геофизика») разработки завода имени Мясищева, а в качестве туристского корабля — ракетный модуль «Космополис-XXI» с пассажирской капсулой.
 Суборбитальный корабль «Космополис-XXI» |
Этот последний проект был широко разрекламирован, однако, насколько нам известно, дальше изготовления красивых деревянных моделей дело не пошло. А на деревянном корабле в космос не полетишь.
С учетом достижений Берта Рутана приходится признать, что рынок космического туризма российскими частными компаниями потерян навсегда...
Кстати, цены на билеты для будущих туристов, уже назначенные командами, борющимися за «Икс-Прайз», колеблются в пределах от 20 до 70 тысяч долларов, что, безусловно, дорого, но намного дешевле 20 миллионов, которые выложили за полет в космос Деннис Тито и Марк Шаттлворт.
 а) вид сбоку (солнечные батареи показаны в сложенном положении, как при запуске); б) вид сверху; в) вид снизу (солнечные батареи в развернутом положении) 1 — орбитальный блок, 2 — корабль «Союз ТМА»; 3 — корабль «Прогресс М1». |
Впрочем, и крупные космические корпорации не хотят совсем расставаться с мыслью о дополнительном заработке, который может им дать космический туризм. По этому направлению Россия определенно лидирует, используя огромный научно-технический задел, перешедший к нам в наследство от Советского Союза.
Однако доставка первых туристов на Международную космическую станцию с помощью российских кораблей «Союз» выявили ряд серьезных проблем. Страны, участвующие в строительстве МКС, вполне определенно высказываются против присутствия посторонних лиц на орбите. А страшная гибель «Колумбии» привела не только к пересмотру космических программ, но и поставила нашу космическую индустрию временно отказаться от каких-либо планов по дальнейшему развитию туризма.
Тем не менее в загашнике имеется довольно интересный проект целой орбитальной станции для туристов.
24 августа 2001 года Росавиакосмос, РКК «Энергия» имени Королева и компания «МирКорп» («MirCorp») подписали решение, дающее право «МирКорп» искать инвесторов и заказчиков, а РКК «Энергия» — вести разработку коммерческой посещаемой орбитальной станции под условным названием «Mini Station 1». Главная цель строительства станции — осуществление коммерческих полетов в космос и проведение экспериментов по заказу государственных организаций и частных фирм.
В «Энергии» еще с начала 70-х годов прорабатывалась концепция автономных модулей, периодически пристыковывающихся к базе-станции для обслуживания, ремонта и установки новой аппаратуры. Прототипами «Mini Station 1» стали проекты таких модулей, создаваемых для орбитальной станции «19К».
«МирКорп» планирует создавать станцию совместно с Росавиакосмосом, с НАСА, ЕСА и другими партнерами по «МКС». На сегодняшний момент обсуждаются эскизы компоновки станции.
«Mini Station 1» включает в себя базовый модуль, транспортные корабли «Союз ТМА» и грузовые корабли «Прогресс М1». Базовый модуль предполагается запускать на одной из модификаций ракеты «Союз» с космодрома Байконур. В связи с тем, что еще не принято, на какой ракете будет запущен модуль, не ясны и его геометрические размеры, а также массовые характеристики. Планируется, что рабочий ресурс составит 15 лет, и станция сможет принимать экспедиции длительностью до 20 суток.
Станция будет иметь возможность длительного автономного полета. Для поддержания ее работоспособности понадобится лишь один пилотируемый «Союз ТМА» и один «Прогресс М1» в год.
Станцию выведут на орбиту МКС. Совмещение орбит позволяет организовывать одновременно посещение «Mini Station 1» и замену кораблей-спасателей на МКС. Для этого «Союз» сначала будет пристыковываться к частной станции, оставаться там две или три недели, а затем осуществлять перелет и стыковку к МКС. Экипаж посещения оставит свой корабль основному экипажу станции, а ложементы перенесет в старый корабль-спасатель, на котором вернется на Землю. Пересменка займет всего один день.
Запуск «Mini Station 1» на орбиту при наличии инвесторов в необходимом объеме возможен в ближайшие пять лет. Должностные лица «МирКорп» не объявили стоимость создания станции, однако некоторые космические издания оценивают ее в 100 миллионов долларов.
