Кто был создателем 1 пилотируемого космического корабля. Первый полет «Союз МС»: полвека эволюции

Стал первым космическим кораблем программы Восток, нацеленной на пилотируемые полеты. Перед пилотируемым полетом по программе было запущено несколько автоматических аппаратов в период с мая 1960 по март 1961 года. Первый запуск состоялся 15 мая 1960 года, это корабль даже не был возвращаемым. Он был успешно запущен, но на 64-м витке возникли неполадки в системе управления и корабль перешел на высокую орбиту. Затем последовали два неудачных, один частично неудачный и один удачный пуски. Два последних запуска показали полную работоспособность и корабля, и ракеты-носителя, что открыло путь в космос человеку. Аппарат поднялся в воздух 12 апреля 1961 года с космодрома Байконур, на его борту находился первый в мире космонавт Юрий Гагарин . Первый полет человека в космос оказался и самым коротким. Гагарин сделал всего один оборот вокруг Земли за 108 минут. Перицентр орбиты находился на высоте всего 169 километров, апоцентр - 327 километров. Приземление произошло не в спускаемой капсуле, а на парашюте, отстреливаемом на высоте 7 километров. При этом, в отличие от более современных аппаратов программы Восток, аппарат не имел запасного двигателя для коррекции спуска в атмосфере. Вместо него у Гагарина был запас продовольствия на 10 дней в случае падения в незапланированном месте.

Также стоит отметить, что при первом полете не было морских судов, обеспечивающих космическую связь, так что она осуществлялась только с территории СССР. Тем не менее, у в штатном Гагарина не было возможности управления полетом. Все должно было происходить автоматически или по командам с наземных пунктов управления - если они были в зоне связи. Такое решение было принято из-за неизвестного влияния условий невесомости на человека. Чтобы включить ручное управление в случае экстренных обстоятельств, нужно было ввести код.

11 апреля ракета-носитель Восток-К с укрепленным аппаратом была перевезена в горизонтальном состоянии к пусковой площадке, где была обследована Королевым на предмет неполадок. После его утверждения ракета была приведена в вертикальное положение. В 10 утра Гагарин и Титов , запасной космонавт, получили окончательный план полета, который должен был начаться в 9:07 на следующий день. Выбор времени старта был обусловлен условиями спуска. Во время начала маневрирования для спуска аппарат должен был пролетать над Африкой с наилучшей ориентацией его солнечных датчиков. Высокая точность при маневре была необходима для попадания в запланированную точку посадки.

Подъем в день полета был назначен на 5:30 утра. После завтрака они облачились в скафандры и приехали к месту запуска. В 7:10 Гагарин уже был в космическом корабле и в течение двух часов до запуска общался с центром управления по радио, в центре же было доступно его изображение с бортовой камеры. Люк корабля был задраен через 40 минут после посадки Гагарина в корабль, но была обнаружена негерметичность, так что пришлось его открыть и задраить заново.

Запуск произошел в 09:07. Через 119 секунд после запуска внешние дополнительные двигатели ракеты-носителя израсходовали все топливо и были отделены. Через 156 секунд была сброшена защитная оболочка, через 300 - основная ступень ракеты носителя, однако разгонный блок продолжал выведение. Через три минуты после начала полета аппарат уже начал выходить из зоны связи с Байконуром. Лишь через 25 минут после начала полета было установлено, что аппарат вышел на расчетную орбиту. На самом деле Восток-1 вышел на орбиту через 676 секунд после запуска, за десять секунд до этого отработали двигатели разгонного блока.

В 09:31 Восток вышел из зоны связи со станцией в Хабаровске в диапазоне очень высоких частот и перешел на режим высоких. В 09:51 включилась система определения ориентации, необходимая для правильной выдачи импульса на спуск. Основной системой при этом была основанная на солнечных датчиках. В случае ее выхода из строя можно было переключиться на ручной режим управления и использовать примерное визуальное наведение. У каждой из систем имелся свой набор сопел двигательных установок и по 10 килограмм топлива. В 09:53 Гагарин узнает от станции в Хабаровске, что вышел на расчетную орбиту. В 10:00, когда Восток пролетал над Магеллановым проливом, новость о полете была передана по радио.

В 10:25 корабль был автоматически приведен в ориентацию, необходимую для спуска. Запуск двигателей произошел на расстоянии около 8000 километров от желаемой точки посадки. Импульс длился 42 секунды. Через десять секунд после завершения маневра от спускаемого модуля должен был отделиться служебный, но он оказался связанным со спускаемым сетью проводов. Однако благодаря вибрациям при прохождении плотных слоев атмосферы служебный модуль все отделился над Египтом и аппарат был приведен в правильную ориентацию.

В 09:55 на высоте 7 километров открылся люк аппарата и Гагарин катапультировался. Сам аппарат также спускался на парашюте раскрывшемся за 2.5 километра до Земли. Парашют Гагарина раскрылся практически сразу после катапультирования. При приземлении Гагарин промахнулся всего на 280 километров.

«Первый космический корабль стартует с Земли со скоростью 0,68 с...» Так начинается текст задачи в учебнике по физике для учеников 11 класса, призванной способствовать закреплению в их сознании основных положений релятивистской механики. Итак: «Первый космический корабль стартует с поверхности земли со скоростью 0,68 c. Второй аппарат начинает движение с первого в том же направлении со скоростью V2 = 0,86 с. Необходимо вычислить скорость второго судна относительно планеты Земля».

Желающие проверить свои знания могут потренироваться в решении этой задачи. Можно также вместе со школьниками принять участие в решении теста: «Первый космический корабль стартует с поверхности земли со скоростью 0,7 с. (с — обозначение скорости света). Второй аппарат начинает движение с первого в том же направлении. Его скорость - 0,8 с. Следует вычислить скорость второго судна относительно планеты Земля».

У тех, кто считает себя сведущим в этом вопросе, имеется возможность сделать выбор - предлагаются четыре варианта ответов: 1) 0; 2) 0,2 с; 3) 0,96 с; 4) 1,54 с.

Важной дидактической целью авторы данного урока выдвигают ознакомление учащихся с физическим и философским смыслом постулатов Эйнштейна, сущностью и свойствами релятивистского понятия времени и пространства и т.д. Воспитательной целью урока является выработка у юношей и девушек диалектико-материалистического мировоззрения.

Но читатели статьи, знакомые с историей отечественных космических полетов, согласятся с тем, что задачи, в условиях которых упоминается выражение «первый космический корабль», способны сыграть более значительную воспитательную роль. При желании учителем с использованием этих задач могли бы быть раскрыты как познавательный, так и патриотический аспекты вопроса.

Первый космический корабль в космосе, успехи отечественной космической науки вообще - что об этом известно?

