фото: en.wikipedia.org
Президент Путин призвал «изменить ситуацию», «сформировать амбициозные, но при этом сугубо реалистичные планы и цели».
По странному стечению обстоятельств совещание Совбеза по космосу проходило через два дня после очередного триумфа американской авиакосмической отрасли — первого полета самого большого в мире самолета — экспериментального Stratolaunch (стратосферный старт). Он создан как платформа для воздушного старта ракет-носителей, доставляющих спутники и космические грузы на орбиту.
Фактически Stratolaunch можно назвать летающим космодромом. Но американцы не первые, кто успешно работал над созданием воздушного космического старта. Первыми 30 лет назад были мы. А сегодня стали последними.
Что потеряла Россия? Почему США сегодня реализуют принципиально новый подход к выведению своих аппаратов в космос, за которым будущее, а наши авиапром и ракетно-космическая отрасль лишь совершенствуют технологии середины прошлого века?
***
Субботним утром 13 апреля новость о первом испытательном полете Stratolaunch не долго задержалась в топах Рунета, быстро затерявшись среди данных об исследовании сливочного масла и скандальных подробностей украинских выборов. Лишь немногочисленные любители по поводу и без повода ругать Штаты, увидев кадры летящего Stratolaunch, поспешили раскритиковать его в соцсетях: дескать, полет-то всего лишь испытательный. Да и летел гигант не так уж высоко и не так быстро. Короче, ерунда.
А вот астронавт НАСА Томас Цурбухен, напротив, назвал первый полет Stratolaunch историческим, заявив: речь идет о том, чтобы отправиться на край космоса. И ему как-то верится больше…
Так что же за самолет создали американцы?
Фото: facebook.com/Stratolaunch
Stratolaunch — детище частной американской аэрокосмической компании Stratolaunch Systems, основанной в 2010 году Полом Алленом, больше известным в качестве одного из создателей фирмы Microsoft, и знаменитым авиаконструктором Бертом Рутаном. Задача компании — разработка авиационно-космической системы для доставки грузов в космос.
Первенец фирмы Stratolaunch Systems — гигант массой 250 тонн, а с полной нагрузкой — около 590 тонн. Он состоит из двух 73-метровых фюзеляжей, оснащенных шестью движками от Boeing 747. Размах крыла — 117 метров. Он полностью изготовлен из композитных материалов. Оснащен 28-колесным шасси. Без дозаправки может находиться в полете порядка 10 часов.
По официальной информации разработчика, самолет впервые взлетел с аэродрома неподалеку от Лос-Анджелеса и около двух с половиной часов со средней скоростью 304,2 км/ч кружил над пустыней Мохаве, достигнув высоты чуть более 5000 метров.
Те, кто хоть немного знаком с авиацией, наверняка помнят, что еще недавно самым большим в мире самолетом гордилась наша страна как правопреемник СССР. Это тяжелый транспортник Ан-226 «Мрия», который был создан в Киеве, в КБ Антонова, построен российско-украинской авиационной кооперацией. Впервые взлетел в 1988 году. И, кстати, если уж быть честным, вовсе не новый американский Stratolaunch, а именно старую советскую «Мрию» до сих пор можно считать самым большим в мире самолетом, так как полная взлетная масса «американца» — порядка 590 тонн, а у Ан-225 она была 640 тонн.
«Мрия», так же как и Stratolaunch, должна была стать воздушной стартовой площадкой для запуска космических аппаратов по проекту многоцелевой авиационно-космической системы (МАКС). Его эскизный проект был защищен еще в 1989 году и создавался в СССР под руководством великого отечественного авиаконструктора Глеба Лозино-Лозинского, разработавшего проект «Энергия»–«Буран».
Самолет, который сейчас сделали американцы, это фактически первая ступень ракеты-носителя — воплощение идеи Лозино-Лозинского. Только он предлагал сделать такой ступенью Ан-225. В качестве второй ступени выступали установленные на самолете ракета или многоразовый летательный аппарат. С их помощью можно было бы выводить в космос полезную нагрузку.
