на чем в космос летают американцы в космос
Как тебе никакое, Илон Маск? Почему у США нет своего ракетного двигателя
Компания SpaceX Илона Маска подала в суд на Военно-воздушные силы США и требует отменить результаты тендера по созданию замены российскому ракетному двигателю РД-180. Почему США никак не построят свой аналог и чего добивается SpaceX?
США вот уже более 20 лет используют в своей космической программе российские ракетные двигатели РД-180, у которых нет аналогов в мире. Перейти на лучшие в мире жидкостные двигатели американцам пришлось после официального закрытия программы Space Shuttle и из-за отсутствия собственных разработок.
Разумеется, подобная ситуация не может быть вечной, и США с тех пор ведут собственные разработки аналогов. Однако пока они существуют в виде чертежей и прототипов, а правительство США всеми силами старается избавиться от зависимости и выделяет деньги на опытно-конструкторские работы и испытания.
SpaceX при этом уже получала финансовую поддержку на свои разработки грузовиков Dragon и других космических новинок. В то же время компания неожиданно проиграла тендер на создание аналога российскому РД-180. Победителем вышла компания United Launch Alliance (ULA) — совместное предприятие Lockheed Martin и Boeing. ULA обещает построить свои ракеты-носители вместе с двигателями к 2021 году, а SpaceX уверяет, что может успеть раньше. А значит, и деньги должны принадлежать ей, а не конкурентам.
Драка за двигатель
О поданном в Федеральный суд США иске SpaceX против ВВС США сообщило в четверг агентство Reuters. В иске компания отмечает, что тендер на 2,3 млрд долларов по созданию американского аналога двигателя РД-180 должен быть объявлен вновь из-за нарушения контрактных правил со стороны ВВС США.
SpaceX полагает, что состоявшийся в 2018 году тендер нечестно распределил эти 2,3 млрд долларов между компаниями-конкурентами. Так, наибольшую долю финансирования получила ULA — 967 млн долларов. Компания Blue Origin Джеффа Безоса получила 500 млн долларов, а корпорация Northrop Grumman — 791,6 млн. SpaceX же не получила ничего, хотя считает себя лидером по разработке космических технологий.
В своей жалобе компания Space Exploration Technologies Corp заявила, что были заключены контракты на три «не построенные и никогда не летавшие» ракетные системы, которые не будут готовы к полётам в установленные правительством сроки, что «нанесёт ущерб целям», намеченным в программе ВВС,
— сообщает Reuters со ссылкой на содержание иска.
Фото: www.globallookpress.com
Три победителя тендера получили финансирование на создание своих ракет с соответствующими двигателями. ULA строит тяжёлую ракету Vulcan, Northrop Grumman — ракету OmegA, Blue Origin — ракету New Glenn. SpaceX отмечает, что ВВС США нарушили контрактные условия по пяти пунктам, не предоставив компании Илона Маска возможности конкурировать с победителями конкурса. Все три компании уже заявили, что намерены участвовать в судебной тяжбе, так как иск напрямую затрагивает их коммерческие интересы.
Стоит отметить, что SpaceX и ULA — злейшие конкуренты. Как напоминает Reuters, SpaceX уже пыталась навредить деятельности ULA. В 2014 году компания Илона Маска подала в суд из-за контракта ВВС США на 36 млрд долларов на 36 ракетных запусков компанией ULA. Самое интересное было потом: до открытой драки за правительственные контракты так и не дошло, потому что ВВС в итоге сертифицировали SpaceX на пуски в интересах национальной безопасности, что тогда удовлетворило компанию.
Таким образом, на наших глазах в США разворачивается корпоративная борьба за то, кто в итоге будет официальным создателем американской замены РД-180. Компанию Маска в чём-то можно понять: за последние годы она построила космический грузовик Dragon, который успешно летал на МКС, запускала ракету-носитель Falcon и даже придумала, как возвращать её первую ступень на плавучую платформу. Конкуренты же пока такими достижениями похвастаться не могут.
На чём летают американцы?
Россия и США заключили первый контракт на поставку 101 двигателя РД-180 ещё в далёком 1997 году. С тех пор соглашение продлялось, так как американцы никак не могут сделать ничего, что могло бы сравниться с нашей разработкой. РД-180 используются в США на ракетах Atlas V, первая ступень которых в полёте отделяется и падает в океан. Наличие РД-180, которые использует ULA, до сих пор позволяет ей на равных конкурировать со SpaceX, у которой есть не такие мощные и надёжные двигатели Merlin собственной разработки.
