Космическая система «Спейс шаттл» выполнена по двухступенчатой схеме с параллельным расположением ступеней: первая – твердотопливные ускорители, вторая – корабль с подвесным топливным баком. Правильнее было бы назвать ее полутораступенчатой, так как «челнок» одновременно является и второй ступенью носителя, и полезным грузом, выводимым на орбиту. Но это уже детали.
При старте включаются двигатели обеих ступеней. На высоте около 40 километров твердотопливные ускорители отделяются от топливного бака и на парашютах опускаются на поверхность Атлантического океана. Затем их вылавливают и на специализированных судах доставляют на ремонтно-восстановительную базу, где происходит их подготовка к повторному применению. Эти ускорители могут использоваться до 20 раз.
Как я уже сказал, второй ступенью является сам корабль с внешним топливным баком. Маршевые двигатели «шаттла» используют топливо – жидкий кислород и водород – из топливного бака, который сбрасывается по завершению полетной программы. Довыведение осуществляется двумя двигателями маневрирования корабля, которые обеспечивают также коррекцию орбиты, сближение с другими космическими аппаратами и торможение при сходе с орбиты. При возвращении на Землю корабль совершает планирующий спуск с самолетной посадкой на специально приспособленную для этого полосу.
Стартовая масса ракетно-космической системы составляет более 2 тысяч тонн, в том числе более 100 тонн приходится на сам «челнок». Максимальный полезный груз, который может быть выведен на орбиту высотой 185 километров, составляет 29,5 тонны. А с орбиты на Землю «шаттл» может возвратить космические аппараты массой до 14,5 тонны. Поверхность орбитального корабля покрыта тепловой защитой, выдерживающей температуру до 1260 °C в течение ста полетов с незначительным ремонтом. Но все эти цифры расчетные. На практике редкий «шаттл» смог выдержать такие нагрузки столь длительное время.
Экипаж корабля включает в себя командира, пилота и до пяти пассажиров, которые не заняты управлением корабля, а проводят работы с полезной нагрузкой или научные эксперименты. Итого семь человек. Правда, это не все возможности «шаттлов». Пару раз на его борту находились по восемь человек. Условия пребывания космонавтов на борту кораблей многоразового использования весьма комфортны и существенно отличаются от того, что предоставляют российские «Союзы». Продолжительность одиночного полета «шаттлов», при их соответствующем оснащении, может составлять до 30 суток. Хотя на практике больше чем на 17 суток эти корабли на орбиту не отправлялись.
На разработку системы «Спейс шаттл» и наземных средств обеспечения ее эксплуатации, проведение всевозможных испытаний и подготовку экипажей ушло девять лет. Хотя первоначально американцы рассчитывали сделать это несколько быстрее. Обошлось все это ни много, ни мало в 16,6 миллиарда долларов в ценах 1979 года. Если пересчитать в сопоставимых ценах на сегодняшний день, эта цифра возрастет как минимум в два раза.
Эксплуатация ракетно-космической системы «Спейс шаттл» была начата в 1981 году полетом «Колумбии» с космонавтами Джоном Янгом и Робертом Криппеном на борту. Их миссия продолжалась 54,5 часа и завершилась успешным приземлением на Базе ВВС США «Эдвардс» в штате Калифорния.
Вообще-то первый полет планировалось совершить на два года раньше. Но слишком велик был риск срыва всей программы работ, поэтому специалисты НАСА много раз переносили дату первого старта, подстраховывая себя на случай возможной неудачи. В конце концов, «шаттл» взлетел. В качестве даты для первого старта американцы выбрали 12 апреля – день, когда в 1961 году в космос отправился первый в мире космонавт Юрий Алексеевич Гагарин.
Сделано это было совсем не случайно. Тем самым американцы подсластили горькую пилюлю для себя и подпортили настроение нам. Если читатели имеют возможность познакомиться с публикациями американской прессы последних лет, особенно апреля 2001 года, то несложно заметить, что большинство изданий США события 1961 и 1981 годов делают сопоставимыми по своей значимости. Причем сначала довольно много пишут о полете «Колумбии», ну а потом уж мимоходом вспоминают полет Гагарина. А спустя годы, учитывая возможности и нахрапистость американской прессы, о наших достижениях совсем могут позабыть.
В 1981–1982 годах состоялось еще три испытательных полета «шаттлов». Лишь пятая экспедиция на орбиту в ноябре 1982 года была признана эксплуатационной. «Челнок» вступил в строй. С его помощью на околоземную орбиту и на траекторию полета к другим планетам были выведены десятки космических аппаратов. Проведены тысячи всевозможных научных экспериментов.
Интерес представляют одиннадцатый, четырнадцатый и двадцатый по счету полеты «шаттлов». Во время четырнадцатого были сняты с орбиты и возвращены на Землю для ремонта два телекоммуникационных спутника, которые оказались на нерасчетных орбитах во время одного из предыдущих полетов. Спустя некоторое время их вновь отправили в космос.
А в одиннадцатом и двадцатом полетах экипажи «шаттлов» провели ремонт прямо в космосе. В первом случае удалось реанимировать научно-исследовательский космический аппарат для изучения активности Солнца SMM, а во втором – восстановить работоспособность военного спутника связи «Лисат-3».
Еще более впечатляющим событием стал ремонт и обслуживание в космосе орбитального телескопа «Хаббл». Эту операцию проводили в несколько этапов. Сначала на аппарате заменили два блока гироскопов системы наведения, две панели солнечных батарей, установили новую широкоугольную камеру и два магнитометра. Затем вновь меняли гироскопы и устанавливали новое дополнительное оборудование. Наконец, в 2009 году состоялась еще одна миссия к «Хабблу». Еще несколько лет телескоп будет работать в космосе. Ну а потом его сведут с орбиты и утопят в Тихом океане. По расчетам, к этому моменту в космосе начнет работать сменщик – телескоп «Уэбб».
Но своей основной задачи – заменить прочие одноразовые ракеты-носители «шаттл» так и не выполнил. К моменту написания книги (декабрь 2010 года) в США состоялись 132 полета кораблей многоразового использования. Два из них – в январе 1986 года и в феврале 2003 года – закончились катастрофами и гибелью кораблей и их экипажей.
Однако, «шаттлы» отживают свое. Состояться еще не более трех полетов, после чего челноки «уйдут» в музеи. Им на смену должны прийти новые корабли, разработка которых еще только ведется.
А какие надежды в свое время возлагали на корабли многоразового использования! Какие грандиозные планы родились в умах инженеров НАСА!
Система «Спейс шаттл» задумывалась как всеобъемлющая замена всего и вся, что было сделано в американской космонавтике к 1970-м годам. На ее основе в будущем предполагалось создавать корабли, которые должны были отправиться к другим планетам. Сколь непродуманны были эти планы, сегодня хорошо известно. Ну а тогда рассуждали иначе и иначе строили стратегию освоения космического пространства.
По расчетам американских специалистов, для удовлетворения всех насущных потребностей космической программы, как существовавших в то время, так и перспективных, требовалось иметь флот из четырех «челноков». При этом они должны были летать 55–60 раз в год. По сути дела, каждый новый полет должен был начинаться тогда, когда предыдущий «челнок» (или два) еще не возвратился с орбиты.
