100 великих тайн космонавтики
Шрифт:
Задуматься над этой проблемой специалистов заставила катастрофа шаттла «Колумбия», произошедшая в феврале 2003 года при возвращении корабля с орбиты. Экспертам тогда удалось восстановить картину происшедшего во многом благодаря тому, что корабль был буквально напичкан датчиками.
Идеи об установке таких регистраторов в космические аппараты, естественно, возникали и раньше, однако было неясно, как защитить аппаратуру от сгорания при огромных скоростях вхождения в плотные слои атмосферы. Теперь эту проблему удалось решить благодаря новым наноматериалам повышенной прочности и жаростойкости.
Космические
Сейчас эти приборы представляют собой обтекаемые куполообразные модули диаметром чуть меньше 30 см и весом около 1 кг, которые крепятся в кабине и крыльях. Как только температура по соседству с прибором превышает критическую, срабатывает механизм отстрела «ящика». Далее, во время падения на Землю, прибор передает в эфир всю накопленную информацию, устраняя таким образом даже необходимость отыскивать его в неизвестной местности.
Спасательные «шлюпки» для МКС
…Ранним утром 12 июля 2002 года из акватории Баренцева моря с борта атомной подводной лодки «Рязань», находившейся в подводном положении, был произведен запуск ракеты-носителя «Волна», созданной на базе баллистической ракеты РСМ-50. Ракета должна была вывести на траекторию полета космический аппарат «Демонстратор-2», разработанный специалистами Научно-исследовательского центра имени Г. Н. Бабакина.
По данным телеметрии, сообщил в тот же день помощник Главкома ВМФ РФ, руководитель пресс-центра Военно-морских сил Игорь Дыгало, полет прошел нормально. Но чуть позже выяснилось, что это не совсем так…
По расчетам, аппарат должен был приземлиться на полигоне Кура на Камчатке, но в заданный район так и не вышел. Почти три недели объединенная комиссия, в которую вошли представители НИЦ имени Бабакина, Российского авиационно-космического агентства, НПО имени Лавочкина. Государственного ракетного центра «Конструкторское бюро имени академика В. П. Макеева», изучала данные телеметрии, а поисковые вертолеты прочесывали район предполагаемого падения аппарата. Тщетно… «Демонстратор-2» исчез так же, как и его предшественник «Демонстратор-1» в 2001 году.
Так закончился июльский этап испытаний новейшей технологии возвращения из космоса с помощью надувных тормозных устройств — IRDI (Inflatable Reentry and Descent Technology). В чем тут дело? Почему так получается? Что это за система такая?.. Давайте попробуем разобраться.
Даже альпинисты знают, что подняться на вершину — лишь часть дела. Причем самая простая. Куда сложнее — благополучно спуститься. Еще труднее вернуться из заоблачных космических вершин.
Ракета-носитель «Волна»
Традиционно для спуска с орбиты применялись и применяются баллистические
Есть и проблемы с мягкой посадкой. Еще С. П. Королев призывал не летать больше «на тряпках», однако и по сей день ничего лучше парашютной системы приземления (или приводнения) так и не разработано.
В свое время большие надежды возлагались на «челноки» — космические корабли многоразового использования. Однако они не оправдались. Дело в том, что запуск одного шаттла — удовольствие, стоящее примерно 500 миллионов долларов. Это приводит к тому, что доставка одного килограмма груза на орбиту обходится примерно в 2–3 раза дороже, чем с помощью одноразовых ракет-носителей.
В общем, не случайно специалисты всех стран мира ищут надежные и дешевые способы спуска людей и грузов с орбиты. Среди прочего, еще в середине 80-х годов ХХ века специалисты Научно-исследовательского центра имени Г. Н. Бабакина предложили решить проблему входа в атмосферу с помощью так называемых надувных конструкций.
Одна из последних модификаций такой конструкции — аппарат «Демонстратор-2». По словам директора проекта «Надувные тормозные системы» Сергея Алексашкина, в сложенном виде аппарат помещается в защитную капсулу и весит около 145 кг.
После того как ракета выводит его на заданную траекторию, капсула с «Демонстратором» отделяется и сбрасывает защитный кожух. На этом этапе происходит так называемая закрутка устройства вокруг продольной оси со скоростью 70 град./с, что позволяет «Демонстратору» войти в атмосферу под нужным углом. Затем надувное тормозное устройство отделяется от капсулы и начинает собственно процесс торможения.
В рабочем положении «Демонстратор» напоминает перевернутый зонт, состоящий из двух каскадов, которые при вхождении в плотные слои атмосферы наполняются газообразным азотом.
При вхождении в плотные слои атмосферы перед лобовым участком устройства образуется ударная волна, набегающий поток воздуха нагревается до нескольких тысяч градусов. Ученые специально снабдили аппарат жестким теплозащитным покрытием, которое закрывает металлический лобовой экран. Остальные части тормозного устройства сохраняются благодаря гибкой тепловой защите, состоящей из термостойкого покрытия и теплоизолирующего слоя.
Таким образом, удается поддерживать температуру внутри самого аппарата на уровне 25–30 °C. Служебная и научная аппаратура, расположенная в приборном контейнере и предназначенная для исследований и для управления полетом, остается неповрежденной.
Второй надувной каскад наполняется азотом при входе в более низкие слои атмосферы, на высоте 15 км, и обеспечивает снижение скорости к моменту посадки до 15–17 м/с.
Так, побеждая атмосферные силы и используя энергию сопротивления атмосферы, «космический парашют» приземляется в обозначенном месте. Для обнаружения аппарата после его приземления используются радиомаяки, сигнал которых можно поймать, например, с помощью оборудования, установленного на борту поисковых вертолетов.