О значении космических исследований

Космическими исследованиями были внесены в науку ценнейшие данные, которые позволили постичь суть новых явлений природы и поставить их на службу людям. Используя искусственные спутники, ученые смогли определить точную форму планеты Земля, при помощи изучения орбиты стало возможным проследить за районами магнитных аномалий в Сибири. С применением ракет и спутников смогли открыть и исследовать радиационные пояса вокруг Земли. С их помощью стало возможным решение многих других сложных проблем.

Первый космический корабль, посетивший Луну

Луна - небесное тело, с которым связаны наиболее эффектные и впечатляющие успехи космической науки.

Полет к Луне впервые в истории был осуществлен 2 января 1959 автоматической станцией «Луна-1». Первый запуск искусственного был значительным прорывом в сфере освоения космического пространства. Но главная цель проекта не была достигнута. Она заключалась в осуществлении перелета с Земли на Луну. Запуск спутника позволил получить ценную научную и практическую информацию, касающуюся полетов к другим космическим телам. В ходе осуществления полета «Луны-1» была развита (впервые!) вторая Кроме того, стало возможным получение данных о радиационном поясе земного шара, добыты другие ценные сведения. Мировая печать присвоила космическому аппарату «Луна-1» имя «Мечта».

АМС «Луна-2» повторяла предшественницу практически полностью. Используемые приборы и оборудование позволяли вести наблюдение за межпланетным пространством, а также корректировать сведения, полученные "Луной-1". Запуск (12 сентября 1959) также осуществлялся с использованием РН 8К72.

14 сентября «Луна-2» достигла поверхности природного спутника Земли. Был совершен первый в истории полет с нашей планеты на Луну. На борту АМС содержались три символических вымпела, на которых стояла надпись: «СССР, сентябрь 1959». В середину был помещен металлический шар, который при ударе о поверхность небесного тела разлетался на десятки мелких вымпелов.

Задачи, поставленные перед автоматической станцией:

• достижение поверхности Луны;
• развитие второй космической скорости;
• преодоление тяготения планеты Земля;
• доставка на лунную поверхность вымпелов «СССР».

Все они были выполнены.

«Восток»

Это был самый первый космический корабль в мире из всех, выведенных на орбиту Земли. Академиком М. К. Тихонравовым под руководством знаменитого конструктора С. П. Королева разработки проводились в течение долгих лет, начиная с весны 1957 г. В апреле 1958-го стали известны приблизительные параметры будущего корабля, а также и его общие показатели. Предполагалось, что первый космический корабль будет иметь вес около 5 тонн и что при входе в атмосферу ему потребуется дополнительная теплозащита весом около 1,5. Кроме того, было предусмотрено катапультирование пилота.

Создание экспериментального аппарата закончилось в апреле 1960-го. Летом были начаты его испытания.

Первый космический корабль «Восток» (фото его ниже) состоял из двух элементов: приборного отсека и спускаемого аппарата, соединенных между собой.

Судно было оснащено ручным и автоматическим управлением, ориентацией на Солнце и Землю. Кроме того, имелись приземление, терморегулировка и электропитание. Борт был рассчитан на полет одного пилота в скафандре. В судне имелось два иллюминатора.

Первый космический корабль отправился в космос в 1961-м, 12 апреля. Сейчас эта дата празднуется как День космонавтики. В этот день Ю.А. Гагарин вывел на орбиту первое в мире космическое судно. Им был произведен оборот вокруг Земли.

Главной задачей, которую выполнял первый космический корабль с человеком на борту, было исследование самочувствия и работоспособности космонавта за пределами нашей планеты. Успешным полетом Гагарина: нашего соотечественника, первого человека, увидевшего Землю из космоса - развитие науки было выведено на новую ступень.

Настоящий полёт в бессмертие

«Первый космический корабль с человеком на борту был выведен на орбиту Земли 12 апреля 1961 года. Первым пилотом-космонавтом корабля-спутника "Восток" стал гражданин СССР, летчик, майор Гагарин Ю. А.»

Слова из памятного сообщения ТАСС навсегда остались в истории, на одной из наиболее знаменательных и ярких ее страниц. По истечении десятилетий полеты в космос превратятся в обычное, будничное явление, но полет, совершенный человеком из небольшого городка в России - Гжатска - навсегда остался в сознании многих поколений как великий человеческий подвиг.

Космическая гонка

Между Советским Союзом и США в те годы шло негласное соревнование за право играть ведущую роль в деле завоевания космоса. Лидером соревнования был Советский Союз. У США недоставало мощных ракет-носителей.

Советской же астронавтикой уже была проверена их работа в январе 1960 г. в ходе испытаний в районе Тихого океана. Всеми крупными газетами мира публиковалась информация, что в СССР скоро будет запущен человек в космос, что, безусловно, оставит США позади. Все люди мира ждали первого полета человека с огромным нетерпением.

В апреле 1961-го человек впервые взглянул на Землю из космоса. «Восток» устремился навстречу Солнцу, вся планета следила за этим полетом у радиоприемников. Мир был потрясен и взволнован, все неотрывно наблюдали за ходом величайшего в истории человечества эксперимента.

Минуты, которые потрясли мир

«Человек в космосе!» Этим известием была прервана на полуслове работа радио и телеграфных агентств. «Советами запущен человек! Юрий Гагарин в космосе!»

«Востоку» на то, чтобы облететь планету, понадобились всего 108 минут. И эти минуты не только свидетельствовали о скорости полета космического борта. Это были первые минуты новой космической эры, именно поэтому ими так был потрясен мир.

Гонка между двумя сверхдержавами за звание победителя в борьбе за освоение космоса завершилась победой СССР. В мае США по баллистической траектории также запустили человека в космос. И все же начало выхода человека за пределы атмосферы Земли было положено советскими людьми. Первый космический корабль «Восток» с космонавтом на борту был послан именно Страной Советов. Этот факт явился предметом необычайной гордости советских людей. Причем полет длился дольше, проходил гораздо выше, шел по значительно более сложной траектории. Кроме того, первый космический корабль Гагарина (фото представляет его внешний вид) нельзя сравнить с капсулой, в которой совершил полет американский пилот.

Утро эры космоса

Эти 108 минут изменили жизнь Юрия Гагарина, нашей страны и всего мира навсегда. После того как вышел корабль с человеком на борту, это событие люди Земли стали считать утром космической эры. На планете не было человека, который пользовался бы такой огромной любовью не только своих сограждан, но и людей всего мира, вне зависимости от национальной принадлежности, политических и религиозных убеждений. Его подвиг явился олицетворением всего лучшего, созданного человеческим разумом.