Фото: www.globallookpress.com
На первую ступень Atlas V ставится просто один российский РД-180, тогда как более-менее схожего эффекта для своей ракеты-носителя Falcon SpaceX добивается компоновкой сразу нескольких двигателей Merlin — на «соколе» Маска стоят сразу девять маршевых двигателей Merlin 1D+, которые используют керосин в качестве топлива и жидкий кислород в качестве окислителя, как и российский двигатель.
Однако характеристики «мерлинов» далеки от того, что показывает российский космический «мотор»: тяга РД-180 в вакууме составляет 423,4 тонна-силы, а у Merlin 1D+ — всего 78 тонна-силы. Важно отметить и тот момент, что РД-180 сконструирован для многоразового использования, тогда как ULA просто топит в океане каждый новый российский двигатель вместе с первой ступенью, а SpaceX только-только изобрела способ возвращения первой ступени своей ракеты на плавучую платформу.
На что же тогда делает ставку Илон Маск? SpaceX сейчас продолжает работу над двигателем Raptor. 11 февраля 2019 года Маск сообщил в Twitter, что Raptor во время испытания впервые смог превзойти РД-180 по уровню давления в камере сгорания — оно достигло 274,2 килограмм-силы на кв. см против 261,7 кгс у РД-180.
Однако тогда «Энергомаш» напомнил, что российский двигатель сертифицирован с запасом как минимум в 10% мощности, тогда как для Raptor нынешние показатели являются, вероятно, предельными. Главное также состоит в том, что Raptor — это всё же прототип, а не реально существующий двигатель, и доводить его до ума, стабилизировать характеристики, испытывать в разных условиях и при разных нагрузках инженерам SpaceX предстоит ещё долго.
Свой аналог РД-180 создаёт и компания Blue Origin. Он получил название BE-4. Ожидается, что он будет иметь тягу в 249,5 тс, что больше, чем Merlin от SpaceX, но почти в два раза меньше, чем у РД-180.
Долгий путь
На самом деле, несмотря на все разработки, американцам предстоит проделать сложную работу. Если вернуться вновь к тому, что делает SpaceX, то нельзя не отметить ещё несколько интересных разработок. Компания уже построила целую линейку двигателей Draco, которые используются на «грузовиках» Dragon (18 двигателей) для управления и ориентации в космосе. Также Draco устанавливались на вторую ступень носителей Falcon и включались тогда, когда на первой ступени уже отработали двигатели Merlin.
Фото: www.globallookpress.com
SpaceX также построила двигатель SuperDraco, который должен использоваться в пилотируемых полётах в космос на корабле Crew Dragon. Задача двигателя — резко отстрелить и увести в сторону капсулу с астронавтами в случае возникновения нештатной ситуации. При помощи SuperDraco Илон Маск даже планировал мягко и плавно приземлять спускаемый аппарат с астронавтами в заданном районе.
Важно также и то, что все успешные и провальные разработки SpaceX — это маневренные двигатели, а вовсе не маршевые гиганты вроде РД-180. Да и с маневренными, как мы видим, есть большие проблемы. Что же касается маршевых, то ULA проводит запуски в интересах США, включая даже спутники связи и слежения, только лишь с помощью РД-180. Потому что этот двигатель надёжен и зарекомендовал себя десятилетиями.
Нынешняя ситуация с контрактами на создание американского аналога РД-180 в США печальна. Несколько компаний в буквальном смысле грызутся за контракты от правительства и мешают друг другу жить, пытаясь урвать кусок пожирнее и навредить конкуренту. Возможно, именно из-за отсутствия единой государственной программы, единого управления опытными и конструкторскими работами, а также из-за наличия «волчьих» корпоративных интересов и стремления к обогащению отдельно взятых и без того не бедных менеджеров США по-прежнему всё ещё отстают от России в технологиях космических кораблей и ракетных двигателей.
Почему американский «Союз» пока не летает?
Корпорация SpaceX после удачного пробного запуска к МКС в автоматическом режиме нового пилотируемого космического корабля Crew Dragon провела испытания спасательных двигателей спускаемого аппарата. И полностью их провалила. США не смогут в ближайшее время перестать зависеть от России в пилотируемом космосе. Что произошло?
Американская программа была окончательно завершена в 2011 году. В последний раз в небо взмыли шаттлы Discovery, Endeavour и Atlantis. После возвращения на Землю они были списаны навсегда, в программе многоразовых полётов в космосе на возвращаемых космических кораблях была поставлена точка.
