Деньги на космический ветер

Как потратить космические суммы, ничего не изобретая? Экспертом в этой технологии может выступить NASA. Мы полагаем, что очередной опыт Национального аэрокосмического агентства США в пускании денег на космический ветер будет небезынтересен неограниченному кругу читателей сайта nix.ru.

Всего 8 лет потребовалось человечеству, чтобы пройти путь от первого полета вокруг Земли, который совершил Юрий Гагарин 12 апреля 1961 года, до первого шага на поверхность Луны Нила Армстронга 20 июля 1969 года. Тогда казалось, что уже рукой подать до постоянной лунной базы, а затем и до пилотируемой экспедиции на Марс. Но что-то не просто застопорилось, но пошло вспять, и вот уже почти полвека мировая космонавтика кружится в околоземном пространстве.

Однозначного ответа, почему это происходит, нет. Но богатую пищу для размышлений на эту тему подбрасывает разработка сверхтяжелой ракеты-носителя SLS (Space Launch System), которая в настоящее время осуществляется в США в качестве ключевого элемента будущей экспедиции на Марс.

Ракета-носитель сверхтяжелого класса – вершина инженерной мысли, самая сложная техническая система, которую когда-либо создавало человечество. История насчитывает всего четыре подобных проекта. Это Saturn V (США), впервые стартовавшая в 1967 году и спустя два года отправившая первого человека на Луну, советский «супертяж» Н-1 (1969 год), американская многоразовая система Space Shuttle (1981 год) и советская «Энергия» (1987 год). И каждая из этих ракет стала огромным достижением для своих стран, двинула вперед науку и технику, подняла уровень промышленности.

Давайте же рассмотрим SLS с точки зрения новизны примененных в ней решений.

Центральный блок

Хребет всей конструкции представляет собой удлиненный внешний бак упраздненной за ненадобностью многоразовой системы Space Shuttle, первый полет которой состоялся в 1981 году. Диаметр блока – 8,4 м – остался прежним, что продиктовано размерами технологической оснастки, ради сохранения которой по большому счету и задуман проект SLS. Длина бака увеличилась с 46,9 до 64,6 м. Соответственно стартовая масса возросла с 760 до 980 т. В рекламных материалах NASA указывается, что это самая большая ракетная ступень из когда-либо созданных, но не уточняется, что речь идет только о длине. Масса первой ступени Saturn V составляла 2280 т при высоте 42 м и диаметре 10 м. Да и у Н-1 первая ступень тянула на 1880 т. В общем, в конструкции центрального блока нет ничего выдающегося, кроме длины.

Двигатели первой ступени

Это все те же RS-25, что использовались на Space Shuttle. Главное отличие в том, что их станет четыре, а не три. RS-25 – первый американский ЖРД, работавший по замкнутой схеме с дожиганием генераторного газа в камере сгорания, что дает увеличение удельного импульса. Правда, в СССР такие двигатели появились гораздо раньше: это и РД-253 (1963 год) для «Протона», и НК-15 для Н-1 (1969 г.). Но справедливости ради скажем, что RS-25 стал первым в мире кислородно-водородным ЖРД с замкнутой схемой. Аналогичный отечественный РД-0120 для «Энергии» взлетел лишь в 1987 году. В общем, для своего времени RS-25 был большим достижением для американского ракетостроения. Но с тех пор прошло более 35 лет! Единственное, что подверглось модернизации, это электронный блок управления на новой элементной базе.

Более того, поскольку первая ступень SLS будет использоваться лишь однократно, то и RS-25 незачем делать многоразовым, как в варианте для «Космического челнока». В первых полетах SLS будут применяться 16 RS-25D, которые остались от программы Space Shuttle, а затем планируется наладить выпуск одноразовых RS-25E в более простом и дешевом исполнении. Регресс налицо.

Боковые ускорители

Два боковых твердотопливных ускорителя обеспечат 75% из 4023 тс стартовой тяги SLS. Каждая из «боковушек» выдает по 1632 тс, что делает их самыми мощными ракетными двигателями в истории (самым мощным в мире ЖРД с тягой 740 тс остается РД-170/171, созданный для «Энергии» и «Зенита»). Но в основе это все тот же боковой ускоритель шаттла: просто раньше он состоял из четырех секций, а теперь к ним прибавили пятую. В результате его высота увеличилась с 45,5 до 54 м, а масса возросла с 590 до 725 т. То есть рост опять же количественный.

Единственное новшество было связано с запретом в США применения асбеста, из-за чего пришлось разрабатывать новую теплоизоляцию, отделяющую топливный заряд от стального корпуса. Тут же возникли осложнения, поскольку сначала топливная смесь при заливке никак не хотела прилипать к поверхности нового материала. Однако в конце концов с этой проблемой удалось справиться.

При эксплуатации Space Shuttle боковушки приводнялись на парашюте в океан, их вылавливали и использовали вновь. Но в связи с ожидаемым низким темпом запусков SLS, новые боковушки спасать не предполагается.

Верхняя ступень

И, наконец, вишенка на торте – верхняя ступень, от характеристик которой в значительной степени зависит эффективность всей системы. В связи с важностью задачи NASA объявило конкурс, в котором приняли участие восемь компаний, предлагавших самые разные, в том числе и весьма инновационные решения. Специалисты NASA внимательно их рассмотрели, а потом вынесли вердикт, что по критериям стоимости, надежности и сроков создания нет альтернативы двигателю RL10, разработанному… в 1959 году. Комментарии излишни.

Подсчитали – прослезились

Критики NASA говорят, что застой в космической программе США связан с тем, что отраслью теперь руководят не мечтатели, каким был создатель Saturn V Вернер фон Браун, а бухгалтеры. В самом деле, главным аргументом необходимости использования отработанных элементов при создании SLS назывались именно финансовые соображения. Казалось бы, ракета должна получиться пусть и не очень инновационной, но хотя бы дешевой. Но здесь нас ждет сюрприз.

Разработка Saturn V (без стоимости запусков ) в 1960-е годы обошлась приблизительно в 35 млрд долларов в пересчете на цены 2016 года. На создание SLS к моменту первого старта в 2018 году, по оценке экспертов, будет потрачено около 20 млрд. При этом Saturn V поднимал 140 тонн полезной нагрузки, а SLS первого этапа, собранный из вышеописанных обломков программы Space Shuttle, обеспечивает вывод на низкую околоземную орбиту только 70 т. То есть 20 млрд потрачены на создание носителя без единого серьезного новшества и грузоподъемностью вдвое меньшей, чем обладала созданная полвека назад ракета. На что же ушли эти деньги? Ответ прост: на консервацию возможностей американской ракетно-космической промышленности на уровне технологий тридцатилетней давности.

Вместо эпилога

Разумеется, не только американцы летают в космос на старье. К примеру, биография новейшего российского космодрома Восточный в 2016 году началась почему-то с запуска ракеты-носителя «Союз-2.1а», то есть модификации легендарной Р-7, первый старт которой состоялся 60 лет назад, в 1957 году. Многие могут позлорадствовать по поводу подобного «новаторства», но ведь в случае с SLS мы говорим не о какой-то там Верхней Вольте с ракетами, а о такой продвинутой западной стране, как США, со всеми ее достижениями в области технологий, демократией и «успехами» во внешней политике. Или Верхняя Вольта сильно расширила свои границы?