100 рассказов о стыковке

О принципиальных трудностях обеспечения посадки при помощи реактивных двигателей уже говорилось. Однако ОСНА не просто корабль типа «Заря». Это корабль вместе с ракетой–носителем, объединенные в одно целое. Посадить на землю такого монстра задача неизмеримо более сложная. Но дело даже не в этом. Известно, что максимальная скорость ракеты зависит от скорости истечения продуктов сгорания из сопла двигателя, в свою очередь определяемого топливом, и отношением веса заправленной и пустой ракеты. Используя основополагающую формулу Циолковского и проведя не очень сложные вычисления, можно показать, что при самом эффективном химическом топливе сегодняшнего дня (кислороде и водороде) необходимо выдержать соотношение между стартовым весом и весом ракетно–космического аппарата на орбите, которое до сих пор не было достигнуто для самых совершенных ракет. Однако и это еще не все.

В проекте ОСНА к весу «сухой» ракеты с космическим кораблем надо прибавить вес дополнительной теплоизоляции, которая должна защищать корабль и ракету от перегрева при торможении в атмосфере при возвращении на Землю, а также прибавить вес дополнительного топлива, необходимого для посадки, и вес самого посадочного устройства. Даже если бы удалось преодолеть все эти проблемы, сверхлегкая конструкция, как яичная скорлупа, неизбежно развалилась бы при возвращении с орбиты при входе в атмосферу.

Все сказанное — это лишь самые крупные, видимые на глаз проблемы, а приведенный анализ — не научное исследование. Однако и он показывает, что современная РКТ далека от того, чтобы серьезно говорить об одноступенчатых космических системах. Они требуют нового поколения технологий, в первую очередь нехимического или какого?то сверххимического ракетного топлива.

Находясь в Вашингтоне в 1992 году, я познакомился с отставными американскими военными, объединившимися в ассоциацию ракетно–космических систем. Это были ярые приверженцы ОСНА. Их логика базировалась на элементарных соображениях, я бы сказал, рекламного характера: Спейс Шаттл плох с оперативной, эксплуатационной точки зрения, потому что он требует для каждого следующего полета обновленных ускорителей, нового топливного бака и очень много–много времени и средств на подготовку к следующему запуску. По сравнению с ним самолет — идеальный ЛА: после очередного полета его заправляют, выполняют сравнительно простое техобслуживание и он готов стартовать снова. Идеал, к которому можно если не стремиться, то уж хотя бы о нем мечтать. Однако для отставных генералов все это показалось сомнительным.

Дальше события с разработкой ОСНА стали развиваться еще более неожиданно. Известная фирма «МакДональд Дуглас» приступила к разработке первого летающего прототипа SSTO. Затратив «всего» несколько сот миллионов долларов, они создали ракетный ЛА под условным названием DX-10. Надо отдать должное специалистам фирмы, им удалось быстро создать летающую модель ракеты, которая умела взлетать и успешно садиться на Землю, они получили уникальный опыт по созданию таких ЛА. Беда только одна, но большая: он поднимался только на высоту нескольких километров, а разгонялся до скорости несколько метров в минуту. Злые языки язвили: эта самая низкая орбита из всех космических ЛА, его можно заносить в Книгу рекордов Гиннеса.

Дело, конечно, не в высоте, а в величине скорости, до которой можно разогнать аппараты типа DX-10. Эта скорость составила лишь долю процента от орбитальной.

Как нас учила диалектика, берущая начало с немецкого полуидеалиста, полуматериалиста Гегеля, количество переходит в качество. Разогнаться до скорости в 26 махов, чтобы вывести космический корабль на орбиту, а затем погасить ее для возвращения корабля на Землю, старым способом пока невозможно, задача не решается. Ступенчатость ракет есть в данном случае то самое новое качество, именно его предложил и теоретически обосновал К. Э. Циолковский. Космос оказался слишком высоким, чтобы достичь его одним прыжком, для этого потребовалась ступенчатая лестница. Расчеты и анализ конструкций, разработанных на основе существующих технологий и ракетных двигателей на химическом топливе, показывают, что создать подобную самолету одноступенчатую ракетно–космическую систему невозможно, оставаясь на том же уровне техники. Чтобы летать в космос, требуется либо ступенчатый разгон, либо качественный скачок в технике и технологии ракетных двигателей и сверхлегких конструкций.

Другого пути не видно. Земля (колыбель человечества, как назвал ее Циолковский) так просто не отпускает нас из своих объятий, и рвать пуповину оказалось совсем не просто.