Пользователь
295,2
рейтинг
10 февраля 2014 в 19:11

Несбывшиеся надежды: что планировали и что получилось в программе «Спейс Шаттл»


На днях случайно заметил, что уже пять раз в комментариях отвечал на вопрос о степени успешности программы «Спейс Шаттл». Такая регулярность вопросов требует полноценной статьи. В ней я попытаюсь ответить на вопросы:
  • Какие цели ставила программа «Спейс Шаттл»?
  • Что получилось в итоге?



Тема многоразовых носителей очень объемная, поэтому в этой статье я специально ограничиваюсь только этими вопросами.

Что планировали?


Идея многоразовых кораблей занимала умы ученых и инженеров в США ещё с 50-х годов. С одной стороны, жалко разбивать о землю сброшенные отработавшие ступени. С другой стороны, аппарат, сочетающий в себе свойства самолёта и космического корабля, будет в русле самолётной философии, где многоразовость естественна. Рождались различные проекты: X-20 Dyna Soar, Recoverable Orbital Launch System (позже Aerospaceplane). В шестидесятые годы эта достаточно незаметная деятельность продолжалась в тени программ «Джемини» и «Аполлон». В 1965 году, за два года до полёта «Сатурна-V», был создан подкомитет по технологиям многоразовых ракет-носителей при Координационном совете по воздушно-космическим операциям (в котором участвовали ВВС США и NASA). Результатом этой работы был документ, изданный в 1966 году, в котором говорилось о необходимости преодоления серьезных трудностей, но обещалось блестящее будущее для работы на околоземной орбите. У ВВС и NASA было различное видение системы и различные требования, поэтому вместо одного проекта были представлены идеи кораблей различной компоновки и степени многоразовости. После 1966 года NASA стало задумываться о создании орбитальной станции. Такая станция подразумевала необходимость доставки большого количества грузов на орбиту, что, в свою очередь, поднимало вопрос о стоимости такой доставки. В декабре 1968 года была создана рабочая группа, которая стала заниматься т.н. объединенным аппаратом запуска и посадки Integral Launch and Reentry Vehicle (ILRV). Отчет этой группы был представлен в июле 1969 года и утверждал, что ILRV должен уметь:
  • Снабжать орбитальную станцию
  • Запускать и возвращать с орбиты спутники
  • Выводить на орбиту разгонные блоки и полезную нагрузку
  • Выводить на орбиту топливо (для последующей заправки других аппаратов)
  • Обслуживать и ремонтировать спутники на орбите
  • Проводить короткие пилотируемые миссии

В отчете рассматривались три класса кораблей: многоразовый корабль «верхом» на одноразовой ракете-носителе, полутораступенчатый корабль («половинка» ступени — это баки или двигатели, которые сбрасываются в полёте) и двухступенчатый корабль, обе ступени которого многоразовые.
Параллельно, в феврале 1969 года президент Никсон создал рабочую группу, задачей которой было определение направления движения в освоении космоса. Результатом работы этой группы была рекомендация создания многоразового корабля, который мог бы:
  • Стать фундаментальным улучшением существующей космической техники с точки зрения стоимости и объемов выводимого на орбиту
  • Транспортировать людей, грузы, топливо, другие корабли, разгонные блоки и прочее на орбиту как самолёт — регулярно, дешево, часто и много.
  • Быть универсальным для совместимости с широким спектром гражданских и военных полезных нагрузок.

Изначально инженеры двигались в направлении двухступенчатой полностью многоразовой системы: большой крылатый пилотируемый корабль нес на себе небольшой крылатый пилотируемый корабль, который уже выходил на орбиту:

Такая комбинация теоретически была самой дешевой в эксплуатации. Однако требование большой полезной нагрузки делало систему слишком большой (а, следовательно, и дорогой). К тому же военные хотели возможности горизонтального маневра в 3000 км для посадки на космодроме старта на первом витке с полярной орбиты, что ограничивало инженерные решения (например, становились невозможными прямые крылья).

Судя по подписи «high cross-range» (большой горизонтальный маневр) эта картинка нравилась военным

Итоговая компоновка очень сильно зависела от следующих требований:
  • Размер и емкость грузового отсека
  • Величина горизонтального маневра
  • Двигатели (тип, тяга и другие параметры)
  • Способ посадки (на двигателях или планированием)
  • Используемые материалы

В итоге на слушаниях в Белом Доме и Конгрессе были приняты финальные требования:
  • Грузовой отсек 4,5х18,2 м (15х60 футов)
  • 30 тонн на низкую околоземную орбиту, 18 тонн на полярную орбиту
  • Возможность горизонтального маневра на 2000 км


В районе 1970 года выяснилось, что на орбитальную станцию и шаттл одновременно денег не хватит. И станция, для которой шаттл должен был возить грузы, была отменена.
В то же время в инженерной среде царил ничем не сдерживаемый оптимизм. Опираясь на опыт эксплуатации экспериментальных ракетных самолётов (X-15), инженеры прогнозировали снижение стоимости килограмма на орбиту на два порядка (в сто раз). На симпозиуме, посвященном программе «Спейс Шаттл», который проходил в октябре 1969 года, «отец» шаттла Джордж Мюллер говорил:
«Наша цель — снизить стоимость килограмма на орбиту с $2000 для Сатурна-V до уровня $40-100 за килограмм. Этим мы откроем новую эру освоения космоса. Задачей на будущие недели и месяцы для этого симпозиума, для ВВС и NASA является обеспечение уверенности в том, что мы можем это сделать.»

