Космопланы: новая гонка в космосе

Идея «космического самолета» — многоразового челнока, способного выполнять как военные, так и научные, и коммерческие задачи, продолжает оставаться актуальной. В перспективе эта технология при правильной реализации, позволит резко удешевить вывоз грузов на орбиту и откроет путь к дальнейшему коммерческому и военному использованию космоса.

В конце сентября в специализирующихся на оружейно-научной тематике СМИ появились сообщения о том, что, по мнению американских обозревателей, Китай разрабатывает экспериментальный легкий многоразовый пилотируемый космический корабль.

Китайский космоплан под названием «Экскурсионный день 1» якобы уже был успешно сброшен с самолёта-носителя в беспилотном режиме. По мнению США, работы над кораблем идут быстрее, чем считалось раньше. Американцы также считают, что Китай прилагает усилия по созданию аналога американского космоплана Х-37В, однако убеждены в том, что орбитальный полет состоится еще не скоро. Те же эксперты полагают, что Китай — единственная страна в мире, способная составить конкуренцию США, хотя отставание в области космических технологий составляет «по меньшей мере 15 лет».

X-37B, выбранный в качестве примера для подражания Китаем — экспериментальный орбитальный самолёт, созданный для испытания будущих технологий запуска на орбиту и спуска в атмосферу. Самолёт предназначен для функционирования на высотах от 200-750 км, способен быстро менять орбиты, маневрировать, может выполнять широкий круг задач, в том числе доставлять и возвращать небольшие грузы в космос и обратно. В настоящее время аппарат находится на орбите в своём третьем полёте, который должен завершиться 15 января 2014 года. Предыдущий полёт продолжался 468 дней и 13 часов. Подробности полётов засекречены, а официальные задачи миссий были сформулированы максимально обтекаемо. Что, впрочем, неудивительно и соответствует исторической традиции.

Пробные работы по созданию подобной концепции космического средства — возникшие после свежего технического взгляда на немецкий вундерваффе-проект «Зильберфогель» — велись в США и СССР с 1950-х годов, и никто не скрывал их, в первую очередь, военную направленность. Космический корабль многоразового использования можно было применять как средство для развертывания на орбите и регулярного технического обслуживания военных космических систем нового поколения. Кроме того, это единственный доступный при современном уровне развития технологий инструмент для решения целого ряда прикладных военных задач: инспекции, захвата или уничтожения вражеских орбитальных аппаратов, технического обслуживания собственных космических аппаратов на орбите, текущего или аварийного ремонта, дозаправки топливом, ввода в оперативное использование резервных аппаратов и ведения оперативной разведки.

В ходе поиска оптимального решения, каждая сторона разработала по несколько проектов. Американским X-20 Dyna-Soar и другим «X», Советский Союз противопоставил МТК ВП, ЛКС, их вариации и проект «Спираль», который, несмотря на прошедшие десятилетия, ничуть не выглядит устаревшим. Летом 1966 года коллектив ОКБ-155 А. И. Микояна принялся за разработку воздушно-орбитального самолета, который, благодаря особенностям заложенных конструктивных решений и выбранной схеме самолетного старта, позволял реализовать принципиально новые свойства для средств выведения военных нагрузок в космос: вывод на орбиту полезного груза, составляющего по весу 9% и более от взлетного веса системы; уменьшение стоимости вывода на орбиту одного килограмма полезного груза в 3-3,5 раза — по сравнению с ракетными комплексами на тех же компонентах топлива; вывод космических аппаратов в широком диапазоне направлений и возможность быстрого перенацеливания старта со сменой необходимого параллакса за счет самолетной дальности; эффективное маневрирование и т. д.

В ходе программы «Спираль» для отработки создания орбитального самолёта и демонстрации его реализуемости был созданы подпроекты суборбитальных аппаратов-аналогов БОР-1 (беспилотный орбитальный ракетоплан), БОР-2, БОР-3 и космических аппаратов-аналогов «ЭПОС». На базе «БОР-4» разрабатывались маневрирующие боевые блоки космического базирования, основной задачей которых была бомбардировка Америки из космоса с минимальным подлётным временем до целей (5-7 минут).

Совершивший свой первый полёт 32 года назад, «Спейс Шаттл» прежде всего, воспринимался как угроза, способная пошатнуть сложившийся баланс сил — и этап экспериментирования пришлось завершить. Космический «челнок» уже летал, мог выслеживать советские космические аппараты, изучать и уничтожать их. Даже габариты грузового отсека корабля «Спейс Шаттл» были выбраны, исходя из возможности захвата, размещения в отсеке и транспортировки на Землю пилотируемой орбитальной станции «Алмаз». В этом же грузовом отсеке можно было разместить до 30 ядерных боеголовок индивидуального наведения. Исследования, проведенные в институте прикладной механики АН СССР (Институт им. Мстислава Келдыша), показали, что «Спейс Шаттл» позволял во время маневра возврата с орбиты по традиционной трассе, проходящей с юга над Москвой и Ленинградом, сделать некоторое снижение — «нырок» — и сбросить ядерный заряд в районе этих городов.

