14 сентября 2011 года НАСА объявило о планах построить и запустить самую мощную ракету из когда-либо существовавших, способную противостоять земному притяжению. В различных формах этот взрывной гигант станет движущей силой американской космической программы в обозримом будущем.
Восставшая из пепла американской программы космических челноков, которая совершила свой последний полет в июле 2011 года, и ее мертворожденного преемника, программы Constellation, которая была отменена в феврале 2010 года,Космическая система запуска(SLS) унаследует характеристики обоих своих предшественников. Его технологическая родословная также простирается дальше вниз по генеалогическому древу, к бывшему чемпиону в супертяжелом весе, рабочей лошадке Saturn V, которая отправила американцев на Луну более 40 лет назад.
План обещает, что ракета-носитель будет состоять из одной части испытанных ракетных ноу-хау и одной части из самых современных технологий и материалов. Модульность позволит планировщикам миссий адаптировать отдельные сборки SLS к требованиям различных миссий, которые, по словам НАСА, будут варьироваться от околоземных молочных пробегов до исследования Марса и за его пределами..
Если вы думаете, что от одной системы требуется слишком много, вы не одиноки. Конгресс поручил SLS обслуживать стольких мастеров столькими способами, что просто удивительно, что от них не требуется петь, танцевать и делать замечательные вафли вдобавок. Это необычайно широкое видение в сочетании с политическими установками, лежащими в основе дизайна системы, заставило критиков задаться вопросом, может ли SLS вообще добиться успеха.
В этой статье мы заглянем под капот этого нового тяжеловоза. Мы также рассмотрим, почему некоторые считают SLS не столько фениксом, сколько индюком.
Под капотом
Предназначенная для беспилотного испытательного полета вокруг Луны в 2017 году, первая система космического запуска (SLS) будет иметь высоту 320 футов (97,5 метра) и весить 5,5 миллиона фунтов (2,5 миллиона килограммов). Три главных двигателякосмического челнока(SSME) и дватвердотопливных ракетных ускорителя(SRB), оба унаследованные от Программа космических шаттлов обеспечит стартовую тягу в 8,4 миллиона фунтов (3,8 миллиона килограммов), необходимую для приведения в движение нижней ступени ракеты, промежуточной ступени и шестиместного OrionMulti-Purpose Crew Vehicle(MPCV) в космос. Представьте себе трубу выше Статуи Свободы, весящую 24 полностью загруженных Боинга 747 и выбрасывающую мощность, эквивалентную 13 400 локомотивам, и вы начнете понимать картину.
После сборки SLS вырастет еще на 80 футов (24 метра) и перевесит весы еще на 1 миллион фунтов (450 000 килограммов). Он будет оснащен двумя дополнительными двигателями RS-25 на нижней ступени, а на новой верхней ступени будет установлен J-2X, обновленная версия ракетного двигателя, благодаря которому Saturn V вошли в историю. Этот более высокий и мощный SLS будет оснащен ракетными ускорителями, которые могут работать на твердом или жидком топливе. В общей сложности эти подъемники будут производить 1 миллион дополнительных фунтов (450 000 кг) тяги, что будет означать 130 метрических тонн (286 000 фунтов) грузоподъемности, что почти вдвое больше, чем у первого построенного SLS, и 109 процентов грузоподъемности Saturn V. Для перевозки всего этого дополнительного груза требуется дополнительное пространство в багажнике, поэтому вместо промежуточной ступени последняя модель SLS будет достаточно просторной, чтобы перевозить девять школьных автобусов.
Согласно конструкции SLS будет претерпевать изменения в компонентах и оборудовании на протяжении всего срока службы. Отчасти это связано с тем, что он был задуман как модульный, многоцелевой корабль, реконфигурируемый в соответствии с требованиями миссии, но также и потому, что Конгресс требует от НАСА изначально полагаться на поставщиков шаттлов и включать оставшиеся компоненты космических челноков, такие как многоразовые SSME и СРБ. Позже их заменят одноразовые двигатели и пятиступенчатая ракета-носитель, изначально разработанная для программы Constellation.