После трагических катастроф шаттлов Challenger (1986 год) и Columbia (2003 год) США признали опасность таких полётов, несовершенство технологии шаттлов и неоправданную дороговизну всей программы. С тех пор американские астронавты, как и их коллеги из других стран, пользуются услугами «Роскосмоса» и российскими пилотируемыми космическими кораблями «Союз». Это положение дел, разумеется, не устраивает никого в Америке, где хотят иметь свой корабль для доставки астронавтов на МКС.
Общеизвестно, что США и СССР пошли по разным путям в разработке программ пилотируемых полётов в космос. СССР сделал ставку на одноразовые полёты, при которых на Землю возвращается лишь спускаемый аппарат с космонавтами, а всё остальное сгорает в плотных слоях атмосферы. США же решили создать серию многоразовых космических кораблей, способных вернуться целиком. И они себя не оправдали, унеся жизни 14 астронавтов в катастрофах двух шаттлов.
Оранжевое небо
20 апреля SpaceX проводила испытания двигателя Super Draco, который вмонтирован в корпус корабля Crew Dragon и в случае аварийной ситуации уводит спускаемый аппарат от ракеты. Без этого двигателя и чёткой работы системы спасения экипажа NASA не может лицензировать корабль и выдать разрешение на проведение первого запуска с людьми на борту.
Испытания проходили на мысе Канаверал во Флориде 20 апреля.
Как сообщили в NASA и SpaceX, испытания оказались неудачными. И это ещё мягко сказано. Дело в том, что двигатель при тесте его работы на стенде не отделил капсулу, а взорвался вместе с ней. Инженеры и специалисты ведут расследование произошедшего, об этом сообщает множество авторитетных американских и мировых СМИ, специализирующихся на космической тематике.
По данным профильного издания Space News, на стенде в зоне Landing Zone-1 произошла «аномалия». Источник в SpaceX сообщил изданию, что первый тест был удачен, одна дальше возникла нештатная ситуация. При этом «непорядок» был виден очень издалека: даже отдыхающие на пляжах во Флориде заметили, что в районе базы ВВС США на мысе Канаверал поднимается густой оранжевый дым.
Очевидцы, находившиеся ближе к базе, сообщили о мощном взрыве. Впоследствии в Twitter было опубликовано видео произошедшего. И судя по нему, спускаемый аппарат был уничтожен взрывом во время теста. В отсутствие каких-либо внятных комментариев от NASA и SpaceX стали появляться всевозможные гипотезы произошедшего. Специалисты и любители предполагают, что провал теста с двигателем Super Draco означает невозможность для США запускать на орбиту своих астронавтов самостоятельно по крайней мере до 2020 года или даже позже.
«Едкий дым, вздымающийся с базы ВВС на мысе Канаверал и видимый на многие километры вдоль «космического побережья», омрачил перспективы программы SpaceX по запуску экипажей и оптимизм NASA в отношении того, что зависимость России от полётов на МКС скоро закончится», — говорится в статье газеты Florida Today, которая первой сообщила о катастрофе, так как на месте находился её фотокорреспондент.
Тут надо напомнить, что первый испытательный полёт корабля Crew Dragon к МКС уже состоялся и был успешным. В марте на орбиту в капсуле корабля были отправлены манекен, увешанный датчиками, и маленький плюшевый земной шар. После полёта капсула приводнилась в океане и была возвращена SpaceX.
Тест оказался успешным, с чем компанию поздравил вице-президент США Майк Пенс. Осталось только провести испытания системы аварийного спасения экипажа, а именно — аварийного отстреливания капсулы при помощи жидкостного двигателя Super Draco. Тогда SpaceX получила бы лицензию NASA, и уже в июле США отправили бы на МКС своих астронавтов сами. Теперь же сообщается, что при испытаниях 20 апреля спускаемый аппарат Crew Dragon был уничтожен.
Россия пока недосягаема
Да, произошедшее говорит о том, что США будут оплачивать России полёты своих астронавтов к МКС, как и прежде. Удовольствие это не из дешёвых — один «билет» на российский «Союз» стоит около 83 млн долларов, а кроме этого американцы проходят в России курсы по управлению, устройству и особенностям наших «Союзов». Особенно — командиры экипажей МКС.
Вообще это космические единение космонавтов и астронавтов — пример того, как две страны, которые борются за лидерство в освоении космоса, могут работать совместно. Запускать смешанные экипажи и проводить на орбите совместные эксперименты. Но это ведь не отменяет желания США обзавестись своим кораблём.