Но увидеть воплощение этой идеи конструктору так и не удалось. После его смерти в 2001 году система МАКС, аналог которой американцы сейчас только испытывают, была уничтожена из-за отсутствия средств, недальновидной политики госчиновников и межведомственных дрязг.
Некоторые подробности этой истории «МК» рассказал один из соратников Лозино-Лозинского (фамилию он просил не называть, так как до сих пор работает в отрасли).
Наше хорошо забытое старое
– Официально, — рассказывает эксперт «МК», — самолет Ан-225 «Мрия» делался по программе «Энергия»–«Буран» (советская многоразовая транспортная космическая система, ответ на аналогичный проект США «Спейс шаттл» — О.Б.). То есть он предназначался для транспортировки компонентов челнока «Буран» и ракеты «Энергия» от места производства к месту запуска.
Но второе его предназначение — это самолет-носитель авиационно-космической системы. Если вы внимательно приглядитесь к внешнему виду Ан-225, то увидите, что у него сверху над крылом имеются две «горбушки» — это как раз элементы крепления космического аппарата.
Для транспортировки «Бурана» или «Энергии» они были не нужны. Но их сделали, так как самолет готовили в качестве носителя авиационно-космической системы. С ними единственный опытный самолет так до сих пор и летает.
фото: en.wikipedia.org
По словам нашего эксперта, в состав авиационно-космической системы должен был войти также аэрокосмический самолет меньшей размерности, чем «Буран». Вес «Бурана» — 105 тонн, а космический самолет должен был весить не более 26. Его делали под множество различных задач: как гражданских, так и военных.
О последних особо не распространялись — система имела строжайший индекс секретности. Но потом, когда проект раскрыли и он получил название МАКС — многоцелевая авиационно-космическая система, то о некоторых задачах и о том, что они из себя представляли, стало известно.
Это должен был быть пилотируемый аппарат. Основной экипаж — два человека. Еще был вариант, когда к основному экипажу добавлялось четверо человек в дополнительной герметичной кабине. Аэрокосмический аппарат должен был выводить на орбиту различные грузы. В том числе выполнять роль транспортного корабля для орбитальной станции, доставляя туда экипажи.
— Чуть позже,— рассказывает эксперт, — очень серьезно рассматривался вопрос промышленного производства в космосе так называемых наногетероэпитаксиальных структур — основ современнейшей радиоэлектронной элементной базы. Как раз за разработку этих технологий Жорес Алферов получил Нобелевскую премию.
Технологический процесс производства этих структур требовал глубокого вакуума. На Земле строить заводы с вакуумными камерами было очень дорого и энергоемко, продукция получалась слишком дорогой. Появилась мысль заниматься этим в космосе.
К решению проблемы подключилось четыре института Академии наук СССР. Смысл был в том, чтобы не «делать космос» на земле, а, наоборот, вывести технологическую установку в космос. Согласитесь, мы ведь к тому времени на протяжении 30 лет деньги в космос только вкладывали. Вот мы и решили: пора бы уже из космоса их привозить. Это как раз была попытка перейти в нашей космической деятельности на другой качественный уровень.
К началу 90-х проект авиационно-космической системы для доставки грузов в космос был защищен, одобрен академической наукой, профильными НИИ, ведомствами и ожидал только финансирования. С точки зрения «электроники космического происхождения» его продвигали сразу несколько институтов, так как производить в невесомости наногетероструктуры было и удобней, и качественней. Важно было еще и то, чтобы перевозка этих материалов по маршруту земля–космос и обратно была относительно дешевой.
— Транспортировку на «орбитальный завод» полуфабрикатов и возврат на землю готовой продукции как раз и должен был обеспечивать аэрокосмический самолет, — объясняет наш собеседник. — Решение задачи надежных и дешевых челночных перевозок было поручено Лозино-Лозинскому. И он ее решил.
По заключению ряда экспертных организаций, в том числе двух зарубежных, на проектном уровне были показаны хорошие экономические характеристики. Причем такие, каких у нас до сих пор так никто показать и не может.
Нам этого не надо?
А дальше наступил 1991 год. СССР не стало. Вместе с ним и средств на космос.
