22 мая 2012 года имеет все основания претендовать на то, чтобы стать памятной датой в истории космонавтики. Ибо в этот день после нескольких неудачных попыток американской компании «Спейс-экс» (Space Exploration Technologies или SpaceX) впервые удалось вывести в околоземное пространство частный космический корабль «Дрэгон» (Dragon, «Дракон»), пристыковавшийся затем к Международной космической станции (МКС).

Коллаж Андрея Седых

Запуск «Дрэгона» был выполнен с помощью ракеты-носителя «Фэлкон-9» (Falcon-9, в переводе с английского – «Сокол»). Она стартовала с космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида) в 3.44 по времени восточного побережья США (11.44 мск). До этого момента «Дрэгону» не очень везло. Первоначально полет первого коммерческого корабля к МКС планировался еще на 7 февраля, однако его пришлось неоднократно переносить – потребовались дополнительные испытания программного обеспечения, отвечавшего за стыковку со станцией.

Затем была названа новая дата – 19 мая. Но буквально за секунду до старта система управления выдала команду на аварийное выключение двигателя из-за повышенного давления в одном из баков нижней ступени ракеты-носителя. Несколько часов спустя специалисты «Спейс-экс» установили, что проблема возникла из-за неисправного клапана, который тут же был заменен. В итоге событие, которого с нетерпением ждали в американской космической отрасли, состоялось лишь 22 мая. Через 10 минут после запуска «Дрэгон» отделился от второй ступени «Фэлкона-9» и вышел на околоземную орбиту. Через минуту раскрылись панели солнечных батарей и «Дрэгон» погнался вдогонку за МКС.

О «Драконе», «Соколе» и компании

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) попыталось найти замену американским шаттлам, поставленным на прикол, и российским «Союзам» – на последних в настоящее время осуществляется транспортное обеспечение функционирования МКС. В целях экономии собственных средств ведомство заключило со «Спейс-экс» в августе 2006 года контракт на сумму 1,6 миллиарда долларов, предусматривавший разработку и создание надежного транспортного средства для доставки людей и грузов на Международную космическую станцию и низкую околоземную орбиту. Предполагается, что этой суммы должно хватить на 12 рейсов рассчитанного на многократное использование «Дрэгона» к МКС в течение четырех лет.

Космический корабль «Дрэгон» со спускаемым аппаратом проектировался с 2004 года. Стартовая масса корабля – шесть тонн, масса полезной нагрузки – до трех тонн. На Землю он может возвращать до 2,5 тонны полезной нагрузки. Герметичный объем «Дрэгона» – 10 кубических метров, негерметичный – 14. Многоразовая спускаемая капсула в перспективе может брать на борт до семи человек. Пока что «Дрэгон» – единственный в мире грузовой корабль, способный возвращаться на Землю.

Система стыковки «Дрэгона» включает в себя систему сближения и стандартный американский стыковочный узел с переходным квадратным люком. Стыковка с МКС обеспечивается путем подхвата корабля роботизированным манипулятором.

В настоящее время максимальная длительность автономного полета «Дрэгона» – семь суток, в составе МКС – 30. К моменту начала пилотируемых полетов планируется довести последний показатель до 210 суток.

«Дрэгон» совершает уже второй полет в космос. В декабре 2010-го «Спейс-экс» провела успешный испытательный запуск корабля в околоземное пространство, но без стыковки с МКС. Тогда он успешно продемонстрировал вход в атмосферу и посадку.

В сфере работ над ракетами-носителями первым детищем «Спейс-экс» была РН «Фэлкон-1» – двухступенчатая ракета, в первой ступени которой использовался один двигатель типа «Мерлин». Как отмечают эксперты, «Фэлкон-1» проектировался с максимальным использованием существовавших к тому времени заделов: двигатель первой ступени создавался на базе наработок компании «Рокетдайн», технические решения – гладкостенные штампованные баки с наддувом и приварными ребрами жесткости – основывались на разработках компании «Локхид Мартин». Общие компоновочные решения, а также принцип работы системы управления, по признанию сотрудников «Спейс-экс», в определенной степени были построены на примере «убитой» Роскосмосом ракеты-носителя «Космос-3М».

