Крылатые корабли

Экономический кризис, начавшийся в 1971 году, нанес болезненный удар по космическим планам США. Президент Ричард Никсон поручил Томасу Пейну, возглавившему НАСА после ухода Джеймса Вебба, сократить расходы агентства до трех миллиардов долларов. Пейн упорно сопротивлялся, предложив в ответ амбициозный проект: огромный крылатый корабль должен был взлетать с обычного аэродрома и выводить грузы на межпланетные трассы. Идея не нашла поддержки, и Пейн ушел в отставку. Новый директор Джеймс Флетчер сделал главным приоритетом НАСА программу исследований Солнечной системы с помощью научных аппаратов, что выглядело логичным: прежде чем расширять свое присутствие в космосе, необходимо провести разведку и расставить приоритеты. Но именно эта программа подорвала надежду на быстрое освоение Марса: аппараты «Маринер» (Mariner) и «Викинг» (Viking) доказали, что красная планета безжизненна и условия на ней неблагоприятны для колонизации.

Тем не менее НАСА уже не могло отказаться от планов, которые озвучивались десятилетиями. Одним из выходов виделось создание долговременной орбитальной станции на околоземной орбите. Проект «Орбитальная мастерская» (Orbital Workshop) числился «сопутствующим» в программе «Сатурн – Аполлон» и разрабатывался с 1965 года под руководством Вернера фон Брауна. В процессе развития проекта конфигурация станции неоднократно менялась, но из-за сокращения бюджета НАСА она «потеряла» часть модулей. В конечном варианте под названием «Скайлэб» (Skylab, Sky Laboratory) станция включала основной блок, модуль для выхода в открытый космос, стыковочный адаптер и солнечную обсерваторию. Станция выводилась на орбиту целиком и весила при этом 75 тонн – понятно, что для ее запуска требовалась ракета «Сатурн-5». Стартовала она 14 мая 1973 года, однако в процессе отделения от носителя станция получила серьезные повреждения, и три экспедиции посещения превратились в череду непрерывных приключений.

Впрочем, астронавтам, побывавшим на «Скайлэб» (три экипажа, девять человек), удалось провести серии наблюдений за Солнцем и кометой Когоутека (565 часов), осуществить разведку земных ресурсов (99 сеансов), провести медико-биологические эксперименты (922 часа). Кроме того, астронавты изучали протекание технологических процессов в условиях невесомости: сварка, смешивание, кристаллизация, сплавление – именно в это время появляются первые публикации о том, что на базе орбитальной станции в перспективе можно развернуть промышленное производство необычных сплавов, сверхчистых кристаллов и композитных материалов. Разумеется, были установлены и рекорды по длительности пребывания в космосе: третья экспедиция (SL-4 по обозначению НАСА) находилась на орбите свыше 84 суток. В июле 1979 года давно потерявшая управление станция разрушилась и сгорела в атмосфере.

Несмотря на поломки, «Скайлэб» еще можно было эксплуатировать и после окончания третьей экспедиции посещения, однако все планы, включая создание второй орбитальной станции, пришлось свернуть ради главного проекта 1970-х годов – многоразовой аэрокосмической системы «Спейс Шаттл» (Space Shuttle).

Новые корабли появились как ответ на требование сделать космонавтику коммерчески прибыльной. Еще в октябре 1968 года НАСА обратилось к ведущим компаниям, специализирующимся на космических технологиях, с предложением изучить возможность создания носителя, который можно было бы использовать многократно. Это значительно снизило бы стоимость доставки грузов на орбиту. Практически сразу возникла концепция пилотируемого крылатого корабля, взлетающего как ракета, а приземляющегося как самолет с использованием аэродинамического торможения в атмосфере. Проведенная в 1970 году экономическая оценка показала, что, если шаттлы будут летать в космос не реже тридцати раз в год, доставляя туда не только государственные, военные, но и коммерческие грузы, они вполне могут окупиться. В 1971 году стало ясно, что 10 миллиардов долларов, которые необходимы для создания полностью многоразовой системы, правительство не выделит, поэтому конструкторам пришлось вновь перекомпоновывать проект. К марту 1972 года проект «Спейс Шаттл» обрел окончательный вид: большой орбитальный корабль с тремя маршевыми двигателями, массивный топливный бак и два стартовых твердотопливных ускорителя. Причем многократно использовались только ускорители и корабль – баком пришлось пожертвовать. Зато грузовой отсек позволял разместить в корабле полноценную лабораторию, что при достаточно продолжительном рейсе превращало шаттл в некое подобие орбитальной станции. Стоимость реализации оценили в 5,15 миллиардов долларов. На этих условиях Ричард Никсон и объявил о создании новой космической системы.