— Нам, разработчикам, все время говорили: вы уж, ребята, подождите. И мы ждали, — вспоминает наш эксперт. — Тему не забрасывали, потихоньку выбивали какие-то малые средства на поддержание проекта. Так продолжалось до начала 2000-х годов. Но потом началась реорганизация. Часть структур была переподчинена и переведена в ведение Росавиакосмоса, где эту нашу деятельность по проекту авиационно-космической системы быстренько прикрыли.
Правда, в 2005–2006 годах в судьбе этого проекта неожиданно обозначился всплеск активности: «Роскосмос» объявил конкурс на проект многоразового пилотируемого корабля нового поколения под названием «Клипер». Он должен был прийти на смену кораблям серии «Союз».
Была разработана крылатая версия «Клипера», создан полномасштабный макет корабля, начались работы по компоновке оборудования. «Клипер» планировалось ввести в эксплуатацию в 2015 году. Но в июне 2006 года руководство «Роскосмоса» приняло странное решение— конкурс объявили несостоявшимся.
— И что интересно, — вспоминает собеседник «МК», — примерно в то же самое время в адрес главы «Роскосмоса» — на тот момент им был Анатолий Перминов, с Украины пришло правительственное письмо, подписанное рядом высокопоставленных руководителей украинской промышленности (на тот момент еще существовала плотная российско-украинская авиационная и космическая кооперация — О.Б.).
В письме говорилось: Украина сохранила самолет «Мрия», он исправен, летает, а потому «Роскосмосу» предлагается возобновить совместную работу по проекту МАКС. Но глава Роскосмоса ответил: нам этого не надо.
Чуть позже Украина еще несколько раз предлагала России купить Ан-225 «Мрия». Кое-кто из авиачиновников даже заявлял, что сделка вот-вот состоится. Но, как оказалось, договариваться всерьез о ней никто и не собирался: не было интереса. Про «космические» возможности «Мрии» тогда уже никто не думал. Во главу угла ставилась лишь коммерческая составляющая.
Самый большой в мире транспортник рассматривали исключительно как «тяжеловоз» для крупногабаритных грузов. А с ними вполне могли справиться и самолеты Ан-124 «Руслан».
И вот теперь, спустя почти 30 лет, США подняли в воздух свой самолет, подобный Ан-225, близкой грузоподъемности и сделанный под те же «космические» задачи, от которых наша страна по доброй воле отказалась в начале 2000-х.
— На этот счет я друзьям говорю: заграница нам поможет, — горько шутит наш эксперт. — Может, хоть сейчас у нас наверху встрепенутся, когда увидят, насколько далеко американцы оказались впереди нас? Ведь еще в 1989 году у нас был и утвержденный проект МАКС, и готовый самолет-носитель к нему. Теперь — все: вмешалась политика. Теперь самолетом Ан-225 активно интересуются китайцы. Этот вопрос украинцы с ними не раз обсуждали. Одновременно Китай интересовался проектами МАКС. Нет сомнения, что Пекин смотрит вперед, понимая, что ему надо делать в космосе.
Скупой платит дважды
Говорят, скупой платит дважды. Нам, похоже, за свой отказ от многоцелевой авиационно-космической системы придется заплатить еще больше. И в самое ближайшее время.
По мнению специалистов, преимущества воздушно-космического старта перед пусками ракет с наземного космодрома очевидны. В первую очередь для таких северных стран, как Россия.
Российский северный космодром Плесецк (Архангельская область) и даже лежащие в средних широтах Восточный (Амурская область), Капустин Яр (Астраханская область) и Байконур (Казахстан) из-за своего географического положения заведомо проигрывают космодромам, расположенным на экваторе или вблизи него. Экваториальные космические площадки получают значительный (до 10–15%) энергетический выигрыш при запуске ракет. Соответственно, один и тот же носитель, стартующий с экватора, может вывести на орбиту бОльшую полезную нагрузку.
Этот эффект достигается благодаря наиболее полному использованию ракетой при старте энергии вращения Земли. Угловая скорость вращения Земли и у полюсов, и на экваторе одинаковая. А вот абсолютная скорость на экваторе выше, поскольку за одно и то же время точка вблизи полюса пройдет меньшее расстояние, чем точка вблизи экватора. Вот и получается, что стартующая вблизи нулевой параллели ракета получает дополнительное ускорение.
