Космоплан в полете В прошлом году в калифорнийском Летно-исследователъском центре имени Драйдена прототип КЛАМИ «Энтерпрайз» продемонстрировал свои аэродинамические способности в пяти летных и посадочных испытаниях с неработающими двигателями. После одного из полетов астронавт Джо Энгл сказал: «В руках у нас была совершенная машина. Она сработала как нельзя лучше». Энгл - один из четверки астронавтов, которые проводят корабль через все ступени полета, имитирующего его возвращение с орбиты на Землю. По ходу очередной фазы испытаний «Энтерпрайз» (фото вверху) уходит в воздух на «спине» лайнера «Боинг-747», отделяется от него на высоте 7300 метров и планирует на посадку. На предыдущей странице художник изображает будущий взлет КЛАМИ, уходящего на «всей тяге» в орбитальный рейс с флоридского космодрома на мысе Канаверал. Космоплан «сидит» на огромном алюминиевом баке, снабжающем жидким топливом три главных ракетных двигателя аппарата. Два твердотопливных ракетных ускорителя по бокам бака обеспечивают кораблю дополнительную взлетную мощность. |
Прошло два дня с тех пор, как они вышли в очередной рейс с мыса Канаверал во Флориде. Теперь, когда освоение космического пространства практически перестало быть тем опасным и рискованным делом, каким было поначалу, подобные полеты все более и более становились для астронавтов рутиной. Перед экипажем орбитального транспортника стояли три задачи: запустить новый спутник связи, подобрать старый и, возможно, наладить где-то на орбите «барахлящий» ИСЗ.
Над Северной Америкой, на высоте 280 километров, члены экипажа заняли свои рабочие места для выполнения первой и самой важной задачи полета. Стив, командир корабля, остался у пульта управления в кабине космоплана. По команде раскрылась двухстворчатая дверь грузового отсека. Со своего рабочего места у пульта управления в задней части кабины пилот Джек и инженер Сильвия могли видеть через иллюминаторы спутник связи в передней части грузового отсека. Аппарат был похож на огромную банку рыбных консервов. Получив из Центра управления полетами команду на запуск спутника, Джек привел в действие трехшарнирную механическую руку с дистанционным управлением, которая вывела спутник наружу из грузового отсека, освободила его, и тот повис рядом с космопланом. Эта операция заняла большую часть витка вокруг Земли. Стив выполнил необходимый маневр и увел корабль на безопасное расстояние от спутника. Серия предпусковых проверок систем завершилась яркой вспышкой — заработал ракетный двигатель спутника связи.
«Смотрите, как пошел наш малютка! — воскликнула Сильвия. — Его уже не видно».
Они оставили позади Африку и летели над Индийским океаном. Завтра им предстоит перейти на более высокую орбиту и заменить электронный блок в одном из геофизических спутников. Если это не вернет спутник к жизни, его втащат при помощи механической руки в грузовой отсек корабля и доставят на Землю для капитального ремонта.
А пока что наступило время отдохнуть. Данные на экранах катодно-лучевых трубок показывали, что все в полном порядке: ни одна из сигнальных аварийных лампочек не горела. Стив откинулся на спинку кресла, потянулся и вздохнул.
«Знаешь, — сказал Джек, — иногда мне кажется, что мы не астронавты, а машинисты на товарном поезде».
Он не жаловался, а просто размышлял о своих полетах. Джек летал раз пять-шесть в год с тех пор, как стал пилотом челночного КЛАМИ в 1980 году. Однажды ему довелось перевозить на космоплане группу ученых с орбитальной научной станции «Спейслаб», большинство из которых были европейцы, а в другой раз он доставил бригаду строителей на «Солекс» — экспериментальную солнечную электростанцию. Но обычно Джек летает в дежурные рейсы с теми же заданиями, что и на этот раз.
