znat_kak (znat_kak) wrote,
znat_kak
znat_kak

Category:

Почему американцы каждый раз терпят неудачу, когда пытаются создать замену нашим «Союзам»?

17 January


Унизительная для космической супердержавы зависимость от своего политического противника в осуществлении полетов американских астронавтов в космос, уже восемь лет не дает покоя американцам



Взрыв прототипа космического корабля Starship Mk 1 при тестировании топливных баков. Источники: nasa.gov


И они не сидят сложа руки – сразу две ведущие компании США взялись решать эту задачу. Но не смотря на огромные денежные вложения, сроки создания пилотируемых кораблей все время отодвигались. Как же так случилось, что заокеанская сверхдержава потеряла ключевые знания о важнейших космических технологиях, которыми владела еще 50 лет назад?

В НАСА никогда не скрывали, что основную ставку они делали и делают на пилотируемый корабль Starliner от корпорации Boeing, хотя их «резервный» вариант - компания SpaceX похоже сегодня больше готова занять место основного партнера НАСА. Илон Маск быстрее своих конкурентов подготовил ракету-носитель, а 19 полетов своих грузовых кораблей на МКС и, что важно – успешное возвращение их обратно, позволили отработать всю инфраструктуру для своего будущего пилотируемого корабля. И сегодня можно с уверенностью сказать, что SpaceX, имея бюджет в два раза меньше Боинга, вырвался как минимум на «полкорпуса вперёд». Правда при этом, у компании Маска были пару аварий, которые неприемлемы в пилотируемой космонавтике.

Одна из неудачных попыток вернуть первую ступень ракеты Falcon 9. Источник: nasa.gov

Особенно последнее происшествие с капсулой Crew Dragon, которая сначала в беспилотном режиме успешно слетала на МКС, но позже, в ходе наземных испытаний системы аварийного спасения экипажа, взорвалась, и была уничтожена. Но тем не менее, успехи SpaceX нельзя не заметить.

Капсула Crew Dragon во время наземных испытаний системы безопасности. Из-за неконтролируемой работы двигателей и взрыва во время испытания была уничтожена. Источник: nasa.gov

В это время компания Boeing, как и положено крупной авторитетной корпорации, не гонялась за мелкими победами, а планомерно и целенаправленно готовила свой пилотируемый корабль. И вот в декабре 2019 года прошел дебют Starliner. Место пилотов в корабле заняли манекены, но это не снизило важность самого полета, так как по сути, это был отчет Боинга за почти 5 миллиардов долларов, полученных от НАСА за последние восемь лет. Итог этого полета сегодня известен всем. С точки зрения безопасности будущих астронавтов (а именно это НАСА сегодня ставит на первое место), всё прошло вполне удачно – манекены успешно вернулись на Землю, встроенные в них датчики показали полное соответствие всех ранее заявленных перегрузок, а самые опасные этапы полета (взлет и посадка) прошли штатно, в точном соблюдении полетного регламента.

Но тем не менее, первый экзамен был провален. Как позже выяснилось, автоматический таймер корабля неверно отсчитал продолжительность включения манёвренных двигателей, вследствие чего Starliner не смог выйти на рабочую орбиту, и стыковка с МКС не состоялась. На фоне этой неудачи глава Boeing подал в отставку, а план первого пилотируемого полета Starliner опять пришлось сдвигать.

В конгрессе США даже было специальное закрытое заседание, где сенаторы пытались разобраться – почему в условиях современной науки и развитых технологий, так долго не удается воссоздать то, что было уже сделано американцами 50 лет назад? И есть интересные выводы комиссии, в отчете которой, среди других причин, например, особняком стояла проблема не преемственности старого опыта к новым разработкам. Современное проектирование космической техники производится на компьютерах с помощью специальных программ, а Сатурн и Аполлон в свое время были начерчены на ватмане с помощью обычных кульманов. Как и расчеты, сделанные в значительной степени с помощью логарифмических линеек. И стояла проблема даже не оцифровать эти архивы (это в итоге было сделано), а перевести все эти разработки в понятный для современных проектных программ язык. И получается, что по сути, старыми разработками не смогли воспользоваться современные конструкторы, хотя доступ к архивам они имеют. В прямом смысле слова им сейчас проще и быстрее изобрести новый велосипед, чем скопировать старый. Но загвоздка в том, что этот новый велосипед, если и может ездить, то пока значительно хуже старого. И требуется множество дорогостоящих испытаний, которые по сути были уже сделаны раньше, но для другого оборудования. То есть, конструкторы вынуждены опять наступать на те же грабли, и снова получать те же шишки, что и их отцы, тратя на это драгоценное время и средства. И, кстати, не всегда они сегодня достигают тех результатов, которые были достигнуты в прошлом, решая такие же задачи.