Так как удобных мест для наземных космодромов на экваторе не так много, родилась идея морских стартов. Это когда плавучая платформа идет к экватору, и оттуда с нее стартуют ракеты-носители. В России такой «Морской старт» сделали совместно с США, Норвегией и Украиной, чьи ракеты «Зенит» стартовали с плавучей платформы. Но потом Штаты сделали все, чтобы «утопить» этот проект.
Воздушный старт тоже позволяет стартующей с борта самолета ракете или аэрокосмическому самолету экономить энергию, а значит, брать дополнительное количество полезного груза. Кроме того, самолет-носитель позволяет вывести космический аппарат на любую нужную орбиту, с любым наклонением.
Ни с Байконура, ни с Восточного из-за их расположения в средних широтах невозможно сразу вывести спутник на орбиту, наклонение которой меньше географической широты точки старта. К примеру, такой аппарат из этой точки старта не попадет на экваториальную орбиту без дополнительного маневра на участке выведения или последующих межорбитальных переходов. А для них требуется дополнительное топливо, что, соответственно, уменьшает полезную нагрузку выводимого в космос спутника.
Зато самолет, который выступает в роли воздушного космодрома, может спокойно взлететь с любого российского аэродрома, долететь до экватора и уже оттуда отправить ракету со спутниками на геостационарную орбиту без каких бы то ни было потерь топлива на поворот плоскости орбиты.
Кроме того, любой наземный космодром должен иметь вокруг огромную зону отчуждения для падающих при старте ступеней ракеты с остатками топлива, что серьезно влияет на экологию. С самолетом все просто: взлетел, пустил аппарат, сел — и никакого вреда окружающей среде.
Далее: с помощью многоразового носителя запуски можно проводить хоть через неделю, а не так, как сейчас, когда ракету уже после установки на стартовый стол нужно еще несколько дней готовить к пуску. А после пуска проводить неделями цикл мероприятий по проверке стартового оборудования и подготовке заправочных мачт к следующему старту.
— И это все еще не считая тех огромных средств, — говорит наш эксперт, — которые тратятся на аренду Байконура и строительство космодрома Восточный. Вот и считайте: сейчас стоимость запуска ракеты «Союз» нам обходится в $40–46 млн. По проекту МАКС с носителя «Мрия» его оценивали где-то в $8–9 млн с поправкой на нынешний курс доллара.
Фото: facebook.com/Stratolaunch
О цене пусков со Stratolaunch пока говорить рано, но, по некоторым расчетам, она на порядок меньше, чем стоимость выведения полезных грузов в космос с земли. Мы уже сдаем свои позиции на рынке коммерческих космических пусков, где Россия лидировала в последние годы. И это лидерство было предметом национальной гордости. В 2016 году нас обогнали США и Китай. На пятки уже наступают частные компании, занимающиеся космическими пусками. И вот теперь подумайте: если запуск с тяжелого самолета-носителя многократно дешевле и во столько же раз эффективней, то кому мы со своими ракетами будем интересны, когда американцы достроят свой Stratolaunch?
Наше бесперспективное будущее
Вот как об этой проблеме говорит другой эксперт «МК», который в свое время многое делал для поддержки проекта воздушно-космического старта, — руководитель Департамента авиационной и космической промышленности Минэкономики России (1997–1999) Александр Книвель:
— Мы отстали от американцев потому, что у нас «крылатый» космос, как я его называю, вообще в загоне. У нас сегодня есть отдельно авиационная промышленность и отдельно космическая. А во всем мире — авиакосмическая отрасль, когда все фирмы и технологии работают одновременно и на космос, и на авиацию. К примеру, «Боинг» — это ведь аэрокосмическая фирма, а не только авиационная. То же самое в Европе. Это все единая промышленность и единые технологии. Мы же сделали наоборот: все, что раньше у нас было более-менее объединено, развалили на две части. И эти части между собой не стыкуются. А пример с этим американским самолетом показывает, что их необходимо стыковать.