«Когда я был маленьким, — продолжал Джек, — недалеко от нашего дома проходила Иллинойская центральная железная дорога. По ней с грохотом часто шли в дальние края длинные товарные составы. Но каждый понедельник и, кажется, четверг проходил мимо местный товарный поезд из Мемфиса (Теннесси). В нем было 10-15 вагонов, не более. Я видел, как он останавливался на станции, пятился задом на запасный путь, и от него отцепляли полувагон с углем или крытый товарный вагон с цементом, кровельным материалом, шлакоблоками и тому подобным грузом. Все это было необходимо для нашего маленького городка. Потом к товарному поезду прицепляли пустой вагон или вагон, груженный кипами хлопка, и поезд продолжал свой путь на север в Дайерсберг (Теннесси), где, надо полагать, все продолжалось в том же духе. А ночью — обратно в Мемфис. Ты понимаешь, что я этим хочу сказать?» «Конечно, — рассеянно отозвался Стив. Он наблюдал за грозовыми тучами, которые кружились над Шри-Ланка. — Но наш товарняк самый симпатичный из всех, когда-либо летавших в космос».
«Верно», — согласился Джек.
Будущее не всегда можно предсказать, но его можно себе представить, и не нужно обладать даром писателя-фантаста, чтобы заглянуть в своем воображении в грядущую эру космических полетов. Эта эра близится. Пройдет не так уж много времени, и космопланы — гибрид ракеты, космического летательного аппарата и самолета — будут совершать еженедельные рейсы Земля — орбита — Земля. Регулярность таких полетов буквально революционизирует изучение и освоение космоса.
Всего 21 год тому назад, в октябре 1957 года, запуск в космос круглого тела величиной с грейпфрут, каким был советский «Спутник-1», казался пределом человеческих дерзаний. Девять лет назад, 20 июля 1969 года, произошло событие, которое явилось высшим достижением космического века, - американцы высадились на Луне и совершили прогулку по ее поверхности. Теперь, после десяти лет исследований и конструирования, приближается первый пробный запуск КЛАМИ в космос.
Перспектива создания космоплана для челночных полетов возродила у инженерно-технических работников НАСА былой энтузиазм. Особенно это заметно среди сотрудников Центра управления пилотируемыми космическими полетами им. Линдона Б. Джонсона в Хьюстоне, штат Техас, которые принимают участие в разработке КЛАМИ, первой после «Аполлона» крупной национальной программы пилотируемых космических полетов. «Космоплан для челночных полетов - вполне реальное дело, - говорит руководитель Центра Кристофер Крафт серьезным, деловым тоном. - Никто пока еще этого не понимает, не осознает достаточно ясно, что через несколько лет мы сможем вывести на орбиту 30 тонн и вернуть обратно 15 тонн, а затем проделывать это снова и снова с помощью одного и того же летательного аппарата. Космические транспортники - реальность, и, можно сказать, их время почти пришло».
На высоте сорока километров твердотопливные стартовые ускорители, израсходовав топливо, отделяются от быстро набирающего высоту космоплана (фото слева). Ускорители спустятся на парашютах в океан, где их подберут и в дальнейшем используют снова. Перед выходом на орбиту висящий вниз космоплан (фото внизу) оторвется от жидкотопливного бака, который при прохождении атмосферы развалится, и его обгорелые части упадут в океан. | |
По словам Крафта и других специалистов НАСА, мощные многоцелевые КЛАМИ смогут выполнять операции, которые никогда ранее не производились, проделывать их часто и с минимальными затратами. Они будут использоваться для запуска связных, научно-исследовательских и метеорологических спутников, а также спутников военного назначения. Космопланы позволят производить проверку, ремонт и обслуживание спутников и обеспечат возвращение их на Землю. Такое регулярное техническое обслуживание сократит эксплуатационные расходы и увеличит срок службы орбитальных объектов. Космопланы будут использоваться для запуска с земной орбиты космических летательных аппаратов к планетам. Первой такой операцией будет запуск беспилотного аппарата для облета и зондирования Юпитера. Со временем космопланы смогут транспортировать людей и элементы конструкций для сооружения солнечных электрических станций, космических фабрик, баз на Луне и жилищ с контролируемыми условиями обитания для поселений, заложенных далеко за пределами Земли. Эти операции дадут возможность большему числу людей — не только астронавтам, но и ученым и неспециалистам, мужчинам и женщинам, — испытать радостное волнение перед стартом и состояние невесомости, позволят взглянуть с чувством благоговения на родную планету из далекого космоса.