Б.Е. Черток в четвертой части «Ракет и людей» приводит несколько другие цифры, но того же порядка:
Для различных вариантов на базе «Спейс шаттла» прогнозировалось достижение стоимости выведения в пределах от 90 до 330 долларов на килограмм. Более того, предполагалось, что «Спейс шаттл» второго поколения позволит снизить эти цифры до 33-66 долларов на килограмм.

По расчетам Мюллера запуск шаттла должен будет стоить $1-2,5 миллиона (сравните с $185 млн. для Сатурна-V).
Также были проведены достаточно серьезные экономические расчеты, которые показали, что для того, чтобы хотя бы сравняться по стоимости с ракетой-носителем «Титан-III» при прямом сравнении цен без учета дисконта, шаттлу нужно стартовать 28 раз в год. На фискальный 1971 год президент Никсон выделил $125 миллионов на производство одноразовых ракет-носителей, что составило 3,7% от бюджета NASA. Т.е., если бы шаттл уже был в 1971 году, то он бы сэкономил всего лишь 3,7 процента бюджета NASA. Ядерный физик Ральф Лапп (Ralph Lapp) посчитал, что за период 1964-1971 шаттл, если бы уже был, сэкономил бы 2,9% бюджета. Естественно, такие цифры не могли защитить шаттл, и NASA встало на скользкую дорожку игры с цифрами: «если бы была построена орбитальная станция, и если бы она нуждалась в миссии снабжения каждые две недели, то тогда бы шаттлы экономили миллиард долларов в год». Также продвигалась идея «с такими возможностями пуска полезные нагрузки станут дешевле, и их будет больше, чем сейчас, что ещё увеличит экономию». Только комбинация идей «шаттл будет летать часто и экономить деньги на каждом пуске» и «новые спутники для шаттла будут дешевле существующих для одноразовых ракет» смогла сделать шаттл экономически выгодным.

Экономические расчеты. Обратите внимание, что если убрать «новые спутники» (нижняя треть таблицы), то шаттлы становятся экономически невыгодными.

Экономические расчеты. Платим больше сейчас (левая часть) и выигрываем в будущем (правая заштрихованная часть).

Параллельно шли сложные политические игры с участием фирм-потенциальных производителей, ВВС, правительства и NASA. Например, NASA проиграло офису менеджмента и бюджета Исполнительного офиса Президента США битву за ускорители первой ступени. NASA хотело ускорители на ЖРД, но из-за того, что ускорители на РДТТ были дешевле в разработке, были выбраны последние. ВВС, которые добивались военных пилотируемых программ с X-20 и MOL, фактически получали военные миссии шаттла бесплатно в обмен на политическую поддержку NASA. Производство шаттлов намеренно размазывалось по всей стране между разными компаниями для экономического и политического эффекта.
В итоге этих сложных маневров, контракт на разработку системы «Спейс Шаттл» был подписан летом 1972 года. История производства и эксплуатация выходит за рамки этой статьи.

Что получили?


Сейчас, когда программа закончена, можно с достаточной точностью сказать, какие цели были достигнуты, а какие — нет.

Достигнутые цели:
  1. Доставка грузов различного типа (спутники, разгонные блоки, сегменты МКС).
  2. Возможность ремонта спутников на низкой околоземной орбите.
  3. Возможность возврата спутников на Землю.
  4. Возможность отправить в полёт до восьми человек.
  5. Реализована многоразовость.
  6. Реализована принципиально новая компоновка космического корабля.
  7. Возможность горизонтального маневра.
  8. Большой грузовой отсек.
  9. Стоимость и время разработки уложились в сроки, обещанные президенту Никсону в 1971 году.


