Разработка ракеты-носителя Ares, которая должна стать основной для
американской космической программы, идет со скрипом. В существующей
версии она развалилась бы уже на старте.
Перспективная ракета-носитель Ares I создается в NASA для вывода в космос и доставки к МКС пилотируемого модуля Orion, вмещающего от 4 до 6 человек. Предполагается, что именно эта пара станет заменой устаревших «шаттлов» и должна быть в строю к 2015 г. А ближе к 2020-му модифицированные версии должны будут привезти на Луну и первых американских колонистов, и даже отправиться к Марсу.
В проекте заняты больше тысячи компаний и научных организаций.
Двухступенчатая конструкция Ares I, по задумке, должна быть недорогой и
сравнительно простой, в ней используется масса наработок из проверенных
ракет, запускавших на орбиту «шаттлы». Первая ступень включает
твердотопливные двигатели и баки, закрепленные на внешней оболочке
носителя. Однако полезный груз (массой до 25 тонн) размещается не на
боку ракеты, как ранее, а в носовой части, как у советских и российских
носителей. На низкой орбите ускорители отбрасываются и включаются
двигатели второй ступени. Через некоторое время груз оказывается на
орбите, экипаж – на МКС. Все хорошо.
Однако разработка ракеты идет пока с большими сложностями. И дело,
возможно, не в каких-то отдельных компонентах проекта Ares I, а в
конструкции в целом. Еще год назад инженеры обнаружили, что в первые
минуты запуска ракета будет подвержена столь сильным вибрациям, что они
разрушат ее и приведут к неминуемой гибели экипажа. Общественности эта
проблема стала известна только в начале 2008 г., и тогда в NASA
объявили, что она уже не представляет опасности.
Суть загвоздки проста, она довольно распространена у ракет с
твердотопливным ускорителем. На первой стадии полета, когда действует
двигатель на твердом ракетном топливе, крошечные неравномерности его
движения и сгорания создают в камере сгорания пузырьки (наподобие
пенящегося следа, остающегося за катером). Однако в случае с Ares I
колебания, вызванные этими пузырьками, входят в резонанс со всей
конструкцией ракеты – результат понятен: ракета начинает вибрировать и
изгибаться, в конце концов буквально переламываясь.
Более детальные расчеты несколько охладили пыл пессимистов, показав,
что колебания не успеют полностью развалить носитель, однако они все
равно в несколько раз превышают допустимые нормы безопасности. Чтобы
решить эту проблему, инженеры NASA использовали массу дополнительных
элементов: поглотители вибрации для пилотируемой капсулы Orion и даже «установку огромных пружин»
(демпферов) в основании ракеты. Стоит сказать, что далеко не все
согласны с тем, что все это поможет: такой путь сильно утяжеляет ракету
(а значит – и снижает полезную нагрузку, с которой она может работать),
да и выход из строя этих дополнительных устройств может оказаться
фатальным.
А недавно были обнародованы еще одни результаты экспериментов по
компьютерному моделированию поведения ракеты Ares I. И результаты эти
печальны: на старте даже несильный боковой ветер (до 20 км/ч) приведет
к гибели носителя. После отрыва от стартового стола ракета под порывом
ветра рискует натолкнуться на ферму обслуживания. Других деталей в NASA
не раскрывают, однако по мнению независимого аналитика Чарльза Лурио (Charles
Lurio), проблема в том, что ракета «слишком длинная». Решение ее может
потребовать полной реконструкции стартовых площадок, а значит – влететь
в копеечку. В итоге ракета взлетает без проблем пока что лишь на
демонстрационных роликах NASA:
Неудивительно, что, по мнению некоторых инженеров, весь проект Ares
I требует коренного пересмотра. Стивен Метчан (Stephen Metschan), глава
компании TeamVision,
которая занимается созданием программного обеспечения, которое
используется NASA для тестирования своих разработок, предлагает
альтернативный вариант. Проявив недюжинную активность в Интернете, он
(по своим собственным уверениям) на условиях анонимности привлек к
сотрудничеству 57 инженеров NASA, которые готовы выступить с
собственным вариантом ракеты.
Их план носит название DIRECT (подразумевая
«прямой» переход от носителей «шаттлов» к будущим ракетам) и основан на
использовании пары практически одинаковых ракет Jupiter: одной,
предназначенной для доставки грузов, другой – для пилотируемых миссий.
В обоих вариантах Jupiter оснащен парой твердотопливных ускорителей и
двигателем второй ступени на жидком топливе. По словам руководителей
NASA, этот вариант их не устраивает, поскольку обе ракеты относятся к
тяжелому классу, и если для полетов к Луне и Марсу они вполне подходят,
то для доставки грузов и экипажей на МКС будут обходиться неприемлемо
дорого.
Заметим, что пока пресс-офис NASA последовательно отвергает всяческую критику. Глава агентства Майкл Гриффин (Michael
Griffin) заявил: «Нас просто осаждают некоторые недобросовестные
комментаторы, которые вообще слабо себе представляют, что включает в
себя программа конструкторской разработки. Создание ракеты Ares и
корабля Orion продвигается хорошо – что бы вы ни прочли в
интернет-блогах». Наконец, в конце октября функционеры NASA выступили с
новым сообщением в том духе, что «все хорошо, прекрасная маркиза» и
обещали представить готовый Ares I даже на год положенного срока – в
2014 г.
Но остается весьма вероятным, что руководству NASA все-таки придется
заняться пересмотром проекта, как только в США улягутся страсти после
президентских выборов – и многие специалисты смотрят на ревизию весьма
пессимистично. Они считают, что у Ares I в ее теперешнем виде нет
будущего. А в этом случае, по оценке специалистов, носитель будет готов
года на 3 позже, чем ожидается.
Пока что ближайший тестовый запуск намечен на июль будущего года. Поглядим, что из этого получится.