«Дрэгон» подкрался незаметно

Новости

Россия утрачивает монополию на космический извоз
22 мая 2012 года имеет все основания претендовать на то, чтобы стать памятной датой в истории космонавтики. Ибо в этот день после нескольких неудачных попыток американской компании «Спейс-экс» (Space Exploration Technologies или SpaceX) впервые удалось вывести в околоземное пространство частный космический корабль «Дрэгон» (Dragon, «Дракон»), пристыковавшийся затем к Международной космической станции (МКС).
Запуск «Дрэгона» был выполнен с помощью ракеты-носителя «Фэлкон-9» (Falcon-9, в переводе с английского – «Сокол»). Она стартовала с космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида) в 3.44 по времени восточного побережья США (11.44 мск). До этого момента «Дрэгону» не очень везло. Первоначально полет первого коммерческого корабля к МКС планировался еще на 7 февраля, однако его пришлось неоднократно переносить – потребовались дополнительные испытания программного обеспечения, отвечавшего за стыковку со станцией.
Затем была названа новая дата – 19 мая. Но буквально за секунду до старта система управления выдала команду на аварийное выключение двигателя из-за повышенного давления в одном из баков нижней ступени ракеты-носителя. Несколько часов спустя специалисты «Спейс-экс» установили, что проблема возникла из-за неисправного клапана, который тут же был заменен. В итоге событие, которого с нетерпением ждали в американской космической отрасли, состоялось лишь 22 мая. Через 10 минут после запуска «Дрэгон» отделился от второй ступени «Фэлкона-9» и вышел на околоземную орбиту. Через минуту раскрылись панели солнечных батарей и «Дрэгон» погнался вдогонку за МКС.
О «Драконе», «Соколе» и компании
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) попыталось найти замену американским шаттлам, поставленным на прикол, и российским «Союзам» – на последних в настоящее время осуществляется транспортное обеспечение функционирования МКС. В целях экономии собственных средств ведомство заключило со «Спейс-экс» в августе 2006 года контракт на сумму 1,6 миллиарда долларов, предусматривавший разработку и создание надежного транспортного средства для доставки людей и грузов на Международную космическую станцию и низкую околоземную орбиту. Предполагается, что этой суммы должно хватить на 12 рейсов рассчитанного на многократное использование «Дрэгона» к МКС в течение четырех лет.
Коллаж Андрея Седых
Космический корабль «Дрэгон» со спускаемым аппаратом проектировался с 2004 года. Стартовая масса корабля – шесть тонн, масса полезной нагрузки – до трех тонн. На Землю он может возвращать до 2,5 тонны полезной нагрузки. Герметичный объем «Дрэгона» – 10 кубических метров, негерметичный – 14. Многоразовая спускаемая капсула в перспективе может брать на борт до семи человек. Пока что «Дрэгон» – единственный в мире грузовой корабль, способный возвращаться на Землю.
Система стыковки «Дрэгона» включает в себя систему сближения и стандартный американский стыковочный узел с переходным квадратным люком. Стыковка с МКС обеспечивается путем подхвата корабля роботизированным манипулятором.
В настоящее время максимальная длительность автономного полета «Дрэгона» – семь суток, в составе МКС – 30. К моменту начала пилотируемых полетов планируется довести последний показатель до 210 суток.
«Дрэгон» совершает уже второй полет в космос. В декабре 2010-го «Спейс-экс» провела успешный испытательный запуск корабля в околоземное пространство, но без стыковки с МКС. Тогда он успешно продемонстрировал вход в атмосферу и посадку.
В сфере работ над ракетами-носителями первым детищем «Спейс-экс» была РН «Фэлкон-1» – двухступенчатая ракета, в первой ступени которой использовался один двигатель типа «Мерлин». Как отмечают эксперты, «Фэлкон-1» проектировался с максимальным использованием существовавших к тому времени заделов: двигатель первой ступени создавался на базе наработок компании «Рокетдайн», технические решения – гладкостенные штампованные баки с наддувом и приварными ребрами жесткости – основывались на разработках компании «Локхид Мартин». Общие компоновочные решения, а также принцип работы системы управления, по признанию сотрудников «Спейс-экс», в определенной степени были построены на примере «убитой» Роскосмосом ракеты-носителя «Космос-3М».
Специалисты «Спейс-экс» первоначально попытались экономить – в период проектирования «Фэлкона-1» была принята схема работы с опорой исключительно на компьютерное моделирование с минимальным объемом натурных испытаний. Поэтому достаточно много ракет-носителей при запусках (все они стартовали с атолла Кваджалейн) «пошли за бугор». Первый пуск РН датируется 24 апреля 2006 года. Первый удачный – 28 сентября 2008-го – выполнялся без полезной нагрузки, поскольку потенциальных заказчиков напугали предыдущие провалы. Успешный коммерческий полет «Фэлкона-1» впервые состоялся 14 июля 2009-го. На орбиту был выведен малайзийский образовательный микроспутник «РазакСАТ».
