Но есть и хорошая новость: в последнее время российские предприятия космической отрасли активно пытаются найти средства, чтобы довести до ума еще не умершие разработки 10-15-летней давности.
О "Клипере" - челноке, над которым трудится РКК "Энергия", говорят много. Гораздо меньше известно о конкурирующем проекте МАКС (многоцелевая авиационно-космическая система), еще в начале 90-х годов предложенном НПО "Молния" (создатели "Бурана").
МАКС - это система воздушного старта: на самолет Ан-225 "Мрия" крепится огромный топливный бак, а на нем сверху "сидит" пилотируемый орбитальный самолет. По замыслу конструкторов, "Мрия" исполняет роль первой ступени: система должна стартовать с аэродрома как обычный самолет, а на высоте 10 километров орбитальный самолет с топливным баком отделяется от носителя и на ракетных двигателях уходит на орбиту. После полета орбитальный самолет приземляется опять же на аэродром. Единственная немногоразовая деталь во всей конструкции - топливный бак.
На прошлой неделе в Госдуме прошли слушания о перспективах проекта. Владимир Скороделов, главный конструктор консорциума "Авиационно-космические производственные системы", рассказал нашей газете, чем же хорош МАКС.
- Мы представили не только саму систему выведения на орбиту с орбитальным самолетом, то есть не только МАКС. Мы показали всю программу, которая решает много прикладных и коммерческих задач. Самая яркая из них - промышленное производство высококачественных полупроводников в условиях орбитального полета.
- Такое впечатление, что все забыли про промышленность в космосе. Распространено мнение, что это очень дорого.
- Производство станет рентабельным, если стоимость транспортировки груза на орбиту и обратно будет не выше 3000 долларов за килограмм. МАКС, по разным оценкам, обеспечивает 1000-2000 долларов. Для сравнения: "Шаттл" возвращает 15 тонн, а стоимость пуска у него - 400 миллионов долларов. Если вы поделите одно на другое, то цена одного килограмма будет больше 20 000. У "Союза" еще выше, если считать, что летит один человек и 200 килограммов груза. Но "Союз" - это технология начала 60-х.
- За счет чего у вас получается так дешево?
- Во-первых, система многоразовая, мы рассчитываем на 80 пусков в год. Во-вторых, воздушный старт второй ступени с самолета. И еще ряд технических решений.
- С воздушным стартом понятно. А вот многоразовость... Американцы, конструируя "Шаттл", тоже собирались использовать его десятки раз в год. И промахнулись на порядок - оттого так дорого и получилось. Не боитесь ошибиться?
- Рынок производства полупроводниковых материалов огромный. Если мы возьмем всего полтора процента этого рынка, то потребуется 35-38 полетов. А у МАКСа ведь есть и другие задачи: дистанционное зондирование, снабжение орбитальной космической станции, доставка людей и грузов, вывод спутников на орбиту, аварийное спасение экипажей. 80 пусков - это столько, сколько можно сделать на российских заводских мощностях. Столько нам могут поставить топливных баков - расходных одноразовых агрегатов.
Само же производство на орбите - это невесомость и глубокий вакуум. Мы представляем это так: производственная орбитальная платформа, закрытая спереди экраном. Платформа летит с первой космической скоростью, и за экраном создается такой глубокий вакуум, который на Земле получить очень трудно. МАКС будет подвозить к платформам полуфабрикат и забирать готовый продукт. Сколько привезет, столько и отвезет обратно на Землю. Потому что отходов здесь почти никаких.
- А куда падает единственная расходная деталь - топливный бак?
- Отработавший бак практически полностью сгорает в атмосфере. А несгоревшие остатки падают в океан. По этой же схеме летает "Шаттл", так что никакого криминала мы здесь не изобрели. К сожалению, создать полностью многоразовую систему пока не позволяет уровень технологий.
- Но ведь есть предложения по одноступенчатым системам. Например, гигантский космоплан, который проектировал директор Института прикладной механики Иван Филиппович Образцов. Или гиперзвуковые космосамолеты Х-43, в которые американцы вложили не один миллиард. Да и у нас подобные разработки были. Считается, что там стоимость выведения на орбиту еще упадет на порядок - до 150-200 долларов.
- Космоплан, который проектировал Иван Филиппович, светлая ему память, - это послезавтрашний день космонавтики. Думаю, что сейчас такую машину создать не удастся, технологический уровень не позволит. Мы, кстати, в 90-е годы делали расчет для нашей системы в полностью многоразовом варианте - когда топливный бак совмещается с самолетом. И у нас получилась стоимость в 500 долларов за килограмм полезного груза, то есть близкие цифры. Но было очень много нерешенных технических проблем - так же, как и с гиперзвуковыми двигателями. Работать над ними нужно. В том числе и МАКС можно использовать как гиперзвуковую лабораторию, по сравнению с ним американский Х-43 - малыш. Но пока этих двигателей нет, а МАКС уже проработан в деталях: первая ступень, Ан-225, готова. Многие узлы и покрытие опробованы на "Буране". Даже на стенде проверили, как будет выдерживать хвост носителя струю раскаленных газов орбитального самолета при его старте.
- Когда вы его запустите?
- Нужно финансирование. Мы оцениваем стоимость всего проекта в 4-4,5 миллиарда долларов. В 90-е годы потратили бы меньше, потому что были меньше зарплаты. А сейчас за те деньги специалисты не будут работать. Но из названных четырех миллиардов нужно вычесть уже сделанное - самолет Ан-225 "Мрия" создан по программе "Буран". Если деньги появятся, то испытательный полет можно провести через шесть лет. Пока мы создали консорциум, куда вошли многие заинтересованные предприятия и четыре института РАН. Обратились и к руководству Украины, чтобы в консорциум смогло войти ОКБ Антонова.