Аналогичным путем идет американская компания «Спейс Айленд Груп» («Space Island Group»). Она рассчитывает слить воедино индустрию, коммерцию и туризм, начав в 2004 году строительство первой из серии частных орбитальных станций для отдыха. Потенциальным клиентам будут предложены такие развлечения, как танцы и занятия спортом в частичной невесомости, дистанционно управляемые космические прогулки с «орбитальной медитацией» и возможностью «зарядиться энергией прямо от звезд».
Главным конструктивным блоком коммерческих космических станций станет внешний топливный бак, используемый кораблями «Спейс Шаттл». Сейчас отработанные баки по баллистической траектории входят в плотные слои атмосферы, разрушаясь над Индийским океаном. Однако в 70-е годы, когда разрабатывалась программа «Шаттл», их предполагалось использовать в качестве строительных блоков для космических станций, выводя их на орбиту.
Минимально модифицировав, эти баки можно снабдить причалами, позволяющими переходить из одного блока в другой. Космонавты подготовят интерьер, сделав эти модули жилыми, а из пустых баков образуется ряд космических станций.
«Спейс Айленд Груп» рассматривает несколько разных способов превращения отработанных топливных баков в жилые модули. Первая конструкция, названная «Geode», превращает бак в многоэтажную башню со спальнями, рабочими кабинетами и складами. «Gеоdе» могла бы стать базовой станцией и хранилищем топлива для больших станций, которые будут называться «Спейс Айленд». Эти станции состояли из 12 — 16 баков, образующих тор с одним или более баками в центре.
Предполагается, что 99,5 % воздуха, пищи и воды на станциях можно будет утилизировать, а большую часть продуктов — выращивать и производить прямо на месте. В меню космического отеля, вероятно, будут преобладать куриные и рыбные блюда, а вот говядину и свинину придется привозить с Земли.
Круглые станции будут вращаться со скоростью один оборот в минуту, что создаст искусственную силу тяжести примерно в одну треть земной. Этого достаточно, чтобы преодолеть негативное влияние невесомости и испытать новые ощущения. Партнеры по танцам смогут, избавившись от значительной части земного веса, насладиться необыкновенной легкостью в движениях. А представьте себе, что смогут вытворять гимнасты на брусьях при пониженной гравитации! Хотя в этих условиях, вероятно, возникнут новые виды спорта.
Астронавт Баз Олдрин (второй человек, ступивший на поверхность Луны) смотрит на тему туризма еще шире и дальше, планируя создать цепь космических отелей, курсирующих между Землей и Марсом. В проекте Олдрина участвуют специалисты Массачусетского Технологического Института, Университета Пурду и Университета Техаса.
В течении 20 лет три специальных космических корабля, перевозящие по 50 пассажиров за один рейс, наладят постоянное транспортное сообщение между двумя планетами и доставят необходимые материалы для основания марсианской колонии или организации первичных туров. Для снижения стоимости восьмимесячного путешествия в качестве движущей силы космических челноков будет использоваться гравитация солнца, планет и их спутников.
Расчетами занимается группа Джеймса Лонгусски, профессора Аэронавтики и Астронавтики Университета Пурду в Индианаполисе. По его словам, однажды «запущенный» отель будет двигаться почти по инерции. Естественно, для торможения и ускорения использоваться имеющиеся на сегодняшний день виды топлива, однако основная нагрузка ляжет на гравитационные взаимодействия.
Космический туризм как новое явление в нашей жизни вызывает противоречивые отклики у профессионалов. Некоторые даже считают, что такой туризм следует запретить, поскольку занятие орбитальным извозом для миллионеров порочит саму идею пилотируемой космонавтики. Мне же представляется, что это еще одна (и хорошая) возможность поддержать пилотируемую космонавтику, которая в настоящее время занимается исключительно обслуживанием МКС. Тем из профессионалов, кто сомневается в «чистоплотности» космического туризма, советую перечитать на досуге труды пионеров ракетостроения. Циолковский, Цандер и Королев проложили дорогу в космос не для того, чтобы по ней перемещались гордые одиночки, — космос принадлежит всем!
(При подготовке очерка использовались материалы специализированного журнала «Новости космонавтики» и сетевого научно-популярного журнала MEMBRANA.RU)