Американская орбитальная станция «Skylab» в космосе
Впрочем, астронавтам, побывавшим на “Skylab” (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, «Skylab» 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 – многоразовой аэрокосмической системы «Спейс Шаттл».
Крылатые шаттлы появились как ответ НАСА на требование минимизировать расходы и сделать космонавтику коммерчески прибыльной. Дескать, если колонизация Марса откладывается на неопределенный срок, необходимо сделать так, чтобы отрасль приносила конкретную прибыль уже сегодня. 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, что 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. Приведенная 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 млрд долларов, которые необходимы для создания полностью многоразовой системы, правительство не выделит (экономический кризис на дворе!), 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 млрд 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 «бомбами замедленного действия». Например, планер шаттла изготавливали из алюминиевого сплава вместо жаропрочного титана (титановый обошелся бы на 80 млн 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.
Было принято и еще одно непростое решение, имевшее долгосрочные последствия. Как известно, одним из самых опасных для космонавтов и корабля являются так называемые активные участки полета, когда работают ракетные двигатели. Процесс может выйти из-под контроля в любой момент, в чем все убедились еще на заре космической эры: ракеты взрывались на стартовом столе, падали, разваливались, улетали в произвольном направлении. Поэтому для пилотируемых программ были созданы системы аварийного спасения (САС), позволяющие увести корабль с экипажем от погибающей ракеты, в буквальном смысле сдернув его с верхней ступени. Для шаттла существовал только один путь организации САС – отделять всю кабину с экипажем, что требовало установки громоздкого оборудования. После некоторых колебаний от такой системы отказались, записав в проект завышенные требования по надежности, что, по мнению разработчиков, гарантировало безопасность. В случае если бы отказал один или несколько двигателей, шаттл имел бы возможность отделиться от топливного бака и ускорителей, после чего совершил бы посадку на одну из множества специально заготовленных взлетно-посадочных полос, как нормальный самолет.
Американская многоразовая аэрокосмическая система «Space Shuttle»
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 цивилизационных конкурентов. В действительности запуск шаттла был запланирован на 10 апреля, и на мысе Канаверал к этому дню собрались приглашенные гости и досужие зрители, 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. Янг – суперзвезда астронавтики, летавший на кораблях «Джемини» и «Аполлон» – авторитетно заявлял в интервью, что «Спейс Шаттл» открывает новый этап в истории и станет «ключом» к другим планетам.
Его восторги понятны. 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 м, внутренний диаметр – 4,6 м; 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 ракетостроения и фантасты – достаточно просторный корабль, на котором в космос могли бы летать не только специально подготовленные астронавты, но и обычные люди.
И все бы хорошо, однако был ли «Спейс Шаттл» ключом к другим планетам? Заглянем, как советовал Козьма Прутков, в самый корень. Мы помним, что выход на самоокупаемость шаттлов возможен только при совершении не менее тридцати полетов в год (а НАСА собиралось довести общее количество до шестидесяти полетов в год!) То есть очередной шаттл должен стартовать не реже раза в две недели, причем альтернативные запуски на ракетах-носителях нужно по определению исключить: в любом другом случае само существование системы «Спейс Шаттл» утрачивает смысл. Но подготовка к запуску шаттла – довольно сложный процесс, занимающий десять недель (вместо двух по проекту); на старте собранный корабль может провести неделю, а то и больше. 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). Получается, 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 29 500 кг, но в реальности удалось добиться лишь 25 000 кг. Проект увеличения нагрузки за счет поднятия мощности ускорителей лишился финансирования и был закрыт. 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.
В эксплуатации он тоже оказался намного сложнее, чем предполагалось. Еще при подготовке «Колумбии» к первому испытательному полету выяснилось, что плитки теплозащиты не отвечают условиям прочности. Пятнадцать тысяч плиток пришлось переклеивать в режиме аврала. После возвращения шаттла выяснилось, что 16 плиток отлетели, а 114 получили повреждения – вроде бы немного, но подобная история повторялась многократно и на других шаттлах, что требовало дополнительных усилий по восстановлению теплозащиты.
Получается следующая картина. Производство всех существовавших на тот момент ракет-носителей космического назначения («Атлас», «Дельта», «Титан») было заморожено в пользу системы, которая, с одной стороны, оказалась неоправданно дорога и технически сложна, а с другой – требовала присутствия большого экипажа на борту. Президент Джеймс Картер даже собирался закрыть программу «Спейс Шаттл» в 1979 году, однако его убедили поднять финансирование под предлогом, что шаттлы будут выполнять и военные заказы. Отступать НАСА и впрямь было некуда: к моменту полета «Колумбии» набралось коммерческих заказов на сорок один полет.
Поначалу эксплуатация аэрокосмической системы шла довольно бодро. 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 Рональд 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 Маколифф, 37-летняя школьная преподавательница английского языка и истории из провинциального городка Конкорд. Вслед за ней планировался полет журналиста, затем – пред