«Посол мира»

Облетев Землю на корабле «Восток», Юрий Гагарин отправился в путешествие по странам мира. Всем хотелось увидеть и услышать первого в мире космонавта. Его одинаково радушно принимали премьер-министры и президенты, великие князья и короли. А также Гагарина радостно встречали шахтеры и докеры, военные и ученые, студенты великих университетов мира и старейшины заброшенных селений в Африке. Первый космонавт был одинаково прост, дружелюбен и приветлив со всеми. Это был настоящий «посол мира», признанный народами.

«Один большой и прекрасный человеческий дом»

Дипломатическая миссия Гагарина была для страны очень важной. Никто бы не смог настолько успешно, как это сделал первый побывавший в космосе человек, завязать узелки дружбы между людьми и народами, соединить мысли и сердца. Он обладал незабываемой, обворожительной улыбкой, удивительной доброжелательностью, которые объединяли людей разных стран, различных убеждений. Необыкновенно убедительными были его страстные, идущие от всего сердца выступления, призывающие к миру во всем мире.

«Я видел, как красива Земля, - говорил Гагарин. - Из космоса неразличимы границы государств. Наша планета выглядит из космоса как один большой и прекрасный человеческий дом. Все честные люди Земли ответственны за порядок и мир в своем доме». Ему безгранично верили.

Невиданный взлет страны

На рассвете того незабываемого дня он был знаком ограниченному кругу людей. В полдень его имя узнала вся планета. К нему потянулись миллионы, его полюбили за доброту, молодость, красоту. Для человечества он стал предвестником будущего, разведчиком, вернувшимся из опасного поиска, открывшим новые пути к познанию.

В глазах многих он олицетворял свою страну, был представителем народа, в свое время внесшего огромный вклад в победу над фашистами, а теперь первым поднявшегося в космос. Имя Гагарина, которому было присвоено звание Героя Советского Союза, стало символом невиданного взлета страны к новым высотам социального и экономического прогресса.

Начальный этап исследования космоса

Еще до совершения знаменитого полета, когда первый космический корабль с человеком на борту был запущен в космос, Гагарин задумывался о том, какое значение для людей имеет освоение космоса, для чего нужны могучие корабли и ракеты. Зачем монтируются телескопы и рассчитываются орбиты? Для чего взлетают спутники и поднимаются антенны радиостанций? Он очень хорошо понимал насущную необходимость и важность этих дел и стремился внести свою лепту в начальный этап исследования человеком космоса.

Первый космический корабль «Восток»: задачи

Основными научными задачами, которые стояли перед кораблем «Восток», были следующие. Во-первых, изучение воздействия условий полёта на орбите на состояние организма человека и его работоспособность. Во-вторых, проверка принципов построения космических кораблей.

История создания

В 1957 г. С.П. Королёвым в рамках научного ОКБ был организован специальный отдел № 9. В нем предусматривалось проведение работ по созданию искусственных спутников нашей планеты. Отдел возглавлялся соратником Королёва М.К. Тихонравым. Также здесь исследовались вопросы создания спутника, пилотируемого человеком на борту. В качестве ракеты-носителя рассматривалась королёвская Р-7. По расчётам, ракета с третьей степенью защиты была в состоянии вывести пятитонный груз на низкую околоземную орбиту.

В расчетах на ранней стадии разработки принимали участие математики Академии наук. Было сделано предупреждение, что десятикратная перегрузка может привести к баллистическому спуску с орбиты.

В отделе исследовались условия осуществления этой задачи. Пришлось отказаться от рассмотрения крылатых вариантов. Как наиболее приемлемый способ возвращения человека изучались возможности его катапультирования и дальнейшего спуска на парашюте. Отдельного спасения спускаемого аппарата при этом не предусматривалось.

В ходе проводимых медицинских исследований было доказано, что наиболее приемлемой для человеческого организма является сферическая форма спускаемого аппарата, позволяющая выдерживать значительные нагрузки без серьёзных последствий для здоровья космонавта. Именно сферическая форма была выбрана для производства спускаемого аппарата пилотируемого судна.

Первым был отправлен корабль «Восток-1К». Это был автоматический полёт, который состоялся в мае 1960 г. Позднее создали и отработали модификацию «Восток-3КА», которая была полностью готова к проведению пилотируемых полётов.

Кроме одного неудавшегося полета, закончившегося аварией ракеты-носителя на самом старте, программой был предусмотрен запуск шести беспилотных аппаратов и шести пилотируемых космических кораблей.

Программой осуществлены:

• проведение полета человека в космос - первый космический корабль «Восток 1» (фото представляет изображение судна);
• полёт длительностью в сутки: «Восток-2»;
• проведение групповых полётов: «Восток-3» и «Восток-4»;
• участие в космическом полёте первой женщины-космонавта: «Восток-6».

«Восток»: характеристики и устройство корабля

Характеристики:

• вес - 4,73 т;
• длина - 4,4 м;
• диаметр - 2,43 м.

Устройство:

• сферический спускаемый аппарат 2,3 м);
• орбитальный и конический приборные отсеки (2,27 т, 2,43 м) - предусмотрено их механическое соединение между собой при помощи пиротехнических замков и металлических лент.

Оснащение

Автоматическое и ручное управление, автоматическая ориентация на Солнце и ручная ориентация на Землю.

Жизнеобеспечение (предусмотрено на протяжении 10 суток поддержание внутренней атмосферы, соответствующей параметрам атмосферы Земли).

Командно-логическое управление, электропитание, терморегулирование, приземление.

Для работы человека

С целью обеспечения работы человека в космосе борт был оснащен следующей аппаратурой:

• автономные и радиотелеметрические устройства, необходимые для осуществления контроля состояния космонавта;
• устройства для радиотелефонной связи с наземными станциями;
• командная радиолиния;
• программно-временные устройства;
• телевизионная система для наблюдения за пилотом с Земли;
• радиосистема для осуществления контроля орбиты и пеленгации судна;
• тормозная двигательная установка и другие.

Устройство спускаемого аппарата

В спускаемом аппарате было два иллюминатора. Один из них располагался на входном люке, немного выше головы пилота, другой, со специальной системой ориентации, размещался в полу у его ног. Одетый в располагался в катапультируемом кресле. Предусматривалось, что после проведения торможения спускаемого аппарата на высоте 7 км космонавт должен катапультироваться и на парашюте совершить приземление. Кроме того, имелась возможность приземления пилота внутри самого аппарата. В спускаемом аппарате имелся парашют, но не было предусмотрено оснащение средствами для мягкой посадки. Это грозило находящемуся в нём человеку серьёзными ушибами при приземлении.

Если бы отказали автоматические системы, космонавт мог бы использовать ручное управление.

В кораблях «Восток» не было приспособлений для полётов человека на Луну. В них был недопустимым полёт людей без специальной подготовки.

Кто пилотировал корабли «Восток»?