Однако экономия на всем привела к принятию стратегически ошибочных решений, которые оказались минами замедленного действия. Например, планер шаттла изготавливали из алюминиевого сплава вместо жаропрочного титана (титановый обошелся бы на 80 миллионов долларов дороже для каждого корабля). В результате в качестве тепловой защиты использовали наклеиваемую кварцевую плитку, которая требовала особого ухода, что усложнило и без того непростую процедуру подготовки корабля к полету. Именно эта плитка сыграла роковую роль в истории шаттлов.

Даже при строжайшей экономии на всем НАСА не уложилось в начальный бюджет проекта – перерасход составил 29 %. Конструирование и строительство шаттлов, изменение наземной инфраструктуры под них, обязательные летно-конструкторские испытания заняли девять лет, и в марте 1981 года первый корабль, названный «Колумбия», вывезли на старт. Существует «городская легенда», будто бы американцы специально подобрали дату первого старта новой ракетно-космической системы так, чтобы она совпала с двадцатилетним юбилеем полета Юрия Гагарина, якобы с целью затмить историческое событие и еще раз уязвить гордость конкурентов. В действительности запуск шаттла был запланирован на 10 апреля, и на мысе Канаверал к этому дню собрались приглашенные гости, но его отложили на двое суток из-за рассинхронизации бортовых компьютеров. И все же корабль полетел, и астронавты Джон Янг и Роберт Криппен, побывавшие на нем в космосе, не скрывали восторга. Их можно понять – шаттл и впрямь мог произвести впечатление: огромная двухпалубная кабина (объемом 66 м³, что в шесть раз больше объема двух жилых отсеков советского корабля «Союз»), огромный грузовой отсек (длина – 18,3 метров, внутренний диаметр – 4,6 метров; туда легко поместятся два «Союза» в полной сборке и еще останется много свободного места), щадящие перегрузки на старте (максимум 3 g) и при спуске (максимум 1,5 g)… Американцы наконец-то построили то, о чем мечтали основоположники, – достаточно просторный корабль, на котором в космос могли бы летать не только специально подготовленные астронавты, но и обычные люди.

К началу эксплуатации системы было построено четыре шаттла: «Колумбия» (Columbia, OV-102), «Челленджер» (Challenger, OV-099), «Дискавери» (Discovery, OV-103) и «Атлантис» (Atlantis, OV-104). Получалось, что в реальности каждый «шаттл» мог совершить не более пяти полетов в год, а вместе – двадцать полетов. Кроме того, начальный проект предполагал, что полезная нагрузка будет весить 2950 килограммов, но в реальности удалось добиться лишь 2500 килограммов. Для длительных космических экспериментов как некий заменитель орбитальной станции шаттл тоже не годился: у него не было солнечных батарей, а собственных ресурсов хватало только на две-три недели полета. Таким образом, в конечном виде «Спейс Шаттл» не отвечал даже проектным требованиям.