Не достигнутые цели и провалы:
  1. Качественное облегчение доступа в космос. Вместо снижения цены за килограмм на два порядка, «Спейс Шаттл» стал одним из самых дорогих средств доставки спутников на орбиту.
  2. Быстрая подготовка шаттлов между полётами. Вместо ожидаемого срока в две недели между полётами, шаттлы готовились к пуску месяцами. До катастрофы «Челленджера» рекорд между полётами составлял 54 дня, после «Челленджера» — 88 дней. За все годы эксплуатации шаттлов они запускались в среднем 4,5 раза в год вместо минимально допустимых по расчетам 28 раз в год.
  3. Простота обслуживания. Выбранные технические решения были очень трудоемкими в обслуживании. Главные двигатели требовали демонтажа и много времени на сервис. Турбонасосные агрегаты двигателей первой модели требовали полной переборки и ремонта после каждого полёта. Плитки теплозащиты были уникальны — в каждое гнездо ставилась своя плитка. Всего плиток 35 000, к тому же, они могут быть потеряны или повреждены в полёте.
  4. Замена всех одноразовых носителей. Шаттлы никогда не стартовали на полярные орбиты, что нужно в основном для разведывательных спутников. Велись подготовительные работы, но они были остановлены после катастрофы «Челленджера».
  5. Надежный доступ в космос. Четыре орбитера означали, что катастрофа шаттла — это потеря четверти флота. После катастрофы полёты прекращались на годы. Также, шаттлы были печально известны постоянными переносами пусков.
  6. Грузоподъемность шаттлов оказалась на пять тонн ниже требуемой спецификациями (24,4 вместо 30)
  7. Большие возможности горизонтального маневра никогда не применялись в реальности из-за того, что шаттл не летал на полярные орбиты.
  8. Возврат спутников с орбиты прекратился в 1996 году. С орбиты было возвращено всего пять спутников.
  9. Ремонт спутников тоже оказался слабо востребован. Всего было отремонтировано пять спутников (правда, Хаббл обслуживали пять раз).
  10. Принятые инженерные решения негативно влияли на надежность системы. На взлете и посадке были участки без шансов на спасение экипажа при аварии. Из-за этого погиб «Челленджер». Миссия STS-9 чуть не кончилась катастрофой из-за пожара в хвостовой части, который возник уже на посадочной полосе. Случись этот пожар минутой раньше, шаттл бы упал без шансов на спасение экипажа.
  11. То, что шаттл всегда летал пилотируемым, подвергало риску людей без необходимости — для рутинного запуска спутников хватало автоматики.
  12. Из-за низкой интенсивности эксплуатации шаттлы устарели морально раньше, чем физически. В 2011 году «Спейс Шаттл» был очень редким примером эксплуатации процессора 80386. Одноразовые носители можно было модернизировать постепенно новыми сериями.
  13. Закрытие программы «Спейс Шаттл» наложилось на отмену программы «Созвездие», что привело к потере самостоятельного доступа в космос на многие годы, имиджевым потерям и необходимости покупать места на космических кораблях другой страны.
  14. Новые системы управления и надкалиберные обтекатели позволили запускать большие спутники на одноразовых ракетах.
  15. Шаттл держит печальный антирекорд среди космических систем по количеству погибших людей.


Программа «Спейс Шаттл» дала США уникальные возможности по работе в космосе, но, с точки зрения разницы «что хотели — что получили» приходится сделать вывод о том, что она не достигла своих целей.

Почему так получилось?

Специально подчеркиваю, что в этом пункте я высказываю свои соображения, возможно, какие-то из них неверны.
  1. Шаттлы были результатом множества компромиссов между интересами нескольких больших организаций. Возможно, если бы был один человек или команда единомышленников, которые имели бы четкое видение системы, она могла получиться удачнее.
  2. Требование «быть всем для всех» и заменить все одноразовые ракеты повысило стоимость и сложность системы. Универсальность при объединении разнородных требований приводит к усложнению, удорожанию, излишнему функционалу и худшей эффективности, чем специализация. Легко добавить будильник в мобильный телефон — динамик, часы, кнопки и электронные компоненты уже есть. Но летающая подводная лодка будет сложнее дороже и хуже специализированных самолёта и подлодки.
  3. Сложность и стоимость системы растет с размером экспоненциально. Возможно, шаттл на 5-10 тонн полезной нагрузки (в 3-4 раза меньше реализованного) был бы более успешен. Их можно было бы построить больше, часть флота сделать беспилотными, сделать одноразовый модуль для повышения грузоподъемности редких более тяжелых миссий.
  4. «Головокружение от успехов». Успешная реализация трёх программ последовательно увеличивающейся сложности могла вскружить головы инженерам и менеджерам. В самом деле, что пилотируемый первый пуск без беспилотной отработки, что отсутствие систем спасения экипажа на участках выведения/спуска говорят о некоторой самоуверенности.


Эй, а «Буран»?

Предвидя неизбежные сравнения, придется чуть-чуть сказать и про него. По «Бурану» нет статистики эксплуатации за много лет. С ним получилось в чем-то проще — его накрыло обломками развалившегося СССР, и нельзя сказать, была бы эта программа успешной. Первую часть этой программы — «сделать как у американцев» выполнили, а что было бы дальше — неизвестно.
А желающих устроить в комментах холивар «Что лучше?» прошу предварительно дать определение, что такое по-вашему «лучше». Потому что обе фразы «Буран имеет бОльший запас характеристической скорости (delta-V), чем Спейс Шаттл» и «Шаттл не сбрасывает дорогие маршевые двигатели со ступенью ракеты-носителя» верны.

Список источников (не учитывая википедии):
  1. Ray A. Williamson «Developing the Space Shuttle»
  2. T.A. Heppenheimer «The Space Shuttle Decision»
  3. Стоимость килограмма на орбиту (в вики зачем-то выкинули из хорошей таблицы)
  4. Информация по спутникам, которые чинили и возвращали шаттлы.
  5. За картинки спасибо группе «Энциклопедия военной авиации» ВК.


