Здравствуйте! Если вы любитель научной фантастики, тогда вы конечно видели в фильмах заезженный образ космической спасательной капсулы, аналог традиционной морской спасательной шлюпки, которая дает шанс на выживание когда ваш корабль поврежден или идет ко дну. В оригинальной трилогии Звездных воин все зависит от дроидов убегающих на спасательной капсуле на Татуин с планами "Звезды Смерти". В фильме Пятый элемент, герои сбегают с корабля-гостиницы «Флостон Пэрадайз», так же на спасательной капсуле, и бесстрашный Брюс Уиллис спасает красавицу Лилу, планету, ну и нас заодно. Молодец.))
И в реальной жизни инженеры проектировали системы эвакуации с самых первых космических полетов. Если вы посмотрите на любую ракету с пилотируемым кораблем, на нем имеется система аварийного спасения или САС. Она создана для самого опасного участка полета, когда экипаж взлетает на ракетоносителе заполненной топливом и окислителем, и летит через плотную атмосферу на сверхзвуковой скорости. При аварийной ситуации система срабатывает, эвакуируя экипаж подальше от аварийного носителя, а затем раскрыв парашюты капсула безопасно садится на землю.
Но справится с аварийной ситуацией, связанной с поврежденным космическим кораблем на орбите, это совершенно другая проблема. И не было недостатков в идеях и проектах различного оборудования для выживания и спасения экипажа в подобных ситуациях. Такое оборудование должно было быть как можно более легким, чтобы не влиять на выход корабля на орбиту, и основную программу полета.
Спасательные системы на заре космонавтики
Самые первые космические корабли серии Меркурий (Mercury), были довольно тесными. Ходила шутка что Меркурий это не то на чем летают, а то что надевают на себя. Самая известная система спасения этой эпохи называлась - Manned orbital operations safety equipment или сокращенно MOOSE. На русский язык ее можно перевести как - лось.))
Она не была доведена до производства и испытания. Даже гипотетическое применение такой системы, требовало чтобы астронавты стали какими-то супер героями. Астронавт в скафандре должен был покинуть аварийный корабль с аварийным устройством размером с чемодан, пристегнуть его и затем активировать. Активация приводила к развертыванию надувного теплозащитного экрана, а затем используя портативную двигательную систему он сходил с орбиты, входил в атмосферу а потом благополучно приземлялся на парашюте.
И хотя все вышесказанное звучит как нечто неправдоподобное, было несколько вариантов такой идеи, предложенной разными людьми и в разное время.
Была идея применения так называемого паракона - большого теплового щита, который исключал применение парашюта при посадке. В так называемом спасательном плоту разработанным General Electric ( General Electric Life Raft), вместе должны были находится три астронавта.
Как вы поняли недостатка в идеях не было, но ни одна их них не была воплощена.
Программа Аполлон
В программе «Аполлон» было несколько сценариев применения спасательных шлюпок. Однажды это было воплощено в жизнь с использованием реального оборудования. Самый известный такой случай это миссия Аполлон-13. Тогда лунный модуль стал такой спасательной шлюпкой, когда командный модуль был поврежден, но это был аварийный сценарий, и с использованием того оборудования которое было. Менее известной системой была система эвакуации с Луны.
Она представляла собой минималистическое транспортное средство, задуманное для того чтобы иметь возможность отправить астронавтов на лунную орбиту если лунный модуль выйдет из строя на поверхности Луны. Его можно представить как шезлонг с ракетным двигателем и надувными топливными баками, которые заправлялись из лунного модуля.
Были даже проведены испытания, чтобы выяснить какие приборы и органы управления необходимы для такой системы. Они включали одну концепцию в которой пилот стоял и управлял таким аппаратом наклоняясь в сторону и смещая центр тяжести. Ни один прототип не был произведен и не летал.
Космическая станция Freedom - Свобода
В 1980-х годах, когда планировалась космическая станция Freedom - Свобода, идея специальной системы эвакуации стала основным требованием к ее проектированию.
Требовалась система спасения экипажа встроенная в нее. В отличие от станции Sкylab, план заключался в том, чтобы отправить экипаж на станцию на Спейс шаттле, а затем оставить его на станции, а сам челнок при этом возвращался на Землю. Изначально считалось что будет достаточно безопасного убежища на станции, куда экипаж мог бы уйти в случае возникновения нештатной ситуации, ожидая когда его спасет прибывший на выручку шаттл. Но катастрофа случившаяся с Челленджером, показала что быстрое спасение не могло быть гарантированно. И экипажу требовался другой способ возвращения, если бы шаттл остался на земле. Сегодня экипаж на МКС всегда имеет доступный космический корабль, на котором они прибывают на станцию и он способен оставаться состыкованным со станцией в течении 6 месяцев. И это значит, что на станции должно всегда быть достаточно мест на космических кораблях для всех членов экипажа. В тех редких случаях когда космический корабль должен перестыковаться на другой стыковочный порт, весь прикрепленный к кораблю экипаж должен сесть в корабль и отправится в это маленькое путешествие, на тот случай если в процессе возникнут проблемы.
Но на шаттлах такое было невозможно, он не мог оставаться долгое время состыкованным со станцией, потому что имел небольшой ресурс полета. Самым долгим полетом шаттла была миссия STS-80 которая длилась 17 дней и 16 часов. Этому способствовал дополнительный запас водорода и кислорода необходимый для работы автономных топливных ячеек. Эти топливные элементы были основной проблемой, они обеспечивали энергией шаттл путем реакции водорода с кислородом. И хотя некоторые шаттлы могли получать энергию от самой космической станции, шаттлу необходимо было всегда держать эти ячейки активными, водород в них так же имел свойство испарятся со временем.
