Накануне открытия авиационно-космического салона МАКС-2015, газета “Известия” сообщила новость: Россия намерена создать многоразовую ракету-носитель для выведения спутников на орбиту с целью удешевления стоимости пусков. Само слово “многоразовость” имеет в РФ некоторый привкус горечи, ибо ассоциируется с безвременно почившей программой “Энергия-Буран”, которая на закате существования СССР смогла “родить” лишь один полет советского “челнока”, да и то в автоматическом режиме. Неужели Россия собирается второй раз наступить на те же грабли? А может просто не может оставаться в стороне от одной из главных тенденций в развитии космической техники?

Властное притяжение многоразовости

Оно стало проявляться еще в конце 1950-х годов, в США, когда ВВС этой страны решили создать космоплан под характерным названием “Дайнасор” (Dyna-Soar). Переводится вроде как “динамо-парение”, а воспринимается, как “динозавр”. Скрытый смысл ясен – разрушительная мощь.

Идея космического “динозавра” выросла из проекта суборбитального ракетного бомбардировщика “Зильберфогель” («Silbervogel»), разработанного в Германии во время Второй мировой войны. Орбитальный пятитонный крылатый “Дайнасор”, управляемый одним астронавтом, должен был выполнять роль разведчика и бомбардировщика. На орбиту выводился ракетой-носителем (РН), а возвращался, как планер.

Однако, в начале 1960-х годов проект был закрыт по двум причинам. С одной стороны не было достаточно мощного РН для этого космоплана, а с другой – ВВС так и не смогли четко определить задачи, которые предстояло бы решать “динозавру”.

Естественно, в СССР не могли безучастно смотреть на проект “Дайнасор” и дали свой ответ в виде проекта “Спираль”. Работы по нему начались в середине 1960-х годов. “Спираль” должна была состоять из ракетоплана, который поднимался на определенную высоту и разгонялся до гиперзвуковой скорости скорости с помощью специального самолета-разгонщика. После этого ракетоплану предстояло отделиться от носителя и выйти на орбиту с помощью уже ракетной ступени.

Система “Спираль” так и не была реализована в том виде, в котором была задумана. Хотя в ее рамках было создано несколько крылатых аппаратов многоразового использования типа БОР (беспилотный орбитальный ракетоплан), которые с конца 1960-х и по конец 1980-х годов совершили более 20 полетов в космос, и пилотируемый дозвуковой аналог ракетоплана МиГ-105, проходивший воздушные испытания.

Рассматривался также вариант с романтичным названием ЭПОС (экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет). Увы, военные, контролировавшие в СССР космическую деятельность, не проявили заинтересованности в развитии этого направления космонавтики, предпочтя сосредоточить все силы и средства советской космической отрасли на программе “Энергия-Буран”.

В тени шаттла

“Мы говорим “многразовый”, подразумеваем “шаттл”. Актуальность этих слов не уменьшилась даже сейчас, когда со времени последнего полета “челнока” прошло 4 года. Но мало кто знает, что в тени его огромных крыльев, когда он еще совершал свои вояжи на орбиту и обратно, продолжались работы над другими, хотя и более скромными по размеру многоразовыми космическими системами.

Во второй половине 1980-х годов НАСА разрабатывало проект HL-20, или «Персональная пусковая система». Суть конструкции коренится в ее английской аббревиатуре HL (Horizontal Lander), что означает «горизонтально приземляющийся», как обычный самолет, или шаттл. Несмотря на то, что HL-20 был рассчитан на 8-10 человек (то есть почти на столько же, на сколько кабина экипажа шаттла), по размерам он значительно уступал «челноку». Дело в том, что шаттл – это «грузовик» с огромным кузовом, в то время, как HL-20 – не более, чем «микроавтобус».

HL-20 рассматривался, как добавление к «челноку». Действительно, зачем гонять МАЗ там, где можно обойтись «Газелью». Предполагалось, что HL-20 будет, подобно маршрутному такси, возить астронавтов на околоземную станцию туда и обратно, осуществлять разведывательные миссии и даже спасать экипажи кораблей, попавших в беду на орбите. Но проект так и не был реализован. НАСА посчитало, что дешевле возить пассажиров на «грузовике», чем тратиться на постройку «микроавтобуса».

В списке несостоявшися проектов “многоразовиков” за последние 20 лет есть еще, как минимум, 6 машин. С начала 1990-х годов в США компания Kistler Aerospace, ставшая потом Rocketplane Kistler разрабатывала двухступенчатый носитель К-1 полностью многоразового использования. На нем предполагалось использовать российские двигатели НК-33 и НК-43. Увы, в 2010 году компания обанкротилась.

Кроме того, закрыты были проекты: одноступенчатого Х-33/VentureStar компании “Локхид Мартин”, американо-европейского крылатого корабля Х-38, который должен был стать “спасательной шлюпкой” для МКС, а также два проекта многоразовых кораблей американской компании Orbital Sciences, включая пилотируемый “Прометей” и беспилотный Х-34 (впрочем, последний, может быть, еще возродится). Невеселый перечень пополнил и корабль Европейского космического агентства “Гермес”.

В целом же, все сколько-нибудь значительные проекты в области космического транспорта, рассматривавшиеся в 1980-е -1990-е годы, предусматривали создание пилотируемой или беспилотной техники многоразового использования. Проектировать классические одноразовые машины считалось просто “неприлично”.

“Король умер. Да здравствует… свита!”

Совершив в обшей сложности 135 полетов в течение 30 лет, шаттлы ушли в отставку. Причины – недостаточная экономичность, недостаточная безопасность и утрата военной миссии, первоначально возлагавшейся на него: быть неуязвимым стратегическим бомбардировщиком.