В отличие от традиционной баллистической ракеты, траектория космоплана может быть разнообразной, что качественно усложняет оборону от такого удара. В совокупности с действиями других привлеченных средств, военное применение «Шаттла» парализовало бы систему боевого управления Советского Союза, и для скорейшего восстановления военно-космического паритета, приоритет в области создания многоразового космического комплекса был отдан проекту «Буран-Энергия», во многом похожего на «Шаттл».

Амбиции Китая в области космопланостроения очевидны. Ещё 8 сентября 2011 года китайские СМИ сообщили об успешном испытании экспериментального космолета «Дракон» с борта бомбардировщика Н-6. А с 23 по 25 сентября этого года в Пекине проходил 64-й Международный конгресс по астронавтике, участники которого смогли ознакомиться с проектами китайской космонавтики, намеченными к реализации в перспективе. Прежде всего, это космическая транспортная система многократного применения «Земля-космос-Земля». Другое направление — твердотопливная ракета-носитель с относительно низким уровнем себестоимости и высоким уровнем надежности. Как сообщил председатель правления Китайской корпорации космической науки и промышленности (КККНП) Гао Хунвэй, носитель такого рода будет более практичным выбором в ситуации, когда, к примеру, для борьбы с разразившейся природной катастрофой возникает экстренная необходимость запуска спутника наблюдения Земли. По мнению Гао Хунвэя, практика, когда спутники запускаются по первому требованию, в сжатые до нескольких дней сроки и себестоимостью до 20% ниже существующего уровня, сулит исключительные конкурентные преимущества.

Еще одно важное направление развития связано с формированием и применением «созвездий» из малых и микроспутников. Также будет вестись работа по освоению ближнего космоса. Как отметил руководитель КККНП, традиционные летательные аппараты, как космические, так и воздушные, не способны удовлетворить потребность в выполнении полетных операций в ближнем космосе, поэтому приоритетом является создание летательного аппарата, способного к долговременному пребыванию в ближнем космосе и беспилотника на солнечных батареях. И, наконец, предполагается применение достижений в области космических технологий для решения задач по созданию в городах более комфортных условий для жизни и работы.

Описанные планы освоения околоземного пространства Китаем впечатляют. Но, если принимать за истину те сугубо мирные задачи, которые якобы должны решать намеченные к производству китайские аналоги X-37B и их американские оригиналы, то непонятно, почему беспокойство американских экспертов вызывает разработка соответствующего летательного аппарата именно Китаем. Ведь создание разнообразных космопланов — массовое высокотехнологичное увлечение нашего времени. Например, в марте этого года швейцарская компания S3 (Swiss Space Systems) представила проект многоразового космоплана, который будет использоваться для запуска небольших спутников массой до 250 кг. По словам представителей S3, стоимость запуска будет на порядок ниже стоимости запусков спутников с помощью ракет-носителей. Один запуск, первый из которых состоится в 2017 году, обойдется в 8 млн. евро. Для запуска аппарата будет построен специальный аэродром недалеко от города Пайерне, на строительство которого уйдет около 40 млн. евро. Весь проект оценивается в 200 млн. евро.

Однако, намерения Швейцарии превратиться в космическую державу особенного внимания США не привлекают. Равно как и многочисленные частные проекты низкоорбитальных космопланов, такие как SpaceShipOne. Частные инвесторы и разработчики интенсивно осваивают индустрию космических грузоперевозок — 29 сентября состоялась стыковка с МКС второго частного космического грузовика Cygnus, разработанного Orbital Sciences в рамках контракта с НАСА по доставке грузов на станцию. Первой коммерческой компанией, которая доставляет грузы на орбиту МКС, стала американская SpaceX с грузовиком Dragon, который отправился к МКС 22 мая 2012 года.

Насыщенность спутниками различного назначения — геодезическими, телекоммуникационными, разведывательными и т. д. — в околоземном пространстве уже достаточно высока, и, в принципе, вполне соответствует тем задачам, которые стоят на сегодняшний день. К государственным космическим агентствам в ближайшем будущем присоединятся частные компании, способные взять на себя функцию регулярных грузоперевозок. Однако, программа разработки китайских космопланов вряд ли имеет право восприниматься исключительно как мирное средство быстрого получения информации о внезапных катастрофах природного или техногенного характера, учитывая всю эволюцию космопланов, средства в первую очередь военного, или, во всяком случае, двойного назначения. Китай регулярно демонстрирует высокие способности в копировании и переделке передовых иностранных военных разработок для собственных нужд, и военный аспект китайского космопланостроения, скорее всего, не заставит себя долго ждать. Тем более, что применение наработок «воздушного старта» космоплана возможно в самых неожиданных ситуациях.