Ю. А. Гагарин: первый космический корабль «Восток - 1». Фото внизу представляет изображение макета судна. Г. С. Титов: «Восток-2», А. Г. Николаев: «Восток-3», П.Р. Попович: «Восток-4», В. Ф. Быковский: «Восток-5», В. В. Терешкова: «Восток-6».

Заключение

108 минутами, в течение которых «Восток» совершил оборот вокруг Земли, была навсегда изменена жизнь планеты. Памятью об этих минутах дорожат не только историки. Живущими поколениями и нашими далекими потомками будут с уважением перечитываться документы, повествующие о рождении новой эры. Эры, которая открыла людям путь в бескрайние просторы Вселенной.

Насколько бы далеко ни продвинулось человечество в своем развитии, оно всегда будет помнить об этом удивительном дне, когда человек впервые оказался один на один с космосом. Люди всегда будут помнить бессмертное имя славного пионера космоса, которым стал обыкновенный русский человек - Юрий Гагарин. Все сегодняшние и завтрашние достижения космической науки можно считать шагами по его следу, результатом одержанной им победы - первой и самой главной.

Вторая мировая война, помимо того, что принесла огромное количество бесчисленных жертв и разрушений, привела к научно-промышленной и технологической революции. Послевоенный передел мира требовал от главных конкурентов - СССР и США - разрабатывать новые технологии, развивать науку и производство. Уже в 50-х годах человечество вышло в космос: 4 октября 1957 года первый с лаконичным названием «Спутник-1» облетел планету, возвестив начало новой эпохи. Через четыре года первого космонавта на орбиту доставила ракета-носитель «Восток»: Юрий Гагарин стал покорителем космоса.

Предыстория

Вторая мировая, вопреки чаяниям миллионов людей, миром не закончилась. Началось противостояние Западного (во главе с США) и Восточного (СССР) блоков - сначала за доминирование в Европе, а затем во всем мире. Разразилась так называемая «холодная война», в любой момент грозившая перерасти в горячую стадию.

С созданием атомного оружия встал вопрос о наиболее быстрых способах его доставки на огромные расстояния. Советский Союз и США сделали ставку на разработку ядерных ракет, способных в считанные минуты нанести удар по противнику, находящемуся на другом краю Земли. Однако параллельно стороны вынашивали амбициозные планы освоения ближнего космоса. В результате была создана ракета «Восток», Гагарин Юрий Алексеевич стал первым космонавтом, а СССР захватила лидерство в ракетной сфере.

Битва за космос

В середине 1950-х в США была создана баллистическая ракета «Атлас», а в СССР - Р-7 (будущий «Восток»). Ракета создавалась с большим запасом по мощности и грузоподъемности, что позволяло ее использовать не только для разрушения, но и в созидательных целях. Не секрет, что ведущий конструктор ракетной программы Сергей Павлович Королев был приверженцем идей Циолковского и мечтал о покорении и освоении космоса. Возможности Р-7 позволяли отправлять спутники и даже пилотируемые аппараты за пределы планеты.

Именно благодаря баллистическим Р-7 и «Атлас» человечество смогло впервые побороть земное притяжение. При этом отечественная ракета, способная доставлять к цели 5-тонный груз, обладала большими резервами по совершенствованию, нежели американская. Это, в совокупности с географическим расположением обоих государств, определило различные пути создания первых пилотируемых (ПКК) «Меркурий» и «Восток». Ракета-носитель в СССР получила такое же название, как и ПКК.

История создания

Разработка корабля началась в ОКБ С. П. Королева (ныне РКК «Энергия») осенью 1958 года. Чтобы выиграть время и «утереть нос» США, в СССР пошли по кратчайшему пути. На этапе конструирования рассматривались различные схемы кораблей: от крылатой модели, позволявшей совершать посадку в заданном районе и чуть ли не на аэродромах, до баллистической - в форме сферы. Создание крылатой ракеты с высокой грузоподъемностью было сопряжено с большим объемом научных исследований, по сравнению со сферической формой.

За основу была взята недавно сконструированная для доставки ядерных боеголовок межконтинентальная ракета (МР) Р-7. После ее модернизации и родился «Восток»: ракета носитель и одноименный пилотируемый аппарат. Особенностью корабля «Восток» стала раздельная система посадки спускаемого аппарата и космонавта после его катапультирования. Данная система предназначалась для аварийного покидания корабля на активном участке полета. Это гарантировало сохранение жизни, независимо от того, куда осуществлялась посадка - на твердую поверхность или акваторию.

Конструкция ракеты-носителя

Для выведения корабля-спутника на орбиту вокруг Земли на базе МР Р-7 была разработана первая ракета «Восток» для гражданских целей. Ее летно-конструкторские испытания в беспилотном варианте начались 5 мая 1960 года, а уже 12 апреля 1961 года впервые состоялся полет человека в космос - гражданина СССР Ю. А. Гагарина.

Была задействована трехступенчатая конструкционная схема с использованием на всех ступенях жидкого топлива (керосин + жидкий кислород). Первые две ступени состояли из 5 блоков: одного центрального (максимальный диаметр 2,95 м; длина 28,75 м) и четырех боковых (диаметр 2,68 м; длина 19,8 м). Третья соединялась стержнем с центральным блоком. Также по бокам каждой ступени стояли рулевые камеры для маневрирования. В головной части монтировался ПКК (в дальнейшем - искусственные спутники), прикрытый обтекателем. Боковые блоки оборудованы хвостовыми рулями.

Технические характеристики носителя «Восток»

Ракета имела максимальный диаметр 10,3 метра при длине 38,36 метра. Стартовая масса системы достигала 290 тонн. Расчетная масса полезного груза почти втрое превышала американский аналог и равнялась 4,73 тонны.

Тяговые усилия разгонных блоков в пустоте:

• центральный - 941 кН;
• боковые - по 1 МН;
• 3-я ступень - 54,5 кН.

Конструкция ПКК

Пилотируемая ракета «Восток» (Гагарин в качестве пилота) состояла из спускаемого аппарата в виде сферы наружным диаметром 2,4 метра и отделяемого приборно-агрегатного отсека. Теплозащитное покрытие спускаемого аппарата имело толщину от 30 до 180 мм. В корпусе предусмотрены входной, парашютный и технологический люки. В спускаемом аппарате находились системы электропитания, терморегулирования, управления, жизнеобеспечения и ориентации, а также ручка управления, средства связи, пеленгации и телеметрии, пульт космонавта.

В приборно-агрегатном отсеке располагались системы управления и ориентации движения, энергопитания, УКВ-радиосвязи, телеметрии, программно-временное устройство. На поверхности ПКК размещались 16 баллонов с азотом для использования системой ориентации и кислородом для дыхания, холодные навесные радиаторы с жалюзи, датчики Солнца и двигатели ориентации. Для схода с орбиты предназначалась тормозная двигательная установка, созданная под руководством А. М. Исаева.