Поначалу эксплуатация аэрокосмической системы шла с хорошей отдачей. Корабли один за другим стартовали, выводя спутники на орбиту, а некоторые из старых спутников даже удалось отремонтировать с борта шаттла и вернуть им работоспособность. Но все равно программа оставалась убыточной и требовала значительных бюджетных вливаний для дальнейшего развития. Чтобы поддержать к ней интерес налогоплательщиков и заказчиков, президент Ро- нальд Рейган объявил в августе 1984 года, что простые граждане США получат возможность путешествовать в космос на шаттле, и первым таким путешественником станет учитель. Был объявлен национальный конкурс, в котором победила Криста Мак-Олифф, 37-летняя школьная преподавательница английского языка и истории из провинциального городка Конкорд. Вслед за ней планировался полет журналиста, затем – представителя деловых кругов. Вместе с другими шестью членами экипажа Мак-Олифф должна была отправиться в космос на корабле «Челленджер» – это был всего лишь двадцать пятый полет в истории шаттлов.

28 сентября 1986 года корабль стартовал с мыса Канаверал. На 59-й секунде полета из правого ускорителя начало бить пламя, огонь прожег топливный бак. На высоте 14 километров бак взорвался. Кабина шаттла поднялась еще выше, но рухнула в океан. Семеро астронавтов погибли. Причину установили почти сразу. Оказалось, что о возможности развития нештатной ситуации еще перед стартом говорили инженеры, которые создавали и обслуживали многоразовые твердотопливные ускорители. Дело было в том, что незадолго до запуска через Флориду проходил холодный фронт, ударил мороз, и специалисты не могли гарантировать надежность работы ускорителей, рассчитанных на запуск при температурах не ниже +11 ºС. Руководство решило, что риск допустим. Но природа не терпит произвола – секции ускорителей оказались слегка деформированы, что и привело к их прожигу.

Гибель «Челленджера» дорого обошлась космонавтике. Прежде всего она похоронила мечту о корабле для всех: стало ясно, что астронавтов-любителей больше не будет. Также президент Рейган своим указом запретил коммерческие запуски на шаттлах, за исключением тех, на которые были заключены договоры. НАСА пришлось озаботиться созданием баллистических ракет-носителей, и вскоре многие из них вернулись в эксплуатацию в более совершенных вариантах. Два с половиной года ушло на то, чтобы модернизировать ускорители шаттлов и всю систему, введя дополнительный контроль качества работ и безопасности. Вместо «Челленджера» был построен новый шаттл «Индевор» (Endeavour, OV-105). Но уже тогда развитие многоразовых крылатых кораблей перестало быть главной стратегической линией НАСА.

В апреле 1990 года кораблем «Дискавери» (полет STS-31) был доставлен на орбиту телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope), сделавший много удивительных открытий о Вселенной. Именно он стал полигоном для отработки многократного космического ремонта. На шаттлах были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа, что позволило заметно продлить его ресурс. Последняя экспедиция на корабле «Атлантис» состоялась в мае 2009 года.

В 1990-е годы шаттлы принимали участие в российско-американской программе «Мир – НАСА». Программа была принята, когда стало ясно, что Международная космическая станция (МКС), задуманная как проект еще в 1970-е годы, не может быть построена без участия России. В феврале 1993 года корабль «Дискавери» (полет STS-63) подошел к российской станции «Мир» на расстояние 11 метров, а уже 29 июня 1995 года корабль «Атлантис» впервые пристыковался к ней (полет STS-71). Всего было осуществлено девять стыковок шаттлов с орбитальной станцией «Мир».

В ходе эксплуатации корабли «Спейс Шаттл» неоднократно модифицировались, однако 1 февраля 2003 года безжалостный космос нанес новый удар: при возвращении на Землю корабль «Колумбия» разрушился из-за того, что была повреждена теплозащита левого крыла. Все члены экипажа погибли, включая первого космонавта Израиля – Илана Рамона.

Плитки теплозащиты отваливались от обшивки шаттлов и раньше, на это даже перестали обращать внимание, что в конечном итоге и привело к страшной катастрофе. После этого участь системы «Спейс Шаттл» была предрешена. 14 января 2004 года в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне выступил президент Джордж Буш-младший. В своей речи он провозгласил программу «Новые горизонты» (New Horizons), включающую пересмотр стратегии в пользу космических кораблей капсульного типа.