Одно из качеств космоплана — способность при полете по баллистической траектории с высокой точностью и в очень короткое время, исчисляемое десятками минут, доставить в любую точку планеты летательный аппарат, всерьёз рассматривалась для решения главной проблемы ПВО СССР и России — уничтожение стратегических бомбардировщиков противника до их выхода на рубеж пуска крылатых ракет, т. е. на расстояниях в тысячи километров от наших границ. Сложность проблемы состоит в том, что даже в случае постоянного присутствия у границ самолетов-перехватчиков с необходимым радиусом действия, их подлетное время до целей слишком велико для осуществления своевременного перехвата.

Генеральный конструктор ОКБ «П. О. Сухого» Михаил Симонов предлагал проект уникальной авиационной системы ПВО, которая должна была нести дежурство на дальних, океанских рубежах, представляющей собой переоборудованный самолет-носитель Ан-225 «Мрия», у которой на крыле базировались бы два модифицированных перехватчика Су-27. Конструктивно система крепления Су-27 к «Мрии» должна была позволить летчикам-истребителям находиться внутри «Мрии», и занимать свои места в кабинах перехватчиков только по сигналу тревоги. При обнаружении неприятеля оба Су-27 взлетали с крыла самолета-носителя, осуществляли перехват целей и после этого вновь возвращались на крыло Ан-225, осуществляя дозаправку, перевооружение и выполняя другие необходимые операции во время отдыха летчиков-истребителей внутри «Мрии».

Этот проект не получил одобрения со стороны Главкома ПВО страны, т. к. возникло опасение, что связка Ан-225 и двух Су-27 будет слишком хорошей мишенью для средств ПВО уже противника, размещенных на подводных лодках.

Иначе к решению. этой проблемы подошел Генеральный конструктор НПО «Молния» Глеб Лозино-Лозинский. Используя опыт запусков «БОРов», он предложил забрасывать перехватчики к целям на ракетах. В этом случае отпадала необходимость постоянного дежурства перехватчиков в воздухе, подлетное время (15-20 минут) было меньше временного интервала, необходимого вражескому бомбардировщику на преодоление дистанции от собственного обнаружения до выхода на рубеж пуска крылатых ракет. Атака такого истребителя, в буквальном смысле, валящегося на голову из космоса, была бы внезапной для вражеского самолёта. После выполнения перехвата, истребитель возвращался бы на свой аэродром, при этом радиус его действия оказывался практически равным дальности полета. Более сдержанный проект предполагал использование того же принципа — но для вывода в нужный район роя интеллектуальных ракет с самонаведением.

Учитывая тенденции в развитии гиперзвукового оружия, которое позволит нескольким космопланам контролировать поверхность всей планеты, всплеск интереса к космопланам выглядит ещё более закономерным. И, к счастью, этот интерес не ограничивается территорией США и Китая. 23 апреля представители российского Фонда перспективных исследований (ФПИ) сообщили на заседании Государственной Думы о планах в 2020-х годах реализовать проект «Воздушный старт» — запуск орбитального самолета (космоплана) с борта сверхтяжелого транспортного самолета. Как следует из доклада, основное преимущество программы «Воздушный старт» — готовность ее основного элемента, сверхтяжелого транспортного самолета Ан-225 «Мрия» с размахом крыльев почти 90 м и максимальной взлетной массой в 640 тонн. Строительство «Мрии» может быть возобновлено с минимальными затратами при реализации проекта по перезапуску серийного производства самолетов Ан-124 «Руслан».

Для испытаний системы планируется использовать второй экземпляр самолета «Мрия», который остается недостроенным в Киеве. «Приобретение этого самолета в интересах Минобороны РФ уже обсуждается», — отмечают авторы доклада. Разработка космоплана и отработка технологий запуска может занять 10-15 лет от момента принятия решения создания такой системы. «Итогом станет постройка первых двух-трех космопланов во второй половине 2020-х годов и выход на коммерческие пуски к концу 2020-х годов», — отмечается в докладе. Авторы доклада отмечают, что космические челноки типа советского «Бурана» и американского Space Shuttle оказались избыточными по возможностям и чересчур дорогими в эксплуатации. «Тем не менее, сама идея «космического самолета» — многоразового челнока, способного выполнять как военные, так и научные, и коммерческие задачи, продолжает оставаться актуальной. В перспективе эта технология при правильной реализации, позволит резко удешевить вывоз грузов на орбиту и откроет путь к дальнейшему коммерческому и военному использованию космоса», — отмечается в докладе.

Олег Головачев