НАСА планирует использовать раннюю уменьшенную версию SLS для доставки грузов и астронавтов на низкую околоземную орбиту, в первую очередь для обслуживания Международной космической станции. Более поздние конфигурации могут поддерживать полеты в космос за пределами околоземной орбиты, включая полеты к поясу астероидов или Марсу.
Впечатляет? Еще бы, но как мы увидим в следующем разделе, когда дело доходит до политики и многомиллиардных космических кораблей, дьявол кроется в деталях.
Многоцелевой экипаж корабля "Орион" (MPCV)
Как и командно-служебный модуль программы «Аполлон», Orion MPCV будет служить домом, рабочим местом и космическим кораблем для его экипажа. Корабль шириной 16,5 футов (5 метров) и массой 25 тонн (22,7 метрической тонны) крупнее, универсальнее и более технологически продвинут, чем его почтенный предшественник, особенно в отношении компьютеров, электроники, жизнеобеспечения, силовой установки. и теплозащита. Его модуль экипажа - единственный компонент, который возвращается на Землю - вмещает от двух до шести астронавтов с едой и оборудованием в 316 кубических футов (8,5 л).9 куб.м) жилого объема. Это на треть больше места, чем в кабине экипажа «Аполлона». За ним служебный модуль будет подавать топливо и тягу, монтировать приборы и хранить воздух, воду и груз. Еще один вызов Apollo увенчает MPCV во время запуска: это небольшая ракета с системой прерывания запуска (LAS), готовая доставить модуль экипажа в безопасное место в чрезвычайной ситуации. LAS также защищает модуль экипажа от опасных атмосферных нагрузок и нагрева.
Система запуска Сената?
Кто-то однажды описал верблюда как лошадь, созданную комитетом. Система космического запуска - это верблюд, разработанный НАСА в соответствии со спецификациями, установленными Конгрессом, с ногами из Канога-Парка, Калифорния; увядает из Бригам-Сити, штат Юта, Хантсвилл, штат Алабама, и Титусвилл, штат Флорида; и горб и голова из Нового Орлеана.
Это создает много рабочих мест для многих избирателей, но делает ли это наилучший космический корабль?
С самого начала SLS был не только средством передвижения к звездам, но и политическим футболом. С тех пор, как в феврале 2010 года администрация Обамы объявила, что программа «Созвездие» отменена и не будет заменена в течение пяти лет, часы идут в схватке между Белым домом и Капитолийским холмом. В конечном счете, нападки Конгресса оказались слишком серьезными для администрации, и она потерпела неудачу - сначала согласившись вытащить капсулу экипажа «Ориона» из нафталина, а затем предложив вдохновленную Аресом подделку в качестве подъемника.
На этом давление не закончилось. Вместо того, чтобы просто одобрить цели агентства и финансирование, члены Конгресса пошли дальше, указывая НАСА, какой тип транспортного средства разрабатывать и даже какие детали и поставщиков использовать. Более того, их требования даже включали контракты и подрядчиков, которые должны быть сохранены без проведения торгов. Сенатор Кей Бейли Хатчисон, республиканец от Техаса и высокопоставленный член США. Сенатский комитет по торговле, науке и транспорту и сенатор Билл Нельсон, демократ из Флориды и председатель подкомитета по науке и космосу при торговом комитете, сыграли важную роль в этом процессе и в оказании давления на НАСА, чтобы оно как можно быстрее подчинилось ему. Управление полетами НАСА находится в Хьюстоне, штат Техас, а во Флориде находятся стартовые комплексы агентства.
Учитывая тяжелую руку августейшего органа в проекте, его насмешливое прозвище, Система запуска Сената, было неизбежным.
Некоторые критики охарактеризовали новую программу как план сохранения рабочих мест, одетый в скафандр. Они указывают на то, как сенатор Ричард Шелби - высокопоставленный член комитета по ассигнованиям НАСА, в родном штате Алабамы которого находится Центр космических полетов им. Маршалла, - отменил свой призыв к проведению конкурсных торгов по контрактам на твердотопливные ракетные ускорители после того, как две фирмы из Хантсвилла начали работу над конкурентоспособный дизайн SRB.