Для навигации: посты по тегу «Облегчение доступа в космос»
Филипп Терехов @lozga
карма
542,7
рейтинг 295,2
Пользователь
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (98)

  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • +8
      Не обещаю, но пожелание учту. Это несколько сложнее, потому что у «Бурана» вместо экономического анализа было требование «сделать как в США». Но тема многоразовых носителей большая, тут можно много писать.
      • 0
        Видел утверждения, что под Бураном скрытно доделывали Спираль, закрытую в 70-х, но по характеристикам лучше шаттлов. www.youtube.com/watch?v=RviiAEjmBhQ

        Можете прокомментировать?
        • +5
          У «Спирали» были бы проблемы с самолётом-разгонником. Гиперзвуковые двигатели до сих пор не освоены серьезно. Можно было бы стартовать на ракетах, и определенные перспективы у такой системы были, жаль, что её остановили по политическим причинам.
          • 0
            В этом фильме телестудии Роскосмоса намекалось, что Лозино-Лозинский специально продавил увеличенную грузоподъемность Мрии для будущего проекта самолетного старта. Может у него уже были идеи как обойтись без гиперзвукового разгонщика, как считаете?
            • +3
              Воздушный старт с обычного самолёта не так уж и выгоден на самом деле. Единственный пример реализованного проекта — ракета-носитель «Пегас», она выводит всего 500 кг. С ростом размера и веса очень быстро растут сложность и стоимость. Поэтому-то и придумывали специальный гиперзвуковой носитель, который вместо 0,8 М и 10 км будет обеспечивать 6М и 30 км.
      • +3
        Правильно ли я понимаю, что «Буран» был бы еще более дорогим в эксплуатации, чем «Шатл» за счет дорогой одноразовой ракеты «Энергия»?
        • +6
          Думаю, да. Поэтому среди практических задач для «Бурана» рассматривались в первую очередь военные. Ну или такие, которые нельзя реализовать другими средствами. Возвращение спутников и орбитальных станций с орбиты, например.

          С другой стороны, на мой взгляд, большие перспективы имела ракета «Энергия» отдельно от «Бурана». На такой ракете можно и на Луну лететь, и выводить на орбиту крупные спутники, орбитальные станции. С этой точки зрения «Энергии» и сейчас аналогов нет.
          • 0
            Зачем возвращать спутники? Для ремонта/модернизации?
            • 0
              Конкретно для описываемых аппаратов одна из целей была — снятие вражеских спутников с целью получения кодов, схемотехники и т.д.
              А в общем можно придумать кучу применений.
        • +4
          Энергия проектировалась как многоразовая. Комплекс Энергия-Буран должен был быть полностью многоразовым. Уже на первых испытательных стартах, когда задача возврата носителя ещё не ставилась (первый пуск, грубо говоря, проверка может ли такой комплекс взлететь, второй — может ли вернуться корабль, а до третьего дело не дошло :( ), в конструкции место под аппаратуру возвращения было предусмотрено.
        • +2
          Да, был бы. Но если главной целью не является экономия денег, то это не страшно, потому что вся ракетно-космическая техника дорогая. Если бы основными целями были бы уникальные возможности (большой экипаж, возврат груза с орбиты, возможность горизонтального маневра, посадка на аэродром), то «Буран» бы их достиг и смог бы быть успешным.
          P.S. Ракету «Энергия» проще было бы использовать для однократного вывода чего-нибудь тяжелого, тонн на 100, это отдельный плюс. Для шаттла нужно было бы двигательный модуль делать.
          • +2
            Так первым пуском и вывели в космос Полюс(Скиф-ДМ) весом почти в 80 тонн. Что он в космосе не смог нормально лететь и упал в Тихий, Энергию не касается — вывод и отделение прошли штатно.
    • +9
      Чем вас не устраивает сайт buran.ru? Больше и полнее, чем там, написать сложно.
      • –2
        Да! А еще там можно скачать скринсейвер зачетный — буран, полюс, МАКС и другие. Причем как бы видео: взлет, выход на орбиту, разделение, подготовка, штатная работа)
  • +6
    На позапрошлой неделе сходил в California Science Center, там поставили один из шаттлов, Endeavor. Вот пару панорам и немного фоток главных движков.

    photosynth.net/edit.aspx?cid=ea461488-990e-45e6-a139-73e831cda6a4

    photosynth.net/view.aspx?cid=ea7af380-1752-44e0-be74-eec13cea959d

    Фотки движков
    • 0
      Первая ссылка требует логина, поправьте, пожалуйста.
      • +1
        Извиняюсь, не заметил. photosynth.net/view.aspx?cid=ea461488-990e-45e6-a139-73e831cda6a4

        там просто edit.aspx надо поменять на view.aspx
        • +6
          Ещё и сильвер-лайт поставить :(
          • –6
            Зато теперь вы сможете смотреть фотосинты.
            • +9
              не, меня заломало что-то там ставить честно говоря…
    • 0
      В Нью Йорке на авианосце-музее Intrepid стоит шатл Enterprise. Впечатляет.
      • +1
        «Буран» в парке Горького на берегу Москвы-реки тоже впечатляет, несмотря на то, что это всего-лишь макет. Выглядит, как кусок будущего в привычной реальности.
  • +2
    «Буран» еще мог автоматически летать (без людей), что он успешно и сделал один раз.
    • –1
      Кстати, а в чем была сложность автоматизировать Шатл?
      • –1
        Шаттл тоже мог автоматически совершать большинство маневров, но у «Бурана» автоматизация была полная. На самом деле даже возможность ручного управления была в начале не предусмотрена, её добавили потом.
      • +6
        А он тоже умел, просто этот режим никогда не использовали.
        • 0
          вы уверены?
        • –1
          Я так сперва и подумал (КК без полной автоматизации управления — это как-то странно), но товарищ автор поста говорит что одной из проблем Шатла была необходимость пилотирования на всех задачах.
          • 0
            Насколько я знаю, возможность была предусмотрена, но не пользовались ей исключительно из-за каких-то соображений (уж не помню, каких именно — «не доверю жизнь железке» или «лётчикам тренироваться надо»). Могу ошибаться.
            • 0
              не доверю жизнь железке — лётчикам тренироваться надо
              — В итоге имеем: жизней все равно потеряно больше, чем у всех остальных, а летчикам пришлось тренироваться взрываться в воздухе. :-(
              • 0
                В итоге имеем: жизней все равно потеряно больше, чем у всех остальных

