Шаттл

Содержание

Рекорды в науке и технике. Ракеты и космические корабли, космические полеты

Ракеты и космические корабли

Первые случаи применения

Военные раке ты, приводимые в движение порохом (смесь серы, селитры и угля), описывались Цэн Кун Ляном (Китай) в 1042 г. Ракеты такого типа стали известны в Европе в 1258 г.

Пионером военного ракетостроения Великобритании был полковник сэр Уильям Контрив (1772…1828), инспектор лондонской Королевской лаборатории и инспектор военной техники. Его 6-фунтовая (2,72 кг) ракета, рассчитанная на радиус действия 1825 м и изготовленная в 1805 г., была впервые применена английским Королевским флотом против Булони, Франция, 8 октября 1806 г.

Первый запуск ракеты на жидком топливе (запатентована 14 июля 1914 г.) был осуществлен д-ром Робертом Хатчингзом Годдардом (1882…1945) в Оберне, штат Массачусетс, США, 16 марта 1926 г. Его ракета, достигнув высоты 12,5 м, пролетела 56 м.

СССР – Первая советская ракета, работавшая на гибридном топливе, начала разрабатываться в 1931 г. Группой по изучению реактивного движения (ГИРД) под руководством С.П. Королева. Она получила наименование «ГИРД-09» и была запущена 17 августа 1933 г. с полигона в Нахабино близ Москвы.

Самый дальний радиус действия

16 марта 1962 г. Н.С. Хрущев, являвшийся тогда Первым секретарем ЦК КПСС и Председателем Совета Министров СССР, заявил в Москве, что СССР обладает «межконтинентальной ракетой» с радиусом действия 30 тыс. км (более половины окружности Земли), способной поразить любую цель в любом направлении.

Самая высокая скорость

Первым космическим аппаратом, достигшим 3-й космической скорости, позволяющей выйти за пределы Солнечной системы, стал «Пионер-10». Ракета-носитель «Атлас-СЛВ ЗС» с модйфицированной 2-й ступенью «Центавр-Д» и 3-й ступенью «Тиокол-Те-364-4» 2 марта 1972 г. покинула Землю с небывалой для того времени скоростью 51682 км/ч.

Рекорд скорости космического аппарата (240 тыс. км/ч) был установлен американо-германским солнечным зондом «Гелиос-Б», запущенным 15 января 1976 г.

Максимальное сближение космического аппарата с Солнцем

16 апреля 1976 г. научно-исследовательская автоматическая станция «Гелиос-Б» (США – ФРГ) приблизилась к Солнцу на расстояние 43,4 млн. км.

Самый удаленный искусственный объект

«Пионер-10», запущенный с мыса Канаверал, Космический центр им. Кеннеди, штат Флорида, США, пересек 17 октября 1986 г. орбиту Плутона, удаленную от Земли на 5,9 млрд км. К апрелю 1989 г. он находился за самой дальней точкой орбиты Плутона и продолжает удаляться в космос со скоростью 49 тыс. км/ч. В 34 593 г. н.э. он приблизится на минимальное расстояние к звезде «Росс-248», удаленной от нас на 10,3 световых года. Еще до наступления 1991 г. космический аппарат «Вояджер-1», двигающийся с большей скоростью, будет находиться дальше, чем «Пионер-10».

«Пионер-10» несет табличку, предназначенную для установления возможных контактов с гуманоидами. На ней изображены мужчина и женщина, а также схематически показано, из какой части Солнечной системы запущен аппарат и как наше Солнце расположено по отношению к пульсарам, чьи периоды указаны цифровым кодом.

Космические полеты

Законы физики, которым подчиняются в полете искусственные спутники, были впервые изложены сэром Исааком Ньютоном (1642…1727) в его труде «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» («Математические начала натуральной философии»), начатом в марте 1686 г. и впервые опубликованном летом 1687 г.

Первый искусственный спутник Земли был успешно запущен ночью 4 октября 1957 г. на орбиту высотой 228,5/946 км и со скоростью более 28565 км/ч с космодрома Байконур, к северу от Тюратама, Казахстан, СССР (275 км восточнее Аральского моря). Спутник сферической формы был официально зарегистрирован как объект «1957 альфа 2», весил 83,6 кг имел диаметр 58 см и, просуществовав предположительно 92 дня сгорел 4 января 1958 г. Ракета носитель, модифицированная Р 7 длиной 29,5 м была разработана под руководством Главного конструктора С.П. Королева (1907…1966) который также руководил всем проектом запуска ИС3.

Первый пилотируемый космический корабль

Первый пилотируемый космический полет зарегистрированный Международной федерацией аэронавтики (МФА основана в 1905 г.) совершил на корабле «Восток» 12 апреля 1961 г. летчик космонавт СССР майор ВВС СССР Юрий Алексеевич Гагарин (1934…1968).

Из официальных документов МФА следует, что корабль стартовал с космодрома Байконур в 6 ч 07 мин по Гринвичу и приземлился вблизи деревни Смеловки Терновского района Саратовской обл. СССР через 108 мин. Максималъная высота полета корабля «Восток» протяженностью 40868,6 км составляла 327 км с максимальной скоростью 28260 км/ч. За первый в истории человечества космический полет Ю.А. Гагарину было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».

Полковник ВВС летчик космонавт СССР Ю.А. Гагарин трагически погиб в катастрофе реактивного самолета при полетах на малой высоте вблизи деревни Новоселово Киржачского р-на Владимирской обл. 27 марта 1968 г.

Первая женщина в космосе

Первой женщиной облетевшей Землю по космической орбите была младший лейтенант ВВС СССР (ныне подполковник инженер летчик космонавт СССР) Валентина Владимировна Терешкова (род. 6 марта 1937 г.), стартовавшая на корабле «Восток 6» с космодрома Байконур Казахстан СССР, в 9 ч 30 мин по Гринвичу 16 июня 1963 г. и приземлившаяся в 8 ч 16 мин 19 июня после по лета, который продолжался 70 ч 50 мин. За это время она совершила более 48 полных оборотов вокруг Земли (1971000 км) и сближалась временами с кораблем «Восток 5» до 4,8 км.

Космические катастрофы

Самое большое число жертв из всех 134 космических полетов, совершенных к 30 апреля 1990 г., – 7 космонавтов (5 мужчин и 2 женщины), погибших на борту американского корабля многоразового использования «Челленджер».

28 января 1986 г. в результате взрыва, происшедшего через 73 с после запуска на высоте 14326 м.

СССР – Самое большое число жертв – 3 космонавта (Г.Т. Добровольский, В.Н. Волков, В.И. Пацаев), погибли 30 июня 1971 г. в результате разгерметизации спускаемого аппарата корабля «Союз 11».

Астронавты

Самый старый – Старейшим среди 228 космонавтов Земли был Карл Гордон Хенице (США), который в возрасте 58 лет принял участие в 19-м полете корабля многоразового использования «Челленджер» 29 июля 1985 г.

