Один из способов сделать космические полеты дешевле – научиться возвращать ступени ракет для последующих повторных запусков.
Сейчас мы не будем разбирать, насколько это решение оправдано экономически, просто согласимся, что некоторая часть человечества действительно считает, что возвращать ступени можно и это будет окупаться.
При этом, сложность возвращения ступени заключается в том, что она очень много весит (десятки тонн) и очень быстро двигается (до нескольких километров в секунду). Кинетическая энергия такой "болванки" настолько огромна, что если ее не "погасить" до приемлемого уровня, то при ударе об землю она не просто развалится, а произведет самый настоящий взрыв.
Существует 3 способа "затормозить" ступень при падении:
1. Использовать реактивные двигатели
Этот способ называется "возвращением по-ракетному" и его активно развивает Илон Маск.
2. Использовать крылья
То есть заставить ступень буквально спланировать на землю. Такой способ возвращения называется "по-самолетному" и его мы можем помнить по программам "Шаттл" и "Буран".
Хотя, там возвращались не совсем ступени, но принцип был тот же – возвращение из космоса на крыльях.
Также способ "по-самолетному" сейчас разрабатывается в России (проект "Крыло-СВ").
3. Вернуть ступень на парашюте.
Этот вариант, казалось бы, самый очевидный, но именно его никто особо не развивает (хотя, есть отдельные проекты в США, но они очень далеки от хотя бы такого успеха, как у Илона Маска).
Возникает вопрос. А почему парашюты не используются всеми? Ведь это же реально проще всего (на первый взгляд).
На парашютах спокойно сбрасывают не только людей, но и тяжелую технику, в том числе бронированные многотонные машины десанта. Почему то же самое не проделать с ракетами?
Попробую привести 2 главных аргумента против парашютов в космической отрасли.
1. Технически очень сложно
Мы привыкли считать, что парашют – простейшее устройство. Ну, что там... Кусок ткани и несколько веревок. Уж точно проще изготовить парашют, чем ракетный двигатель или космическое крыло!
Однако, парашюты, к которым мы привыкли, работают в очень щадящих условиях
- На небольших скоростях (максимум, сотни м/с, а вообще – десятки)
- С небольшим весом (а даже боевая машина десанта – это маленький вес по сравнению со ступенью)
Кроме того, привычные нам парашюты работают в нормальной для них среде – в атмосфере. В случае же с ракетными ступенями, парашюту придется работать в пространстве с очень разряженным воздухом, то есть там, где он практически и не работает.
Открыв парашют на высоте 50-70 километров, ракета большую часть времени будет находиться практически в свободном падении и никакой парашют ее не остановит.
За это время десятки тонн металла наберут чудовищную скорость, которую парашюту нужно будет остановить всего за 15-20 км до поверхности Земли (там, где воздух уже более-менее плотный).
Естественно, создать такой парашют – невероятно сложно, ведь он будет испытывать запредельные нагрузки. Нужны какие-то сверхпрочные материалы, которые еще и весить будут немного.
Таким образом, при применении в ракетно-космической отрасли парашют из простейшего устройства превращается в сложнейшую систему, требующую самых передовых разработок в материаловедении.
2. Жесткая посадка
Как бы инженеры не старались, парашют все равно не дает мягкой посадки (даже человек без должной сноровки может сломать ноги при приземлении на парашюте).
Слегка ударившись о землю, ступень рискует прийти в полную негодность. Поэтому парашюту все равно нужно будет чем-то помогать в момент соприкосновения с поверхностью (той же реактивной струей).
3. Зависимость от погоды
Этот аргумент, на мой взгляд, еще более важен, чем первые два.
Ведь если садиться на ракетном двигателе или (тем более) на крыле – то весь процесс посадки будет контролироваться и приземление пройдет мягко и точно.
В случае с парашютом ступень превращается в неуправляемый объект, который может быть унесен ветром (учитывая, что падать придется долго – с высоты десятков километров).
Парашют не посадишь где и когда угодно. Нужно ждать погоду. А она, к сожалению, не всегда бывает хорошей.
Кстати, по той же причине, как сообщал Роскосмос, наши инженеры не развивают возвращение "по-ракетному", а тяготеют к идее космического крыла.
Просто погода в наших широтах не позволяет садиться так, как садятся ракеты Илона Маска. Космодром "Восточный", на который делаются главные ставки, вообще расположен не в самой благоприятной климатической зоне...
Что же касается парашютов, то они еще более чувствительны к ветру, чем ступени Спэйс-Икс. Именно поэтому их никто особо и не развивает. Хотя, несомненно, как дополнение к тому же способу "по-ракетному" парашюты вполне можно использовать и даже используются.