                Так и выведенных космонавтов намного больше, чем у всех остальных. Если считать аварийность на количество запусков, то у него аварийность не выше Союзов. Другое дело что он возит в 2,5-3 раза больше народу.
          • +2
            Полностью автоматический шаттл сделать в США могли, но, почему-то не захотели. Люди управляют финальной части посадки, до этого момента маневры делает автоматика. Люди её обслуживают, нажимают кнопки, и т.п. Что на выведении, что на участке торможения люди бы и не справились с требуемой точностью.
    • +2
      Самолёты могли летать без участия людей ещё с 50ых годов. К концу 80ых это в общем-то была норма.
      • 0
        А разве они полностью автономны? Я не специалист, но вроде бы у них некоторые проблемы с посадкой. Т.е. часто пилот сажает самолёт вручную.
        • +2
          Они могут быть полностью автономны, пилот собственно только страхует. Естественно автопилоту нужна поддержка с земли.
          • –1
            Вот про поддержку с земли важная оговорка.
            Писали, что часть пути на спуске корабль летит в облаке плазмы, и радиосвязь с ним невозможна.
            Так что либо участие пилота, либо полная автоматика.
            • +2
              Так он же не из стратосферы сразу на полосу садиться.
        • 0
          Так даже в Разрушителях Мифов было, когда они хотели проверить сюжеты из фильмов, когда экипаж умирает или сильно болеет, и самолет садит пассажир под руководством диспетчера. Так вот, когда они пришли в центр тренировки пилотов, так им сразу сказали, что это не нужно сейчас, любой даже 20-30 летний Боинг или Арбуз, может сесть на автопилоте, даже при сильном ветре, нулевой видимости и на одном двигателе. Уже давно такую сертификацию проводят.

          P.S. Кстати ситуация в фильме подтвердилась на симуляторе, без помощи — 2 самолета разбили, а под руководством диспетчера оба посадили.
          • +1
            что это не нужно сейчас, любой даже 20-30 летний Боинг или Арбуз, может сесть на автопилоте, даже при сильном ветре, нулевой видимости и на одном двигателе.
            При наличии соответствующих систем на аэродроме. Причем системы эти тоже, к сожалению, не безгрешны и есть далеко не везде.
            • 0
              Ну как бы Буран тоже не на любой аэродром может садиться, там специальная система «Вымпел» для этого была сделана.
  • +5
    По-поводу станции добавлю: По плану, первый Шаттл должен был лететь к станции SkyLab (ранее запущенной с помощью Saturn V) и поднять её орбиту. Но из-за всяких задержек первый полёт состоялся позднее чем ожидалось и станция сгорела в атмосфере (в 1979 году). en.wikipedia.org/wiki/Skylab

    > В 2011 году «Спейс Шаттл» был очень редким примером эксплуатации процессора 80386.

    80386 по меркам таких систем — современный процессор. В управляющих компьютерах Шаттлов использовались куда более древние компоненты. По идее, 80386 поставили уже после апгрейда в 1990-х и только как часть новой кабины, а не в качестве части flight computers.
    Кстати, судя по поверхностному гугленью, 80386 стоят в управляющих компьютерах МКС.
    • +1
      По плану, первый Шаттл должен был лететь к станции SkyLab (ранее запущенной с помощью Saturn V) и поднять её орбиту.
      Второй. Причем планировалась дивная операция — на станцию должны были привезти Teleoperator Retrieval System и пристыковать его к станции. Но даже запланированный полет уже бы «не успел» — шансы были бы, если бы в свое время слетал Skylab-5 и поднял орбиту в первый раз, но в 1979 уже было «поздно чесаться».
    • –1
      Да, Скайлэб жалко.
  • +1
    А мне жаль шатла — всеже канули мои надежды про многоразовую космическую технику и прорыв авиации в космос, на обслуживание спутников хватает ракет, их следующие поколения будут унифицированны что позволит их штамповать как пирожки, а ведь главная цель — надежный и недорогой доступ в космос пока остается мечтой.
    • 0
      их следующие поколения будут унифицированны что позволит их штамповать как пирожки

      надежный и недорогой доступ в космос

      Пока вот именно «пирожковость» — и есть разумный вариант снижения стоимости. Пока не будет ощутимых прорывов в силовых установках — ничего в этом плане не изменится, имхо.
      • 0
        Единственное направление, над которым, на мой взгляд, в текущей перспективе стоит работать — многоразовость (или псевдо-многоразовость, на определённое число полётов, как у ППТС) орбитального модуля / спускаемого аппарата.
        • +3
          Многоразовость спускаемого аппарата сама по себе, ИМХО — не панацея: она таит в себе скрытый расход в виде затрат на обслуживание и испытания. Более того, опять же — ИМХО, она имеет смысл только при достаточно частых запусках, иначе необходимость поддержания обслуживающей инфраструктуры перебъет по цене экономию от многоразовости.