Самый молодой – Самым молодым был майор ВВС СССР (в настоящее время генерал-лейтенант летчик космонавт СССР) Герман Степанович Титов (род. 11 сентября 1935 г.) который был запущен на корабле «Восток 2» 6 августа 1961 г. в возрасте 25 лет 329 дней.

Выход в космос

Первый – Первым в открытое космическое пространство 18 марта 1965 г. из космического корабля «Восход 2» вышел подполковник ВВС СССР (ныне генерал майор, летчик космонавт СССР) Алексей Архипович Леонов (род. 20 мая 1934 г.) Он удалился от корабля на расстояние до 5 м и провел в открытом космосе вне шлюзовой камеры 12 мин 9 с.

Первый автономный – Капитан ВМС США Брюс Маккандлес второй (род. 8 июня 1937 г.) был первым человеком, работавшим в открытом космосе без фала 7 февраля 1984 г. он покинул космический челнок «Челленджер», находившийся на высоте 264 км над Гавайями в скафандре с автономной ранцевой двигательной установкой. Разработка этого космического костюма обошлась в 15 млн. долл.

Самый длительный пилотируемый полет

Полковник ВВС СССР Владимир Георгиевич Титов (род. 1 января 1951 г.) и бортинженер Муса Хираманович Макаров (род. 22 марта 1951 г.) стартовали на космическом корабле «Союз-М4» 21 декабря 1987 г. к космической станции «Мир» и приземлились на корабле «Союз-ТМ6» (вместе с французским космонавтом Жан Лу Кретьеном) на запасной посадочной площадке близ Джезказгана, Казахстан, СССР, 21 декабря 1988 г., пробыв в космосе 365 суток 22 ч 39 мин 47 с В. Г. Титов и М.X. Макаров были первыми и пока единственными советскими рекордсменами, принявшими участие в ежегодной презентации «Книги рекордов Гиннесса» в Лондоне 15 октября 1990 г., куда они приехали по приглашению главного редактора издания Дональда Макфарлана.

Самым опытным космическим путешественником является полковник ВВС СССР, летчик-космонавт СССР Юрий Викторович Романенко (род. в 1944 г.), который за 3 полета провел в космосе 430 суток 18 ч 20 мин в 1977…1978, в 1980 и в 1987 гг.

Наибольшее число полетов

Капитан 1-го ранга ВМФ США в отставке Джон Уотте Янг (род. 24 сентября 1930 г.) завершил свой 6-й космический полет 8 декабря 1983 г. и сдал командование кораблем многоразового использования «Колумбия», налетав в космосе 34 дня 19 ч 42 мин 13 с.

Самый большой экипаж

Самый большой экипаж состоял из 8 космонавтов (в его составе была 1 женщина), стартовавших 30 октября 1985 г. на корабле многоразового использования «Челленджер». В ходе этой 22-й челночной экспедиции, продолжавшейся 7 суток 44 мин 51 с, на орбиту была выведена космическая лаборатория «Спейслэб Д 1» (ФРГ).

Наибольшее число людей в космосе

Наибольшее число космонавтов, когда либо находившихся одновременно в космосе, равно 11. 5 американцев на борту «Челленджера», 5 русских и 1 индиец на борту орбитальной станции «Салют 7» в апреле 1984 г., 8 американцев на борту «Челленджера» и 3 русских на борту орбитальной станции «Салют 7» в октябре 1985 г., 5 американцев на борту космического челнока, 5 русских и 1 француз на борту орбитальной станции «Мир» в декабре 1988 г.

Покорение Луны

Нил Олден Армстронг (род. в Уопаконета, штат Огайо, США, 5 августа 1930 г., предки шотландского и немецкого происхождения), командир космического корабля «Аполлон 11», стал первым человеком, ступившим на поверхность Луны в районе Моря Спокойствия в 2 ч 56 мин 15 с по Гринвичу 21 июля 1969 г. За ним из лунного модуля «Игл» вышел полковник ВВС США Эдвин Юджин Олдрин младший (род. в Монтклэре, штат Нью Джерси, США, 20 января 1930 г., предки шведского, голландского и британского происхождения), в то время как основной модуль «Колумбия», пилотируемый подполковником ВВС СИП Майклом Коллинзом (род. 31 октября 1930 г. в Риме, Италия, предки ирландцы и американцы), находился на орбите.

Лунный модуль «Игл» прилунился в 20 ч 17 мин 42 с по Гринвичу 20 июля и стартовал в 17 ч 54 мин по Гринвичу 21 июля, пробыв на Луне 21 ч 36 мин «Аполлон 11» был запущен с мыса Канаверал, штат Флорида, США, в 13 ч 32 мин по Гринвичу 16 июля 1969 г. Его запуск стал кульминацией американской космической программы с бюджетом (1966…1967) 5,9 млрд долл., в которой было занято 376600 человек.

Имеются достоверные сведения о том, что советский космонавт П.И. Беляев был отобран для пилотируемого облета Луны на космическом корабле «Зонд 7» 9 декабря 1968 г., т. е за 12 дней до полета «Аполлона 8». Од нако запуск не состоялся.

Самая мощная ракета

Советская космическая транспортная система «Энергия», впервые запущенная 15 мая 1987 г. с космодрома Байконур, имеет вес при полной нагрузке 2400 т и развивает тягу более 4 тыс. т. Ракета способна вывести на околоземную орбиту полезный груз массой до 140 т. Высота носителя – 59 м, максимальный диаметр – 16 м. В основном модуле расположены 4 жидкостных кислородно-водородных двигателя – первая криогенная двигательная установка, используемая в СССР. К основному модулю прикреплены 4 ускорителя, каждый из которых имеет 1 двигатель РД 170, работающий на жидком кислороде и керосине. Модификация ракеты с 6 ускорителями и верхней ступенью способна вывести на околоземную орбиту полезный груз массой до 180 т, доставить на Луну груз массой 32 т и 27 т – на Венеру или Марс.

Высота

Самой большой высоты достиг экипаж невезучего «Аполлона 13», находясь в апоселении (т.е. в самой дальней точке своей траектории) в 254 км от лунной поверхности на расстоянии 400187 км от поверхности Земли в 1 ч 21 мин но Гринвичу 15 апреля 1970 г. В составе экипажа были капитан ВМФ США Джеймс Артур Ловелл младший (род. в Кливленде, штат Огайо, США, 25 марта 1928 г.), Фред Уоллес Хейс-младший (род. в Билокси, штат Миссури, США, 14 ноября 1933 г.) и Джон Л. Суиджерт (1931…1982).

Рекорд высоты для женщин (531 км) установила американский астронавт Кэтрин Салливан (род. в Патерсоне, штат Нью Джерси, США, 3 октября 1951 г.) во время полета на корабле многоразового использования 24 апреля 1990 г.

Скорость

Самая высокая скорость, с которой когда либо передвигался человек (39897 км/ч), была развита основным модулем «Аполлона 10» на высоте 121,9 км от поверхности Земли при возвращении экспедиции 26 мая 1969 г. На борту космического корабля были командир экипажа полковник ВВС США (ныне бригадный генерал) Томас Паттен Стаффорд (род. в Уэтерфорде, штат Оклахома, США, 17 сентября 1930 г.), капитан 3-го ранга ВМФ США Юджин Эндрю Сернан (род. в Чикаго, штат Иллинойс, США, 14 марта 1934 г.) и капитан 3-го ранга ВМС США (ныне капитан 1-го ранга в отставке) Джон Уотте Янг (род. в Сан Франциско, штат Калифорния, США, 24 сентября 1930 г.).

Из женщин наивысшей скорости (28115 км/ч) достигла младший лейтенант ВВС СССР (ныне подполковник-инженер, летчик-космонавт СССР) Валентина Владимировна Терешкова (род. 6 марта 1937 г.) на советском космическом корабле «Восток 6» 16 июня 1963 г.

Рекордное время пребывания на Луне

Экипаж «Аполлона 17» собрал рекордный вес (114,8 кг) образцов горных пород и фунта во время работы вне космического корабля продолжительностью 22 ч 5 мин. В состав экипажа входили капитан 3-го ранга ВМФ США Юджин Эндрю Сернан (род. в Чикаго, штат Иллинойс, США, 14 марта 1934 г.) и доктор Харрисон Шмитт (род. в Сайта Розе, штат Нью Мексико, США, 3 июля 1935 г.), ставший 12-м человеком, побывавшим на Луне. Астронавты находились на лунной поверхности в течение 74 ч 59 мин в ходе самой длительной лунной экспедиции, продолжавшейся 12 суток 13 ч 51 мин с 7 по 19 декабря 1972 г.

Самоходный аппарат

Первый – Первый самоходный аппарат, предназначенный для работы на других планетах и их спутниках в автоматическом режиме, – советский «Луноход 1» (масса – 756 кг, длина с открытой крышкой – 4,42 м, ширина – 2,15 м, высота – 1,92 м), доставленный на Луну космическим аппаратом «Луна 17» и начавший движение в Море Дождей по команде с Земли 17 ноября 1970 г. Всего он проехал 10 км 540 м, преодолевая подъемы до 30°, пока не остановился 4 октября 1971 г., проработав 301 сутки 6 ч 37 мин. Прекращение работы было вызвано выработкой ресурсов его изотопного источника теплоты «Луноход-1» детально обследовал лунную поверхность площадью 80 тыс. м2, передал на Землю более 20 тыс. ее снимков и 200 телепанорам.

Самый быстрый – Рекорд скорости и дальности передвижения по Луне установил американский колесный луноход «Ровер», доставленный туда кораблем «Аполлон 16». Он развил скорость 18 км/ч вниз по склону и проехал расстояние 33,8 км.

Самый тяжелый и большой космический объект

Самым тяжелым выведенным на околоземную орбиту объектом была 3-я ступень американской ракеты «Сатурн 5» с космическим кораблем «Аполлон-15», весившая до выхода на промежуточную селеноцентрическую орбиту 140512 кг.

Американский радиоастрономический спутник «Эксплорер-49», запущенный 10 июня 1973 г., весил всего 200 кг, но размах его антенн был равен 415 м.

Самый дорогой проект

Общая стоимость американской программы полетов человека в космос, включая последнюю экспедицию на Луну «Аполлона 17», составила около 25 541 400 000 долларов. Первые 15 лет космической программы СССР, с 1958 по сентябрь 1973 г., по западным оценкам, стоили 45 млрд долл. Стоимость программы НАСА «Шаттл» (запуск кораблей многоразового использования) до старта «Колумбии» 12 апреля 1981 г. составила 9,9 млрд долл.

Несбывшиеся надежды: что планировали и что получилось в программе «Спейс Шаттл»


На днях случайно заметил, что уже пять раз в комментариях отвечал на вопрос о степени успешности программы «Спейс Шаттл». Такая регулярность вопросов требует полноценной статьи. В ней я попытаюсь ответить на вопросы:

  • Какие цели ставила программа «Спейс Шаттл»?
  • Что получилось в итоге?

Тема многоразовых носителей очень объемная, поэтому в этой статье я специально ограничиваюсь только этими вопросами.

Что планировали?

Идея многоразовых кораблей занимала умы ученых и инженеров в США ещё с 50-х годов. С одной стороны, жалко разбивать о землю сброшенные отработавшие ступени. С другой стороны, аппарат, сочетающий в себе свойства самолёта и космического корабля, будет в русле самолётной философии, где многоразовость естественна. Рождались различные проекты: X-20 Dyna Soar, Recoverable Orbital Launch System (позже Aerospaceplane). В шестидесятые годы эта достаточно незаметная деятельность продолжалась в тени программ «Джемини» и «Аполлон». В 1965 году, за два года до полёта «Сатурна-V», был создан подкомитет по технологиям многоразовых ракет-носителей при Координационном совете по воздушно-космическим операциям (в котором участвовали ВВС США и NASA). Результатом этой работы был документ, изданный в 1966 году, в котором говорилось о необходимости преодоления серьезных трудностей, но обещалось блестящее будущее для работы на околоземной орбите. У ВВС и NASA было различное видение системы и различные требования, поэтому вместо одного проекта были представлены идеи кораблей различной компоновки и степени многоразовости. После 1966 года NASA стало задумываться о создании орбитальной станции. Такая станция подразумевала необходимость доставки большого количества грузов на орбиту, что, в свою очередь, поднимало вопрос о стоимости такой доставки. В декабре 1968 года была создана рабочая группа, которая стала заниматься т.н. объединенным аппаратом запуска и посадки Integral Launch and Reentry Vehicle (ILRV). Отчет этой группы был представлен в июле 1969 года и утверждал, что ILRV должен уметь:

  • Снабжать орбитальную станцию
  • Запускать и возвращать с орбиты спутники
  • Выводить на орбиту разгонные блоки и полезную нагрузку
  • Выводить на орбиту топливо (для последующей заправки других аппаратов)
  • Обслуживать и ремонтировать спутники на орбите
  • Проводить короткие пилотируемые миссии

В отчете рассматривались три класса кораблей: многоразовый корабль «верхом» на одноразовой ракете-носителе, полутораступенчатый корабль («половинка» ступени — это баки или двигатели, которые сбрасываются в полёте) и двухступенчатый корабль, обе ступени которого многоразовые.
Параллельно, в феврале 1969 года президент Никсон создал рабочую группу, задачей которой было определение направления движения в освоении космоса. Результатом работы этой группы была рекомендация создания многоразового корабля, который мог бы:

  • Стать фундаментальным улучшением существующей космической техники с точки зрения стоимости и объемов выводимого на орбиту
  • Транспортировать людей, грузы, топливо, другие корабли, разгонные блоки и прочее на орбиту как самолёт — регулярно, дешево, часто и много.
  • Быть универсальным для совместимости с широким спектром гражданских и военных полезных нагрузок.

Изначально инженеры двигались в направлении двухступенчатой полностью многоразовой системы: большой крылатый пилотируемый корабль нес на себе небольшой крылатый пилотируемый корабль, который уже выходил на орбиту:


Такая комбинация теоретически была самой дешевой в эксплуатации. Однако требование большой полезной нагрузки делало систему слишком большой (а, следовательно, и дорогой). К тому же военные хотели возможности горизонтального маневра в 3000 км для посадки на космодроме старта на первом витке с полярной орбиты, что ограничивало инженерные решения (например, становились невозможными прямые крылья).

Судя по подписи «high cross-range» (большой горизонтальный маневр) эта картинка нравилась военным
Итоговая компоновка очень сильно зависела от следующих требований:

  • Размер и емкость грузового отсека
  • Величина горизонтального маневра
  • Двигатели (тип, тяга и другие параметры)
  • Способ посадки (на двигателях или планированием)
  • Используемые материалы

В итоге на слушаниях в Белом Доме и Конгрессе были приняты финальные требования:

  • Грузовой отсек 4,5х18,2 м (15х60 футов)
  • 30 тонн на низкую околоземную орбиту, 18 тонн на полярную орбиту
  • Возможность горизонтального маневра на 2000 км

В районе 1970 года выяснилось, что на орбитальную станцию и шаттл одновременно денег не хватит. И станция, для которой шаттл должен был возить грузы, была отменена.
В то же время в инженерной среде царил ничем не сдерживаемый оптимизм. Опираясь на опыт эксплуатации экспериментальных ракетных самолётов (X-15), инженеры прогнозировали снижение стоимости килограмма на орбиту на два порядка (в сто раз). На симпозиуме, посвященном программе «Спейс Шаттл», который проходил в октябре 1969 года, «отец» шаттла Джордж Мюллер говорил:
«Наша цель — снизить стоимость килограмма на орбиту с $2000 для Сатурна-V до уровня $40-100 за килограмм. Этим мы откроем новую эру освоения космоса. Задачей на будущие недели и месяцы для этого симпозиума, для ВВС и NASA является обеспечение уверенности в том, что мы можем это сделать.»
Б.Е. Черток в четвертой части «Ракет и людей» приводит несколько другие цифры, но того же порядка:
Для различных вариантов на базе «Спейс шаттла» прогнозировалось достижение стоимости выведения в пределах от 90 до 330 долларов на килограмм. Более того, предполагалось, что «Спейс шаттл» второго поколения позволит снизить эти цифры до 33-66 долларов на килограмм.
По расчетам Мюллера запуск шаттла должен будет стоить $1-2,5 миллиона (сравните с $185 млн. для Сатурна-V).
Также были проведены достаточно серьезные экономические расчеты, которые показали, что для того, чтобы хотя бы сравняться по стоимости с ракетой-носителем «Титан-III» при прямом сравнении цен без учета дисконта, шаттлу нужно стартовать 28 раз в год. На фискальный 1971 год президент Никсон выделил $125 миллионов на производство одноразовых ракет-носителей, что составило 3,7% от бюджета NASA. Т.е., если бы шаттл уже был в 1971 году, то он бы сэкономил всего лишь 3,7 процента бюджета NASA. Ядерный физик Ральф Лапп (Ralph Lapp) посчитал, что за период 1964-1971 шаттл, если бы уже был, сэкономил бы 2,9% бюджета. Естественно, такие цифры не могли защитить шаттл, и NASA встало на скользкую дорожку игры с цифрами: «если бы была построена орбитальная станция, и если бы она нуждалась в миссии снабжения каждые две недели, то тогда бы шаттлы экономили миллиард долларов в год». Также продвигалась идея «с такими возможностями пуска полезные нагрузки станут дешевле, и их будет больше, чем сейчас, что ещё увеличит экономию». Только комбинация идей «шаттл будет летать часто и экономить деньги на каждом пуске» и «новые спутники для шаттла будут дешевле существующих для одноразовых ракет» смогла сделать шаттл экономически выгодным.

Экономические расчеты. Обратите внимание, что если убрать «новые спутники» (нижняя треть таблицы), то шаттлы становятся экономически невыгодными.

Экономические расчеты. Платим больше сейчас (левая часть) и выигрываем в будущем (правая заштрихованная часть).
Параллельно шли сложные политические игры с участием фирм-потенциальных производителей, ВВС, правительства и NASA. Например, NASA проиграло офису менеджмента и бюджета Исполнительного офиса Президента США битву за ускорители первой ступени. NASA хотело ускорители на ЖРД, но из-за того, что ускорители на РДТТ были дешевле в разработке, были выбраны последние. ВВС, которые добивались военных пилотируемых программ с X-20 и MOL, фактически получали военные миссии шаттла бесплатно в обмен на политическую поддержку NASA. Производство шаттлов намеренно размазывалось по всей стране между разными компаниями для экономического и политического эффекта.
В итоге этих сложных маневров, контракт на разработку системы «Спейс Шаттл» был подписан летом 1972 года. История производства и эксплуатация выходит за рамки этой статьи.

Что получили?

Сейчас, когда программа закончена, можно с достаточной точностью сказать, какие цели были достигнуты, а какие — нет.
Достигнутые цели:

  1. Доставка грузов различного типа (спутники, разгонные блоки, сегменты МКС).
  2. Возможность ремонта спутников на низкой околоземной орбите.
  3. Возможность возврата спутников на Землю.
  4. Возможность отправить в полёт до восьми человек.
  5. Реализована многоразовость.
  6. Реализована принципиально новая компоновка космического корабля.
  7. Возможность горизонтального маневра.
  8. Большой грузовой отсек.
  9. Стоимость и время разработки уложились в сроки, обещанные президенту Никсону в 1971 году.

Не достигнутые цели и провалы:

  1. Качественное облегчение доступа в космос. Вместо снижения цены за килограмм на два порядка, «Спейс Шаттл» стал одним из самых дорогих средств доставки спутников на орбиту.
  2. Быстрая подготовка шаттлов между полётами. Вместо ожидаемого срока в две недели между полётами, шаттлы готовились к пуску месяцами. До катастрофы «Челленджера» рекорд между полётами составлял 54 дня, после «Челленджера» — 88 дней. За все годы эксплуатации шаттлов они запускались в среднем 4,5 раза в год вместо минимально допустимых по расчетам 28 раз в год.
  3. Простота обслуживания. Выбранные технические решения были очень трудоемкими в обслуживании. Главные двигатели требовали демонтажа и много времени на сервис. Турбонасосные агрегаты двигателей первой модели требовали полной переборки и ремонта после каждого полёта. Плитки теплозащиты были уникальны — в каждое гнездо ставилась своя плитка. Всего плиток 35 000, к тому же, они могут быть потеряны или повреждены в полёте.
  4. Замена всех одноразовых носителей. Шаттлы никогда не стартовали на полярные орбиты, что нужно в основном для разведывательных спутников. Велись подготовительные работы, но они были остановлены после катастрофы «Челленджера».
  5. Надежный доступ в космос. Четыре орбитера означали, что катастрофа шаттла — это потеря четверти флота. После катастрофы полёты прекращались на годы. Также, шаттлы были печально известны постоянными переносами пусков.
  6. Грузоподъемность шаттлов оказалась на пять тонн ниже требуемой спецификациями (24,4 вместо 30)
  7. Большие возможности горизонтального маневра никогда не применялись в реальности из-за того, что шаттл не летал на полярные орбиты.
  8. Возврат спутников с орбиты прекратился в 1996 году. С орбиты было возвращено всего пять спутников.
  9. Ремонт спутников тоже оказался слабо востребован. Всего было отремонтировано пять спутников (правда, Хаббл обслуживали пять раз).
  10. Принятые инженерные решения негативно влияли на надежность системы. На взлете и посадке были участки без шансов на спасение экипажа при аварии. Из-за этого погиб «Челленджер». Миссия STS-9 чуть не кончилась катастрофой из-за пожара в хвостовой части, который возник уже на посадочной полосе. Случись этот пожар минутой раньше, шаттл бы упал без шансов на спасение экипажа.
  11. То, что шаттл всегда летал пилотируемым, подвергало риску людей без необходимости — для рутинного запуска спутников хватало автоматики.
  12. Из-за низкой интенсивности эксплуатации шаттлы устарели морально раньше, чем физически. В 2011 году «Спейс Шаттл» был очень редким примером эксплуатации процессора 80386. Одноразовые носители можно было модернизировать постепенно новыми сериями.
  13. Закрытие программы «Спейс Шаттл» наложилось на отмену программы «Созвездие», что привело к потере самостоятельного доступа в космос на многие годы, имиджевым потерям и необходимости покупать места на космических кораблях другой страны.
  14. Новые системы управления и надкалиберные обтекатели позволили запускать большие спутники на одноразовых ракетах.
  15. Шаттл держит печальный антирекорд среди космических систем по количеству погибших людей.

Программа «Спейс Шаттл» дала США уникальные возможности по работе в космосе, но, с точки зрения разницы «что хотели — что получили» приходится сделать вывод о том, что она не достигла своих целей.

Почему так получилось?

Специально подчеркиваю, что в этом пункте я высказываю свои соображения, возможно, какие-то из них неверны.

  1. Шаттлы были результатом множества компромиссов между интересами нескольких больших организаций. Возможно, если бы был один человек или команда единомышленников, которые имели бы четкое видение системы, она могла получиться удачнее.
  2. Требование «быть всем для всех» и заменить все одноразовые ракеты повысило стоимость и сложность системы. Универсальность при объединении разнородных требований приводит к усложнению, удорожанию, излишнему функционалу и худшей эффективности, чем специализация. Легко добавить будильник в мобильный телефон — динамик, часы, кнопки и электронные компоненты уже есть. Но летающая подводная лодка будет сложнее дороже и хуже специализированных самолёта и подлодки.
  3. Сложность и стоимость системы растет с размером экспоненциально. Возможно, шаттл на 5-10 тонн полезной нагрузки (в 3-4 раза меньше реализованного) был бы более успешен. Их можно было бы построить больше, часть флота сделать беспилотными, сделать одноразовый модуль для повышения грузоподъемности редких более тяжелых миссий.
  4. «Головокружение от успехов». Успешная реализация трёх программ последовательно увеличивающейся сложности могла вскружить головы инженерам и менеджерам. В самом деле, что пилотируемый первый пуск без беспилотной отработки, что отсутствие систем спасения экипажа на участках выведения/спуска говорят о некоторой самоуверенности.

Эй, а «Буран»?

Предвидя неизбежные сравнения, придется чуть-чуть сказать и про него. По «Бурану» нет статистики эксплуатации за много лет. С ним получилось в чем-то проще — его накрыло обломками развалившегося СССР, и нельзя сказать, была бы эта программа успешной. Первую часть этой программы — «сделать как у американцев» выполнили, а что было бы дальше — неизвестно.
А желающих устроить в комментах холивар «Что лучше?» прошу предварительно дать определение, что такое по-вашему «лучше». Потому что обе фразы «Буран имеет бОльший запас характеристической скорости (delta-V), чем Спейс Шаттл» и «Шаттл не сбрасывает дорогие маршевые двигатели со ступенью ракеты-носителя» верны.
Список источников (не учитывая википедии):

  1. Ray A. Williamson «Developing the Space Shuttle»
  2. T.A. Heppenheimer «The Space Shuttle Decision»
  3. Стоимость килограмма на орбиту (в вики зачем-то выкинули из хорошей таблицы)
  4. Информация по спутникам, которые чинили и возвращали шаттлы.
  5. За картинки спасибо группе «Энциклопедия военной авиации» ВК.

Для навигации: посты по тегу «Облегчение доступа в космос»

Программа «Спейс Шаттл»: что получилось, а что нет

Американская государственная программа STS (Space Transportation System, «Космическая транспортная система») более известна во всем мире как Space Shuttle («Космический челнок»). Данная программа была реализована специалистами NASA, ее основной целью было создание и использованием многоразового пилотируемого транспортного космического корабля, предназначенного для доставки на низкие околоземные орбиты и обратно людей и различных грузов. Отсюда собственно и название – «Космический челнок».

Над программой начали работать в 1969 году по линии финансирования двух государственных ведомств США: NASA и Минобороны. Разработка и опытно-конструкторские работы осуществлялись в рамках совместной программы NASA и ВВС. При этом специалисты применили ряд технических решений, которые ранее были опробованы на лунных модулях программы «Аполлон» 1960-х годов: эксперименты с твердотопливными ускорителями, системами их отделения и получения топлива из внешнего бака. Основу создаваемой космической транспортной системы должен был составить пилотируемый космический корабль многоразового применения. Также в систему входили наземные обеспечивающие комплексы (монтажно испытательный и стартово посадочный комплекс космического центра имени Кеннеди, расположенный на авиационной базе Ванденберг, штат Флорида), центр управления полетом в Хьюстоне (Техас), а также системы ретрансляции данных и связи через спутники и иные средства.
В работах по данной программе приняли участие все ведущие американские аэрокосмические компании. Программа была по-настоящему масштабной и национальной, различные изделия и оборудование для «Спейс Шаттл» поставляли более 1000 компаний из 47 штатов. Контракт на строительство первого орбитального корабля в 1972 году выиграла компания Rockwell International. Строительство первых двух шаттлов началось уже в июне 1974 года.

