Прыжок на орбиту: зачем России понадобился сверхбыстрый космический грузовик
Время - критически важный фактор. Особенно, если речь идет о спасении космической станции или любой другой миссии на орбите, требующей срочного вмешательства с Земли. Впервые российские специалисты не только обновили уже существующий, но и установили абсолютный мировой рекорд по скорости вывода космического корабля к Международной космической станции. Прыжок на высоту в 400 километров российский грузовик «Прогресс МС-09» совершил за три часа и сорок минут.
Стратегическая орбита
Быстрый полет на орбиту и спасение космического аппарата, будь то станция или спутник, специалисты любят сравнивать с медицинской операцией. Задержка в сутки-двое может обернуться трагедией и стоить жизни человеку. Впервые острую потребность в быстром выходе на орбиту всерьез ощутили после аварии на космической станции «Салют-7». Несмотря на то, что снарядить экипаж, в состав которого вошли Владимир Джанибеков и Виктор Савиных, удалось всего за четыре месяца, готовить экипаж и корабль запуску приходилось в экстренном режим. И без того нервозную атмосферу усложняли сразу несколько факторов. Кроме обычной спешки и стремления отладить и проверить все системы корабля, ракетостроителей торопили и военные. Главной причиной беспокойства Минобороны СССР стала информация о подготовке к полету в космос американского многоразового челнока, на борту которого должен был находиться не обычный экипаж, а целая абордажная команда, способная «перехватить» советскую космическую станцию прямо на орбите.
Одним из неприятных сюрпризов для экипажа «Союз ТМ-13» стал неправильно подключенный электронный блок, вырабатывающий кислород. На его месте необходимо было смонтировать совершенной другой элемент системы - блок очистки атмосферы. Неиспрвность электрической схемы привела к тому, что решать проблему Джанибекову и Савиных вместо заводских техников пришлось прямо на борту.
Первый визуальный контакт со станцией Джанибеков и Савиных совершили лишь спустя двое суток после старта. 8 июня 1985 года в 11 часов по Московскому времени экипаж «Союз-Т13» доложил в Центр Управления Полетами об обнаружении станции. После успешной «реанимации» станции и возвращения советских космонавтов на Землю перед промышленностью и учеными встал вопрос оперативной подготовки и осуществления космических пусков не за четыре месяца, а за считанные недели и даже дни. Однако в 1991 году Советский Союза распался, а «холодная война», для которой изначально и могли готовиться мероприятия подобного масштаба, была завершена.
Спецоперация на орбите
«Быстрые» космические пуски могли пригодиться ведущим космическим державам несколько раз. Впервые такой схемой еще в 1974 году могли бы воспользоваться американские специалисты, решавшие сложнейшую проблему спасения терпящей бедствие космической станции Skylab. После третьей и последней экспедиции космический комплекс общей стоимостью три миллиарда долларов начал сходить с орбиты, и в конце концов сгорел в плотных слоях атмосферы. Однако в случае со Skylab, помимо отсутствия возможности быстрой сборки ракеты-носителя, космического корабля и подготовки экипажа, имел место и обыкновенный инженерный просчет.
Американская орбитальная станция не имела собственных маневровых двигателей, мощности которых было бы достаточно для удаленного исправления критической ситуации. Именно по этой причине для коррекции орбиты Skylab требовался внешний источник, который оперативно доставить на орбиту американские специалисты так и не смогли. Подготовка к пуску ракеты Saturn-IB помимо сотен миллионов долларов требовала многих месяцев сборки и проверки всех систем, а знаменитый многоразовый челнок Space Shuttle совершил первый полет лишь в 1981 году.
Под угрозой гибели в космосе однажды оказался и экипаж космической станции «Мир». После пожара 23 февраля 1997 года один из пристыкованных к станции кораблей - «Союз ТМ» - оказался отрезан от экипажа источником возгорания, поэтому шести космонавтам из 22-й и 23-ей экспедиций на время пришлось переквалифицироваться в специалистов по борьбе за живучесть. Эксперты отмечают, что до одного из двух космических кораблей «Союз», теоретически, можно было добраться, однако попытка могла поставить крест и на самой станции, и на жизнях экипажа.