Планируемый первоначальный парк КЛАМИ будет насчитывать пять аппаратов. Каждый из них сможет совершить по крайней мере сто двусторонних космических рейсов. Тупоносый 75-тонный космоплан с коробчатым фюзеляжем, просторным грузовым отсеком и коротким треугольным крылом будет стартовать с помощью пяти ракет и после нескольких дней или недель полета в космическом пространстве возвращаться на взлетно-посадочную полосу. Перестанут строить космические летательные аппараты одноразового применения. Не будет больше приводнений в присутствии целой армады самолетов и кораблей. После возвращения на Землю космоплан проверят, приведут в порядок, заправят топливом и отправят на стартовую площадку. И все это за каких-нибудь две недели.
Первый из этих космопланов «Энтерпрайз», так назывался космический корабль в телевизионной серии «Звездный рейс» (см. «Америка» № 256), начал проходить испытания в феврале 1977 года в Летно-исследовательском центре НАСА имени Драйдена в пустыне Мохаве близ Ланкастера, Калифорния. Несколько раз «Энтерпрайз» поднимали в воздух «на спине» самолета «Боинг-747». Эти полеты производились для испытания модифицированного пассажирского лайнера «Боинг-747» как средства доставки космоплана с завода на различные испытательные площадки и затем в Космический центр имени Кеннеди во Флориде для запуска. Это было необычное зрелище — летательный аппарат размером с самолет ДС-9, смонтированный на фюзеляже лайнера «Боинг-747». Все испытания прошли благополучно.
В августе 1977 года «Энтерпрайз» совершил первый самостоятельный полет. На высоте 7300 метров над пустыней Мохаве космоплан отделился от «Боинга-747», и астронавты Фред У. Хейс и К. Гордон Фуллертон с помощью бортовых компьютеров произвели посадку с выключенным двигателем. Ибо так, с выключенными двигателями, словно гигантский планер, должен лететь космоплан в последние минуты своего возвращения с орбиты на Землю. «Посадка КЛАМИ, - говорит Ален Бин, один из старших астронавтов НАСА, - потребует от экипажа куда больше мастерства, чем управление любым из прежних летательных аппаратов».
Если все остальные испытания будут проходить также успешно, то космоплан будет готов к первому орбитальному полету весной 1979 года.
КЛАМИ — это ответ на вопрос, поставленный в 1969 году. Когда безудержному стремлению достичь Луны были подчинены усилия всей страны, американские лидеры мало задумывались, куда это ведет, или, что еще важнее, куда это должно вести. Когда бурные восторги после прилунения «Аполлона-11» стихли, возник вопрос, который должен был возникнуть: что после Луны?
Время было неподходящее, чтобы строить грандиозные планы. Вьетнамская война истощала государственную казну, и многие становились все более апатичными касательно космоса, утратили энтузиазм к дорогостоящей технике, к завоеванию новых рубежей и ко всему, что, казалось, не имело отношения к улучшению жизни на земле. При таких обстоятельствах руководство НАСА отложило в долгий ящик все планы по осуществлению еще какого-нибудь сенсационного предприятия, вроде программы «Аполлон». Постоянные базы на Луне, пилотируемые полеты на Марс или создание гигантских орбитальных станций — все эти проекты пришлось отставить до лучших времен.
Вместо этого НАСА начало искать пути удешевления полетов, возможности более утилитарного их применения. Космические корабли должны стать кораблями многократного использования.
Поиски привели к возрождению концепции так называемого аппарата с несущим корпусом, которая привлекала к себе внимание на заре космической эры. В проекте «Дайнасор» инженеры Военно-воздушных сил предлагали создать ракетный космический летательный аппарат с корпусом в форме утюга и коротким треугольным крылом. Это и был бы летательный аппарат многократного использования, поскольку, в отличие от баллистического возвращения в атмосферу обычных КЛАМИ, подъемная сила корпуса и крыльев позволяла бы ему гасить скорость при входе в атмосферу, совершать планирующий спуск и садиться на полосу подобно самолету. Проект «Дайнасор» не был принят — он стоил слишком дорого и опережал свое время. Тем не менее, он оставил богатое наследство: новые инженерные знания в области аэродинамики аппаратов с несущим корпусом и опыт пилотирования при планирующей посадке.