Поэтому для космической станции Свобода специалисты рассматривали ряд вариантов возможного возвращения экипажа.
Во первых это аварийное оставление станции и возвращение экипажа на специальном модуле. Это цилиндрическая кабина с теплозащитным экраном, который выступал за края капсулы.
Преимущества этой конструкции заключались в том, что она была самой дешевой и простой в исполнении, но недостатком ее было также то, что она использовала баллистический спуск, что могло привести к очень большим перегрузкам.
Следующая идея была основана на использовании возвращаемых капсул используемых в программе Корона. О ней я вскользь рассказывала в статье про миссию 3b Спейс шаттла.
Предполагалось увеличить их размер, поскольку они должны были возвращать с орбиты людей, а не фотопленку.
Опять таки, как и в случае использования спасательного модуля, перегрузка при баллистическом спуске была бы очень велика.
Также рассматривался вариант возрождения командного модуля Аполлон, хотя и с использованием новейших технологий 80-х годов. Он так же представлял собой уже 5-ти местный спасательный корабль, из которого убрали места для хранения вещей, оборудования и вместо них поставили два дополнительных кресла для экипажа.
К дополнению этого, было несколько вариантов орбитальных космических самолетов. Они имеют преимущество в радиусе действия, что означает то, что они могли выбирать место своей посадки. Также у них была меньшая перегрузка при посадке. Был проект такого самолета под названием HL-20, способный перевозит до 8 человек и его в свое время представляли как мини шаттл, который можно было бы запускать как отдельный корабль. И при развитии проекта мог бы стать космическим паромом. HL-20 был создан на основе советского проекта космического самолета "БОР" и он очень похож на разрабатываемый в данное время корабль Дримчейзер, хотя и намного больше. Но в 1990 году Конгресс США фактически убил этот проект закрыв финансирование из за его цены.
В итоге к 1990 году ни один вариант спасательной шлюпки для станции Свобода разработан не был. А сама станция Свобода стала в итоге МКС, а Россия стала партнером США в проекте станции.
МКС
У России был свой корабль Союз, хорошо испытанный и надежный, который мог бы выполнять роль спасательной шлюпки. Предполагалось даже, что шаттл доставит к станции сразу два Союза в своем грузовом отсеке и пристыкует их к станции. Хотя у Союзов тоже была проблема с автономностью нахождения на орбите, этот срок был ограничен шестью месяцами. Но в итоге где то в 1995-96 году НАСА опять возвращается к идее разработки своих отечественных возвращаемых кораблей для будущей станции. И вариант который они решили использовать - космический самолет. Его разработчики считали что систему можно будет создать за 600 миллионов долларов, что было довольно-таки недорого. Этот самолет станет известен под именем X-38, и он сможет доставлять со станции экипаж из 6 человек.
Его длина составляет 9 метров, массой 11 тонн и у него должен был иметься люк в верхней части для доступа экипажа. Он должен был быть соединен с трехтонным модулем с двигательной установкой, который выполнял начальное управление ориентацией и сходом с орбиты. Посадка должна была осуществляться с использованием парашютов которые развернувшись будут производить планирующую посадку вплоть до земли со скоростью около 65 км/ч. Были построены несколько различных испытательных прототипов и проведены испытания.
Хотя изначально X-38 планировался как корабль для возвращения экипажа, было указано что проект можно было дополнить, для доставки его на ракетоносителе и Европейское космическое агентство интересовалось такой возможностью, планируя его под ракету Ариан-5. Это было намного позже того, как европейцы закрыли собственную программу орбитального самолета Гермес. После того как в 1999 году прошли испытания со сбросом прототипов с самолета, следующим шагом должно было стать орбитальное испытание. Оно предполагало, что шаттл доставит X-38 на орбиту, и после развертывания из отсека полезной нагрузки самолет в автоматическом режиме безопасно вернется на Землю. Это было запланировано на 2002 год, но вместо этого проект был отменен в том же году.
В 2001 году обязательства США по созданию МКС превысили бюджет и Конгресс хотел это исправить. Это привело к тому, что США в одностороннем порядке решили сократить свои обязательства по станции, удалив из проекта три компонента, которые обещали международным партнерам. Поэтому американский жилой модуль, центрифуга и корабль для возвращения экипажа были удалены из проекта. Дело в том что корабль для возвращения экипажа был готов на 80-90% и отказ от него не сэкономил бы для бюджета много денег. Отмена этого проекта оказало огромное влияние на дальнейший ход событий.
Через год после его отмены катастрофа шаттла Колумбия перепутала все планы по созданию МКС. Теперь оставались только Союзы с экипажем. В конце концов президент Буш установил дату последних полетов шаттлов перед закрытием программы их полетов. Он разрешил один полет для строительства МКС, и один полет для ремонта телескопа Хаббл. И теперь запуск спутников США переходил на одноразовые ракеты, США оказывались без пилотируемых полетов на МКС. И если бы был жив проект корабля для возвращения экипажа, им могли бы и доставлять экипаж на станцию, до того как появится хоть какая то замена.
В итоге, на данный момент, идея специальной спасательной шлюпки или спасательной капсулы, ушла в прошлое. Корабли которые доставляют экипажи в космос, являются и кораблями которые могут доставить экипаж обратно, в случае возникновения чрезвычайной ситуации.
А на этом наша история заканчивается. Спасибо за внимание.