«Вскрытие клапана давления привело бы к тому, что жидкостному радиатору охлаждения и отсеку пришел бы конец, но экипаж в этом случае смог бы пробиться к пристыкованному кораблю и успеть загерметизироваться внутри, отстыковаться и покинуть станцию», - отметил в интервью «Звезде» историк космонавтики Михаил Лапиков.
Пожар на станции «Мир» и сход с орбиты американской Skylab - происшествия из разных категорий, однако готовый к старту корабль-дублер, способный добраться до объекта на орбите не за двое суток, а за три часа, позволял бы космонавтам без риска для жизни выйти из практически любой чрезвычайной ситуации.
Самый быстрый из грузовиков
Маневры рядом с орбитальной станцией и процесс стыковки с первой попытки - крайне тяжелые упражнения, даже если летящий на огромной скорости аппарат оснащен самой совершенной электроникой и системой управления полетом. Стоит отметить, что российским ракетостроителям и специалистам смежных отраслей космической промышленности даже в таких условиях давно принадлежит рекорд самой быстрой доставки на орбиту.
Эксперименты с изменением полетного задания на базе современных и перспективных космических технологий привели к тому, что вместо привычной двухсуточной схемы полета, при которой космический корабль совершает 34 витка вокруг Земли, российским специалистам потребовалось всего пять часов и сорок девять минут, чтобы «забросить» космический корабль на орбиту с точностью до нескольких метров. Однако 10 июля 2018 года. уникальный рекорд был превзойден. Специалисты «Роскосмоса» провели самую быструю доставку космического корабля до объекта на орбите. Ровно через три часа и сорок минут по главном залу Центра Управления Полетов пронеслось гулкое: «Есть захват!».
Космический грузовик «Прогресс МС-09» стал первым и самым быстрым космическим грузовиком в истории космонавтики. Уникальный рекорд скорости не будет одноразовым достижением - уже в конце октября к МКС отправится второй «сверхскоростной» грузовик «Прогресс МС-10», а следом по упрощенной схеме полетят и пилотируемые космические корабли. Именно о такой перспективе после первого успешного «броска на орбиту» рассказал руководитель летно-космического центра РКК «Энергия» Александр Калери.
При этом практическая ценность «космического спринта» на таких скоростях не поддается денежному измерению.
«Во-первых, это сильно упростит полет. Специалистам ЦУП больше не придется двое суток дежурить у мониторов и отслеживать сотни разных показателей. Во-вторых, удалось достичь такой точности и такой скорости космических пусков, какой раньше не было ни у кого. И вряд ли в ближайшее время будет. Ни американское агентство NASA, ни частные компании не умеют по ускоренной схеме запускать корабли. Все сильно зависят от погоды, точности "прицеливания" и многих других параметров. А Россия может выводить аппараты быстро и надежно, в штатном режиме. Это существенный плюс как для грузовых кораблей, способных оперативно доставлять на орбиту жизненно важные грузы, так и для пилотируемых аппаратов», - рассказал в интервью телеканалу «Звезда» аэрокосмический инженер кандидат технических наук Сергей Вовк.
При этом экономию топлива на «быстрых» космических запусках тоже не стоит сбрасывать со счетов. Эксперты отмечают, что благодаря пятичасовой схеме выхода за год регулярных рейсов на орбиту можно сэкономить более миллиарда долларов. У новой «сверхбыстрой» схемы вывода космического аппарата за два витка вокруг Земли этот показатель будет выше. К тому же, после успешного вывода на орбиту по новой схеме совершенно по-другому начинает выглядеть многопусковый процесс сборки лунного корабля, подготовить который к длительному полету можно будет существенно быстрее.