— Как вы считаете, в этом самолете могут быть состыкованы не только гражданские авиация и космос, но еще и военные и гражданские задачи?
— Безусловно. Когда ракета на начальном этапе отрывается от земли, преодолевая сопротивление атмосферы, она сжигает наибольшее количества топлива и за счет образования мощного факела при его сгорании буквально светится. В момент такого старта ракета легко засекается оптическими и инфракрасными сенсорами и наиболее уязвима для систем ПРО и ПВО.
Но если она стартует с самолета-носителя на высоте нескольких километров, ее старт не только гораздо менее заметен, но и менее доступен для воздействия средств уничтожения. США же до смерти боялись наших пусковых ракетных установок на базе железнодорожных платформ. Потому что за ними трудно было уследить. А здесь система была бы куда мобильней.
— В нашем проекте МАКС тоже была военная составляющая?
— Ее просто не могло не быть. Об этом громко не говорили, но все, естественно понимали, что если бы была реализована программа МАКС, то на тот момент с военной точки зрения это обеспечило бы нашей стране господство в космосе.
— Почему этого не произошло? Причина только в отсутствии средств?
– Не думаю. Знаете, вот сейчас многие в Интернете накинулись на американский проект Stratolaunch: дескать, его разработчики ничего особенного не достигли.
Мне такая реакция напомнила 90-е годы, когда в нашем авиапроме все, кто был замечен в теплой дружбе с американцами, тоже со страшной силой ополчились против Глеба Евгеньевича Лозино-Лозинского. Думаю, потому, что на тот момент для США создание у нас такой системы воздушно-космического старта представляло страшнейшую угрозу. В военном варианте Штаты вообще ничего не смогли бы ей противопоставить. А для нас ее создание, в том числе и по деньгам, было вполне по силам. «Мрия» уже летала, а все остальное обходилось относительно недорого. Но этот проект положили под сукно.
Зато со всех ног бросились реализовывать с американцами и украинцами проект «Морской старт». Затратили немало денег. Ну и что мы имеем с гуся? Какой прорыв и куда мы при этом совершили?
— Хотите сказать, те, кто сегодня ругает американский Stratolaunch, тоже делают это не случайно?
— Трудно сказать… Возможно, часть из них просто дилетанты. Но, думаю, есть и те, кто заинтересован в том, чтобы убедить нас всех, включая руководство страны, что воздушно-космический старт — это слишком дорого, проблематично и бесперспективно. Это своего рода проявление информационной войны.
— Похоже на теорию заговора.
— Возможно. Если разведке удается ввести противника в заблуждение и направить его по ложному да еще поглощающему его ресурсы пути, то это просто успешная операция по дезинформации.
фото: en.wikipedia.org
Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский
— То, что сейчас продемонстрировали американцы, это фактически первая ступень ракеты-носителя. Та идея, которую предлагал Лозино-Лозинский?
— Да, причем это не было фантастикой или пустыми мечтами. Наука выдала заключения, подтверждавшие ее реализуемость с заданными параметрами. Тогда мы могли опередить США по системам выведения в космос на 20–25 лет, теперь сами на столько же отстаем от них.
Главное же, что американцы получают многоразовую дешевую систему выведения в космос аппаратов с возвращаемой первой ступенью — самолетом Stratolaunch. Да, у них все непросто. И движутся они не спеша. Но мы-то ведь вообще ничего не делаем.
У нас все было проработано, утверждено и наполовину сделано. Можно было все запускать в работу. Но лоббисты, которые стоят и по сей день за вертикальное выведение в космос аппаратов, настолько сильны и, насколько я понимаю, поддерживаются в том числе из-за океана, что мы сами себя загоняем в это отставание.
Технологии-то мы какие используем при вертикальном выведении в космическое пространство? Еще 60-х годов прошлого века. Те, которые использовались, когда Гагарин полетел. Все эти «вертикалки» и новые «Союзы», в общем-то, да, несколько технически доработаны и усовершенствованы, но по сути это все середина прошлого столетия. А то, что предлагал Лозино-Лозинский, и то, что делают США, — это совершенно новый подход к выведению в космос, за которым будущее. Жаль только, что не наше.