«Техника-молодежи» 1998 №5, с.48-49


КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ МНОГОКРАТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: ТЕКУЩИЕ ПРОЕКТЫ

Коммерческие КА, в особенности ориентированные на транспортировку людей, с экономической точки зрения должны иметь значительный летный ресурс и использоваться многократно. За последние годы число независимых конструкторских групп, занятых разработкой концепций и прототипов низкостоимостных КА многоразового использования, заметно увеличилось, и на данном направлении уже появились значительные успехи, хотя суммарное финансирование этих разработок составляет едва лишь 2% (!) от общих затрат правительства США на космические исследования. Некоторые из представленных здесь проектов ориентированы в первую очередь на суборбитальные полеты, что куда более легкая задача, чем вывод КА на орбиту. ВСЕ ПАССАЖИРСКИЕ СУБОРБИТАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ЯВЛЯЮТСЯ КАНДИДАТАМИ НА «Х-ПРИЗ». Прочие проекты представляют орбитальные КА, из коих особенно интересны пилотируемые пассажирские.

1. DELTA CLIPPER: орбитальный КА класса VTOL (вертикальные взлет и посадка), многоразового использования (далее — мн. исп.). Предложение McDonnel Douglas. Проект разработан на базе ракеты DC-X (позднее DC-XA), которая представляет собой низкоскоростной КА, мн. исп., предназначенный для обкатки новых технологий. DC-X была построена McDonnel Douglas и в 1993 — 1996 гг. совершила 15 полетов, последний из которых завершился катастрофой (при приземлении не зафиксировалась одна из посадочных опор).

2. KANKOH-MARU: пассажирский орбитальный КА класса VTOL, мн. исп. Представляет собой ракету SSTO (одной ступенью на орбиту), рассчитанную на доставку 50 пассажиров на 200-километровую высоту. Разработку ведет Japanese Rocket Society в рамках программы Space Tourism Study Program, которая была открыта в 1993 г. Проект опирается на уже проверенные концепции, в частности, на дизайн ракеты Phoenix, разработанной Гэри Хадсоном и построенной в 1980-х Pacific American Launch Systems в нескольких вариантах, включая экспериментальную пассажирскую версию Phoenlx-E.

3. SAENGER: двухступенчатая система орбитального запуска класса HTOL (горизонтальные взлет и посадка), мн. исп. Вторая ступень может быть как автоматической, так и пилотируемой. Пилотируемые версии рассчитаны на 36, 40 и 44 пассажира. Предложение германской компании МВВ. Первую ступень предполагается оснастить «воздуходышащими» ракетными двигателями (их называют также воздушно-реактивными ракетами), которые практически еще не существуют. При новом приводе носителя расстыковка будет происходить при скорости М=6, и вторая ступень — космоплан — сможет выйти на орбиту на собственных ракетных двигателях.

4. SPACEBUS: двухступенчатая система орбитального запуска класса HTOL, мн. исп., дизайн которой разработан британской компанией Bristol Spaceplanes.
Первая ступень взлетает на реактивных двигателях, а затем использует ракетные (в перспективе — «воздуходышащие»!) для набора большой высоты, где вторая ступень отделяется и выходит на орбиту на собственных ракетных двигателях. Преимущество расстыковки на большой высоте в том, что сверхзвуковые нагрузки в разреженном воздухе относительно невелики.

SPACECAB: уменьшенная версия системы SPACEBUS; ее вторая ступень рассчитана на шесть пассажиров. В этом варианте используются только уже существующие технологии, так что Spacecab приступит к транспортировке людей значительно раньше своего прототипа.

5. ASCENDER: суборбитальный космоплан, рассчитанный на двух пилотов и двух пассажиров. Построен Bristol Spaceplanes в качестве демонстрационной модели концепции SPACE-BUS/SPACECAB.
6. ROTON: одна из «темных лошадок» американской компании Rotary Rocket! Известно, что этот КА снабжен ракетным двигателем с турбонасосным агрегатом для нагнетания топлива и ротором, работающим наподобие вертолетного винта в фазе приземления. Создаваемая ротором подъемная сила в принципе позволяет сэкономить топливо на торможении, а в экстремальных обстоятельствах даже совершить посадку при полном его отсутствии. И если Rotary Rocket удастся довести до кондиции свою оригинальную концепцию, то нынешний подход к проблеме КА многоразового использования может претерпеть революционные изменения.

7. KISTLER K-SERIES: концепция, выдвинутая KIstler Aerospace Corporation для целой серии КА класса VTOL, постепенно приближающихся к пассажирской версии. На данный момент в рамках этой концепции разрабатывается двухступенчатая система орбитального запуска для небольших коммерческих спутников.