Обитаемый модуль состоит из:

• корпуса;
• тормозного двигателя;
• катапультируемого кресла;
• 16 газовых баллонов системы жизнеобеспечения и ориентации;
• теплозащиты;
• приборного отсека;
• входного, технологического и служебных люков;
• контейнера с пищей;
• комплекса антенн (ленточных, общей радиосвязи, системы командной радиосвязи);
• кожуха электроразъемов;
• стяжной ленты;
• системы зажигания;
• блока электронной аппаратуры;
• иллюминатора;
• телевизионной камеры.

Проект «Меркурий»

Вскоре после успешных полетов в американских СМИ вовсю рекламировалось создание пилотируемого космического корабля «Меркурий», даже называлась дата его первого полета. В этих условиях крайне важно было выиграть время, чтобы выйти победителем в космической гонке и одновременно продемонстрировать миру превосходство той или иной политической системы. В итоге запуск ракеты «Восток» с человеком на борту спутал амбициозные планы конкурентов.

Разработка «Меркурия» началась в компании «Мак Доннел Дуглас» в 1958 году. 25 апреля 1961 года состоялся первый запуск беспилотного аппарата по суборбитальной траектории, а 5 мая - первый пилотируемый полет астронавта А. Шепарда - тоже по суборбитальной траектории продолжительностью 15 минут. Только 20 февраля 1962 года, спустя десять месяцев после полета Гагарина, состоялся первый орбитальный полет (3 витка продолжительностью около 5 часов) астронавта на корабле «Френдшир-7». Для использовалась ракета-носитель «Редстоун», а орбитальных - «Атлас-Д». К тому времени в активе СССР был суточный полет в космос Г. С. Титова на корабле «Восток-2».

Характеристики обитаемых модулей

Космический корабль	«Восток»	«Меркурий»
Ракета-носитель	«Восток»	«Атлас-Д»
Длина без учета антенн, м
Максимальный диаметр, м
Герметичный объем, м 3
Свободный объем, м 3
Стартовая масса, т
Масса спускаемого аппарата, т
Перигей (высота орбиты), км
Апогей (высота орбиты), км
Наклонение орбиты
Дата полета
Продолжительность полета, мин

«Восток» - ракета в будущее

Кроме пяти испытательных запусков кораблей этого типа, было совершено шесть пилотируемых полетов. В дальнейшем на базе «Востока» создали корабли серии «Восход» в трех- и двухместном вариантах, а также спутники-фоторазведчики «Зенит».

Советский Союз первым запустил в космос и космический корабль с человеком на борту. Поначалу мир принял слова «спутник» и «космонавт», но со временем за рубежом их вытеснили англоязычные «сателлит» и «астронавт».

Вывод

Космическая ракета «Восток» позволила открыть для человечества новую реальность - оторваться от земли и дотянуться до звезд. Несмотря на неоднократные попытки принизить значение полета первого в мире космонавта Юрия Алексеевича Гагарина 1961 года, это событие никогда не померкнет, поскольку является одной из ярчайших вех всей истории цивилизации.

100 лет назад отцы — основатели космонавтики вряд ли могли себе представить, что космические корабли будут выбрасывать на свалку после одного-единственного полета. Неудивительно, что первые проекты кораблей виделись многоразовыми и зачастую крылатыми. Долгое время - до самого начала пилотируемых полетов - они конкурировали на чертежных досках конструкторов с одноразовыми «Востоками» и «Меркуриями». Увы, большинство многоразовых кораблей так и остались проектами, а единственная система многократного применения, принятая в эксплуатацию (Space Shuttle), оказалась страшно дорогой и далеко не самой надежной. Почему так получилось?

Ракетостроение имеет в своей основе два источника - авиацию и артиллерию. Авиационное начало требовало многоразовости и крылатости, тогда как артиллерийское было склонно к одноразовому применению «ракетного снаряда». Боевые ракеты, из которых выросла практическая космонавтика, были, естественно, одноразовыми.

Когда дело дошло до практики, конструкторы столкнулись с целым комплексом проблем высокоскоростного полета, в числе которых - чрезвычайно высокие механические и тепловые нагрузки. Путем теоретических исследований, а также проб и ошибок инженеры смогли подобрать оптимальную форму боевой части и эффективные теплозащитные материалы. И когда на повестку дня встал вопрос о разработке реальных космических кораблей, проектанты оказались перед выбором концепции: строить космический «самолет» или аппарат капсульного типа, похожий на головную часть межконтинентальной баллистической ракеты? Поскольку космическая гонка шла в бешеном темпе, было выбрано наиболее простое решение - ведь в вопросах аэродинамики и конструкции капсула куда проще самолета.

Быстро выяснилось, что на техническом уровне тех лет сделать капсульный корабль многоразовым практически нереально. Баллистическая капсула входит в атмосферу с огромной скоростью, а ее поверхность может нагреваться до 2 500-3 000 градусов. Космический самолет, обладающий достаточно высоким аэродинамическим качеством, при спуске с орбиты испытывает почти вдвое меньшие температуры (1 300-1 600 градусов), но материалы, пригодные для его теплозащиты, в 1950-1960-е годы еще не были созданы. Единственной действенной теплозащитой была тогда заведомо одноразовая абляционная обмазка: вещество покрытия оплавлялось и испарялось с поверхности капсулы потоком набегающего газа, поглощая и унося при этом тепло, которое в противном случае вызвало бы недопустимый нагрев спускаемого аппарата.

Попытки разместить в единой капсуле все системы - двигательную установку с топливными баками, системы управления, жизнеобеспечения и энергопитания - вели к быстрому росту массы аппарата: чем больше размеры капсулы, тем больше масса теплозащитного покрытия (в качестве которой использовались, например, стеклотекстолиты, пропитанные фенольными смолами с довольно большой плотностью). Однако грузоподъемность тогдашних ракет-носителей была ограниченна. Решение было найдено в делении корабля на функциональные отсеки. «Сердце» системы обеспечения жизнедеятельности космонавта размещалось в относительно небольшой кабине-капсуле с тепловой защитой, а блоки остальных систем были вынесены в одноразовые отделяемые отсеки, естественно, не имевшие никакого теплозащитного покрытия. К такому решению конструкторов, как представляется, подталкивал и небольшой ресурс основных систем космической техники. Например, жидкостный ракетный двигатель «живет» несколько сотен секунд, а чтобы довести его ресурс до нескольких часов, нужно приложить очень большие усилия.

Предыстория многоразовых кораблей
Одним из первых технически проработанных проектов космического челнока был ракетоплан конструкции Ойгена Зенгера. В 1929 году он выбрал этот проект для докторской диссертации. По замыслу австрийского инженера, которому было всего 24 года, ракетоплан должен был выходить на околоземную орбиту, например, для обслуживания орбитальной станции, а затем возвращаться на Землю с помощью крыльев. В конце 1930-х - начале 1940-х годов в специально созданном закрытом научно-исследовательском институте он выполнил глубокую проработку ракетного самолета, известного как «антиподный бомбардировщик». К счастью, в Третьем рейхе проект реализован не был, но стал отправной точкой для многих послевоенных работ как на Западе, так и в СССР.

Так, в США, по инициативе В. Дорнбергера (руководителя программы V-2 в фашистской Германии), в начале 1950-х годов проектировался ракетный бомбардировщик Bomi, двухступенчатый вариант которого мог бы выходить на околоземную орбиту. В 1957 году американские военные начали работу над ракетопланом DynaSoar. Аппарат должен был выполнять особые миссии (инспекция спутников, разведывательно-ударные операции и др.) и в планирующем полете возвращаться на базу.

В СССР, еще до полета Юрия Гагарина, рассматривалось несколько вариантов крылатых пилотируемых аппаратов многоразового использования, таких как ВКА-23 (главный конструктор В.М. Мясищев), «136» (А.Н. Туполев), а также проект П.В. Цыбина, известный как «лапоток», разработанный по заказу С.П. Королева.

Во второй половине 1960-х годов в СССР в ОКБ А.И. Микояна, под руководством Г.Е. Лозино-Лозинского, велась работа над многоразовой авиационно-космической системой «Спираль», которая состояла из сверхзвукового самолета-разгонщика и орбитального самолета, выводимого на орбиту с помощью двухступенчатого ракетного ускорителя. Орбитальный самолет по размерности и назначению в общих чертах повторял DynaSoar, однако отличался формой и техническими деталями. Рассматривался и вариант запуска «Спирали» в космос с помощью ракеты-носителя «Союз».

Из-за недостаточного технического уровня тех лет ни один из многочисленных проектов многоразовых крылатых аппаратов 1950-1960 годов не вышел из стадии проектирования.

Первое воплощение

И все же идея многоразовости ракетно-космической техники оказалась живучей. К концу 1960-х годов в США и несколько позднее в СССР и Европе был накоплен изрядный задел в области гиперзвуковой аэродинамики, новых конструкционных и теплозащитных материалов. А теоретические исследования подкрепились экспериментами, в том числе полетами опытных летательных аппаратов, самым известным из которых был американский Х-15.

В 1969 году NASA заключило первые контракты с аэрокосмическими компаниями США на исследование облика перспективной многоразовой транспортной космической системы Space Shuttle (англ. - «космический челнок»). По прогнозам того времени, к началу 1980-х годов грузопоток «Земля-орбита-Земля» должен был составить до 800 тонн в год, и шаттлам предстояло ежегодно совершать 50- 60 полетов, доставляя на околоземную орбиту космические аппараты различного назначения, а также экипажи и грузы для орбитальных станций. Ожидалось, что стоимость выведения грузов на орбиту не превысит 1 000 долларов за килограмм. При этом от космического челнока требовалось умение возвращать с орбиты достаточно большие нагрузки, например дорогие многотонные спутники для ремонта на Земле. Надо отметить, что задача возврата грузов с орбиты в некоторых отношениях сложнее вывода их в космос. Например, на кораблях «Союз» космонавты, возвращаясь с Международной космической станции, могут взять менее сотни килограммов багажа.

В мае 1970 года, после анализа полученных предложений, NASA выбрало систему с двумя крылатыми ступенями и выдало контракты на дальнейшую проработку проекта фирмам North American Rockwell и McDonnel Douglas. При стартовой массе около 1 500 тонн она должна была выводить на низкую орбиту от 9 до 20 тонн полезного груза. Обе ступени предполагалось оснащать связками кислородно-водородных двигателей тягой по 180 тонн каждый. Однако в январе 1971 года требования были пересмотрены - выводимая масса выросла до 29,5 тонны, а стартовая- до 2 265 тонн. По расчетам, пуск системы стоил не более 5 миллионов долларов, но вот разработка оценивалась в 10 миллиардов долларов - больше, чем был готов выделить конгресс США (не будем забывать, что США вели в то время войну в Индокитае).

Перед NASA и фирмами-разработчиками встала задача - снизить стоимость проекта по крайней мере вдвое. В рамках полностью многоразовой концепции этого добиться не удалось: слишком сложно было разработать теплозащиту ступеней с объемистыми криогенными баками. Возникла идея сделать баки внешними, одноразовыми. Затем отказались и от крылатой первой ступени в пользу повторно используемых стартовых твердотопливных ускорителей. Конфигурация системы приобрела знакомый всем вид, а ее стоимость, около 5 миллиардов долларов, укладывалась в заданные пределы. Правда, затраты на запуск при этом выросли до 12 миллионов долларов, но это считалось вполне приемлемым. Как горько пошутил один из разработчиков, «челнок спроектировали бухгалтеры, а не инженеры».

Полномасштабная разработка Space Shuttle, порученная фирме North American Rockwell (позднее Rockwell International), началась в 1972 году. К моменту ввода системы в эксплуатацию (а первый полет «Колумбии» состоялся 12 апреля 1981 года - ровно через 20 лет после Гагарина) это был во всех отношениях технологический шедевр. Вот только затраты на его разработку превысили 12 миллиардов долларов. На сегодня стоимость одного пуска достигает и вовсе фантастических 500 миллионов долларов! Как же так? Ведь многоразовое в принципе должно быть дешевле одноразового (по крайней мере, в пересчете на один полет)?

Во-первых, не оправдались прогнозы по объемам грузопотока - он оказался на порядок меньше ожидавшегося. Во-вторых, компромисс между инженерами и финансистами не пошел на пользу эффективности челнока: стоимость ремонтно-восстановительных работ для ряда агрегатов и систем достигла половины стоимости их производства! Особенно дорого обходилось обслуживание уникальной керамической теплозащиты. Наконец, отказ от крылатой первой ступени привел к тому, что для повторного использования твердотопливных ускорителей пришлось организовывать дорогостоящие поисково-спасательные операции.

Кроме того, шаттл мог работать только в пилотируемом режиме, что существенно удорожало каждую миссию. Кабина с астронавтами не отделяется от корабля, из-за чего на некоторых участках полета любая серьезная авария чревата катастрофой с гибелью экипажа и потерей челнока. Это случилось уже дважды - с «Челленджером» (28 января 1986 года) и «Колумбией» (1 февраля 2003 года). Последняя катастрофа изменила отношение к программе Space Shuttle: после 2010 года «челноки» будут выведены из эксплуатации. На смену им придут «Орионы», внешне весьма напоминающие своего дедушку - корабль «Аполлон» - и обладающие многоразовой спасаемой капсулой экипажа.

