Начало 21-го века. Прошло 20 лет как закончилась “холодная война” и в историю ушел не один десяток амбициозных космических проектов, связанных не только с освоением околоземного пространства. Лунная программа “Apollo”, некогда бывшая гордостью Соединенных Штатов, постигла та же участь.
Как это ни странно, но именно противоборство двух сверхдержав могло привести уже в нашем веке к появлению мощных орбитальных станций и поселений на других планетах Солнечной системы. После исчезновения СССР американцам не с кем стало соревноваться, поскольку Европейское Космическое Агентство из без того частично зависело от США, а китайская космонавтика едва начала набирать обороты. Политический престиж отошел на второй план – теперь “первую скрипку” играют экономические интересы и здесь, что интересно, американцы стали уступать свои позиции.
Чтобы наверстать упущенное ещё в конце 1990-х гг. были начаты подготовительные работы по новой лунной программе, не менее амбициозной, чем “Apollo”. Проект получил романтическое название “Constellation” (Созвездие), что означало не только комбинацию ракетно-космических и исследовательских систем, но и союз фирм-разработчиков, предприятий и университетов.
Первым этапом программы предусматривалось создание четырех основных модулей:
– пилотируемый исследовательский корабль (Crew Exploration Vehicle) “Orion”;
– ракета-носитель (Crew Launch Vehicle) “Ares I” – предназначена для доставки на орбиту CEV “Orion”;
– транспортная ракета-носитель (Cargo Launch Vehicle) “Ares V” – предназначена для вывод в космос полезных грузов;
– лунный модуль LSAM (Lunar Surface Access Module).
Казалось бы, обладая большим опытом в проектировании пилотируемых межпланетных (а точнее говоря – “лунных”) кораблей NASA не составит большого труда решить эту задачу и, по словам 43-го президента США Джорджа Буша-младшего, “вернуться на Луну к 2015 году”. Далее шли грандиозные планы по высадке космонавтов на поверхность Луны к 2020 году с создание лунной базе, а впоследствии предполагалось начать полёты к Марсу. Однако, как это часто бывает, с самого начала всё пошло не по плану.
Хотя в проектах не было недостатка большая часть проблем коснулась, естественно, финансовой стороны. Прежде всего, для доставки того же лунного модуля, предстояло построить и начать серийное производство новой ракеты-носителя, которой являлась “Ares I”.
К концу 1990-х гг. сами американцы прекрасно понимали, что “Space Shuttle”, как бы его не рекламировали, является слишком дорогим удовольствием, а имеющиеся космические корабли сильно изношены. В этом плане массовые запуски “Союзов” и “Арианов” просто нельзя было игнорировать, что создало благоприятные условия для появления “одноразовых” ракет типа “Ares”. Но тут разработчиков подстерегало немало сюрпризов.
Конструктивно “Ares I”, разработанный фирмой Alliant Techsystems, состоит из двух ступеней. Первая ступень включает твердотопливные двигатели и баки, закрепленные на внешней оболочке носителя. Запас топлива составляет 135100 кг.
Твердотопливный ускоритель многоразового использования, который применяется в системе “Space Shuttle”, использует в качестве топлива в твердотопливном ускорителе полибутадиенакрилонитрил (polybutadiene acrylonitrile, PBAN).
Полезная нагрузка массой до 25 тонн размещается почти как у “Союзов”, в модернизированной верхней части твердотопливного ускорителя.
Кстати, в процессе проектирования активно использовались наработки по разгонному блоку S-IVB 40-летней давности, применяемом ещё на ракете “Saturn-V” (!). Бортовое оборудование обязалась поставить фирма Boeing.
Двигатели J-2X проектировались фирмой Rocketdyne с июля 2007 г. и предназначались для работы как в атмосфере, так и в космосе. Топливом для них служат жидкий кислород и жидкий водород. Первая ступень ракеты-носителя должна работать 2,5 минуты, за это время ракета должна подняться до высоты 60,96 км.
Затем включаются двигатели агрегатного модуля, и космический корабль выходит на круговую орбиту на высоте 297,7 км (185 миль) над Землёй. На орбите пилотируемый корабль вместе с агрегатным отсеком или пристыковываются к МКС, или соединяются с лунным модулем для дальнейшего полёта к Луне.
Проект ракеты-носителя “Ares V” внешне отличался очень сильно, поскольку был рассчитан на подъём более тяжелого груза. Помимо увеличенных размеров предполагалось наличие внешних топливных баков, как у носителя “шаттлов”. Оценочная масса полезной нагрузки, которую этот “heavy lifter” (тяжелый подъёмник) мог бы доставлять на низкую орбиту, составляла 188 тонн. Для лунной программы этот показатель сокращался до 81 тонны, что тоже немало.
Стоимость одного двигателя оценивалась в 20-25 млн. долларов (для сравнения – двигатель “шаттла” стоит 55 млн). Тут надо отметить, что J-2X представляют собой не что иное, как модернизированный вариант J-2. Для тех кто не знает, напомним – двигатели J-2 были одним из наиболее важных компонентов программы “Apollo”.
Таким образом, “Ares I” больше напоминал осовремененный гибрид из проектов ракетно-космических систем 1960-х гг. и программы “Space Shuttle”. Непонятно, как на такой проект согласилось руководство NASA. Иногда даже складывалось ощущение, что сама программа “Ares” создана просто для “выбивания” денег из бюджета.
Тем не менее, по планам на 2006 год “челноки” хотели вывести из эксплуатации уже в 2010 году. К этому времени надлежало наладить серийное производство “Ares I” (2009 г.) и начать их эксплуатацию (с 2011 г.). В 2014 году планировалось приступить к полётам с экипажем на борту.
Впрочем, уже предварительные расчеты, показали множество технических просчетов в конструкции “Ares I”. Оказалось, что в первые минуты запуска ракета будет подвержена столь сильным вибрациям, что они разрушат ее и приведут к неминуемой гибели экипажа. Проблема оказалась сложнее, чем это казалось ранее.
В частности, одно из предлагаемых технических решений состояло в использовании демпферов (пружин), которые гасили бы колебания в основании ракеты. Далее выяснилось, что даже боковой ветер скоростью 20 км\ч может привести к гибели носителя (!). С такими “недостатками” проект можно было отправлять в архив, но на “Ares I” уже потратили не один миллион долларов. В итоге, к началу 2008 года недостаток с вибрациями исправили, после чего сообщили налогоплательщикам, что работы над ракетой продолжаются.
О сложности ситуации с проектом “Ares” говорит и такой факт – глава компании TeamVision, которая занимается созданием программного обеспечения для NASA, на условиях анонимности привлек к сотрудничеству 57 инженеров NASA, готовых выступить с собственным вариантом ракеты. Тут, как говориться, добавить нечего. Тем не менее, разработчики заявили, что полёт с человеком на борту буде проведен в 2014 г.
Но на этом неприятности не закончились. Американская экспертная комиссия (Augustine Commission), проводившая оценку проекта в конце 2009 года, обнаружила столь большое количество проблем технического характера, что первый пилотируемый полет перенесли на 2017-2019 гг. при существующем бюджете, либо на 2016 год после получения дополнительного финансирования.
Более того, приблизительная цена одного полета ракетно-космической системы “Ares-Orion” оценивалась “всего” в 1 миллиард долларов. Конечно, это уже не тот миллиард, который был в 1969-1972 гг. (а тогда было потрачено 19,2 млрд.$ при стоимости одного полёта 2 млрд.$ ), но всё равно сумма совсем не маленькая. И это при том, что конструкция “Ares I” не несёт в себе никаких новаторских или революционных решений.
Первая ракета “Ares I-Х” была продемонстрирована широкой общественности в 2009 году, когда проектировщики и строители ещё кое-как успевали укладываться в график. А вот первый полёт, намеченный на 27 октября, прошел совсем не так гладко, как на это рассчитывали. Вначале помешала плохая погода. Затем выяснилось, что стартовая площадка повреждена – в итоге запуск перенесли на 28 октября. После старта возникли проблемы при расстыковке, а неполадки с парашютом заставили сажать спускаемый аппарат на воду. Фактически, это был один из последних “гвоздей”, забитых в “гроб” программы ракеты-носителя “Ares”.
Что касается лунного модуля и межпланетного корабля “Orion”, то их разработка вообще не вышла за стадию чертежей, макетом и компьютерного моделирования. Хотя надо отдать должное американским дизайнерам – проект получился довольно элегантным.
После прихода к власти 44-го президента США Барака Обамы финансирование проекта резко сократилось. Видно, нашлись в американской администрации люди, знавшие о бесперспективности “Ареса”, как РКС нового типа. А ведь к этому времени на весь проект успели потратить около 2 млрд. долларов.
Тут можно бесконечно упрекать Обаму в том, что он “загубил надежду нации”, но здравый смысл должен подсказывать, что с “Аресом” американцы явно не добились бы того успеха, что сопутствовал им в 1969 году. Так что “Созвездие”, едва блеснув, тут же успело погаснуть. Как видно, без политических мотивов у США мало шансов удержать лидерство в космосе.