По идее, такой корабль должен состоять из двух аппаратов-модулей; один — крылатый, другой выполнен по схеме несущего корпуса. При этом модули соединены не последовательно, а параллельно — один над другим. Снизу — несущий корпус служебного модуля, «верхом» на нём — пилотируемый. Соединение осуществляется на пироболтах и может быть устранено одним нажатием кнопки.
Пилотируемый модуль используется многократно, служебный — один раз, причём его можно модифицировать под конкретно выполняемую задачу.
Вся эта система стартует с помощью ракеты-носителя типа «Зенит» или даже на самолёте. Как показывают расчёты, функционирование подобной комбинированной системы может обойтись дешевле, чем нынешние одноразовые запуски.
Новый виток интереса к подобной системе возможен в свете начавшихся испытаний системы «Байкал—Ангара», где в роли второй ступени выступает крылатая ракета, способная, по идее, возвращаться на аэродром. А если добавить к системе ещё и небольшой многоразовый челнок, может получиться вполне практичный комплекс для доставки людей на орбиту.
«КЛИПЕР» УЖЕ НА СТАПЕЛЕ. Ещё одна новинка наших дней — многоразовый корабль «Клипер», который будет действовать в составе новой системы доставки грузов на орбиту «Паром». Новый космический корабль уже обретает реальные очертания в просторном цехе ракетно-космической корпорации «Энергия».
«Уже наглядно видно, что представляет собой этот корабль, — сообщил журналистам заместитель генерального конструктора РКК „Энергия“, лётчик-космонавт и дважды Герой Советского Союза Валерий Рюмин. — Он будет существенно отличаться и от российских „Союзов“, и от американских „шаттлов“. Коллектив разработчиков под руководством заместителя генерального конструктора Николая Брюханова, использовав опыт по созданию „Союзов“ и „Бурана“, собственные оригинальные решения, добился весьма неплохих результатов».
Основные характеристики российского многоразового корабля «Клипер» таковы: длина — 7 м, масса — 14 т, экипаж — 6 человек, объём кабины — 20 куб. м. С орбиты можно возвращать 500 кг полезного груза. В космос корабль будет выводиться или новой ракетой «Онега», или (если её не успеют до вести) «Зенитом».
«Клипер» будет иметь возможность совершать при спуске манёвр и приземляться на парашютах в России (а не в Казахстане, как нынешние «Союзы»). Уникальную кабину планируется отправлять в космос много раз. При соответствующем финансировании первый испытательный полёт может уже произойти через пять лет…
Валерий Рюмин особо отметил, что в передней носовой части «Клипера» установят (как и на «Союзе») двигатели системы аварийного спасения (САС). Таким образом, обеспечивается безопасность экипажа в случае возникновения любых ЧП и на старте, и на всех участках выведения корабля в космос. «Шаттлы», к слову, не имеют такой системы, и из-за её отсутствия не удалось спастись семерым астронавтам при взрыве во время взлёта многоразового «челнока» «Челленджер».
«Клипер», который полетит не ранее 2008–2010 года, ведёт свою родословную от первых маневрирующих возвращаемых аппаратов, приводнявшихся в начале 60-х годов XX века. Сперва он выглядел как цилиндр с носовым конусом и стабилизирующей конической «юбкой» на корме — эдакий «гвоздь». Потом аэродинамики подсказали лучший вариант: конус с наплывами, которые делали нижнюю часть плоской, повышая аэродинамическое качество и перераспределяя нагрев при входе в атмосферу.
В одном из вариантов, опубликованном в 1993 году, 3,5-тонный корабль должен был запускаться «Циклоном» или проектировавшимся тогда же в «Энергии» лёгким носителем «Квант». Обводами он уже почти полностью предвосхищал возвращаемый аппарат «Клипера», только размерами поменьше (длина — 2,9 м, диаметр — 1,3 м). Однако до его строительства дело так и не дошло — обошлись более дешёвыми «Фотонами».
Нынешний «Клипер» состоит из двух отсеков — возвращаемого или спускаемого аппарата и агрегатного или орбитального отсека.
Возвращаемый аппарат массой 9,8 т представляет собою конус, составленный из трёх частей. Причём одна из боковых сторон (нижняя при посадке) наплывами выровнена под этакую «лыжу». Самый нос затуплен для лучшего гашения кинетической энергии торможения в атмосфере. Вокруг носа видны узлы крепления двигателей системы аварийного спасения, срывающих корабль с ракеты в случае аварии.
В самом аппарате два отсека. Впереди — двигательный, в котором установлены ракетные двигатели системы ориентации и управления спуском и баки с топливом для них, за ним — отсек экипажа, рассчитанного на шесть космонавтов. Причём только двое из них будут непосредственно заняты управлением «Клипером», так что остальные четверо могут быть научными работниками или даже просто космическими туристами.
Люк в задней стенке возвращаемого аппарата связывает его с агрегатным отсеком массой около 4,5 т. В нём расположены двигатели орбитального маневрирования, топливо для них, система электропитания, а также оборудование, необходимое для работы на орбите, припасы и т.д.
В случае необходимости обитаемая часть агрегатного отсека будет использоваться и как шлюзовая камера для выхода в открытый космос. Таким образом, помимо транспортных рейсов к орбитальной станции, «Клипер» сможет выполнять и самостоятельные полёты продолжительностью до 10 суток.
ГИПЕРЗВУКОВОЙ «АЯКС». Ещё об одном прорывном проекте российских учёных мир узнал в 1991 году. Используя перспективные военные технологии, руководитель СКБ «Нева» (ныне — Санкт-Петербургское научно-исследовательское предприятие гиперзвуковых систем) Владимир Фрайштадт предложил оригинальную конструкцию одноступенчатого аэрокосмического самолёта, получившую название «Аякс».
Летательный аппарат должен состоять как бы из двух вложенных один в другой корпусов. Между ними — специальный катализатор, куда поступает поток традиционного керосина или более перспективного топлива — сжиженного метана. Когда аппарат совершает гиперзвуковой полёт в атмосфере, то внешний корпус сильно нагревается из-за трения об атмосферу и под влиянием высоких температур происходит термохимическое разложение углеводородного топлива. Процесс забирает большое количество энергии и охлаждает реактор. В результате термохимического разложения топлива выделяется свободный водород. В смеси с тем же топливом он образует очень эффективное горючее для самолёта.
Кроме того, часть обтекающего аппарат воздуха поступает в магнитоплазмохимический прямоточный воздушно-реактивный двигатель. В этом двигателе находятся магнитогазодинамический (МГД) генератор и ускоритель. Генератор создаёт мощное магнитное поле, в котором тормозится набегающий поток. Затем заторможенный и предварительно ионизированный поток воздуха поступает в камеру сгорания, куда подаётся обогащённое водородом топливо (керосин или метан). Истекающие продукты сгорания попадают в сопло, дополнительно разгоняются МГД-ускорителем и, расширяясь, выбрасываются наружу.
На базе этой концепции сотрудниками Научно-исследовательского предприятия гиперзвуковых систем разработано целое семейство гиперзвуковых летательных аппаратов «Нева», предназначенных для транспортировки полезных грузов на дальние расстояния или на орбиту.
