В Ракетно-космической корпорации «Энергия» пройдут первые наземные испытания масштабного макета — прототипа внеземного складского помещения с тканевой мягкой многослойной трансформируемой герметичной оболочкой. Уже несколько лет на прославленном предприятии ведутся конструкторские разработки надувных (трансформируемых) модулей. Они откроют новые возможности при освоении ближнего и дальнего космоса.
Завершен первый этап новаторских проектно-поисковых и расчетно-теоретических работ. Изготовлены конструкции, фрагменты многослойной трансформируемой герметичной оболочки. Вот-вот начнется сборка масштабного макета, который в июле будет полностью готов к наземным испытаниям. Так проект постепенно перемещается с мониторов компьютеров в производственные цеха и на испытательные стенды.
Этому перспективному направлению в космонавтике уделяется большое внимание и за рубежом. Дело в том, что при отправке в космос полезного груза все ракеты-носители имеют жесткие ограничения — и по габаритам, и по массе. Борьба идет за каждый сантиметр и килограмм. А трансформируемые конструкции в сложенном виде при старте с Земли занимают мало места и не столь массивны. Зато на орбите после наддува позволяют значительно увеличить объемы жилых и складских помещений.
Можно будет создать не только более комфортные условия для членов экипажа, но и увеличить запасы всего необходимого на борту при длительных полетах.
Вот яркий пример: при запуске в космос модулей с традиционными металлическими гермоотсеками на каждую тонну приходится в 2-3 раза меньше внутреннего объема отсека, чем при отправке на орбиту надувных конструкций. Просторные помещения помимо всего прочего позволят проводить более сложные научные и технологические эксперименты.
Преимущества, казалось бы, очевидны, но почему же до сих пор не используются в космосе надувные модули? Да потому что трудностей при их создании великое множество. Надуваемая оболочка должна быть чрезвычайно прочной, сохранять форму, обеспечивать высокую герметичность и стойкость к воздействию сверхвысоких и сверхнизких температур, других неблагоприятных факторов космического пространства. Причем не на коротком временном этапе, а в течение всего длительного срока эксплуатации. Иными словами, материалы нужны уникальные! При безусловной прочности необходима еще и определенная мягкость оболочки: перед стартом ее надо сложить так, чтобы не было повреждений структуры материала. А после выхода на орбиту требуется гарантированное раскрытие модуля.
Но и это не все. Многослойная тканевая герметичная оболочка призвана обеспечить повышенный уровень защиты и от микрометеороидов, и от ионизирующего излучения. И при этом масса многослойной трансформируемой оболочки со встроенной защитой должна быть меньше, чем в традиционных металлических модулях при таких же защитных свойствах.
На заре космической эры о таких материалах невозможно было и мечтать. Это и сегодня непростая задачка. Однако российские ученые и конструкторы с ней справились. Над созданием прототипа надувного космического модуля работают РКК «Энергия», НПП «Звезда», Центр прочности ЦНИИмаша, Институт медико-биологических проблем РАН, Научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС, НИИ механики МГУ и другие.
Важным этапом станут предстоящие наземные испытания масштабного макета объемом около 4,5 кубометра. Это нужно и для отработки технологий изготовления полноразмерного модуля, и для подтверждения основных характеристик штатных изделий. Испытания будут проводиться в подмосковном Королеве — на заводе экспериментального машиностроения и в лабораториях РКК «Энергия».
Макет является масштабным прототипом складского космического модуля объемом не менее 100 кубометров для околоземной орбитальной станции. Такой надувной склад можно будет запускать в космос ракетой среднего класса «Союз-2.1б». Для выведения модулей аналогичного объема с традиционным жестким металлическим отсеком требуется тяжелый «Протон-М».
В дальнейшем планируется создание полноразмерных надувных обитаемых модулей объемом до 300 кубометров для использования в составе орбитальных космических станций, а также планетных баз, в том числе при реализации лунной и марсианской пилотируемых программ.
«Ранее уже проводились испытания образцов материалов и фрагментов мягкой многослойной оболочки на герметичность, газопроницаемость и стойкость к высокоскоростному удару микрометеороидных частиц, — говорит начальник отделения проектирования перспективных пилотируемых космических программ, систем и комплексов РКК «Энергия» Илья ФИЛИППОВ. — Для защиты от микрометеороидов используется новый композиционный материал, специально разработанный специалистами РКК «Энергия» в кооперации с другими. Он выдерживает удар алюминиевой частицы диаметром 11,5 мм, мчащейся со скоростью около 7 км в секунду (намного выше скорости пули). Стойкость материала проверена экспериментально. Отмечу, что с августа 2014-го на внешней поверхности Международной космической станции установлены образцы материалов оболочки трансформируемого модуля. Так в реальных условиях проверяется, как материалы выдерживают комплексное воздействие внешних факторов космического пространства».
Не могу не спросить у сопровождающего меня специалиста, как идет финансирование этого интереснейшего проекта. Оказывается, РКК «Энергия» осуществляет все за счет собственных средств. Илья Филиппов поясняет: «В 2014 году по результатам конкурса разработка технического предложения по созданию трансформируемого модуля была поручена ЦНИИмашу (кстати, результаты работ должны быть представлены нынешней осенью). Но в РКК «Энергия» уже был огромный задел. Мы, понятно, решили продолжать заниматься проектом. Вот проведем испытания, покажем, как говорится, товар лицом, а дальше видно будет. Очень надеемся на поддержку...»
Может быть, потому пока и нет ощутимой поддержки, что РКК «Энергия» занимается этими разработками, не привлекая общественного внимания, без особой шумихи? А вот за рубежом широко известна частная американская компания Роберта Бигелоу, которая намерена построить на околоземной орбите надувной космический отель для туристов. Сколько уж об этом написано! В прессе, на ТВ компания показывает огромные макеты будущих модулей, на сайте «Бигелоу аэроспейс» можно увидеть увлекательный видеофильм, рисунки жилых блоков для астронавтов на Луне...
Роберт Бигелоу, вложивший в проект 180 млн долларов из личных средств, уже дважды запускал в космос небольшие надувные макеты. А 2 сентября нынешнего года грузовой корабль Dragon должен доставить на МКС экспериментальный надувной модуль BEAM, объем которого после пристыковки к орбитальной станции и наполнения воздухом составит 16 кубометров. Хорошее дело. А мне вот что обидно: наша страна могла бы через несколько лет присоединить к российскому сегменту МКС трансформируемую конструкцию объемом не 16, а 100 кубометров. Могла бы, но...
Для этого требуется всего лишь финансовая поддержка (не такая уж, кстати, и большая) оригинального российского проекта. От наших миллиардеров ждать ее, увы, не приходится, и вся надежда на госзаказ. А там долго запрягают. Первоначально в Федеральной космической программе запуск надувного полноразмерного модуля и стыковка с МКС намечались на 2021 год, но не так давно в рамках «финансовой оптимизации» срок был перенесен на 2025-й. И теперь стыковка предусматривается не с МКС, а с будущей российской орбитальной станцией. Что же получается? Мы как будто сознательно хотим и в этой области, где у нас есть серьезные наработки, отдать первенство Соединенным Штатам?
Если бы своевременно поставили задачу запустить полноразмерный надувной модуль в 2018 году, то решение ее, безо всяких сомнений, было бы по силам нашим конструкторам и ученым. Во времена Сергея Павловича Королева проект, уверен, был бы реализован раньше, чем за рубежом. Хотелось бы надеяться, что и в наши дни перспективные разработки РКК «Энергия» не останутся за бортом на многие годы.