Первый полёт космического челнока «Колумбия». Внешний топливный бак (в центре) покрашен в белый цвет только в двух первых полётах. В дальнейшем бак не красили для снижения веса системы.
Описание системы
Конструктивно многоразовая транспортная космическая система Space Shuttle включала в себя два спасаемых твердотопливных ускорителя, которые выполняли роль первой ступени и орбитального многоразового корабля (орбитер, orbiter) с тремя кислородно водородными двигателями, а также большим подвесным топливным отсеком, который образовывал вторую ступень. После завершения программы космического полета орбитер самостоятельно возвращался на Землю, где выполнял посадку по-самолетному на специальных ВПП.
Два твердотопливных ракетных ускорителя работают в течение примерно двух минут после запуска, разгоняя космический корабль и направляя его. После чего на высоте примерно 45 километров они отделяются и при помощи парашютной системы приводняются в океан. После ремонта и перезаправки они используются вновь.
Сгорающий в земной атмосфере внешний топливный бак, заполненный жидким водородом и кислородом (топливо для главных двигателей), является единственным одноразовым элементом космической системы. Сам бак также является каркасом для скрепления твердотопливных ускорителей с космическим кораблем. Он отбрасывается в полете примерно через 8,5 минут после взлета на высоте около 113 километров, большая часть бака сгорает в земной атмосфере, а сохранившиеся части падают в океан.
Наиболее известной и узнаваемой частью системы является сам многоразовый космический корабль – челнок, собственно сам «спейс шаттл», который и выводится на околоземную орбиту. Данный челнок служит полигоном и платформой для проведения научных исследований в космосе, а также домом для экипажа, в состав которого может входить от двух до семи человек. Сам шаттл выполнен по самолетной схеме с треугольным в плане крылом. Для посадки он использует шасси самолетного типа. Если твердотопливные ракетные ускорители рассчитаны на использование до 20 раз, то сам челнок – до 100 полетов в космос.
Размеры орбитального корабля по сравнению с «Союзом»
Американская система Space Shuttle могла выводить на орбиту высотой 185 километров и наклонением 28° до 24,4 тонн грузов при запуске на восток с мыса Канаверал (Флорида) и 11,3 тонны при запуске с территории Центра космических полетов имени Кеннеди на орбиту высотой 500 километров и наклонением 55°. При запуске с базы ВВС «Ванденберг» (Калифорния, западное побережье) на приполярную орбиту высотой 185 километров можно было вывести до 12 тонн грузов.
Что удалось реализовать, а что из задуманного осталось лишь на бумаге
В рамках симпозиума, который был посвящен реализации программы «Спейс Шаттл», он состоялся в октябре 1969 года, «отец» шаттла Джордж Мюллер отмечал: «Наша цель – уменьшить стоимость доставки килограмма полезного груза на орбиту с 2000 долларов для Сатурна-V до уровня 40-100 долларов за килограмм. Так мы сможем открыть новую эру освоения космоса. Задачей на будущие недели и месяцы для этого симпозиума, а также для NASA и для ВВС является обеспечение уверенности в том, что мы сможем этого добиться». В целом для различных вариантов на базе космического челнока «Спейс Шаттл» прогнозировалось достижение стоимости выведения полезной нагрузки в пределах от 90 до 330 долларов за килограмм. Более того, считалось, что шаттлы второго поколения позволят снизить сумму до 33-66 долларов за килограмм.
На деле же эти цифры оказались недостижимы даже близко. Более того, по расчетам Мюллера, стоимость запуска шаттла должна была составлять 1-2,5 миллиона долларов. На деле же, по информации НАСА, средняя стоимость запуска шаттла составляла около 450 миллионов долларов. И это существенное различие можно назвать главным несоответствием между заявленными целями и реальностью.
Шаттл «Индевор» с открытым грузовым отсеком
После завершения в 2011 году программы Space Transportation System можно уже с уверенностью говорить о том, каких целей при ее реализации удалось достичь, а каких – нет.
Достигнуты цели по программе «Спейс Шаттл»:
1. Реализация доставки на орбиту грузов разного типа (разгонные блоки, спутники, сегменты космических станций, в том числе МКС).
2. Возможность проведения ремонта спутников, расположенных на низкой околоземной орбите.
3. Возможность возврата спутников назад на Землю.
4. Возможность совершать полеты с отправкой в космос до 8 человек (во время спасательной операции экипаж можно было довести до 11 человек).
5. Успешная реализация многоразовости полета и многоразового использования самого челнока и твердотопливных разгонных ускорителей.
6. Реализация на практике принципиально новой компоновки космического корабля.
7. Возможность осуществления кораблем горизонтальных маневров.
8. Большой объем грузового отсека, возможность возврата на Землю грузов массой до 14,4 тонн.
9. Стоимость и время разработки удалось уложить в сроки, которые были обещаны президенту США Никсону в 1971 году.
Не достигнутые цели и провалы:
1. Качественное облегчение доступа в космос. Вместо уменьшения стоимости доставки килограмма грузов на орбиту на два порядка, «Спейс Шаттл» на деле оказался одним из наиболее дорогих способов доставки спутников на земную орбиту.
2. Быстрая подготовка шаттлов между космическими полетами. Вместо ожидаемого срока, который оценивался в две недели между стартами, шаттлы на деле могли готовиться к запуску в космос месяцами. До катастрофы космического челнока «Челленджер» рекорд между полетами составлял 54 дня, после катастрофы – 88 дней. За все время их эксплуатации они запускались в среднем 4,5 раза в год, тогда как минимально допустимая экономически обоснованная цифра запусков составляла 28 стартов в год.
3. Простота обслуживания. Выбранные при создании шаттлов технические решения были достаточно трудоемкими в обслуживании. Главные двигатели требовали процедуры демонтажа и длительных затрат времени на сервис. Турбонасосные агрегаты двигателей первой модели требовали полной их переборки и ремонта после совершения каждого полета в космос. Плитки теплозащиты являлись уникальными – в каждое гнездо монтировалась своя плитка. Всего же их было 35 тысяч, к тому же, плитки могли быть повреждены или потеряны во время полета.
4. Замена всех одноразовых носителей. Шаттлы ни разу не стартовали на полярные орбиты, что было необходимо в основном для развертывания разведывательных спутников. В данном направлении велись подготовительные работы, однако они были свернуты после катастрофы «Челленджера».

5. Надежный доступ в космос. Четыре космических челнока означали, что потеря любого из них – это потеря 25% всего флота (летающих орбитеров всегда было не больше 4-х, шаттл «Индевор» был построен взамен погибшего «Челенджера). После катастрофы полеты прекращались на длительный срок, к примеру, после катастрофы «Челенджера» – на 32 месяца.
6. Грузоподъемность шаттлов оказалась на 5 тонн ниже требуемой спецификациями военных (24,4 тонны вместо 30 тонн).
7. Большие возможности горизонтального маневра никогда не применялись на практике по той причине, что шаттлы не совершали полетов на полярные орбиты.
8. Возврат спутников с земной орбиты прекратился уже в 1996 году, при этом за все время из космоса было возвращено всего 5 спутников.
9. Ремонт спутников оказался слабо востребован. Всего отремонтировано 5 спутников, правда, шаттлы также 5 раз проводили обслуживание знаменитого телескопа «Хаббл».
10. Реализованные инженерные решения негативно влияли на надежность всей системы. В момент взлета и посадки имелись участки, которые не оставляли экипажу шансов на спасение в аварийной ситуации.
11. Тот факт, что шаттл мог совершать только пилотируемые полеты, подвергал астронавтов риску без необходимости, к примеру, для рутинных запусков спутников на орбиту хватило бы автоматики.
12. Закрытие программы «Спейс Шаттл» в 2011 году накладывалось на отмену программы «Созвездие». Это стало причиной потери США самостоятельного доступа в космос на многие годы. Как результат имиджевые потери и необходимость приобретения мест для своих астронавтов на космических кораблях другой страны (российские пилотируемые космические корабли «Союз»).
Шаттл «Дискавери» выполняет маневр перед стыковкой с МКС
Немного статистики
Шаттлы были рассчитаны на пребывание на орбите Земли на протяжении двух недель. Обычно их полеты продолжались от 5 до 16 суток. Рекорд самого короткого полета в истории программы принадлежит шаттлу «Колумбия» (погиб вместе с экипажем 1 февраля 2003 года, 28-й полет в космос), который в ноябре 1981 года провел в космосе всего 2 дня 6 часов и 13 минут. Этот же шаттл совершил и самый продолжительный полет в ноябре 1996 года – 17 суток 15 часов 53 минуты.
В общей сложности за время действия данной программы с 1981 по 2011 год космическими челноками было осуществлено 135 стартов, из них «Дискавери» – 39, «Атлантис» – 33, «Колумбия» – 28, «Индевор» – 25, «Челенджер» – 10 (погиб вместе с экипажем 28 января 1986 года). Всего в рамках программы было построено пять перечисленных выше шаттлов, которые совершали полеты в космос. Еще один шаттл «Энтерпрайз» был построен первым, но изначально предназначался только для отработки наземных и атмосферных испытаний, а также проведения подготовительных работ на стартовых площадках, в космос никогда не летал.
Стоит отметить, что в НАСА планировали использовать шаттлы гораздо активнее, чем это вышло на самом деле. Еще в 1985 году специалисты американского космического агентства рассчитывали, что к 1990 году они будут совершать по 24 старта каждый год, а корабли налетают до 100 полетов в космос, на практике же все 5 челноков совершили за 30 лет всего 135 полетов, два из которых закончились катастрофой. Рекорд по количеству полетов в космос принадлежит шаттлу «Дискавери» – 39 полетов в космос (первый 30 августа 1984 года).

Посадка шаттла «Атлантис»
Американским шаттлам принадлежит и самый печальный антирекорд среди всех космических систем – по количеству погибших людей. Две катастрофы с их участием стали причиной гибели 14 американских астронавтов. 28 января 1986 года при взлете в результате взрыва внешнего топливного бака разрушился шаттл «Челленджер», это произошло на 73-й секунде полета и привело к гибели всех 7 членов экипажа, включая первого астронавта-непрофессионала — бывшую учительницу Кристу Маколифф, которая выиграла общенациональный американский конкурс на право полететь в космос. Вторая катастрофа произошла 1 февраля 2003 года во время возвращения корабля «Колумбия» из своего 28-го полета в космос. Причиной катастрофы стало разрушение наружного теплозащитного слоя на левой плоскости крыла челнока, что было вызвано падением на него куска теплоизоляции кислородного бака в момент старта. При возвращении шаттл развалился в воздухе, погибли 7 астронавтов.
Программа «Космическая транспортная система» была официально завершена в 2011 году. Все действующие шаттлы были списаны и отправлены в музеи. Последний полет состоялся 8 июля 2011 года и был осуществлен шаттлом «Атлантис» с сокращенным до 4 человек экипажем. Полет завершился рано утром 21 июля 2011 года. За 30 лет эксплуатации эти космические корабли выполнили 135 полетов, в общей сложности они совершили вместе 21 152 витка вокруг Земли, доставив в космос 1,6 тысяч тонн различных полезных грузов. В состав экипажей за это время вошло 355 человек (306 мужчин и 49 женщин) из 16 различных стран. Астронавт Фрэнклин Стори Масгрейв был единственным, кто совершил полеты на всех пяти построенных челноках.
Источники информации:

шаттл

В Википедии есть страница «шаттл».

Русский

В Викиданных есть лексема шаттл (L179837).

Морфологические и синтаксические свойства

падеж ед. ч. мн. ч.
Им. ша́ттл ша́ттлы
Р. ша́ттла ша́ттлов
Д. ша́ттлу ша́ттлам
В. ша́ттл ша́ттлы
Тв. ша́ттлом ша́ттлами
Пр. ша́ттле ша́ттлах

шаттл

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).

Корень: -шаттл-.

Произношение

  • МФА:

Семантические свойства

Шаттл

Значение

  1. косм. американский космический корабль многоразового использования ◆ Доставлять же туристов на орбиту планируется при помощи российских «Союзов» и американских шаттлов или иных кораблей, которые придут им на смену.

Синонимы

  1. спейс шаттл, челнок

Антонимы

Гиперонимы

  1. космический корабль

Гипонимы

Родственные слова

Ближайшее родство

Этимология

Из англ. shuttle ‘челнок’.

Фразеологизмы и устойчивые сочетания

    Перевод

    Список переводов

    • Английскийen: shuttle (en)

    Библиография

    Для улучшения этой статьи желательно:

    • Добавить все семантические связи (отсутствие можно указать прочерком, а неизвестность — символом вопроса)

    Как можно было спасти астронавтов шаттла “Колумбия”

    Правообладатель иллюстрации AP Image caption Погибший экипаж шаттла «Колумбия»: командир Рик Хасбэнд, научный специалист Калпана Чавла, пилот Уильям Маккул, специалисты Дэвид Браун и Лорел Кларк, бортинженер Майкл Андерсон и первый израильский астронавт Илан Рамон.

    Отставной инженер НАСА уверен: экипаж космического челнока, обреченного на верную смерть, можно было спасти.

    Трагическая судьба семи астронавтов космического экипажа STS-107 была предопределена менее чем через полторы минуты после старта. 16 января 2003 года, когда шаттл «Колумбия» поднимался на орбиту в безоблачном небе Флориды, кусок его обшивки оторвался от штанги, крепившей нос корабля к гигантскому топливному баку. Челнок в тот момент двигался в два раза быстрее скорости звука, и отлетевший элемент обшивки врезался в переднюю часть крыла с разрушительной силой.

    17 дней спустя при возвращении на Землю «Колумбия» развалилась в плотных слоях атмосферы. Погибли все астронавты на ее борту, а вместе с ними в итоге умерла и американская программа запусков космических челноков.