Хороший пример подобного, это сравнение созданий Сатурна и SLS. Сатурн был разработан менее чем за девять лет, а последняя версия тяжелого Сатурн-V, от стадии эскизных чертежей до первого старта ракеты - 6,5 года. И это все происходило почти 60 лет назад(!), без компьютеров и современных технологий. Все рисовалось карандашами на ватмане, а сложнейшие расчеты производились с помощью логарифмических линеек. Также, важно то, что такая тяжелая ракета создавалась впервые, то есть в принципе отсутствовал опыт создания подобных тяжелых ракет. При этом Сатурн-V был создан точно в срок, не имел ни одной аварии, и полностью выполнил свою историческую задачу в паре с Аполлоном.

SLS - ракета того же класса, которую начали проектировать в 2011 году (то есть тоже почти девять лет назад). Что имеем сегодня? Нет не одного старта, хотя первый должен был быть еще в 2017 году. Из отчетов известно, что разработка близка к завершению, и буквально через пару месяцев должен быть первый запуск. Поэтому об успешности проекта еще говорить рано. Но надо учитывать следующее:

1) От этой ракеты требуется тоже самое, что и от Сатурна-V пятьдесят лет назад;
2) При создании SLS применялись новые технологии и оборудование, о которых Вернер фон Браун и его коллеги даже не могли мечтать;
3) В распоряжении создателей SLS был бесценный опыт от разработчиков Сатурна, но которым, как теперь получается, они не смогли полноценно воспользоваться;

И в итоге, американцы имеют сегодня то, что имеют.

Но почему же тогда у нас в России получилось перенять старый опыт? Больше того - можно смело утверждать, что большинство современных разработок основаны на старых советских достижениях, за что и постоянно получают критику. А все дело в том, что мы эти этапы совершенствования проектных методик прошли постепенно, каждый раз последовательно изменяя свои конструкторские инструменты, и поэтому разрыва с предыдущими разработками у нас не произошло. А у американцев все получилось по-другому. После завершения программы Аполлон, в приоритете у НАСА появилась новая программа с шаттлами, с которой они связывали очень большие надежды. Для этой программы всё разрабатывалось впервые, так как в связи с принципиально другой концепцией челноков, старый опыт ракет Сатурн и кораблей Аполлон был мало применим. Поэтому программы Сатурн и Аполлон были убраны в архив, и забыты более чем на 20 лет. Но вернувшись в итоге к старой схеме (ракета + корабль), они вдруг осознали, что всё надо делать по новой, так как за эти годы сменилось не только поколение конструкторов и разработчиков, но и в результате компьютеризации, принципиально изменились методы и инструменты проектирования. И, к сожалению для американцев, по этой причине не случилась передача опыта и достижений из прошлого в настоящее, что естественным путем произошло у нас.

Но не стоит уповать на то, что наше сегодняшнее лидерство в пилотируемой космонавтике будет продолжаться и дальше. Американцы, несмотря на двадцатилетнее отставание, быстро нагонят нас. И наша задача сегодня работать на будущее, чтобы в итоге самим не отстать на столько же лет. А предпосылки к этому уже проглядываются, особенно на фоне затянувшихся разработок наших новых кораблей и ракет-носителей. Но у нас есть, и остается главный козырь – это наши конструкторские бюро с уникальными испытательными стендами, которые сегодня хоть и не во всем, но во многом опережают ресурсы Boeing и SpaceX. Это оставляет надежду, что даже при значительно меньшем финансировании, мы сможем если не выиграть, то хотя бы не проиграть эту космическую гонку – и ближайшие 5-7 лет это покажут.

Статья подготовлена по материалам д.т.н. Колесова Н.А.

via
Tags: В США, КОСМОНАВТИКА, РАКЕТОСТРОЕНИЕ
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments