Юный техник, 2000 № 04

Роль Х-38, который может принять на борт до 7 человек, особенно возрастет с ростом размеров станции и численности ее экипажа. А на ранних этапах работ в качестве спасательной «шлюпки» будет выступать пристыкованный к ней российский космический корабль «Союз».

Наши же специалисты совместно с немецкими исследователями решили пойти несколько иным путем. В феврале 1999 года с космодрома Байконур была запущена ракета-носитель «Союз-У» с новым разгонным блоком «Фрегат» и макетом спутника, необходимым для проведения его летных испытаний.

Схемы приземления космических кораблей

Посадка спускаемого аппарата космического корабля «Союз».

Посадка «Бурана».

Так выглядит посадка Х-38.

Приземление космического корабля с помощью надувного экрана.

Посадка «на хвост» была опробована советскими авиаконструкторами еще до войны…

Так, возможно, будет выглядеть посадка космолета в XXI веке.

«Фрегат» — по существу четвертая дополнительная ступень, которая позволяет уже в ходе орбитального полета по командам с Земли с помощью своего собственного жидкостного реактивного двигателя переместить спутник, корабль или иную полезную нагрузку с одной орбиты на другую. Это и было продемонстрировано в ходе испытаний.

Выполнив программу полета и произведя необходимые маневры для выхода на траекторию снижения, аппарат вместе с макетом полезной нагрузки пошел на посадку. Она тоже была не совсем обычной. Российские инженеры из НПО имени Лавочкина и специалисты германского концерна «Даймлер-Крайслер азроспейс» впервые испытали в реальных условиях уникальную технологию защиты космических кораблей от сгорания в плотных слоях земной атмосферы.

В тот момент, когда корабль входит в плотные слои атмосферы и начинает разогреваться, его обволакивает надувной кокон из специальной термостойкой пленки. «Кокон» этот выполняет сразу две функции. Во-первых, прикрывает непосредственно сам корпус корабля, не позволяя ему перегреваться. Во-вторых, служит аэродинамическим тормозом, замедляя движение аппарата в атмосфере.

И парашюты, и крылья, в том числе надувные, нужны для того, чтобы погасить при посадке скорость космолета. А для этого есть и другие способы.

В марте 1999 года американская компания «Ротари Рокет», которую возглавляет известный специалист по аэрокосмической технике Гарри Хадсон, продемонстрировала опытный образец оригинального 135-тонного двухместного космического корабля многоразового использования.

В отличие от традиционных «Шаттлов» новый корабль, получивший название «Ротон», не имеет узлов, отстреливаемых во время полета. Весьма оригинальна и двигательная установка аппарата. Ее основой служит 7-метровый вращающийся диск, по окружности которого размещено 96 ракетных двигателей, каждый из которых имеет камеру сгорания размером не больше… консервной банки.

Компоненты топлива — керосин и жидкий кислород — поступают в них под действием центробежной силы. Для этого перед взлетом диск с двигателями раскручивают от внешнего привода. Вращение диска в полете поддерживается благодаря тому, что каждое из сопел чуть отклонено в одну сторону. Возникающий гироскопический момент помогает кораблю устойчиво держаться на курсе.

Корпус нового аппарата почти целиком изготовлен из композитного материала на основе углеродных волокон и эпоксидных смол. Благодаря этому он получился очень легким и в то же время прочным.

После того, как экипаж выполнит полетное задание, он начинает готовиться к спуску. Для этого «Ротон» разворачивают задом наперед. Тяговые двигатели становятся теперь тормозными, и корабль постепенно начинает спускаться с орбиты по пологой спирали. Перед входом в плотные слои атмосферы экипаж раскрывает четыре складывающиеся 7-метровые вертолетные лопасти, расположенные на носу (который стал при спуске кормой). По мере того, как нарастает плотность окружающего воздуха, лопасти раскручиваются, тормозя падение аппарата. И он совершает плавный спуск в режиме авторотации (то есть лопасти вращаются свободно, без помощи двигателя).

Впрочем, в будущем Хадсон намерен увеличить длину каждой лопасти до 9,5 метра и установить на их концах небольшие реактивные двигатели. Экипаж аппарата получит возможность не только маневрировать при спуске, но взлетать по-вертолетному. И лишь на высоте около 5 километров астронавты запустят основные ракетные двигатели и поднимутся на орбиту.

В настоящее время опытный образец «Ротона» проходит всесторонние испытания. Прежде всего отрабатываются приемы мягкой посадки. С этой целью «Ротон» уже несколько раз спускался с самолета-носителя на вертолетных лопастях. Кроме того, в августе 1999 года на испытательном полигоне Мохаве, штат Калифорния, летчики включали основные двигатели, совершив 5-минутный полет на высоте около 3 метров.

К середине 2000 года компания «Ротари Рокет» планирует построить еще три «Ротона». Один из них послужит тренажером для подготовки экипажей, а два других готовят к полномасштабным полетам в космос.

Хадсон надеется, что каждый из таких аппаратов сможет совершить до 100 запусков на орбиту без капитального ремонта.

Приземление «Poтона» конструкторы видят таким..

Слов нет, «Ротон» во многом близок к идеалу. По крайней мере, теоретически. На практике же многих инженеров беспокоит проблема прочности вертолетных лопастей, которым в довершение к традиционным перегрузкам придется испытать на себе еще и тепловой удар при погружении в плотные слои атмосферы. Будут ли они служить достаточно надежно?

Ведь и на обычных вертолетах ротор является наиболее уязвимым, ненадежным элементом всей конструкции…

Кроме того, не станем забывать, близок день, когда космический корабль с космонавтами на борту отправится в полет к другим небесным телам. На Луне атмосферы практически нет, на Марсе она весьма разрежена… Так что ротор годится далеко не всюду.

Наиболее универсальным средством как старта, так и приземления на сегодняшний день остаются реактивные двигатели… Они включаются перед самым приземлением и сводят скорость движения к нулю.

Ну а в дополнение к ним хорошо бы еще добавить некое посадочное устройство типа телескопических ног или, скажем, подушки. Не удивляйтесь, идея подушки тоже заимствована у парашютистов. Некоторые асы в старые добрые времена брали с собой в полет небольшие кожаные подушечки. При спуске они подсовывали их под ремень, чтобы было удобнее сидеть на подвеске. А перед самым приземлением бросали себе под ноги, смягчая толчок приземления.

Вот и ныне инженеры приходят к мысли, что снизить скорость и мягко посадить космический корабль с помощью ракетного тормозного двигателя технически сложно. Для этого величина тяги двигателя должна плавно изменяться в широком диапазоне.