Космическая миссия: какой корабль доставит людей на Марс

Статьи о ракетах-носителях довольно часто появляются на сайтах и страницах журналов. Обсуждается стоимость, мощность, масса выводимого груза. В то же время пилотируемым кораблям уделяется гораздо меньше внимания. В отличии от ракеты, задача которой вывести на расчетную орбиту груз, которым может быть и космический корабль, задача последнего — доставить в целости к точке назначения груз и космонавтов, если версия пилотируемая. Какие космические корабли создаются в настоящее время, в чем их отличия и какой из них будет выбран для пилотируемых полетов к Марсу и астероидам?

А что сейчас?

В настоящее время используются только два пилотируемых космических корабля, способных доставить космонавтов на околоземную орбиту. Это российский «Союз», рабочая лошадка современной космонавтики. Общее количество полетов «Союза» перевалило уже за сотню. В настоящее время используется самая современная и совершенная версия «Союз-МС». Предполагается, что она и станет последней, на посту ее сменит космический корабль «Федерация», впрочем, до этого момента еще надо дойти.

Второй пилотируемый космический корабль о котором часто забывают, это китайский «Шэньчжоу», на счету которого пока всего шесть пилотируемых полетов. Да, он практически точная копия «Союза», хоть и с поправками на современные китайские технологии. Примерно те же размеры, чрезвычайно похожие приборно-агрегатный отсек, спускаемый аппарат и бытовой отсек. Зато свой (для Поднебесной) и с требуемыми задачами справляется.

Других действующих пилотируемых космических аппаратов в настоящее время просто нет. И не устраивает эта ситуация в первую очередь США, вот уже более десяти лет занимающиеся созданием собственного пилотируемого корабля. Однако все оказалось не так просто, давайте разберемся почему.

В разных корзинах

Не нужно думать, что американцы ставили исключительно на шаттлы и не занимались созданием собственного космического корабля, что их и погубило. Последний Space Shuttle взлетел в июле 2011 года, а разработка космического корабля «Орион» стартовала за пять лет до этого, в 2006 году. Разработка была поручена Lockheed Martin, а общий бюджет по созданию определен максимумом в $8,15 млрд. Сумма космическая даже по нынешним временам.

Изначально «Орион» создавался как космический корабль для полетов на астероиды и Марс в рамках программы «Созвездие», а вовсе не для доставки космонавтов к Международной космической станции. Отсюда внушительная масса корабля в 25 тонн и возможность автономного полета в течение значительного времени. Однако в 2010 году финансовый кризис совместно с Бараком Обамой практически прикончили программу «Созвездие» как слишком дорогую. «Орион» остался жить, как и сверхтяжелая ракета SLS, но их дальнейшая судьба стала очень неопределенной.

Взамен почившего в бозе «Созвездия» в том же 2010 году стартовала многоэтапная программа NASA по развитию частных пилотируемых космических кораблей для доставки астронавтов на Международную космическую станцию Commercial Crew Program (CCP). Тут задачи стояли совершенно другие: требовались частные космические корабли, пригодные и удобные для регулярных полетов на МКС.

Четыре года продолжался конкурс, по итогам которого были выбраны два финалиста — Boeing и SpaceX, поделившие бюджет в $6,8 млрд для завершения разработки, сертификации и демонстрации своих пилотируемых кораблей CST-100 и Dragon V2 соответственно. Стоит отметить, что корабль по этой программе предполагалось получить в два с лишним раза дешевле, чем «Орион».

Илону Маску вообще досталось $2,6 млрд, а Boeing отбил себе с боем четыре с лишним — компания опытная, умеет бюджеты просить и обосновывать). В том же 2014 году первый и пока последний раз в космос отправился «Орион» в непилотируемом варианте. Полет был признан успешным, и проект продолжился.

