Здесь когда-то получили путевку в жизнь легендарные "Катюши", а со временем - межконтинентальные крылатые ракеты "Буря", нынче имеется серьезный задел по ядерным ракетным двигателям, космическим энергоустановкам XXI века. Одно из перспективных направлений, которым занимается центр, - создание многоразовой космической транспортной системы с использованием технологии "Бурана", который после первого блистательного полета на орбиту и возвращения на Землю был отправлен "в отставку" и забыт. О том, каким будет ракетно-транспортный комплекс завтрашнего дня, рассказывает руководитель отдела космической энергетики Исследовательского центра имени М.В. Келдыша Виталий СЕМЕНОВ.
- Виталий Феликсович, проект "Энергия - Буран" был закрыт из-за того, что требовал огромных денег, причем расходы не окупались и в далекой перспективе. Американцы убедились на практике в дороговизне многоразовых кораблей серии "шаттл": каждый запуск, скажем, "Эндевора" или "Дискавери" обходится примерно в 350-500 миллионов долларов. Столько же выделяет наше государство на финансирование всей космической деятельности России в течение целого года. Для сравнения: коммерческая стоимость запуска нашей ракеты "Союз" с кораблем - всего 20-30 миллионов долларов, использование мощных носителей "Протон" - от 50 до 70 миллионов. Зачем же реанимировать неподъемный для нашей экономики и невыгодный "Буран", от которого отказались уже много лет назад?
- В том-то и дело, что речь идет о создании нового крылатого аппарата. Его предполагается использовать в принципиально ином качестве - как многоразовую разгонную ступень ракеты-носителя. Все это приведет не к удорожанию стоимости доставки в околоземное пространство грузов, а, наоборот, к удешевлению. Собственно, главная задача в том и заключается, чтобы грузопоток Земля - космос стал достаточно рентабельным даже при многократном увеличении общей массы аппаратов, выводимых за пределы нашей планеты.
- Но пока грузопоток в космос сокращается...
- Да, он значительно уменьшился, до 500-600 тонн в год, а ведь были времена, когда отправляли и до тысячи тонн. Сокращение объясняется не только миниатюризацией орбитальных аппаратов, уменьшением их массы и повышением надежности, долговечности, но и дороговизной запусков. Стоимость выведения полезной нагрузки на низкие траектории колеблется от 2,5 тысяч долларов до 10 тысяч за один килограмм (на американских шаттлах - более 25 тысяч). При таких ценах реализация многих очень нужных землянам проектов оказывается нерентабельной. Но если стоимость доставки снизить до 1000 долларов за килограмм, то, как показывают исследования, начнется настоящий космический бум. В околоземное пространство будет "забрасываться" ежегодно 3-4 тысячи тонн грузов (в 5-8 раз больше, чем нынче). Это изменит нашу повседневную жизнь основательно.
- Что же конкретно может дать людям этот "космический бум"?
- Например, обычными станут не очень дорогие автомобильные приборы (в том числе и противоугонные), передающие через спутники координаты машины с точностью до нескольких метров и предлагающие оптимальный маршрут движения по наименее загруженным трассам. Родители, надевая детишкам специальный браслет, будут всегда знать, где находятся их чада. Врачи, оставаясь в своих кабинетах, смогут во многих случаях проводить первичный осмотр заболевших граждан на дому, снимая дистанционно кардиограмму, измеряя давление, пульс, температуру... Так появятся реальные домашние врачи, которые в любой момент дадут своим пациентам нужный совет. Телемедицина станет повсеместно обычным делом.
Увеличение группировки спутников расширит возможности зондирования Земли из космоса.
Наконец, реальным и доступным для среднего класса станет космический туризм. Сегодня путешествие, скажем, на Северный, Южный полюс или в труднодоступные районы Южной Америки обходится в 10-20 тысяч долларов. Ненамного дороже (по некоторым оценкам, до 50 тысяч долларов) станет космический туризм.
- И все-таки не совсем понятно, за счет чего новый крылатый аппарат удешевит космическую транспортную систему?
- Начну с того, что она должна быть многоразовой, иначе невозможно снизить расходы до приемлемого уровня. Но где взять многоразовую ракету? Создавать с нуля? На это может уйти и 10, и 15 лет, кроме того, разработка обойдется в 15 или 20 миллиардов долларов... И тут возникла идея - а почему бы не использовать некоторые технологии, разработанные для "Спирали" (прототип "Бурана"), крылатой ракеты "Буря" и для самого "Бурана"? То есть корабль превратить в ракету-носитель. И в 2001-2003 годах был разработан аванпроект, получивший условное название "РН-35". Оно может быть расшифровано и как "ракета-носитель", и как "Россия новая".
Принцип новой транспортной системы таков. Крылатый аппарат будет стартовать с Земли в связке с другой ракетой (как бы рядом с ней), которой отводится роль второй ступени. Двигатели первой и второй ступеней включаются на старте одновременно. Поднявшись на высоту 45 километров, крылатый аппарат выполнит свою миссию, отстыкуется и в автоматическом режиме вернется на Землю. А ракета продолжит подъем, чтобы вывести груз на орбиту.