- Как относятся к проекту в Роскосмосе?
- Федеральным космическим агентством проводился конкурс проектов по созданию многоразовых кораблей второго поколения. В конкурсе принимали участие РКК "Энергия" с проектом "Клипер", ГКНПЦ имени Хруничева с проектом ТКС и наш МАКС. После двух этапов конкурса было принято решение, что ни одна система не выиграла, и конкурс признали несостоявшимся. А деньги, выделенные на создание многоразовой системы, пока заморозили.
- Мы ждем, что какое-то решение принято все же будет. Дело еще в том, что за те 15 лет, что космическая отрасль в России с трудом выживала и слабо финансировалась, чиновники стали с опасением воспринимать новое: мол, и так все есть, все работает.
Современные средства:
u "Шаттл" - американский многоразовый корабль - поднимает килограмм груза за 10 - 20 тыс. долларов (при проектировке закладывалось 3 - 4 тысячи).
u "Союз" - одноразовый советский (российский) корабль - 10 - 20 тыс. долларов.
u "Протон" - одноразовый носитель - 2 тыс. долларов (только беспилотные спутники).
Средства второго поколения:
u МАКС - 1 - 2 тыс. долларов.
u "Клипер" - около 3 тыс. долларов.
Средства будущего:
u Космоплан - гигантский космосамолет с ракетными двигателями - 150 - 200 долларов.
u Гиперзвуковой одноступенчатый космосамолет - 100 - 200 долларов.
u Космический лифт - трос длиною в 100 000 километров, натянутый от поверхности Земли в космос, по которому движется электрическая платформа, - от 1 - 2 до 15 - 20 долларов.
На кнопке вызова: "Орбита"
Космический лифт
Самый радикальный способ удешевить взлет на орбиту - вообще не лететь, а ехать. Построить подъемник в космос предлагал еще Циолковский. А космический тросовый лифт придумал в 1960-м году Юрий Арцутанов, аспирант Ленинградского технологического института.
Сейчас есть две модели лифта: трос из углеродных нанотрубок длиной 100 000, закрепленный одним концом на поверхности Земли, а другим - протянутый в космос за счет центробежной силы вращения нашей планеты. По тросу движутся электроплатформы, получая энергию от наземного лазера. Второй вариант - закольцевать трос, как фуникулер (похоже на лыжный подъемник). Здесь платформы закреплены на тросе, а сам он движется за счет центробежной силы. Сроки создания - середина ХХI века.
Космоплан (МТВКА)
Гигантский многоразовый космосамолет, разработанный в Институте прикладной механики Российской академии наук. 6 двигателей от "Бурана", уникальная футуристическая конструкция "летающего крыла-фюзеляжа". По проекту позволит вывести на орбиту от 10 до 40 тонн груза по себестоимости в 150 долларов за килограмм. За час способен доставить из Москвы в Нью-Йорк 600 пассажиров.
Юрий Яновский, директор Института прикладной механики: "К сожалению, после смерти Ивана Филипповича лоббировать финансирование космоплана стало некому. Хотя у нас довольно много проработано, особенно в конструкции корпуса".
Гиперзвуковые системы
Альберт Латыпов, ведущий научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики СО РАН (Новосибирск): "Прямоточные сверхзвуковые двигатели (в отличие от ракетных) используют кислород воздуха для сжигания горючего. Причем горение должно идти на очень больших скоростях - в несколько раз больше скорости сверхзвукового истребителя. В мире проведено больше 1000 испытаний таких двигателей. Но пока успеха не добились ни мы, ни американцы. Нам кажется, что сейчас мы нашли решение этой проблемы. Однако необходимы новые эксперименты. А финансирования по этой теме нет".
Дороги в пустоте
В Институте космических исследований разрабатывают транспортные магистрали космоса.
На околоземной орбите летают два космических аппарата, связанных между собой тросом из кевлара длиной в 100 - 200 километров. Вся связка вращается, как лопасть вертолета, и в один прекрасный момент с конца выбрасывает груз весом в несколько тонн. Груз вылетает, как из пращи, и удаляется от Земли. Где-то в промежутке между Землей и Луной он стыкуется с другой пращей. Та забрасывает его груз еще дальше - к Луне. Эту систему придумали в Институте космических исследований РАН.
- Ключевой момент в системе - состыковать с тросом космический аппарат,- говорит Галина Веселова, старший научный сотрудник ИКИ РАН. - Потому что вся система вращается и меняет свое положение. И эту задачу мы как раз решаем. Игорь Михайлович Сидоров, наш руководитель, разработал совершенно новый алгоритм такой стыковки. Он испытан в ИКИ на строительной платформе, подвешенной на канате и спускающейся на мишень. При этом получили очень хорошую точность. Также испытали при стыковке подводного аппарата к площадке с произвольной ориентацией.
Понятно, что для того, чтобы "стрелять" космическим кораблем из пращи, нужно сначала вывести его на орбиту. Но эта орбита может быть низкой, а выводить на нее можно будет ракетами нового поколения или космосамолетами. Вся система удешевляет, допустим, лунную программу раз в 500 (оценка ИКИ) по сравнению с традиционными ракетными двигателями. Только грузопоток должен идти в обе стороны - от Земли к Луне и обратно: мы им, например, еду. А селениты нам, соответственно, - гелий-3 для термоядерных станций.
- В следующем году мы предпологаем сотрудничать с Роскосмосом: будем разрабатывать варианты транспортной трассы от Земли до Луны. Но такая схема переброски грузов может работать и в марсианском проекте, и на других межпланетных трассах. Конечно, будут первоначальные затраты на строительство, точно так же как при строительстве обычных железных дорог.