В результате у США есть три проекта космических кораблей, и бросить ни один нельзя. «Орион» делается исключительно под большие космические миссии и создается в расчете на сверхтяжелую ракету SLS (с ее созданием до сих пор постоянные проблемы, включая сварку корпуса и изменение сроков). Dragon V2 делается под носитель Falcon 9 и уже практически готов, а Boeing можно будет использовать с Atlas V, он тоже должен приступить к тестированию в 2018 году. Первоначально предполагалось использование Dragon V2 с Falcon Heavy, однако Илон Маск решил этого не делать. Для полетов к Марсу он будет создавать BFR.

Гордость «Роскосмоса»

В России ситуация проще и сложнее одновременно. У нас будет «Федерация», разработка которой началась в 2009 году. У «Роскосмоса» не было возможности создания космического корабля только под дальние космические миссии или исключительно для заброски космонавтов на МКС, поэтому «Федерация» должна стать универсальным бойцом.

Изначально планировалось ее использование с ракетой-носителем «Ангара», однако в апреле 2018 года стало известно, что «Федерация» будет использоваться с перспективной ракетой «Союз-5», а для реализации лунных и других дальних миссий отдельно создадут российскую сверхтяжелую ракету.

Даже по сравнению с «Орионом», разработка которого стартовала в 2006 году, опаздывает «Федерация» безбожно. В настоящее время работы по ее созданию до сих не до конца вышли из фазы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Кроме макетов, показанных на выставке МАКС в 2013 и 2015 году, похвастаться особенно нечем. В 2016 году изготовлены два полноразмерных макета для летных испытаний и сертификации, но к испытаниям пока даже не приступили (в планах вторая половина 2018 года).

Российские конструкторы с гордостью говорят о наличии в «Федерации» санузла, чем она выгодно будет отличаться даже от изначально планировавшегося для совершения дальних космических миссий «Ориона». В этом вопросе российская инженерная мысль без шуток впереди американцев, чьи конструкторы предлагают «потерпеть» или использовать памперсы.

Пугает только постоянный перенос сроков. Понятно, что российские конструкторы не особенно торопятся, «Союз» летает и закрывает все работы по доставке космонавтов на станцию. Кроме того, «Союз-5» тоже в процессе разработки, а раз было принято решение использовать эту ракету-носитель, то и торопиться не стоит. Все равно первые беспилотные испытания запланированы лишь на 2022 год, время еще есть.

Трудный выбор

Скорее всего, статус-кво в пилотируемой космонавтике сохранится лишь до конца этого года. SpaceX планирует совершить первый пилотируемый полет уже в декабре 2018 года, а Boeing постарается успеть на месяц раньше, в ноябре. Если хотя бы один из них будет проведен удачно, то уже в 2019 году начнется передел рынка пилотируемых космических полетов к МКС, как это произошло пару лет назад с выводом аппаратов в космос в пользу США (в основном за счет стартов Falcon 9).

В то же время как «Орион» продолжит ждать создания сверхтяжелой ракеты, деньги получены, можно не торопиться. И если NASA сподобится на миссию на Марс, то, кроме «Ориона», других вариантов просто нет — Илон Маск проект марсианского пилотируемого корабля Red Dragon отменил.

К сожалению, некоторые специалисты считают, что и на «Орионе» на Марс не улетишь. Дело в том, что объем герметизированного пространства на одного человека на корабле NASA измеряется в считанных кубических метрах. Человек в космосе должен постоянно упражнять свои мышцы, иначе их масса, как и масса костной ткани, слишком сильно уменьшатся за время полета, и даже на Марсе астронавту в скафандре придется очень несладко. На «Орионе» места для спортивных тренажеров и центрифуг нет. NASA просто не рассчитывало этот корабль для настолько дальних экспедиций. Так что — только Луна.

«Федерацию» ждать придется еще дольше, минимум года четыре, а пока использовать надежный, хотя и не самый новый «Союз».

Осталось потерпеть недолго, будущее уже совсем рядом.