Аварию на мысе Канаверал уже подтвердил глава NASA Джим Брайденстайн:
«NASA было уведомлено о результатах испытания SpaceX Static Fire и аномалии, которая произошла во время финального теста. Мы будем тесно сотрудничать, чтобы обеспечить безопасное развитие Commercial Crew Program (программа коммерческого запуска экипажей. — прим. Царьграда)», — написал Брайденстайн в Twitter.
Мы же отметим, что в корабле Crew Dragon осталось не так много из фантастических задумок маркетолога Илона Маска. Изначально предполагалось, что жидкостный двигатель Super Draco будет также обеспечивать пилотируемую посадку. А парашюты, на которых приземляются, например, спускаемые аппараты «Союзов», были бы в американском корабле лишь резервной системой. При этом корабль мог бы выдвигать опоры для мягкой посадки и вообще садиться «как вертолёт» в любой точке, заявлял Маск.
В итоге, конечно, не случилось. От посадки на двигателях решено было отказаться ввиду сложности лиценизрования всей системы в целом и необходимости проводить огромное количество всевозможных испытаний для отработки всех систем. Ведь на кону были бы человеческие жизни. Crew Dragon будет садиться на Землю на парашютах. И вероятнее всего — приводняться.
Как пишет CNN, неудача SapceX означает ещё большую неудачу для NASA и вообще для космического потенциала США в ближайшие годы.
«Создание Crew Dragon уже производится с опозданием, новая задержка может серьёзно осложнить задачу NASA. В США нет технологии доставки людей на орбиту с момента закрытия программы шаттлов в 2011-м. Между тем NASA платит России около 80 млн долларов за одно место, чтобы отправлять астронавтов на МКС на борту «Союзов». Это факт, который вызывает осуждение в залах Конгресса», — отмечает телеканал.
Свой космический корабль наподобие Crew Dragon строит и компания Boeing. Она также была привлечена к тендеру по созданию нового космического корабля и даже получила от NASA больше денег — 4,2 млрд долларов, тогда как SpaceX дали только 2,6 млрд. Между компаниями началось соревнование, кто построит такой корабль первым. Создаваемый Boeing корабль Starliner должен пройти первые испытания в августе 2019 года.
Наконец, нельзя не отметить, что SpaceX споткнулась о самое больное место — спасение экипажа в экстренной ситуации. И провалила этот тест, тогда как российские «Союзы» не только исправно доставляют космонавтов на МКС и обратно, но и спасают жизни в случае форс-мажора. И это уже никакие не тесты, а реальность.
11 октября 2018 года ракета-носитель «Союз-ФГ» с кораблём «Союз МС-10» стартовала с космодрома «Байконур» к МКС. Почти через две минуты полёта внезапно выключился двигатель второй ступени. Это произошло в момент отделения боковых блоков первой ступени от центрального блока. Система корабля сразу распознала неладное, сработал аварийный маяк, и корабль разделился на отсеки и выпустил парашют. Экипаж в составе космонавта «Роскосмоса» Алексея Овчинина и астронавта NASA Ника Хейга благополучно приземлился в казахстанской степи и даже не нуждался в медицинской помощи.
Этот случай обострил в США разговоры о том, что американцам нужен свой корабль. В то же время многие отметили тогда, включая самого Ника Хейга, что «Союз» — надёжнейший в мире корабль c не менее надёжной системой аварийного спасения.
Теперь американцам следует подвести итоги испытаний корабля Crew Dragon и всё-таки добиться от SpaceX ответа, насколько неудача осложнит подготовку первого пуска к МКС без российской помощи. Однако пока США придётся полагаться на Россию, чтобы не прерывать свою работу на станции. Между тем NASA, которое перед испытаниями SpaceX купило астронавтам полёты на «Союзе» до декабря 2019 года, уже приобрело «билеты» и на один старт весной 2020 года.
Три американских батута Как США побеждают Россию в космической отрасли
В июле 2011 года НАСА в последний раз самостоятельно отправило астронавтов на околоземную орбиту. После финальной миссии шаттла Atlantis с экипажем из четырех человек отправкой людей к Международной космической станции (МКС) занималась исключительно Россия. В распоряжении страны до сих пор имеются простые и надежные корабли серии «Союз», которые успешно летают в космос со времен СССР — с апреля 1967 года. Однако монополии России в качестве космического перевозчика скоро придет конец: на этот год НАСА с партнерами запланировали проведение серии ключевых испытаний аппаратов, которые сделают США безусловным лидером в пилотируемой космонавтике. Подробнее — в материале «Ленты.ру».