Руководство НАСА, планируя свою деятельность после программы «Аполлон», остановилось на развитии проекта «Дайнасор». На первых этапах планирования в 1970-1971 годах космоплан для челночных полетов представлял собой двухступенчатый летательный аппарат, причем каждая ступень управлялась своим экипажем. Иными словами, это был настоящий КЛАМИ. Израсходовав топливо, ракета-носитель (первая ступень) отделяется от второй ступени и, управляемая двумя пилотами, садится на космодром, тогда как вторая ступень с полезной нагрузкой продолжаег путь на орбиту на собственных ракетных двигателях. Орбитальная ступень КЛАМИ оснащается также воздушно-реактивными двигателями для того, чтобы астронавты могли посадить аппарат на землю как обычный самолет.
Учитывая бюджетные ветры, дующие в Вашингтоне, НАСА отказалось от этого дорогостоящего проекта в пользу создания КЛАМИ минимальной стоимости. Предусматривался аппарат почти полностью многократного использования: из трех его основных компонентов только один был одноразового применения.
Но критики по-прежнему были недовольны. Найдется ли достаточно дела для пяти космопланов? Экономические расчеты НАСА, приводившие к огромному сокращению затрат на один полет такого челночного корабля по сравнению с ракетами одноразового применения, были основаны на 60 запусках в год, то есть вдвое больше, чем тогда запускалось. Только после того, как НАСА заверило Белый Дом и Конгресс, что создание КЛАМИ будет экономически целесообразным при интенсивности полетов менее тридцати в год и что стоимость его строительства составит лишь небольшую долю суммы, затраченной на программу «Аполлон», проект был одобрен в 1972 году. Проектирование, разработка и испытание первых двух КЛАМИ обойдутся примерно в 5,2 миллиарда долларов (по курсу 1971 года) вместо без малого 21 миллиарда долларов, израсходованных на программу «Аполлон», включая первую посадку на Луну.
Хотя проект КЛАМИ перегрузил годовые бюджеты НАСА, составившие половину шестимиллиардного годового максимума 1960-х годов, по утверждению д-ра Мирона С. Малкина, директора программы при главном управлении НАСА в Вашингтоне, работа ведется «в основном по графику и в рамках бюджета». С учетом инфляции, однако, затраты оцениваются теперь примерно в семь миллиардов долларов, а к 1980 году, когда космоплан предполагается ввести в эксплуатацию, они могут еще возрасти. Кроме того, по подсчетам НАСА изготовление всех пяти орбитальных КЛАМИ и связанных с ними стартовых ускорителей и топливных баков обойдется еше в 2,5 миллиарда долларов.
В июне 1972 года главным подрядчиком по изготовлению космоплана выбрали фирму «Рокуэлл интернэшонал», построившую космический корабль «Аполлон». К этому времени руководство НАСА окончательно остановилось на выборе основной конструкции. КЛАМИ, от которого веет чем-то фантастическим, отличается поразительным по своему характеру непосредственным применением техники 1970-х годов. Космоплан по своей конструкции значительно сложнее любого современного самолета или космического корабля. Он должен выдерживать стартовые вибрации и маневрировать не только как космический корабль, но и как самолет, рассчитанный на полеты в широком диапазоне аэродинамических режимов — от гиперзвуковых (28 200 километров в час на орбите) и сверхзвуковых скоростей до скоростей дозвукового диапазона (325-340 километров в час при приземлении). Проектируемый космоплан должен перевозить не только большее число людей, но и более тяжелые крупногабаритные полезные нагрузки. Кроме того, он должен быть пригоден для многократного использования и разработка космоплана не будет зависеть от каких-либо, новых крупных изобретений.
КЛАМИ состоит из трех основных частей: орбитального аппарата, внешнего топливного бака и стартовых ускорителей, работающих на твердом топливе. При старте все компоненты соединены друг с другом, но такой совместный полет продолжается лишь короткое время. Орбитальный космоплан будет стартовать вертикально с модифицированной стартовой площадки корабля «Аполлон», «сидя» на громадном цилиндрическом топливном баке. С каждой стороны бака разместятся по одному твердотопливному ракетному стартовому ускорителю, которые сообщат кораблю дополнительную тягу в течение первых двух минут полета.
ОРБИТАЛЬНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
Орбитальный летательный аппарат — это собственно космоплан, часть системы челночного космического корабля, в которой размещаются экипаж и полезные грузы. Длина аппарата 37 метров, размах крыла 23,7 метра. Его экипаж будет состоять обычно из трех человек — двух пилотов-астронавтов и специалиста — инженера или ученого, в обязанность которого входит проведение экспериментов и вывод полезных грузов. На боргу КЛАМИ смогут разместиться по крайней мере еще четыре человека; обычно это будут ученые, занятые различными экспериментами.
Экипаж и пассажиры будут находиться в двухярусной кабине в передней части космоплана, более просторной и удобной, чем кабина любого из прежних пилогируемых космических кораблей. Люди будут работать в скафандрах и дышать нормальным воздухом — смесью кислорода и азота, а не разреженным кислородом, каким дышал экипаж «Аполлона». Верхний ярус — кабина пилотов, мало отличающаяся по внешнему виду от кабины лайнера «Боинг-747». Оба пилота будут сидеть рядом, в кабине будет два одинаковых комплекта приборов, индикаторов и органов управления, что позволит любому из пилотов одному управлять со своего места кораблем или, в случае аварийной обстановки, вернуть космоплан на Землю. Позади пилотов находятся кресла для двух других членов экипажа, которые они занимают при старте.
Под кабиной пилотов расположены жилые помещения - кухня, спальные каюты, туалет и душевая. В задней части нижнего яруса расположен воздушный шлюз, через который члены экипажа могут покидать кабину для работы за бортом корабля.
Большую часть фюзеляжа космоплана, выполненного из алюминиевого сплава, занимает грузовой отсек длиной 18,3 метра, шириной 4,6 метра и вместимостью до 30 тонн груза. Полезные грузы, которые нужно оставить на орбите или запустить с помощью ракеты в более удаленную точку, будут выводиться из корабля через открытые двери грузового отсека механической рукой-роботом. Этот трехшарнирный манипулятор с телескопическими звеньями действует в радиусе 15,2 метра в любом направлении и может выводить наружу или забирать на борт корабля спутники с помощью клешневидных захватов.
В хвостовой части космоплана установлены три главных ракетных двигателя, мощные водородно-кислородные агрегаты, которые должны обеспечивать кораблю разгон на большей части его пути к орбите. Разработка этих ракетных двигателей представляет собой одну из самых трудных технических задач. Они должны не только развивать большую мощность, более высокое давление газа, достигать большей энергопроизводительности топлива, но и срабатывать сотню и больше раз при минимальных затратах труда на обслуживание.
Кроме того, КЛАМИ снабжен двумя ракетами меньшей мощности, расположенными также в хвостовой части, которые создают тягу на заключительном участке пути при выходе на орбиту, при переходе на более высокую орбиту или маневрировании перед встречей со спутниками, а также для схода с орбиты и точного направления летательного аппарата в коридор входа в атмосферу. Эти ракеты «системы маневрирования в орбитальном полете» рассчитаны на беспрецедентно-продолжительный срок службы: тысяча стартов на сто с лишним полетов. КЛАМИ снабжен системой управления из 44 микроракетных двигателей, размещенных в задней и передней частях фюзеляжа и предназначенных для выполнения маневров точной коррекции и управления положением в пространстве.
Для защиты от нагрева при входе в плотные слои атмосферы (температура нагрева может достигать 1250°) нижняя часть фюзеляжа и передние кромки облицованы керамическими блоками с покрытием из двуокиси кремния. Они предназначаются для излучения тепла обратно в атмосферу.
НАРУЖНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ БАК
Наименее дорогостоящая и наименее сложная часть КЛАМИ — это наружный топливный бак, единственный пережиток эпохи ракет одноразового применения. Д-р Мирон Малкин из НАСА в Вашингтоне с легкой руки определил этот бак как «большой кусок алюминия с изолирующим покрытием из пенопласта».
Топливный бак длиной 47 метров и шириной 8,7 метра содержит топливо для трех главных двигателей КЛАМИ — жидкий водород и жидкий кислород под давлением в отдельных отсеках. Перед выходом из атмосферы в космос, когда главные ракетные двигатели выключаются, пустой бак отделяется и падает сквозь атмосферу, сгорая и разваливаясь на части где-нибудь над океаном. Каждый топливный бак стоит 1,8 миллиона долларов.
СТАРТОВЫЕ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ УСКОРИТЕЛИ
Для увеличения тяги при старте в космоплане используются две твердотопливные ракеты, длинные и узкие, размещенные по обе стороны топливного бака. Длина каждой ракеты 45,4 метра, диаметр 3,7 метра. По словам д-ра Малкина, это «несколько увеличенные в масштабе» хорошо зарекомендовавшие себя стартовые ускорители ракеты «Титан-3».
После двух минут полета, на высоте примерно 40 километров, обе ракеты-носители прекращают работу из-за выгорания топлива, отделяются и спускаются на парашютах в океан, где их подбирают специальные корабли и доставляют на базу для повторного использования. Повторное использование этих ракет-носителей после чистки и заправки топливом, по словам руководителя программы в Хьюстоне Роберта Ф. Томпсона, сократит стоимость каждого полета на два-три миллиона долларов.
Орбитальный летательный аппарат способен самостоятельно достигать лишь низколежащей земной орбиты, расположенной на высоте от 150 до 1000 километров. Поэтому в системе космических перевозок будут дополнительно использоваться небольшие, простые и дешевые ракеты. Речь идет о последних верхних ступенях, с помощью которых можно будет выводить спутники на большие высоты или даже посылать в межпланетные рейсы.
Одной из первых важных полезных нагрузок системы космических перевозок будет «Спейслаб» — космическая научно-исследовательская лаборатория, которую строит Европейская организация по космическим исследованиям. Одиннадцать стран Западной Европы расходуют на проект в общей сложности почти 500 миллионов долларов. «Спейслаб» будет представлять собой самостоятельную лабораторию, построенную по специальному заказу. Разместится она в грузовом отсеке космоплана и будет находиться в полете до одного месяца. Ученые будут проводить различные эксперименты в условиях невесомости или вести наблюдения Земли и неба. «Спейслаб» уйдет в космос с одним из первых рейсов космоплана, после завершения им шести пробных орбитальных полетов. Произойдет это, вероятно, в конце 1980 года. На борту будут находиться как европейские, так и американские ученые.
Челночные космические полеты вызывают особый интерес у тридцати старших астронавтов — постоянных сотрудников НАСА, так как обещают положить конец их бездеятельности. «Это, конечно, не полет на Луну, — говорит Аллен Бин, член экипажа корабля «Аполлон-12» и участник 56-дневного орбитального полета на борту научной станции «Скайлаб», — но и не такая рутина, как работа летчика гражданской или военной авиации».
Астронавты, которые придут на смену, будут представлять собой совершенно новое поколение космических путешественников. Они будут отобраны из 8000 человек (в том числе 1100 женщин), подавших заявления в НАСА во время недавнего набора — первого за десять с лишним лет. НАСА объявило набор новых двух категорий — пилотов и специалистов по выполнению научно-технических задач полета. В штат специалистов будут приниматься лица с высшим образованием, ученые и инженеры (желательно со степенью магистра или доктора). В их обязанность будет входить обслуживание, эксплуатация и вывод полезных грузов космоплана. Подготовку пилота проходить им не нужно. К третьей категории относятся специалисты по полезным грузам, ученые, которые обычно будут включаться в число членов экипажа космоплана только на один полет для проведения экспериментов, требующих особых условий. Это даст возможность совершить космический полет лицам, не являющимся работниками НАСА.
По мере того, как различные компоненты космоплана начинают сходить со сборочного конвейера и проходить испытания, специалисты все более тщательно анализируют те возможные изменения, которые КЛАМИ может и должен внести в дело исследования космоса. Заодно анализируется и проблема привлечения клиентуры.
Например, в Центре космических полетов НАСА имени Годдарда в Гринбелте (Мэриленд) ведутся разработки многоцелевого модульного космического летательного аппарата с целью стандартизации конструкции спутников и их деталей. Предполагается использовать один и тот же основной узел спутника подсистемы электропитания, связи и управления положением в пространстве, — независимо от характера экспериментального оборудования, установленного на данном спутнике. Анализ возможных космических полетов НАСА показал, что многоцелевой космический летательный аппарат будет пригоден для выполнения 30 или 40 различных заданий. Кроме того, модульная конструкция спутника позволит экипажу космоплана легко заменять дефектные блоки или же доставлять спутник на Землю для быстрой замены отказавших компонентов и возобновления эксперимента. Это предотвратит такие случаи, как выход из строя орбитальной обсерватории стоимостью 75 миллионов долларов из-за повреждения одного единственного аккумулятора. Модульный космический летательный аппарат будет испытываться по ходу одного из первых полетов КЛАМИ.
На этом рисунке показаны члены экипажа КЛАМИ, открывающие в полете двухстворчатые двери грузового отсека. Термостойкие керамические плитки, облицовывающие переднюю часть корабля, предохраняют его от нагрева при входе в атмосферу. |
Пожалуй, самые ощутимые изменения в космических операциях произойдут на Земле. В будущем Центр управления полетами станет скорее походить на контрольную вышку аэропорта. Дело в том, что у пилотов космоплана будет куда более совершенное оборудование, чем у их предшественников, так что они могут быть сами бортинженерами. Четыре главных компьютера космоплана, каждый из которых дублируется другим, будут выводить на экраны кабины почти столько же данных и графиков, сколько поступает в Центр управления полетами.
Юджин Ф. Кранц, заместитель директора по управлению полетами в Хьюстоне, говорит, что во время первых 10 или 12 орбитальных полетов Центр управления будет работать почти с не меньшей нагрузкой, чем при выполнении программы «Аполлон». У пультов управления будут находиться 45 или 50 человек, к которым смогут по вызову прийти на помощь десятки других специалистов из «задних комнат». Но к 1981 году управление полетом космоплана, возможно, будут вести лишь семь или восемь человек на этапах старта и посадки, а во время длительного орбитального полета в одной смене будут работать всего четыре специалиста.
Прежде чем челночные космические полеты смогут стать регулярными, НАСА, по примеру любой транспортной фирмы, придется позаботиться о заказах на перевозки, чтобы оправдать свои затраты.
По прогнозам НАСА, за период между 1980 и 1991 годами состоится около 560 отдельных челночных полетов, причем с 1985 по 1991 год будет совершаться примерно 60 полетов в год. Около половины этих полетов придется на нужды НАСА, более ста полетов — Министерства обороны, 60 полетов — частных фирм (главным образом работающих в области связи), 65 полетов — иностранных организаций и 28 — других правительственных ведомств.
НАСА уже рекламирует применение космоплана, действуя на манер обычного транспортного агентства. Установлены грузовые тарифы для перевозки полезных нагрузок из расчета предполагаемой стоимости каждого полета космоплана, выражающейся суммой от 19 до 20,9 миллиона долларов (по курсу 1975 года). (Для сравнения можно указать, что каждый запуск широко применяемой ракеты «Титан 3», самой большой из современных стандартных ракет, обходится в 46 миллионов долларов, причем грузоподъемность «Титана» значительно меньшая, чем у космоплана.) Чтобы привлечь больше внимания к челночным космическим полетам, НАСА предлагает скидки, чартерные рейсы, специальные сниженные цены на оставшиеся свободными места и другие льготы. Каждый желающий может заполнить простой бланк на двух страницах — «заявку на космический транспорт».
Одним из основных клиентов будут ВВС, которые запускают около десятка спутников в год. Как и странам, принявшим участие в разработке проекта (Канада и страны Европейской организации по космическим исследованиям), ВВС будет предоставляться скидка.
Некоторые более скромные клиенты заказывают места в космоплане по специальным сниженным ценам - от 3000 до 10 000 долларов. Так, если еще есть свободное место, то на нем можно разместить экспериментальную аппаратуру не больше 90 килограммов весом и 0,15 куб. метра объемом при условии, что ее не нужно выводить в пространство и она не требует обслуживания со стороны астронавтов. В любом случае заказчик должен брать на себя расходы по конструированию, изготовлению и эксплуатации своих полезных грузов. Одним из первых, кто заказал место на космоплане и заплатил за него задаток наличными 500 долларов, был Р. Джилберт Мор из штата Юта, работник авиакосмической промышленности. Сделал он это для того, чтобы студенты Университета штата Юта могли провести в космосе свои эксперименты.
Сотрудники НАСА считают, что челночные космические полеты не только расширят нынешние операции в космосе, но и откроют совершенно новые возможности использования космического пространства. Эта уверенность основана на том факте, что другие современные виды транспорта — автомобиль и самолет — получили гораздо более широкое и разностороннее применение, чем предполагалось первоначально.
Роберт А. Фрош, новый директор НАСА, сказал в своем выступлении перед Конгрессом: «О КЛАМИ часто говорят, что он сможет делать в космосе то, что мы уже делаем, только делать с меньшими затратами. По-моему же, истинное значение космоплана в том, что он позволит делать в космосе нечто новое, то, что сейчас невозможно из-за ограничений, накладываемых ракетами одноразового применения. Эти новые возможности космоплана станут источником совершенно новых идей для перспективных проектов».
Некоторые из этих проектов уже воплощаются в чертежи, хотя и находятся в самой ранней стадии разработки. Тем не менее они уже указывают на то, что будущие шаги в освоении космоса могут сильно отличаться от прошлых. В Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне, в Научно-исследовательском центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле (Алабама) и на некоторых предприятиях авиакосмической промышленности инженеры, с увлечением ребят, занятых игрой в «конструктор», создают детальные чертежи орбитальных монтажных и подъемных кранов и прочих подобных агрегатов. Они уверяют, что с помощью космоплана можно будет строить орбитальные сооружения протяженностью в несколько километров: радиоантенны для астрономов, гигантские радиорелейные станции, предприятия по производству более чистых кристаллов и фармацевтических препаратов и металлосплавов повышенного качества, а также солнечные электрические станции. Джон Ф. Ярдли, помощник директора НАСА по космическим полетам, говорит: «Мы не видим никаких принципиальных ограничений для размеров сооружений, которые можно воздвигать в космосе».
Из-за хронической нехватки энергии в мире наибольшее внимание привлекает идея использования солнечной энергии, заключающаяся в том, чтобы построить в космосе по частям большую платформу и расположить на ней поле солнечных батарей, способных собирать нетронутую атмосферной фильтрацией и суточными и сезонными переменами энергию Солнца и затем передавать ее приемным пунктам на Земле с помощью микроволн. Работники Космического центра имени Джонсона считают, что если бы часть инженерных работ была начата в ближайшие несколько лет, то орбитальные солнечные электростанции были бы созданы еще до конца нынешнего столетия.
Один из главных энтузиастов этой идеи в Центре имени Джонсона Кларк Ковингтон, заместитель начальника отдела разработки систем, говорит: «Идея солнечных электрических станций поначалу совершенно не укладывается в голове. Многие отбрасывают ее как абсурдную, выходящую за рамки реального. Мы тоже так считали, пока не занялись этим вплотную».
Ковингтон достает таблицы, графики и чертежи, чтобы проиллюстрировать некоторые наиболее фантастические стороны путешествий в космос в эпоху челночных космических полетов. «Знаете, — вдруг вставляет он, — когда я работал на проекте «Аполлон», люди постоянно спрашивали меня: «Зачем лететь на Луну? Чтобы привезти несколько кусков породы?» Что-то теперь меня никто не спрашивает: «Зачем пытаться разрабатывать новый способ получения энергии?»