    Но можно ли было спасти экипаж? Инженер НАСА Дэвид Бейкер работал на программе шаттлов с самого ее начала, он писал о ней книги и официальные отчеты. Готовясь к лекции в Британском Межпланетном сообществе, он раздобыл архивные документы, содержащие планы смелой миссии по спасению астронавтов – и она могла бы быть предпринята, если бы только специалисты центра управления полетами вовремя осознали всю серьезность ситуации.

    Был ли шанс?

    Когда «Колумбия» отрывалась от стартового стола, кадры с камер высокоскоростной съемки показали, как кусок термостойкой пены отрывается от обшивки и попадает в крыло. Несколько дней спустя снимки с земных телескопов дали основания предположить, что этот удар мог повредить крыло. «Главная ошибка была в том, что не был проведен достаточно детальный и подробный анализ, — говорит Бейкер. — Казалось, что повреждения были довольно незначительными – но с каждым днем становилось яснее, что это не так».

    Правообладатель иллюстрации AP Image caption «Колумбия» до этого взлетала не раз, и вполне успешно…

    За годы космических исследований было разработано несколько планов спасения экипажей, застрявших на орбите. В большинстве полетов челноки могли просто пристыковаться к МКС и использовать ее в качестве спасательной шлюпки. Но полет «Колумбии» проходил по совершенно другой орбите – ни у станции, ни у шаттла не хватало мощности двигателей для необходимой смены траектории. И, главное, на борту шаттла не было скафандров, предназначенных для открытого космоса: выйти наружу и починить повреждения – если бы они поддавались починке – не было никакой возможности.

    Время уходило. Полет экспедиции STS-107 должен был продолжаться 17 дней, но у экипажа было достаточно капсул с гидроксидом лития – который поглощает из воздуха избыток двуокиси углерода — чтобы продержаться максимум 30 дней. После этого астронавты бы задохнулись.

    Единственным вариантом их спасения была отправка на орбиту другого шаттла, который привез бы экипаж «Колумбии» на землю.

    Это кажется невозможным, но в теории было осуществимо. Еще один челнок, «Атлантис», как раз готовился к запуску с мыса Канаверал, намеченному на 1 марта. «На него уже были установлены двигатели, и корабль был на той стадии, когда его можно было срочно доставить в сборочный цех и быстро запустить», — говорит Бейкер.

    Правообладатель иллюстрации NASA Image caption После трагедии «Колумбии» НАСА уделила особое внимание состоянию термозащиты шаттлов

    Времени было мало, и «Атлантис» пришлось бы готовить к полету невиданными темпами. Это пришлось бы сделать за четыре недели, а не за обычные шесть – задача трудная, но выполнимая. Надо было бы работать круглосуточно и оптимизировать все элементы процесса – от переработки программного обеспечения до подготовки спасательного экипажа. Именно такой подход — без права на ошибку — помог спасти экипаж «Аполлона-13», поврежденного по пути на Луну в 1970 году.

    По итогам изучения катастрофы «Колумбии» следственная комиссия разработала план экстренного спасения на будущее. Но, по словам Бейкера, спасательную операцию можно было предпринять вовремя, если бы примерно ко вторым суткам полета было принято такое решение. Все возможности для этого были, говорит специалист, и вот как развивался бы сценарий.

    Спасение «Колумбии»

    На вторые сутки полета экипажу сообщают об опасности. Отключаются все системы корабля, кроме жизненно необходимых. Физические нагрузки астронавтов сводятся к минимуму, чтобы замедлить темпы образования двуокиси углерода, сокращается их рацион. Тем временем под пристальным вниманием прессы «Атлантис» срочно готовят к старту. Счет времени идет на минуты – уровень двуокиси углерода на борту «Колумбии» поднимается до опасных значений. Второй шаттл стартует на орбиту с четырьмя астронавтами на борту.

    Правообладатель иллюстрации Reuters NASA Image caption Операция по спасению требовала точного маневрирования на орбите

    Когда «Атлантис» подлетает к «Колумбии», пилот располагает корабль сверху и перпендикулярно поврежденному челноку – чтобы они не зацепились хвостовыми оперениями. «Пришлось бы держаться на расстоянии шести-семи метров в течение двух суток, — поясняет Бейкер. — Этим занимались бы по два астронавта на каждом челноке». Для такой задачи нужно высочайшее пилотажное мастерство: каждый шаттл летел бы над Землей со скоростью семь километров в секунду, и любая ошибка могла бы стать роковой.

    Тем временем еще два астронавта «Атлантиса» начинают первый, но далеко не последний выход в космос. Для начала на борт «Колумбии» доставляются капсулы с гидроскидом лития – чтобы снизить концентрацию двуокиси углерода в воздухе. Также астронавты доставляют два космических скафандра. После этого экипаж «Атлантиса» соединяет два корабля раздвижным шестом. Он нужен для того, тобы команда «Колумбии» могла безопасно преодолеть расстояние в несколько метров между двумя кораблями.

    Когда все готово, астронавты «Колумбии» по двое выходят из шлюза и перебираются в шлюз «Атлантиса». «После этого им нужно было бы снять скафандры и повторить всю операцию сначала – чтобы вытащить следующих двоих», — поясняет Бейкер.

    Правообладатель иллюстрации Gagarin Cosmonaut Training Centre Image caption Надевание скафандра — это дело не на пару минут…

    Вопреки мнению создателей фильма «Гравитация», в действительности надевание скафандра – дело далеко не пары минут. И даже обычный штатный выход в космос сопряжен с риском – одно неверное движение, и астронавт может улететь в бездну. На перемещение экипажа с одного корабля на другой потребовалось бы минимум двое суток.

    «Последний астронавт, покидающий «Колумбию», должен был бы перевести корабль в режим, в котором центр управления полетами получил доступ к его навигационной системе – чтобы с Земли можно было запустить двигатели и положить челнок на курс самоуничтожения», — говорит Бейкер. По его словам, в рамках плана спасательной операции предполгагался и осмотр поврежденного крыла.

    Если бы все прошло по плану, на борту «Атлантиса» оказалось бы 11 человек. «Так много людей шаттлы еще никогда не перевозили, – отмечает ветеран-инженер. – Некоторых пришлось бы пристегнуть к лежанкам на полу. Эта посадка, конечно, была бы нештатной». Но у них были хорошие шансы вернуться живыми.

    Image caption По мнению Бейкера, НАСА действовало слишком консервативно

    Гадать о том, как можно было предотвратить уже произошедшие трагедии, можно бесконечно. Но в данном случае спасение было не только возможно, но даже заранее спланировано. «Это могло бы получиться, — говорит Бейкер. – Это было возможно, но, честно говоря, к тому времени в НАСА доминировал слишком консервативный менталитет – в отличие от времен «Аполлона», когда решения принималсь мгновенно и воплощались на лету».

    После старта астронавты «Колумбии», похоже, не подозревали о грозящей им опасности. Но часы и минуты быстро уходили, а вместе с ними – и все шансы на спасение обреченного экипажа.