Новый этап освоения космоса

Обычно, слово `освоение космоса` ассоциируются с огромными космодромами, работой многот ы с я ч н ы х коллективов и - многомиллионными затратами. Однако в послед нее время многое говорит о том, что в будущем этот образ может существенно измениться: к запуску аппарата в космическое пространство будут относиться приблизительно так же, как ныне - к полету дальнемагистрального самолета.

Предпосылки подобных изменений накапливались постепенно на протяжении последних 10-15 лет. Наиболее важной из них является колоссальный прогресс в области электроники, позволяющий ныне изготавливать такую легкую и компактную аппаратуру, которая была просто непредставимо в 60-е и 70-е годы - золотую эпоху космических полетов. Кроме того, новая аппаратура оказывается сравнительно дешевой, так что ее могут заказать даже небольшие и небогатые организации.

Однако прогресс в электронике пока никак не отразился на рынке космических услуг. Запуск аппаратуры в космос попрежнему осуществляется крупными ракетами-носителями. При этом цена одного килограмма полезной нагрузки оказывается довольно высокой, но главное - сильно затрудняется вывод нагрузки малой массы. В этом случае доставка аппаратуры в космос возможна только в составе коммерческой нагрузки на большой космической платформе. Помимо затруднений вследствие паразитных взаимных наводок аппаратуры, подобная схема неудобна по причине низкой оперативности: необходимо договариваться о размещении аппаратуры на выводимой платформе задолго до предполагаемого запуска.

Кроме того, во многих случаях отсутствует необходимость длительного полета по околоземной орбите - достаточно полета по баллистической траектории. В последние годы все чаще возникают задачи кратковременного подъема аппаратуры на высоты 100-400 км с целью обеспечения экстренной связи либо быстрого получения фотоснимков земной поверхности - например, при крупных авариях и катастрофах.

Все это привело к тому, что ныне во многих странах мира ведется работа по созданию простых, безопасных и дешевых систем, способных выводить небольшую полезную нагрузку (до 20 кг) в космос на высокую баллистическую траекторию или даже на низкую орбиту. Работа стимулируется рядом негосударственных фондов и ведется частными фирмами, однако, по некоторым косвенным данным видно, что эти фирмы в ряде случаев курируются крупными аэрокосмическими корпорациями, боящимися упустить многообещающий сегмент рынка.

В большинстве проектов используются сравнительно простые и дешевые ракеты на твердом топливе или с гибридным двигателем, при этом в подавляющем большинстве случаев предполагается осуществлять их запуск с аэростата.

Выбор аэростатной схемы старта ракеты является неслучайным. Поскольку основная масса воздуха сосредоточена в нижнем слое атмосферы (так, слой до 10 км содержит 75% его массы), то подъем точки старта на 10 - 20 км над землей позволяет значительно сократить аэродинамические потери. Особенно это актуально для простых твердотопливных ракет, у которых время работы двигателя составляет несколько секунд, в результате при старте с земли нижние слои атмосферы приходится проходить с большой скоростью и, соответственно, с высокими потерями.

При жестких ограничениях на стартовую массу ракет, изготавливаемых на небольших предприятиях, экономия от высотного старта получается весьма существенной.

Интерес к новому направлению в исследованиях космоса существует и в нашей стране, являющейся одной из ведущих космических держав. Проект комплекса, осуществляющего полет ракеты по баллистической траектории, разработан Русским Воздухоплавательным обществом. При этом планируется в полной мере использовать преимущества аэростатного старта.

В отличие от зарубежных проектов в данной разработке предполагается использование не газового, а теплового аэростата, обеспечивающего воздушный старт ракеты массой 200 - 300 кг с высоты 10-15 км. При этом легко решается задача возвращения аэростата на землю, значительно упрощается его хранение и эксплуатация, повышается безопасность. Опять таки в отличие от зарубежных аналогов аэростат предполагается пилотируемым, что повысит надежность работы системы и позволит после 1 старта обеспечил» высокую точность и безопасность приземления. Экипаж состоит из пилота и оператора пусковой установки.

Общая схема запуска предполагается следующей. Тепловой аэростат с ракетой и оборудованием доставляется в заданную точку автомобильным, железнодорожным либо воздушным транспортом. Там присоединяется корзина и пусковое устройство, производится наддув оболочки воздухом и его нагрев. После нагрева воздуха комплекс осуществляет старт и подъем с тем, чтобы за последующие 1-1,5 часа достигнуть границы тропосферы и стратосферы ` (10 - 12 км). На этой высоте выполняется последняя проверка систем комплекса и затем - пуск ракеты. Облегченный аэростат вначале получает значительную всплывную силу, однако пилот уменьшает нагрев воздуха, в результате чего подъем сменяется плавным спуском, который длится несколько часов.

Головная часть ракеты после совершения запланированного полета опускается на парашюте, также на парашюте опускается и стартовая ступень. Подобная схема позволяет исключить опасность для людей и наземных построек, обойтись без зон отчуждения и значительно упростить организационную сторону запуска.

Технически данный проект довольно легко осуществим. На сегодняшний день максимальная высота подъема спортивного теплового аэростата класса АХ-12 объемом 9000 - 12000 м3 составляет 16,8 км, а аэростата класса АХ-12 объемом 22000м3- 19,8км.

В качестве аэростатного носителя предполагается использование спортивного аэростата типа N-850 объемом около 25000 куб. м., способного доставить ракету в пусковом контейнере на высоту 10 - 15 км.

Ракетоноситель для баллистического полета может быть создано на базе серийной ракеты военного или гражданского назначения. На сегодняшний день наиболее подходящими для достижения поставленной задачи являются изделия тульского КБ приборостроения и вышедших из него негосударственных предприятий.

Увеличение высоты подъема за счет аэростатного старта составляет около 100%. В качестве примера можно привести расчеты для высоты подъема двухступенчатой метеорологической ракеты нового поколения ДУ95Я6, спроектированной на том же предприятии:
для старта с поверхности земли -102 км;
для старта с высоты 10 км - 210 км.

Расчеты высоты сделаны для случая, когда стрельба ведется под углом 80° к горизонту.

Оптимальным вариантом для воздушного старта представляется геофизическая ракета ДУ14Ф6 стартовой массой 70 кг, способная достичь высоты 180 км при старте с земли. Ее высокие баллистические характеристики дают возможность дальнейшего использование данной ракеты и создания на пользование данной ракеты и создания на ее базе серийного изделия. Ракета снабжена раскрывающимся в полете оперением, что дает возможность запускать ее из компактного ИД и легкого пускового контейнера.

В дальнейшем возможно создание полноценной системы для вывода легких (до 20 кг) спутников на низкие околоземные орбиты. Выбранные технические решения позволяют ожидать высокую экономическую эффективность от данного комплекса. || Юрий Щербаков || Журнал `Воздух!` №5, май 2001

О комплексе МВДВ:

Заказ экспозиции

Подписка

Карта комплекса

Итоги посещения

Впервые в Жуковском регионе- аэрография на мобильных! >>