«Гермес», Франция/ЕКА, 1979-1994. Орбитальный самолет, запускаемый вертикально ракетой «Ариан-5», садящийся горизонтально с боковым маневром до 1 500 км. Стартовая масса - 700 т, орбитальная ступень - 10-20 т. Экипаж - 3-4 человека, выводимый груз - 3 т, возвращаемый - 1,5 т

Челноки нового поколения

С момента начала реализации программы Space Shuttle в мире неоднократно предпринимались попытки создания новых многоразовых кораблей. Проект «Гермес» начали разрабатывать во Франции в конце 1970-х годов, а потом продолжили в рамках Европейского космического агентства. Этот небольшой космический самолет, сильно напоминавший проект DynaSoar (и разрабатываемый в России «Клипер»), должен был выводиться на орбиту одноразовой ракетой «Ариан-5», доставляя к орбитальной станции несколько человек экипажа и до трех тонн грузов. Несмотря на достаточно консервативную конструкцию, «Гермес» оказался Европе не по силам. В 1994 году проект, на который израсходовали около 2 миллиардов долларов, был закрыт.

Куда более фантастично выглядел проект беспилотного воздушно-космического самолета с горизонтальным взлетом и посадкой HOTOL (Horizontal Take-Off and Landing), предложенный в 1984 году фирмой British Aerospace. По замыслу, этот одноступенчатый крылатый аппарат предполагалось оснастить уникальной двигательной установкой, сжижающей в полете кислород из воздуха и использующей его в качестве окислителя. Горючим служил водород. Финансирование работ со стороны государства (три миллиона фунтов стерлингов) через три года прекратилось из-за необходимости огромных затрат на демонстрацию концепции необычного двигателя. Промежуточное положение между «революционным» HOTOL и консервативным «Гермесом» занимает проект воздушно-космической системы «Зенгер» (Sanger), разработанный в середине 1980-х годов в ФРГ. Первой ступенью в нем служил гиперзвуковой самолет-разгонщик с комбинированными турбопрямоточными двигателями. После достижения 4-5 скоростей звука с его спины стартовали либо пилотируемый воздушно-космический самолет «Хорус», либо одноразовая грузовая ступень «Каргус». Однако и этот проект не вышел из «бумажной» стадии, в основном по финансовым причинам.

Американский проект NASP был представлен президентом Рейганом в 1986 году как национальная программа воздушно-космического самолета. Этот одноступенчатый аппарат, который в прессе часто называли «Восточным экспрессом», имел фантастические летные характеристики. Их обеспечивали прямоточные воздушно-реактивные двигатели со сверхзвуковым горением, которые, по утверждениям специалистов, могли работать при числах Маха от 6 до 25. Однако проект столкнулся с техническими проблемами, и в начале 1990-х годов его закрыли.

Советский «Буран» подавался в отечественной (да и в зарубежной) печати как безусловный успех. Однако, совершив единственный беспилотный полет 15 ноября 1988 года, этот корабль канул в Лету. Справедливости ради надо сказать, что «Буран» оказался не менее совершенен, чем Space Shuttle. А в отношении безопасности и универсальности применения даже превосходил заокеанского конкурента. В отличие от американцев советские специалисты не питали иллюзий по поводу экономичности многоразовой системы - расчеты показывали, что одноразовая ракета эффективнее. Но при создании «Бурана» основным был иной аспект - советский челнок разрабатывался как военно-космическая система. С окончанием «холодной войны» этот аспект отошел на второй план, чего не скажешь про экономическую целесообразность. А с ней у «Бурана» было плохо: его пуск обходился, как одновременный старт пары сотен носителей «Союз». Судьба «Бурана» была решена.

За и против

Несмотря на то что новые программы разработки многоразовых кораблей появляются как грибы после дождя, до сих пор ни одна из них не принесла успеха. Ничем окончились упомянутые выше проекты Hermes (Франция, ЕКА), HOTOL (Великобритания) и Sanger (ФРГ). «Завис» между эпохами МАКС - советско-российская многоразовая авиационно-космическая система. Потерпели неудачу и программы NASP (Национальный аэрокосмический самолет) и RLV (Многоразовая ракета-носитель) - очередные попытки США создать МТКС второго поколения на замену Space Shuttle. В чем же причина такого незавидного постоянства?

МАКС, СССР/Россия, с 1985 года. Многоразовая система с воздушным стартом, посадка горизонтальная. Взлетная масса - 620 т, вторая ступень (с топливным баком) - 275 т, орбитальный самолет - 27 т. Экипаж - 2 человека, полезная нагрузка - до 8 т. По утверждению разработчиков (НПО «Молния»), МАКС - наиболее близкий к реализации проект многоразового корабля

По сравнению с одноразовой ракетой-носителем создание «классической» многоразовой транспортной системы обходится крайне дорого. Сами по себе технические проблемы многоразовых систем решаемы, но стоимость их решения очень велика. Повышение кратности использования требует порой весьма значительного увеличения массы, что ведет к повышению стоимости. Для компенсации роста массы берутся (а зачастую изобретаются с нуля) сверхлегкие и сверхпрочные (и более дорогие) конструкционные и теплозащитные материалы, а также двигатели с уникальными параметрами. А применение многоразовых систем в области малоизученных гиперзвуковых скоростей требует значительных затрат на аэродинамические исследования.

И все же это вовсе не значит, что многоразовые системы в принципе не могут окупаться. Положение меняется при большом количестве пусков. Допустим, стоимость разработки системы составляет 10 миллиардов долларов. Тогда, при 10 полетах (без затрат на межполетное обслуживание), на один запуск будет отнесена стоимость разработки в 1 миллиард долларов, а при тысяче полетов - только 10 миллионов! Однако из-за общего сокращения «космической активности человечества» о таком числе пусков остается только мечтать… Значит, на многоразовых системах можно поставить крест? Тут не все так однозначно.

Во-первых, не исключен рост «космической активности цивилизации». Определенные надежды дает новый рынок космического туризма. Возможно, на первых порах окажутся востребованными корабли малой и средней размерности «комбинированного» типа (многоразовые версии «классических» одноразовых), такие как европейский Hermes или, что нам ближе, российский «Клипер». Они относительно просты, могут выводиться в космос обычными (в том числе, возможно, уже имеющимися) одноразовыми ракетами-носителями. Да, такая схема не сокращает затраты на доставку грузов в космос, но позволяет сократить расходы на миссию в целом (в том числе снять с промышленности бремя серийного производства кораблей). К тому же крылатые аппараты позволяют резко уменьшить перегрузки, действующие на космонавтов при спуске, что является несомненным достоинством.