          Как по мне, сейчас имеется определенный смысл в повторном использовании двигателей. Тут поле непаханое — и цикл фазового перехода, и системы спасения двигателей — при этом цена двигателя весьма и весьма высока.

      • 0
        Нет бы добиться нормальной многоразовости, нарастить массоотдачу (соотношение полезного груза к массе конструкции), ведь выбранный путь не дает качественного рывка вперед, это просто короткий размеренный шаг, а значит медленные темпы.
        • 0
          Все это на текущем уровне технологий не дает в обозримом будущем сравнительного роста отдачи финансовой. Нарастить массоотдачу можно за счет каких-то более легких или прочных материалов, но это наверняка даст и прирост к стоимости, так что вряд ли будет сильно эффективным. Про многоразовость я комментил чуть выше — она имеет смысл при достаточно большом числе полетов за короткий промежуток времени — иначе стоимость содержания обслуживания может сожрать выгоду от многоразовости.

          Интересно другое — насколько велика в стоимости ракеты часть топлива? Возможно, сейчас есть смысл вспомнить старый концепт ещё 60-х годов — «большую глупую ракету», когда делается ракета не слишком эффективная, большая и тяжелая, но зато простая конструктивно и неприхотливая, что позволяет её строить очень крупной серией и за счет этого снижать операционные расходы.
          • +1
            Интересно другое — насколько велика в стоимости ракеты часть топлива?

            Считается, что пренебрежимо мала по сравнению со всем остальным.
    • +1
      Ну… почему же так сразу — канули? Просто другим путем, похоже, следует двигаться. И разработки идут. Вот, к примеру, SpaceX планирует снизить стоимость вывода на орбиту до $400/кг с помощью своего многоразового Grasshopper/Falcon-R. Британцы все еще не сдаются со своим Skylon (вообще, памятник надо за упорство: уже больше 30 лет они над ним работают!).
      Так что все будет — рано или поздно, так или иначе.
    • 0
      Skylon пока кажется самым многообещающим проектом.
  • +9
    Причины неудачи многоразовых систем — обратная сторона стремительного развития микроэлектроники. Ожидалось, что спутники будут большими, дорогими, в частности электроника будет требовать герметичного отсека. Однако спутники стали достаточно малы и дешевы, чтобы починка и возврат шаттлами стали просто невыгодны. Шаттлы проявили себя при обслуживании Хаббла и строительстве МКС. Так что МКС стоит засчитать за выполнение цели по строительству и снабжению орбитальной станции.
    • 0
      Шаттлы проявили себя при… строительстве МКС.

      Силён был их вклад? Не проще бы то, что они завозили на орбиту, завезти Союзами да Прогрессами? Проще говоря, они просто там отметились, или реально выполняли задачи, которые без них выполнить было бы трудно физически или дороже экономически?
      • +5
        Да, таскали негабарит, который иначе пришлось бы или проектировать по-другому или что-то городить с ракетоносителями. Какой именно из модулей — не помню, надо источники смотреть.
      • +4
        Так там же еще манипуляторы Шаттлов были задействованы при сборке.
        • 0
          И не только манипуляторы, но и люди. Прилетал экипаж, проводил полный комплекс работ по сборке и настройке модуля.
      • +3
        Они собрали американскую часть МКС и доставили большую часть коннекторов и батарей. По поводу Союзов и Прогрессов — это легкие корабли (до 2т груза), российский сегмент запускали Протонами.
        • 0
          То есть американцы для доставки своих модулей использовали Шаттл, а мы их запускали сами по себе?
          • +2
            Да все верно, иногда Шаттлы доставляли российские модули.
      • +2
        Силен был их вклад в корректировку орбиты — у Шаттла достаточно тяговитая двигательная установка для этого.
        • 0
          А можно ссылку на то, что шаттлами орбиту корректировали? У него стыковочный узел был на «спине», в грузовом отсеке, далеко от центра масс, очень неудобно было бы толкать станцию.
          • +2
            • 0
              Любопытно, спасибо.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • +2
        Вы посмотрите на структуру ISS и сравните её с устройством того же Мира.
        ISS конструкционно намного сложнее и богаче и это — прямая заслуга шаттлов.
    • +1
      Россия делала самоходные модули. Это вполне работающий альтернативный подход к строительству станций. Транспортировку модулей в статье я упомянул, но не думаю, что это «киллер-фича» шаттла.
      • 0
        Кроме Шаттла модули такого размера (не только американские, но и европейские, японские) просто нечем было бы доставить в космос. Т.е. дело именно в размере, а не в весе. Если посмотреть на картинку МКС, хорошо видно, что российские модули намного меньше в диаметре. Из этого вытекает и меньший объем рабочего/жилого пространства и менее удобные переходные люки.
        • 0
          хорошо видно, что российские модули намного меньше в диаметре.