Защитники системы космического запуска утверждают, что это прочная и универсальная конструкция; более равнодушные комментаторы выразили облегчение по поводу того, что Америка сохраняет свои позиции в космической игре, и умеренный энтузиазм по поводу использования в программе существующего персонала и технологий, что, как утверждают некоторые, снизит затраты.
В ответ критики отмечают, что сохранение унаследованной рабочей силы с многолетним стажем работы и накопленными льготами на самом деле будет стоить больше, чем наем новых работников, ссылаясь на отчет консалтингового агентства Booz Allen Hamilton. В отчете также отмечается, что текущие бюджетные данные НАСА, хотя и достаточные для краткосрочного планирования, плохо предсказывают долгосрочные финансовые потребности проекта, что омрачает программу, на которую НАСА, как ожидается, потратит 18 миллиардов долларов в течение следующих шести лет.
Как мы увидим в следующем разделе, отсутствие в программе четко определенной миссии или временной шкалы только добавило боеприпасов этой стрельбе.
Большой скачок назад?
Пока еще слишком рано предсказывать окончательную судьбу системы космического запуска (SLS), но это не помешало некоторым комментаторам и политикам пророчествовать программе гибель. Они утверждают, что SLS, как и Constellation до него, будет сиять ярко и недолго, высасывая миллиарды из бюджета, прежде чем рухнет под накопившейся массой перерасхода средств, плохого планирования и безудержного политического маневрирования.
Основной аргумент для беспокойства связан с отсутствием четкого плана. В настоящее время планируется, что ранний SLS будет совершать околоземные орбитальные полеты. Более поздние миссии были неопределенно описаны как нацеливание на астероиды, миссии на Марс и исследование «дальнего космоса»; детали, однако, остаются отрывочными, и не было изложено никаких явных планов по выполнению этих разрозненных профилей миссии. Не существует и схемы того, как связать их в логическую последовательность шагов исследований и разработок.
Критики также утверждали, что спецификации дизайна остаются в таком состоянии изменения, что они ставят под угрозу график миссии. Например, требование повторного использования двигателей и ускорителей шаттлов означает, что для первоначальных миссий SLS потребуются условия, конструкции, оборудование и конструкции для запуска, подобные шаттлам, что может противоречить условиям запуска, необходимым для более поздних миссий, реализованных после того, как запасные части программы шаттла закончатся. и заменены более новыми конструкциями.
Другими словами, ранний прогресс в программе может быть не в том направлении.
Затем миссии. Хотя некоторые возражают против необходимости тратить десятки миллионов долларов на место для американских астронавтов, чтобы «поехать с русскими» на Международную космическую станцию (МКС), особенно в свете недавних проблем с запуском, SLS может быть не лучше. альтернатива. Коммерческие компании, разрабатывающие околоземные орбитальные аппараты, способные обслуживать МКС, идут полным ходом; НАСА помогает финансировать их разработку. Критики отмечают, что после активации эти корабли будут запускаться несколько раз в год, тогда как SLS, по прогнозам, будет запускаться один или два раза в год, если это так. Действительно, 13 сентября 2011 года член палаты представителей Дана Рорабахер из Калифорнии поручила НАСА оценить альтернативный план SLS, предусматривающий размещение на орбите топливного склада для поддержки коммерческих ракет.
Поскольку околоземные миссии находятся в подвешенном состоянии, это оставляет SLS для выполнения миссий на астероиды или Марс, обе перспективы имеют сомнительную долгосрочную политическую поддержку. Даже если предположить, что программа сможет пережить долгие годы и политические споры, необходимые для осуществления таких миссий, все еще остается вопрос: могла ли бы такие проекты лучше обслуживаться более целенаправленной программой - или программами?
Со слишком большим количеством поваров, непостоянной поддержкой Конгресса и администрации, а также отсутствием реальных запланированных или финансируемых миссий, сможет ли НАСА реализовать систему космического запуска? Если нет, то сможет ли американская космическая программа выдержать еще один фальстарт? Только время покажет.
На данный момент энтузиастам космоса приятно знать, что преемственность 40 с лишним лет ноу-хау в области космонавтики не будет потеряна и что Америка не полностью отказалась от своей роли в космосе.