Итак, “короля” не стало, но его “многоразовое” дело продолжила “свита”, состоящая из космической транспортной техники, правда, заметно меньшего масштаба, чем “челнок”. В число американских аэрокосмических компаний, разрабатывающих в настоящее время на коммерческой основе новые пилотируемые корабли для НАСА, входит корпорация “Сьерра-Невада”. Она предложила для полетов на околоземную орбиту свой вариант корабля – уменьшенный вариант шаттла под названием «Дрим Чейсер» (Dream Chaser), у которого, кстати, прослеживается конструктивное родство с советским БОРом.

“Сьерра-Невада” вместе с этой машиной не попала в категорию финалистов, получивших заключительный контракт НАСА на производство и ввод в эксплуатацию техники, разработанной частными компаниями (победителями стали “Боинг” и SpaceX). Но корпорация приняла решение продолжить отрабатывать “Дрим Чейсер” за собственный счет, надеясь со временем сделать его полноценным “такси” для МКС или другой крупной орбитальной пилотируемой техники.

Наибольших успехов на почве “после-шаттловой” многоразовости добилась компания “Боинг”. Ее беспилотные “челноки” типа Х-37 уже совершили три полета, один из которых продолжался 15 месяцев, а другой – почти два года. В настоящее время идет четвертый полет Х-37, который должен продлиться, как минимум 200 суток.

Разделить коня и трепетную лань

Все предыдущие попытки создать пилотируемую технику многоразового использования невольно сводились к тому, что “коня” (носитель) и “лань” (крылатый корабль с астронавтами) пытались впрячь в одну “повозку”, именуемую космической транспортной системой. В итоге получалось дорого, сложно и достаточно рискованно для экипажа. В известной степени это стало одной из главных причин того, почему НАСА предпочло дистанцироваться от “Дрим Чейсера”, отдав предпочтение “старым, добрым” одноразовым носителям и кораблям, которым предстоит в конце этого десятилетия выносить американских астронавтов на орбиту.

SpaceX решила разделить “коня” и “лань”. Компания разработала и уже испытывает вариант находящегося в эксплуатации “классического” одноразового носителя “Фалькон-9” с многоразовой первой ступенью. Полностью успешными эти эксперименты пока назвать нельзя, хотя прогресс налицо и есть все основания полагать, что через несколько лет данный вариант “Фалькона” начнет регулярные полеты.

Как известно, “Фалькон-9” будет выводить на орбиту и пилотируемые “Драконы”. Это – корабли, построенные по классической одноразовой схеме: спускаемый аппарат + парашют. Таким образом, с помощью многоразового носителя будет достигнуто снижение стоимости запусков при сохранении конструкции корабля, доказывающей свою надежность (в основном, благодаря российским “Союзам”) уже более полувека.

Разумеется, даже с возвращаемой первой ступенью “Фалькон” будет не полностью, а лишь частично многоразовым, ибо уделом второй ступени будет упасть где-нибудь в океане. Но таким же, строго говоря, частично многоразовым был и шаттл. Сам “челнок” и его твердотопливные ускорители возвращались для последующего использования, а кислородно-водородный бак оставался на орбите, со временем входил в плотные слои атмосферы и сгорал.

По пути SpaceX пошли и европейцы. Проектируемый носитель “Ариан-6” тоже будет частично многоразовым, правда, в меньшей степени, чем “Фалькон-9”. У него будет возвращаемой не вся первая ступень, а лишь ее самая дорогостоящая часть – двигательная установка.

Таким образом, в современном ракето- и космическом кораблестроении проявилась тенденция: создавать транспортные системы, в которых пониженная стоимость эксплуатации частично многоразовых носителей сочеталась бы с технической простотой, невысокой стоимостью и надежностью одноразовых пилотируемых машин.

“Верной дорогой идете, товарищи!”

Эту известную парафразу ленинской цитаты можно без малейшей тени иронии применить к уже упомянутым планам Роскосмоса создать новый ракету-носитель, включающий крылатую первую ступень, которая после отделения от одноразовой второй ступени совершит посадку в районе старта.

“Космический ракетный комплекс с ракетой-носителем легкого класса с многоразовой возвращаемой первой ступенью, обеспечивающей выведение на низкие орбиты полезной нагрузки массой до 1 тонны, создается с учетом эскизного проекта, разработанного в рамках ОКР “МРКС-1″ до 2016 года”, — сообщает газета “Известия” со ссылкой на текст проекта Федеральной космической программы на 2016-2025 годы.

Для справки: МРКС-1 – это “многоразовая ракетно-космическая система первого этапа” вертикального взлета. Работы по ней велись в России в течение ряда лет. В ее основе лежала крылатая многоразовая первая ступень, разгонные блоки и одноразовые вторые ступени. Система эта в том виде, в котором проектировалась, создана, по-видимому, не будет, но опыт и технологии, полученные в ходе ее разработки, будут реализованы в новой РН легкого класса.

Есть, правда, в этих,безусловно, прогрессивных планах один момент, который, с учетом российских реалий, заставляет насторожиться. По данным “Известий”, первый полет и возвращение ступени планируется на срок действия уже следующей космической программы, то есть после 2025 года. Вам это не напоминает известную притчу об ишаке эмира и Ходже Насреддине? Особенно с учетом того согласно “Известиям”, до 2025 года на создание многоразовой первой ступени предполагается потратить 12,5 миллиарда рублей.

Но не будем думать о плохом. Проектирование и постройка новой ракеты с возвращаемой ступенью придаст качественному развитию российской космонавтики заметно больший импульс, чем бесконечная модернизация “Союзов” или создание технологически безликой “Ангары”.