          Заря — 4,1 м
          Звезда — 4,35 м
          Юнити — 4,57 м
          Транквилити — 4,48 м

          Ради 30 саниметров, что ли огород городили? Меньше в диаметре переходные модули — но это уже особенности конструкции.
          • 0
            Да, разница действительно небольшая. Видимо, субъективное впечатление.
            • 0
              (посмотрев фотографии) такое ощущение из-за того, что у наших модулей это максимальный диаметр. И Заря и Звезда состоят как минимум из пары цилиндров. А у импортных модулей это просто диаметр — по всей длине такой :)
              • 0
                Ну, так размер в любом случае для обтекателя/грузоотсека считается по максимальному диаметру. А насчет «нечем доставить» — тут проблема в другом немного. На конец девяностых-начало двухтысячных у американцев было очень проблемно с ракетами, которые способны вывести 10-15 тонн на LEO. Delta IV и Atlas-V ещё не летали (первый полет в 2002), Атлас-3 и Дельта-3 давали только 9-10 тонн на LEO, оставался только Titan-IV — очень недешевый, насквозь военный, гидразиновый, с парой аварий в недавнем активе и не имеющий возможности доставить экипаж.
  • +3
    В итоге имеем: жизней все равно потеряно больше, чем у всех остальных

    А почему в позитивный не записали, что Шаттлы за свою 30 летнюю историю, вывели в космос в несколько раз больше народу, чем все остальные носители вместе взятые?
    • 0
      Кажется вы меня не так поняли, я не критикую Шатл. Но мне кажется, что его главный недостаток — необходимость рисковать жизнями для задач (вполне себе инженерных, а не исследовательских, кстати), которые вполне могла выполнить автоматика.
      • 0
        Ни в одной из катастроф Шаттлов, между тем, не виноваты астронавты. Так что этот недостаток присущ любым пилотируемым аппаратам.
        • 0
          Не виноваты, но смысла подвергать их дополнительному риску зачастую не было. Кроме того, мне кажется, что обе катастрофы косвенно связаны с недостаточными испытаниями. Если бы Шаттлы погоняли в беспилотном режиме, возможно про замерзшие кольца и слетающую обшивку узнали бы раньше.
          • +8
            Если бы Шаттлы погоняли в беспилотном режиме, возможно про замерзшие кольца и слетающую обшивку узнали бы раньше.

            «Погоняли бы» ну вы и юморист. Первая авария Шаттла состоялась в 25 полете, вторая авария в 113 полете. Сколько по вашему нужно было гонять Шаттлы в беспилотном режиме, запусков 200?
    • 0
      Была ли необходимость столько народу подвергать риску?
      • +1
        Еще раз, аварийность Союзов даже выше, чем у Шаттлов. Союзы летают до сих пор, стоит ли подвергать риску? В том числе благодаря такому количеству людей, стали возможны вещи, которые без Шаттлов были невозможны.
        Да это опасная работа с риском для жизни, не нравится иди в офис работай. А так в одной только России в день гибнет в несколько раз больше людей от автомобильных аварий, чем за 30 лет на Шаттлах. Или типа если эти люди гибнут тысячами, то их жизни можно считать статистическим мусором? Ну или возьмите Курск, за раз больше сотни людей погибло, причем без всякой войны.
        Взять того же Гагарина, полетел на ракете, где вообще никто не мог дать гарантии, что он выживет, а погиб на самолете. Или из более близкого Шумахер, столько гонял на экстремальных скоростях, а в самую серьезную аварию попал на обычных лыжах.
        • 0
          Вы передергиваете. Я имею ввиду, что гонять людей на непроработанном корабле для рутинных задач (как установка спутника) — бессмысленно, то же самое может сделать автоматика. И почему в Шаттлах не было полостью автоматического режима — не понятно.
          • +4
            Каком непроработанном? Первая катастрофа Шаттла состоялась на 25 полете. Тут наоборот из-за того, что всё проходило слишком гладко, начало притупляться чувство опасности.
        • +1
          Причем тут аварийность Союзов? Я про то, что был ли смысл гонять на орбиту по 6-8 человек, там где могли справиться 3 или вообще автоматика и/или дистанционное управление?
          • +3
            Был. Как минимум на этапе 80-х годов. Дело в том, что «шаттл» — это не только орбитальный самолет, это ещё и некоторая полезная нагрузка, которая во многих полетах представляла собой, де-факто, неотстыковываемый модуль орбитальной станции (такая штука называлась spacelab) и эксперименты на ней проводились большим числом людей, но за сравнительно короткий промежуток времени, т.к. СЖО шаттла не была расчитана на длительные полеты.
          • 0
            Ну как бы эти 6-8 человек летали же не просто для балласта, у них у всех была задача. Вообще наличие 6-8 человек позволяет выводить на орбиту больше ученых, в то время как в случае с 3 людьми, по сути двое должны быть пилотами.
        • +2
          Шаттлы позиционировались как «грузовики» — «Space Transportation System». Если надо вывести спутник, и это могут сделать автоматы, зачем подвергать риску людей? Пример с «Союзами» некорректен — их цель именно перевозка людей. Да и надежность у них повыше будет, полётов уже ЕМНИМС больше, чем у шаттлов, катастроф две, но очень давние, сотня безаварийных полётов подряд уже есть.
          • +1
            Шаттлы планировались именно как грузовики — но с рядом оговорок: грузовики двухсторонние: им вменялось много задач по обслуживанию объектов на орбите и безопасному сведению спутников с орбиты. То, что таких миссий был едва ли десяток — всего лишь ещё одно подтверждение, что неверны были цели, а не то, что шаттл не соответствовал своей же идеологии. А задача по обслуживанию и возврату объектов с орбиты до сих пор автоматами решается постольку поскольку.
          • +2
            Для вывода спутника «в режиме грузовика» шаттлу достаточно двух человек. Но реально летало от 4 до 8 потому как это было гораздо удобнее и надежнее. Заметная часть спутников была потеряна по причине того что после выведения там что-то не запустилось, не раскрылось и т.д. А с Шаттлом не надо было заморачиваться сложными системами — человек мог все что нужно развернуть, застрявшее подтолкнуть, вручную перезагрузить программу и т.д. Для 80-х это было довольно актуально, тот же Хаббл чинили неоднократно, потому и летало такое количество людей — а отсюда и потери. Просто дорого это очень оказалось, идеи фантастов о строителях в космосе оказались слишком наивными, спутник-дублер + ракета-дублер оказались дешевле чем один запуск Шаттла. Но сравнение с «Союзом» все равно абсолютно корректное: Шаттл предназначался для перевозки людей, в том числе и в «грузовых» миссиях.