Теперь несколько слов об экономической стороне проекта. Учитывая, что РН-35 будет возвращаться на Землю не с космической орбиты, а с высоты, которая в пять раз ниже, ему не потребуются дорогостоящие теплозащитные плитки. Ибо температурный режим будет совсем другим. И перегрузки тоже окажутся значительно меньше. Между прочим, двигатели каждого американского шаттла после приземления обязательно разбирают, тщательно исследуют все системы, узлы, детали корабля. Производят немало замен. Это стоит дорого и требует многих месяцев работы. Гораздо проще и дешевле будет послеполетное обследование РН-35, являющейся многоразовой первой ступенью.
- На сколько запусков рассчитан новый крылатый аппарат?
- На 100. Все это и позволит экономить огромные средства.
- Вторая ступень тоже будете возвращаться на Землю?
- Пока нет. Ведь, по сути, это просто большой бак для топлива. Но в дальнейшем и вторая ступень станет возвращаемой. Принципиальные конструкторские решения на этот счет уже имеются.
- Наш первый "Буран", как известно, поднимался прикрепленным к ракете "Энергия". Он имел три двигателя тягой по 100 тонн каждый. А что касается РН-35, то ситуация принципиально иная, ибо это уже не корабль, а ракета. Можно ли использовать три названных движка в качестве первой ступени, смогут ли они оторвать от стартового стола тысячетонную махину ракетно-транспортного комплекса?
- Нет, конечно, не смогут. Поэтому в нашем варианте на крылатом аппарате не 3, а 6 двигателей, причем существенно более мощных. И суммарная тяга получается не 300, а 1200 тонн. Прибавьте к этому параллельно включающийся на старте двигатель второй ступени. В общей сложности тяга составит 1400 тонн. Вот этой мощности уже хватит для подъема. На орбиту можно будет выводить 35 тонн полезного груза (нынешние "Союзы" поднимают 7 тонн, "Протоны" - 20). Причем стоимость 1 килограмма будет не 3-4 тысячи долларов, а не более тысячи. Если же использовать два крылатых аппарата, пристыковав их с двух сторон к одной ракете, то масса конструкций, отправляемых в космос, увеличится до 70 тонн.
- Какое ракетное топливо предполагается использовать?
- На крылатом аппарате - кислород и метан, на второй ступени - кислород и водород.
- Разработка нашего многоразового корабля продолжалась более 10 лет. Теперь еще столько же времени потребуется и на создание нового транспортного космического комплекса?
- Нет, принципиальные схемы, касающиеся элементов, узлов, систем транспортного комплекса, включая новые двигатели, опробованы и испытаны. Теперь надо изготавливать опытный образец двигателя. При надлежащем финансировании летающую модель новой многоразовой транспортной космической системы (МТКС) реально сделать за один год. А через 5-7 лет можно было бы начать эксплуатацию МТКС. По этому очень важному и перспективному для космонавтики направлению мы занимаем лидирующие позиции среди развитых стран, где тоже начаты аналогичные разработки.
- Не целесообразно ли объединить усилия?
- Разумеется, ибо это позволило бы сэкономить немалые средства и ускорить реализацию идеи. В России в работе над проектом участвуют сегодня десятки предприятий, КБ, НИИ (помимо нашей организации - Центральный научно-исследовательский институт машиностроения, РКК "Энергия", Центр имени М.В. Хруничева, КБ "Энергомаш", КБ "Химавтоматика" и другие). Мы готовы в рамках международной кооперации сделать такую многоразовую транспортную космическую систему и для американцев, и для европейцев. Кстати, с последними мы уже пару лет ведем совместные работы.
- Если РН-35 будет стартовать с Земли, то нельзя ли сделать суборбитальный самолет, который доставлял бы через космос пассажиров с одного континента на другой?
- И такое предложение у нас тоже есть. Оснащенный шестью мощными двигателями космолет типа РН-35, имеющий кабину пилотов и пассажирский салон, сможет подниматься на высоту 100 километров и за полчаса преодолеть расстояние от Москвы до Вашингтона или Владивостока, или до Южной Америки, Австралии... А в пункте назначения космолет совершит посадку на аэродроме. Перед отправкой в обратный рейс все системы космолета надо будет проверить в специальном ангаре (наддуть топливные баки гелием, чтобы убедиться в их герметичности, включить на доли секунды двигатели и т.д.). После этого новый летательный аппарат доставят на специально сооруженную стартовую площадку, откуда он, взяв новых пассажиров, поднимется в заоблачные выси. Это будут весьма впечатляющие полеты, потому что каждый пассажир на какое-то время станет как бы космонавтом (100 километров над Землей - это уже космос).
- Последний вопрос. Если не удастся договориться о широкой международной кооперации, сможет ли Россия самостоятельно создать космолет?
- Безусловно. Все принципиальные конструктивные и технологические решения имеются. На создание крылатого аппарата типа РН-35 надо около миллиарда долларов в течение 5 лет. Эти вложения полностью окупятся уже в течение последующих пяти лет.
14:58
Инновации вместо рутины