Специалисты «Спейс-экс» первоначально попытались экономить – в период проектирования «Фэлкона-1» была принята схема работы с опорой исключительно на компьютерное моделирование с минимальным объемом натурных испытаний. Поэтому достаточно много ракет-носителей при запусках (все они стартовали с атолла Кваджалейн) «пошли за бугор». Первый пуск РН датируется 24 апреля 2006 года. Первый удачный – 28 сентября 2008-го – выполнялся без полезной нагрузки, поскольку потенциальных заказчиков напугали предыдущие провалы. Успешный коммерческий полет «Фэлкона-1» впервые состоялся 14 июля 2009-го. На орбиту был выведен малайзийский образовательный микроспутник «РазакСАТ».

Затем появился «Фэлкон-5» с пятью двигателями «Мерлин» на первой ступени. Стартовая масса ракеты – 155 тонн, масса выводимой на низкую околоземную орбиту полезной нагрузки – четыре тонны. Но в дальнейшем проект закрыли из-за отсутствия спроса в указанной нише полезных нагрузок.

Ракета-носитель «Фэлкон-9» – двухступенчатая, жидкостная. Компоненты ракетного топлива – керосин и сжиженный кислород. Разработана на базе РН «Фэлкон-5» путем увеличения числа двигателей «Мерлин» на первой ступени до девяти и наращивания длины топливных баков. Стартовая масса ракеты – 387 тонн, масса полезной нагрузки при выводе на низкую околоземную орбиту – 9,8 тонны, на геопереходную – 4,45 тонны. Длина «Фэлкона-9» – 48 метров, диаметр – 3,66 метра.

При создании ракеты в «Спейс-экс» выполнили широкую программу наземных апробаций и отработки основных систем, что позволило избежать неудачных запусков. Для этого компания приобрела и ввела в строй ранее заброшенный стенд для огневых испытаний в городе Мак-Крегоре, построила вибростенды на сборочном предприятии. До 22 мая были выполнены два успешных пуска – в июне 2010-го (с массогабаритным макетом «Дрэгона») и в декабре того же года.

«Спейс-экс» намерена запускать ракеты-носители «Фэлкон-9» с капсулой «Дрэгон» с базы ВВС США «Ванденберг» в штате Калифорния (стартовый комплекс SLC-4E), с космодрома НАСА на мысе Канаверал (стартовый комплекс SLC-40), а также со стартовой площадки на острове Омелек (авиабаза имени Рональда Рейгана, атолл Кваджалейн) в Тихом океане.

Разработчикам «Фэлкона» пока не удалось реализовать задекларированную частичную многоразовость первой ступени – из-за недостаточной прочности она не выдерживает удара о водную поверхность, теряя при этом герметичность.

Компания «Спейс-экс» основана в 2002 году с целью прорыва на международный рынок коммерческих запусков. Бизнес-концепция фирмы предусматривает максимальное снижение накладных расходов и в итоге – окончательной цены оказываемых услуг за счет минимизации штата сотрудников, отсутствия непрофильных активов, максимального упрощения и удешевления ракет-носителей и космических аппаратов благодаря использованию готовых технических решений, отвергнутых крупными космическими корпорациями из-за их дешевизны и как следствие низкой финансовой выгоды. Если в начале работы у «Спейс-экс» из-за проблем с «Фэлконом-1» не все шло гладко с деньгами, к настоящему времени компания имеет контракты на коммерческие запуски 40 спутников на общую сумму четыре миллиарда долларов.

Программа полета и ее реализация

«Спейс-экс» планировала, что после вывода на низкую околоземную орбиту «Дрэгон» совершит облет МКС на расстоянии 3,2 километра. В ходе этой операции предполагалось проверить работу систем беспилотника. Затем космический аппарат должен был совершить сближение со станцией. Экипажу МКС предстояло с помощью манипулятора осуществить ее захват и стыковку с модулем «Хармони» американского сегмента МКС со стороны, обращенной к Земле.

Подробнее: «Военно-промышленный курьер»

«Военно-промышленный курьер»