            И нет, у Союзов до сих пор меньше полетов чем у Шаттлов. А по числу перевезенных людей (если уж говорить не о mission success rate а именно о числе погибших астронавтов) — гораздо меньше.
            • +2
              Скорее, потому что параллельно пытались различные эксперименты проводить, да Payload Specialist'ов возили, Майк Маллейн о них весьма негативно отзывается — «астонавты по совместительству».
              Для починки спутников нужна отдельная миссия, иначе надо второй спутник возить как запчасти — мало ли что сломается? Спутники на ГСО вообще не достать после запуска. Хаббл — это вообще отдельная история, сделать эпический факап и героически его исправлять :) Подумалось, кстати, что такой телескоп стоило бы делать модулем на МКС, обслуживать его было бы проще.

              Я говорю о том, что шаттл планировался как замена всем ракетам-носителям, и, соответственно, на него ложились задачи рутинного запуска спутников (что NASA поддерживало в разных местах неоднократно, от названия STS до песен), а для этого вполне хватало автоматов. Кстати, этот аргумент не я придумал, его Маллейн в своих мемуарах приводил. Почитайте, рекомендую. Он очень жестко критикует шаттлы несмотря на то, что на них три раза летал.

              Да, пардон, забыл точные цифры.
              • +3
                «Астронавты по совместительству» — это же как раз то о чем мечтали фантасты. В космос летит не супер-обученный супермен, а обычный профессионал (который вдобавок будучи узким специалистом может в целевой нагрузке разбираться гораздо больше). И Шаттл это позволял (а сейчас позволяет ISS — но не Союз). Понятно что все неисправности на орбите не исправишь, но значительную их часть, особенно начального этапа где все должно раскрыться и запуститься — запросто.

                Так что не вижу проблем с «рутинным запуском спутников». Спутники получались проще, их выведение на орбиту — надежней. Уткнулись ИМХО в массу спутника — выводить менее 18 тонн на Шаттле невыгодно, а подавляющее большинство спутников в 90-х благодаря прогрессу электроники оказалось намного легче
  • +5
    Я думаю что многое из этой статьи уместно смотрелось бы в Википедии для потомков :)

    А так, спасибо за анализ.
  • 0
    А про несостоявшийся проект воздушного старта не напишете? Выглядело перспективно, особенно с учетом того, что не нужна была инфраструктура космодрома для запуска, а достаточно было обычного аэродрома.
    • 0
      Воздушный старт никуда не делся, просто он довольно ограничен по массе выводимых спутников

      en.wikipedia.org/wiki/Pegasus_(rocket)

      Масса достоинств, но всего 450 кг на LEO при использовании стандартного самолета в роли носителя. Сейчас делают версию на 6 тонн с огромным нестандартным носителем, но будет ли выведение с этой системой это настолько дешевле чтобы окупить расходы на суперсамолет, соответствующие аэродромы и новую ракету-носитель — вопрос открытый
      • 0
        с огромным нестандартным носителем
        А есть хоть какие-то наметки на тему «что это будет за носитель»? Постройка большого самолета технически ограничена едва ли не больше, чем постройка ракеты, хотя если «забить» на дальность полетов (т.е. делать не аналог Мрии, с народнохозяйственными наметками, а чистый летающий космодром), то может и получиться (хотя будет ли это дешевле — действительно, вопрос.
        • +2
          en.wikipedia.org/wiki/Scaled_Composites_Stratolaunch

          Размах крыльев на 30% больше чем у Мрии, самолет заточен не на скорость и дальность полета а на грузоподъемность
    • +2
      Надо будет подумать, вопрос этот, оказывается, популярный, спасибо за предложение.
  • +1
    Спасибо. Я это много лет твержу, а мне не верят. Для знакомых американцев (даже инженеров) Шаттл — это символ, разумные доводы работают плохо.
    • +4
      Теперь у вас есть сборник аргументов в статье. Небольшой совет: в дискуссиях старайтесь точно определить предмет спора. Программа «Спейс Шаттл» реализовала новые инженерные решения на острие материаловедения, аэродинамики и микроэлектроники? Однозначно, да. Программа не достигла целей, которые ставили при её разработке? Тоже да. Но если эти два пункта в дискуссии смешать, то получится бессмысленный холивар, потому что эти утрверждения разные.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.