8. KELLY ECLIPSE: еще один подход к проблеме экономии топлива, предлагаемый Kelly Space Technology, состоит в том, что КА класса HTOL на первой стадии полета транспортируется тягачом на манер планера, в результате чего космоплан достигает значительной высоты с полными топливными баками. Схема несколько неожиданная, но вполне реализуемая!

9. BLACK HORSE или PATHFINDER: концепция орбитального КА класса HTOL, предложенная Митчеллом Клэппом, предполагает дозаправку топливом во время полета. Эта схема прекрасно отработана военной авиацией, так что с реализацией ее для КА особых трудностей не предвидится. Сейчас идея Клэппа принята на вооружение американской компанией Pioneer Rocketplane.

10. STAR BOOSTER: первая ступень системы орбитального запуска, мн. исп., класс VTOHL (вертикальный взлет, горизонтальная посадка). Может работать в тандеме с различными вариантами вторых ступеней. Star Booster разработан на основе украинской ракеты «Зенит» Баззом Олдрином и Роном Джонсом, которые и предлагают его вниманию производителей.

11. SPACE CRUISER SYSTEM, или SCS: двухступенчатая пассажирская система суборбитального запуска класса HTOL, мн. исп. и полностью возвращаемая; разработана конструкторами Vela Technology Development. (Подробное описание см. в статье о космическом туризме.)

12. COSMOS MARINER: разработанный компанией DInamica Research дизайн орбитального (SSTO) пассажирского космоплана класса HTOL, который совершает взлет и посадку на обычных реактивных двигателях, что позволяет пользоваться ныне существующими аэродромами и системами контроля за воздушным движением. Предполагается, что ракетные двигатели космоплана будут работать на том же топливе, что и реактивные.
Для осуществления замысла в полном объеме требуются прогрессивные технологии, которые еще не разработаны. Вполне вероятно, однако, что рассчитанный на четырех пассажиров Cosmos Mariner способен совершить суборбитальный полет и без них, что делает его перспективным кандидатом на «Х-приз».

13. POGO: предлагается в качестве первой ступени для различных систем двух— (DSTO) и многоступенчатого (MSTO) космического запуска вместо традиционных ракетных носителей.
Согласно расчетам, первая версия, укомплектованная ныне существующими реактивными двигателями от F-15, выведет вторую ступень типа Pegasus на высоту около 25 км при скорости М=2,5. Новые реактивные двигатели, которые разрабатываются в рамках проекта сверхзвукового коммерческого транспортника, смогут вывести Родо со второй ступенью на высоту 30 км при скорости М=5. С экономической точки зрения замена дорогостоящих и во многих случаях малоэффективных ракетных двигателей недорогими реактивными чрезвычайно желательна.

14. САС-1: суборбитальная ракета класса VTOHL, мн. исп., предназначенная для срочной доставки пассажиров из одного портового города в другой (взлет с воды и посадка на воду). Баллистический прыжок через Атлантику — всего за 12 минут! САС-1 — перспективный кандидат на «Х-приз» — разработана компанией Advent Launch Services, которая намеревается осуществить ее первый коммерческий запуск 4 июля 1999 г.

15. SKYLON: автоматический КА, мн. исп., по внешнему виду сходный с обычным самолетом, предназначен для транспортировки 12 т груза за пределы земной атмосферы и призван заменить собой экономически невыгодные одноразовые КА. Разработан американской компанией Reaction Emgines на базе британского космоплана HOTOL.

16. SPACECUB: концепция 4-местной суборбитальной космической яхты, которая будет продаваться любителям по весьма скромной цене, от четверти до полумиллиона долл. США. Но дорогостоящее водородное топливо — исключительно за счет владельца!

17. SPACE VAN: система космического запуска, мн. исп., предназначенная для доставки 16 пассажиров и трех человек команды на низкую околоземную орбиту. Первая ступень выводит вторую на высоту 30 км при относительно невысокой скорости М=3, что позволяет максимально упростить дизайн носителя. Предусмотрена также грузовая версия второй ступени. Предложение американской фирмы Space Tour.

18. Х-33: предназначенная для обкатки новых технологий суборбитальная ракета класса VTOHL, мн. исп., согласно первоначальному замыслу должна была достигнуть скорости М=15, но теперь проектируется конструкторами NASA в расчете на М-8.

19. VENTURE STAR: коммерческая пассажирская версия Х-33, разработанная компанией Lockheed, которая вряд ли сможет осуществить ее постройку без солидных финансовых вливаний.

20. Х-34: автоматическая суборбитальная ракета класса HTOL, мн. исп., построена NASA для обкатки новых технологий. Этот КА стартует в 1999-м и по замыслу должен достигнуть скорости М=8. Довольно скромно! Как известно, пилотируемая ракета Х-15 вышла на М=6,6 еще в 1960-х... Орбитальная скорость, кстати, составляет М=26.

Обзор подготовила Элла АКВИТАНСКАЯ