Затем появился «Фэлкон-5» с пятью двигателями «Мерлин» на первой ступени. Стартовая масса ракеты – 155 тонн, масса выводимой на низкую околоземную орбиту полезной нагрузки – четыре тонны. Но в дальнейшем проект закрыли из-за отсутствия спроса в указанной нише полезных нагрузок.
Ракета-носитель «Фэлкон-9» – двухступенчатая, жидкостная. Компоненты ракетного топлива – керосин и сжиженный кислород. Разработана на базе РН «Фэлкон-5» путем увеличения числа двигателей «Мерлин» на первой ступени до девяти и наращивания длины топливных баков. Стартовая масса ракеты – 387 тонн, масса полезной нагрузки при выводе на низкую околоземную орбиту – 9,8 тонны, на геопереходную – 4,45 тонны. Длина «Фэлкона-9» – 48 метров, диаметр – 3,66 метра.
При создании ракеты в «Спейс-экс» выполнили широкую программу наземных апробаций и отработки основных систем, что позволило избежать неудачных запусков. Для этого компания приобрела и ввела в строй ранее заброшенный стенд для огневых испытаний в городе Мак-Крегоре, построила вибростенды на сборочном предприятии. До 22 мая были выполнены два успешных пуска – в июне 2010-го (с массогабаритным макетом «Дрэгона») и в декабре того же года.
«Спейс-экс» намерена запускать ракеты-носители «Фэлкон-9» с капсулой «Дрэгон» с базы ВВС США «Ванденберг» в штате Калифорния (стартовый комплекс SLC-4E), с космодрома НАСА на мысе Канаверал (стартовый комплекс SLC-40), а также со стартовой площадки на острове Омелек (авиабаза имени Рональда Рейгана, атолл Кваджалейн) в Тихом океане.
Разработчикам «Фэлкона» пока не удалось реализовать задекларированную частичную многоразовость первой ступени – из-за недостаточной прочности она не выдерживает удара о водную поверхность, теряя при этом герметичность.
Компания «Спейс-экс» основана в 2002 году с целью прорыва на международный рынок коммерческих запусков. Бизнес-концепция фирмы предусматривает максимальное снижение накладных расходов и в итоге – окончательной цены оказываемых услуг за счет минимизации штата сотрудников, отсутствия непрофильных активов, максимального упрощения и удешевления ракет-носителей и космических аппаратов благодаря использованию готовых технических решений, отвергнутых крупными космическими корпорациями из-за их дешевизны и как следствие низкой финансовой выгоды. Если в начале работы у «Спейс-экс» из-за проблем с «Фэлконом-1» не все шло гладко с деньгами, к настоящему времени компания имеет контракты на коммерческие запуски 40 спутников на общую сумму четыре миллиарда долларов.
Программа полета и ее реализация
«Спейс-экс» планировала, что после вывода на низкую околоземную орбиту «Дрэгон» совершит облет МКС на расстоянии 3,2 километра. В ходе этой операции предполагалось проверить работу систем беспилотника. Затем космический аппарат должен был совершить сближение со станцией. Экипажу МКС предстояло с помощью манипулятора осуществить ее захват и стыковку с модулем «Хармони» американского сегмента МКС со стороны, обращенной к Земле.
Кроме «Дрэгона» «Фэлкон-9» доставил на орбиту прах 306 землян, в том числе двух космических знаменитостей – астронавта Гордона Купера и актера Джеймса Духана, сыгравшего в фантастическом сериале «Звездный путь». Кремированные останки людей находились в специальных капсулах. Они будут кружить несколько лет вокруг Земли, а затем войдут в плотные слои атмосферы и сгорят.
«Дрэгон» привез на МКС 521 килограмм некритических грузов (то есть тех, без которых в случае чего станция и ее экипаж могли бы обойтись), в частности продовольствие, материалы и оборудование для экспериментов. После разгрузки «Дрэгон» примет на борт новый груз массой около 660 килограммов, предназначенный для возвращения на Землю, в том числе оборудование, которое НАСА в целях экономии намерено использовать в дальнейшем.
На завершающем этапе миссии предусматривались отстыковка «Дрэгона» от МКС, сход с орбиты и приводнение в Тихом океане близ побережья штата Калифорния с использованием парашютной системы 31 мая.
В целом на момент подготовки статьи к печати изложенный выше план выполнялся. Специалисты «Спейс-экс» управляли полетом космического аппарата из штаб-квартиры компании в пригороде Лос-Анджелеса – Хоторне (штат Калифорния). Как сообщил 23 мая генеральный директор и основатель «Спейс-экс» Элон Маск (этому более чем удачливому бизнесмену южноафриканского происхождения, сколотившему миллиардное состояние в Интернете, едва исполнилось 40 лет), в первые сутки полета все системы корабля функционировали нормально, он был готов к стыковке. 24 мая «Дрэгон» с развернутыми «крыльями» солнечных батарей общим размахом 16,5 метра в автоматическом режиме установил связь с МКС. В этот момент аппарат находился на расстоянии 177 километров от станции. Затем последовали ее облет и сближение с ней.
25 мая «Дрэгон» после серии тестов с опозданием на два с половиной часа подлетел к станции на расстояние девять метров. Задержка была связана с решением специалистов «Спейс-экс» дополнительно изучить данные двух лазерных приборов корабля, которые в ходе его сближения со станцией начали выдавать разную информацию. Как оказалось, работе одного из них стали мешать солнечные блики от японского модуля «Кибо» МКС, и операцию пришлось проводить, полагаясь на показания всего одного прибора.
Наконец астронавт НАСА Дональд Петтит подхватил «грузовик» 17-метровой «рукой»-манипулятором и с помощью астронавта Европейского космического агентства (ЕКА) Андре Кейперса пристыковал аппарат к американскому модулю «Хармони». Захват «Дрэгона» произошел на высоте 400 километров, когда МКС проносилась над Австралией. На это потребовалось два часа.
Уже 26 мая после проверки качества воздуха в капсуле и выравнивания давления экипаж открыл люки стыковочного узла и начал разгрузку корабля. Первыми в герметичный отсек «Дрэгона» проследовали Петтит и командир экипажа МКС россиянин Олег Кононенко, надев защитные очки и респираторы на случай, если в воздухе внутри аппарата окажутся токсичные компоненты. Когда Петтит и Кононенко сняли средства защиты, их, по словам космонавтов, встретил запах свежей краски, типичный для нового автомобиля. Еще одна ремарка от Петтита – «Дрэгон» более объемный по сравнению с «Союзом».
31 мая, как и планировалось, «Дрэгон» отстыковали от МКС и он отправился восвояси.
Реалии, которыене помешали
Путь «Дрэгона» в буквальном смысле пролег «через тернии к звездам», причем не только на Земле, но и после запуска. Как отметил в беседе с корреспондентом «ВПК» пожелавший сохранить анонимность эксперт, работающий в российской ракетно-космической отрасли, для испытательного полета – а именно такой полет совершал «Дрэгон» – это абсолютно нормально. По словам собеседника, «по имеющейся у нас информации, не совсем штатно на активном участке полета ракеты-носителя произошел сброс заглушки стыковочного узла». («Дрэгон» при старте не защищается традиционным сбрасываемым обтекателем, американцы прикрывают специальными заглушками лишь наиболее уязвимые приборы и устройства на аппарате. – Прим. авт.) «Появились даже опасения, не повредила ли она стыковочный узел. Именно по этой причине астронавты при сближении «Дрэгона» с МКС сфотографировали его, чтобы дать возможность специалистам на Земле оценить возможность стыковки, – пояснил эксперт. – Но все обошлось».
«Еще одна проблема была связана с нестабильной работой центрального двигателя первой ступени «Фэлкона-9» перед отсечкой тяги – давление прыгало. Хотя после 19 мая, когда старт был отменен, на двигателе производился ремонт», – сообщил собеседник.
Теперь, считает он, специалистам «Спейс-экс» надо поработать над тем, чтобы до первого пилотируемого полета «Дрэгона» избавиться от предпосылок к сбоям как на носителе, так и на аппарате.
Прочие комментарии
Другие российские источники «ВПК» в ракетно-космической отрасли по-разному оценивают запуск коммерческого корабля. «Американская капсула может нарушить российскую монополию на доставку грузов и людей на МКС», – считает один из них. В итоге, отмечает он, Роскосмосу либо придется уменьшать плату за доставку американских астронавтов на станцию, либо он рискует остаться без этой статьи доходов.
Сейчас НАСА платит за одно место в российском «Союзе» 65 миллионов долларов. По оценке «Спейс-экс», стоимость доставки на МКС одного человека в «Дрэгоне» составит 20 миллионов долларов.
«В любом случае полет и стыковка «Дрэгона» с Международной космической станцией – это серьезная заявка, – полагает другой российский эксперт, близкий к программе МКС. – Это яркий пример того, как за 10 лет при затратах 1,2 миллиарда долларов частная компания смогла с нуля разработать эффективную и недорогую ракету и многоразовый корабль. Правда, им передали технологии большие компании – «Боинг» и «Локхид Мартин».
«К этому опыту надо внимательно присмотреться нашим чиновникам от космоса, которые четыре года гоняют из угла в угол документы по перспективной пилотируемой системе, заменяя реальную работу пустыми обсуждениями, – сказал эксперт. – В итоге, потеряв время, через четыре года мы пришли к тому, что было». Он считает ненормальным то, что в России стоимость ракеты-носителя больше, чем стоимость пилотируемого корабля, хотя при его сборке интегрируются свыше 600 тысяч деталей, из которых состоят системы и подсистемы аппарата, а в ракетах-носителях таких деталей на порядок меньше.
«Для сравнения: в советские времена стоимость ракеты-носителя составляла всего одну пятую от стоимости корабля», – напомнил собеседник.
«Если специалистам «Спейс-экс» удастся доработать «Дрэгон» до пилотируемого варианта, несомненно, он оттянет заказы от «Союзов», – признает эксперт. – Пока что к МКС пристыковалась «пустышка» – один корпус без начинки: там нет ни системы жизнеобеспечения, ни необходимой аппаратуры. Один корпус за 40 миллионов долларов плюс 54 миллиона – стоимость ракеты-носителя. Но это – вызов, предупреждающий, что нас через пять лет могут выкинуть с рынка».
«Нам денег на пилотируемый корабль дают меньше, чем давали «Спейс-экс» на летный макет, – с горечью констатировал он. – Нас приучили жить в нищете, не платить кооперации, которая вынуждена работать под честное слово».
Несмотря на определенный скепсис по отношению к «Дрэгону», собеседник высоко оценил характеристики РН «Фэлкон-9»: «Эта ракета – серьезнейшая заявка. Сделанная а-ля «Зенит», она может выводить на низкую околоземную орбиту 10–12 тонн полезной нагрузки при стоимости 52 миллиона долларов. Для сравнения: цена эффективной российско-украинской ракеты-носителя «Зенит» превышает 70 миллионов долларов, а другие российские носители такого же класса еще дороже».
«Фэлкон-9» способен выводить в 1,5 раза большую полезную нагрузку, чем «Союз», – заметил собеседник. – Тему ракеты-носителя среднего класса повышенной грузоподъемности «Русь» закрыли. «Ангары» пока нет. Но не нужна ни та ни другая ракета. У нас уже сейчас есть все компоненты для производства экономичного и эффективного носителя – двигатели, система управления. Мы знаем, как ее собрать в пакет. На первой ступени устанавливаем двигатель не 400-тонный, а 800-тонный, вторую ступень оставляем от проекта «Русь» и получаем новую ракету». По мнению эксперта, эту работу может выполнить ракетно-космическая корпорация «Энергия» – «единственная оставшаяся в России организация – системный интегратор».
Ерш против толстых, ленивых карасей
Предполагается, что после того как специалисты «Спейс-экс» проведут своего рода работу над ошибками – разберут, насколько критическими были нештатные ситуации, складывавшиеся во время запуска и полета «Дрэгона», следующий рейс корабля к МКС может состояться уже нынешней осенью. Как заявил Маск на пресс-конференции после стыковки американского аппарата с Международной космической станцией, «Спейс-экс» рассчитывает осуществить первый пилотируемый полет своего детища в течение ближайших трех лет, то есть до 2015 года включительно. При этом магистральным направлением труда сотрудников компании ее глава назвал наращивание габаритов космических кораблей и наделение их ресурсом многократности.
На спускаемых аппаратах пилотируемых «Дрэгонов» планируется применение объединенной двигательной установки с возможностью широкого варьирования тяги. Она может как применяться для реактивной посадки, так и использоваться в качестве активного элемента системы аварийного спасения.
И как тут не вспомнить фразу, приписываемую руководителю НАСА Чарльзу Болдену и произнесенную им в ходе некой неофициальной встречи. В переводе на русский звучит примерно так: «Дрэгон» – это ерш, запущенный в пруд с толстыми и ленивыми карасями». Она, судя по всему, была нацелена в адрес американских аэрокосмических гигантов (а может, не только американских?).
В любом случае предприятиям российской ракетно-космической отрасли стоит присмотреться к тому, как работает «Спейс-экс». У этой компании есть чему поучиться – при общей численности занятых 1700 человек она минимизировала управляюще-паразитирующую надстройку (пресловутый офисный планктон – сынки и дочки, внуки и внучки, а также жучки), отдав максимально возможное количество мест в штате непосредственно производству. В нем заняты высококвалифицированные рабочие с инженерным образованием, главная особенность труда которых – универсальность, готовность работать на том участке, который в данный момент является «горячим». Это позволяет избегать простоев в ожидании очередного задания.
Кстати, легкая жизнь не гарантирована и «Спейс-экс», которой дышит в затылок «Орбитал спейс корпорейшн» – фирма, подписавшая с НАСА контракт на 1,9 миллиарда долларов по обеспечению доставки грузов на МКС. Первый полет космического аппарата этой компании должен быть выполнен до конца 2012 года.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.