О возвращении программы пилотируемых полетов НАСА объявило в сентябре 2014 года. Тогда на специальной пресс-конференции глава НАСА, генерал-майор морской пехоты США в отставке Чарльз Болден назвал две компании, которые агентство выбрало для заключения многомиллиардного контракта на строительство пилотируемых многоразовых космических кораблей, предназначенных для доставки астронавтов к МКС. Победителями тендера стали SpaceX и Boeing, которые представили проекты кораблей Dragon V2 и CST-100 (от Crew Space Transportation) соответственно. Общая стоимость работ по созданию аппаратов составила 2,6 миллиарда долларов для SpaceX и 4,2 миллиарда долларов для Boeing.
«Для НАСА и нации это был непростой, но наилучший выбор. Мы получили многочисленные предложения от наших аэрокосмических компаний. Высококвалифицированные американские фирмы, единые в желании вернуть отправку человека в космос с территории США, соревновались за то, чтобы служить нации и покончить с нашей зависимостью от России. Я приветствую их инновации, тяжелый труд и патриотизм», — сказал Болден. Выбор в пользу SpaceX и Boeing он объяснил успешным сотрудничеством агентства с этими частными компаниями и уверенностью НАСА в их соответствии высоким требованиям агентства.
Главным конкурентом SpaceX и Boeing считалась компания Sierra Nevada, которая предлагала НАСА летать к МКС на глубоко модернизированной версии орбитального самолета HL-20 — корабле Dream Chaser. Причины, по которым НАСА выбрало именно SpaceX и Boeing, а также распределение между ними финансирования очевидны: агентство больше доверяет крупным и надежным партнерам и вместе с тем приветствует здоровую конкуренцию со стороны молодых и перспективных компаний. С аэрокосмическим и оборонным гигантом Lockheed Martin агентство не заключило контракт, поскольку компания уже работала над марсианским кораблем Orion. Расширять сотрудничество с Orbital ATK (тогда — Orbital Sciences) в НАСА тоже не стали, поскольку к МКС уже летали ее грузовики Cygnus.
На частном слове
Впервые за последние почти десять лет США отправили своих астронавтов из своего космопорта, на своем корабле. И впервые в мировой космонавтике люди полетели в космос на борту аппарата, который создан частной компанией.
Сколько продлится миссия? Срок до 110 суток. Херли и Бенкен, прибыв на МКС, станут полноценными членами экипажа станции. Будут работать вместе с находящимся сейчас на орбите Крисом Кэссиди, Анатолием Иванишиным и Иваном Вагнером. И если все пройдет как надо, можно не сомневаться: открывается совершенно новая космическая страница.
После того как в 2011 году американские челноки окончательно встали на прикол, зарубежные астронавты летали на орбиту только на «Союзах». Понятно, что переживали американцы, не имея возможности самостоятельно доставлять людей на МКС. Возобновление пилотируемых полетов стало для них делом чести и национальной гордости. Чтобы вернуть все на круги своя, НАСА сделало ход конем: привлекло для разработки новых кораблей частников. Контракты были заключены с SpaceX и Boeing, которые создают соответственно корабли Crew Dragon и Starliner. Но технических проблем оказалось выше крыши. Поэтому первый беспилотный полет на МКС корабль Маска совершил лишь в марте прошлого года.
Не исключено, что наши космонавты могут начать летать к МКС на американских бортах. Астронавты в этом случае продолжат по обмену летать на российских. В свое время первым россиянином, который совершил полет на шаттле «Дискавери», стал космонавт Сергей Крикалев, ныне исполнительный директор по пилотируемым космическим программам Роскосмоса. Однажды Крикалеву задали вопрос: тяжело ли ему было в том полете? Все-таки непривычная обстановка, совершенно другая техника, чужой язык. Ответ был неожиданным: «Так ведь и им было непросто!»
Владимир Бугров, бывший ведущий конструктор по пилотируемым ракетно-космическим комплексам для экспедиции на Луну и «Энергия-Буран»:
— Насколько надежным будет новый корабль? И американцы, и мы в советское время научились на Земле отрабатывать космическую технику. В полетах даже с трагическими последствиями причинами оказывались не какие-то серьезные просчеты, а именно досадные «детские болезни». Их предотвращение, к сожалению, мало зависит от количества беспилотных запусков. Решение о пилотируемом полете принимается на основании анализа всего комплекса наземной и летной отработки. Юрий Гагарин полетел после пяти беспилотных запусков, а разрешить пилотируемый полет по программе облета Луны на корабле7К-Л1 не решились после 12 (!) беспилотных запусков.