Во-вторых, что особенно важно для России, применение многоразовых крылатых ступеней позволяет снять ограничения на азимут пуска и сократить затраты на зоны отчуждения, выделяемые под поля падения фрагментов ракет-носителей.

«Клипер», Россия, с 2000 года. Разрабатываемый новый космический корабль с многоразовой кабиной для доставки экипажа и грузов на околоземную орбиту и орбитальную станцию. Вертикальный запуск ракетой «Союз-2», посадка горизонтальная либо парашютная. Экипаж - 5-6 человек, стартовая масса корабля - до 13 т, посадочная масса - до 8,8 т. Ожидаемый срок первого пилотируемого орбитального полета - 2015 год

Гиперзвуковые двигатели
Наиболее перспективным типом двигательных установок для многоразовых воздушно-космических самолетов с горизонтальным взлетом некоторые специалисты считают гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ГПВРД), или, как их чаще называют, прямоточные воздушно-реактивные двигатели со сверхзвуковым горением. Схема двигателя крайне проста - у него нет ни компрессора, ни турбины. Поток воздуха сжимается поверхностью аппарата, а также в специальном воздухозаборнике. Как правило, единственной подвижной частью двигателя является насос подачи горючего.

Основная особенность ГПВРД в том, что при скоростях полета, в шесть и более раз превышающих скорость звука, поток воздуха не успевает затормозиться во впускном тракте до дозвуковой скорости, и горение должно происходить в сверхзвуковом потоке. А это представляет известные сложности - обычно топливо не успевает сгорать в таких условиях. Долгое время считалось, что единственное горючее, пригодное для ГПВРД - водород. Правда, в последнее время получены обнадеживающие результаты и с горючими типа керосинов.

Несмотря на то что гиперзвуковые двигатели исследуются с середины 1950-х годов, до сих пор не изготовлено ни одного полноразмерного летного образца: сложность расчетов газодинамических процессов при гиперзвуковых скоростях требует проведения дорогостоящих натурных летных экспериментов. Кроме того, нужны жаропрочные материалы, стойкие к окислению при больших скоростях, а также оптимизированная система топливоподачи и охлаждения ГПВРД в полете.

Существенный недостаток гиперзвуковых двигателей - они не могут работать со старта, аппарат до сверхзвуковых скоростей надо разгонять другими, например, обычными турбореактивными двигателями. И, конечно, ГПВРД работает только в атмосфере, так что для выхода на орбиту понадобится ракетный двигатель. Необходимость ставить несколько двигателей на один аппарат значительно усложняет конструкцию воздушно-космического самолета.

Многогранная многократность

Варианты конструктивной реализации многоразовых систем весьма разнообразны. При их обсуждении не стоит ограничиваться только кораблями, надо сказать и о многоразовых носителях - грузовых многоразовых транспортных космических системах (МТКС). Очевидно, что для снижения стоимости разработки МТКС надо создавать беспилотными и не перегружать их избыточными, как у шаттла, функциями. Это позволит существенно упростить и облегчить конструкцию.

С точки зрения простоты эксплуатации наиболее привлекательны одноступенчатые системы: теоретически они значительно надежнее многоступенчатых, не требуют никаких зон отчуждения (например, проект VentureStar, создававшийся в США по программе RLV в середине 1990-х годов). Но их реализация находится «на грани возможного»: для создания таковых требуется снизить относительную массу конструкции не менее чем на треть по сравнению с современными системами. Впрочем, и двухступенчатые многоразовые системы могут обладать вполне приемлемыми эксплуатационными характеристиками, если использовать крылатые первые ступени, возвращаемые к месту старта по-самолетному.

Вообще МТКС в первом приближении можно классифицировать по способам старта и посадки: горизонтальному и вертикальному. Часто думают, что системы с горизонтальным стартом имеют преимущество, поскольку не требуют сложных пусковых сооружений. Однако современные аэродромы не способны принимать аппараты массой более 600-700 тонн, и это существенно ограничивает возможности систем с горизонтальным стартом. Кроме того, трудно представить себе космическую систему, заправленную сотнями тонн криогенных компонентов топлива, среди гражданских авиалайнеров, взлетающих и садящихся на аэродром по расписанию. А если учесть требования к уровню шума, то становится очевидным, что для носителей с горизонтальным стартом все равно придется строить отдельные высококлассные аэродромы. Так что у горизонтального взлета здесь существенных преимуществ перед вертикальным стартом нет. Зато, взлетая и садясь вертикально, можно отказаться от крыльев, что существенно облегчает и удешевляет конструкцию, но вместе с тем затрудняет точный заход на посадку и ведет к росту перегрузок при спуске.

В качестве двигательных установок МТКС рассматриваются как традиционные жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), так и различные варианты и комбинации воздушно-реактивных (ВРД). Среди последних есть турбопрямоточные, которые могут разгонять аппарат «с места» до скорости, соответствующей числу Маха 3,5-4,0, прямоточные с дозвуковым горением (работают от М=1 до М=6), прямоточные со сверхзвуковым горением (от М=6 до М=15, а по оптимистичным оценкам американских ученых, даже до М=24) и ракетно-прямоточные, способные функционировать во всем диапазоне скоростей полета - от нулевых до орбитальных.

Воздушно-реактивные двигатели на порядок экономичнее ракетных (из-за отсутствия окислителя на борту аппарата), но при этом имеют и на порядок большую удельную массу, а также весьма серьезные ограничения на скорость и высоту полета. Для рационального использования ВРД требуется совершать полет при больших скоростных напорах, защищая при этом конструкцию от аэродинамических нагрузок и перегрева. То есть, экономя топливо - самую дешевую компоненту системы, - ВРД увеличивают массу конструкции, которая обходится гораздо дороже. Тем не менее ВРД, вероятно, найдут применение в относительно небольших многоразовых аппаратах горизонтального старта.

Наиболее реалистичными, то есть простыми и относительно дешевыми в разработке, пожалуй, являются два вида систем. Первый - типа уже упомянутого «Клипера», в которых принципиально новым оказался только пилотируемый крылатый многоразовый аппарат (или большая его часть). Небольшие размеры хоть и создают определенные трудности в части теплозащиты, зато уменьшают затраты на разработку. Технические проблемы для таких аппаратов практически решены. Так что «Клипер» - это шаг в правильном направлении.

Второй - системы вертикального пуска с двумя крылатыми ракетными ступенями, которые могут самостоятельно вернуться к месту старта. Особых технических проблем при их создании не ожидается, да и подходящий стартовый комплекс можно, наверное, подобрать из числа уже построенных.

Подводя итог, можно полагать, что будущее многоразовых космических систем безоблачным не будет. Им придется отстаивать право на существование в суровой борьбе с примитивными, но надежными и дешевыми одноразовыми ракетами.

Дмитрий Воронцов, Игорь Афанасьев