Статия: ето как САЩ остана без пилотирани космически кораби

[SAlexandrov]

Исторически поглед: ето как САЩ остана без пилотирани космически кораби

От архива: совалката "Атлантис" на стартовата площадка - непосредствено преди последния й полет през 2011 година. Photo credit : NASA/Terry Zaperach

14 септември 2018 г. 19:00 ч.

Светослав Александров. Фактът, че американските астронавти днес имат само един начин да достигнат до "Международната космическа станция", а именно като пътници на борда на руските кораби "Союз", продължава да бъде повод за полемики в публичното пространство - както по света, така и у нас. Но защо и как се стига до това положение? 

Време е да погледнем към историята на американската космонавтика, за да намерим отговор на този въпрос. Ако искаме да си създадем балансирано мнение по въпроса, нужно е да се върнем към епохата "Аполо" - във времената, когато НАСА изпраща хора към Луната. 

Програма "Аполо" е изключително скъпо начинание - през 1973 година е пресметнато, че тя е погълнала общо $25.4 милиарда долара. Изстрелването на тежкотоварна ракета "Сатурн 5" възлиза на $375 милиона долара към 1969 година, което, ако се преобразува към днешни пари, е еднозначно на няколко милиарда долара. Става ясно, че колкото и велики да са пилотираните лунни експедиции, колкото и световна слава да носят на НАСА, с тези разходи програма "Аполо" няма бъдеще. Но след нея ... накъде? 

През 1971 година, две години след историческото кацане на "Аполо 11", американската космонавтика е на кръстопът. Някои от най-известните космически учени по това време като д-р Джеймс Ван Алън (откривател на прословутите радиационни пояси около Земята), Томас Голд и Браян О'Лиъри смятат, че няма потребност от пилотирани космически полети. Те твърдят, че космонавтиката си се развива напред и без прякото присъствие на човек в космоса - чрез изпращането на роботи можем да изучим всяка една планета от Слънчевата система, при това за много по-малко пари. Политиците бързо отхвърлят идеята на Ван Алън и компания - да, програма "Аполо" може да затихва, хората вече не се впечатляват толкова много от кацанията на Луната, но към този момент СССР продължава да инвестира в пилотирана космонавтика и разработва все по-добри орбитални станции. Ясно е, че отказването на САЩ от възможността да изстрелва хора е неразумно, но трябва нов подход, който гарантирано да смъкне цената на изстрелванията. Така се появява концепцията за совалка - кораб за многократна употреба, който ще може да изнася голямо количество хардуер в орбита за процент от цената, нужна за изстрелването на ракета "Сатурн". 

През ранните години на съществуване на НАСА агенцията има цел - изпращането на човек на Луната. Но совалката е замислена като мултифункционална компромисна машина, предвидена да задоволява интересите на мнозина. В крайна сметка никой не се оказва доволен от нея. На снимката - Джон Йънг от мисия "Аполо 16". Photo credit : NASA

Планът не е посрещнат единодушно от всички. През същата тази 1971-ва година в сп. "Текнолоджи Ревю" се появява статия от проф. Джон М. Логсън със заглавие: "Трябва ли да построим космическата совалка?". Ученият силно критикува совалката на базата на следния факт: към този момент програмата на НАСА служи на ясна и конкретна цел: изпращането на човек на Луната. Совалката обаче няма ясно определена цел - тя е мултифункционална машина, която трябва да служи на множество организации, всяка със свои собствени намерения. Ако НАСА вижда в нея платформа за научни експерименти, то Военновъздушните сили на САЩ търсят военно приложение: ето защо е взето решението, че совалката трябва да има възможност да извежда в орбита не само астронавти, но и да притежава голям багажник, за да може да връща на Земята вражески спътници (т.е. съветски).

В крайна сметка, когато совалката "Колумбия" най-накрая полита през 1981 година, тя е забележителна машина. Но както се случва с всеки един голям компромис, никой не е изцяло доволен от нея. Макар и да е за многократна употреба (поне частично), совалката не успява да смъкне цената на изстрелванията. Напротив - конструкцията й се оказва прекалено сложна, това води до множество проблеми и нежелани отлагания, а след всеки полет се налага сериозна профилактика - толкова скъпа, колкото струва и изстрелването на чисто нова ракета. В началото на 80-те години пилотираната програма на НАСА отново потръгва и всичко изглежда наред, но никой от широката публика не си дава сметка колко много усилия се хвърлят, само и само да могат совалките на космическата агенция да летят поне няколко пъти годишно. През 2005-та, дълги години след като на проблемите е дадена гласност, администраторът на НАСА Майк Грифин признава публично: совалката бе грешка.

Ясна и конкретна цел какво да прави със совалката НАСА получава едва през 1984 година, по времето на американския президент Роналд Рейгън. Той поставя за задача най-късно до 1994 година САЩ да построи своя собствена голяма космическа станция в околоземна орбита. В реалността "Международната космическа станция" е завършена чак през 2010-2011 година, десетилетие и половина след първоначално поставения срок. И тъй като всяка совалка е проектирана за 10-15-годишен период на експлоатация, това ще рече, че НАСА използва застаряващите машини десетилетия след изтичането на тяхната "гаранция" с целия потенциален риск за астронавтите. 

Космическата станция си има своя собствена история, която си струва да я разгледаме поне накратко, за да можем да разберем как изобщо се стига до настоящата ситуация. След първоначалното формулиране през 1984-та година се случват няколко преломни събития. Първото е катастрофата на совалката "Чалънджър" през 1986-та: тогава е направен първият голям редизайн на станцията, като вече се предлага тя да служи за убежище на бедстващи астронавти в случай на авария. За пръв път се изказва предложение на станцията да има и нещо като "спасителни лодки", които да могат връщат екипаж на Земята при форсмажорни обстоятелства. През 1988 година станцията официално става международна с привличането на Европа, Канада и Япония. Канадците дават заявка, че ще построят роботизирана ръка (днешната "Канадарм 2") за поддръжка и обслужване, а Европейската космическа агенция (ЕКА) и Япония обещават да създадат свои собствени лаборатории (днешните "Колумб" и "Кибо"). Станцията получава името "Фрийдъм" и макар че има сериозно участие от други страни, основната ръководна и финансова роля до ден днешен е на САЩ. 

Станция "Фрийдъм" - общ вид. Илюстрацията е от 1987-ма година. Вижда се колко много прилича "Международната космическа станция" на тези ранни концепции. Image credit: NASA

През 1989 година на власт в САЩ идва президентът Джордж Буш-старши. Той продължава да подкрепя станция "Фрийдъм" като начална стъпка за по-нататъшно усвояване на Слънчевата система. По негово време се утвърждава решението да се построи такава "спасителна лодка", която да се добави към станцията. За съжаление цените за разработката на "Фрийдъм" започват да растат стремглаво. Възможностите на научните лаборатории на "Фрийдъм" са сериозно окастрени за ужас на изследователската гилдия. Когато през 1993 година Бил Клинтън поема президентския пост, НАСА оповестява, че станцията е надвишила цената си с $1 милиард. През 1993 година Конгресът за малко не прекратява работата по "Фрийдъм", след като през юни в Камарата на представителите гласовете "За" са само с един повече от тези "Против" продължаването на програмата. Така станцията оцелява на косъм.

Русия официално влиза в проекта на 2-ри септември същата година, след като вицепрецидентът Ал Гор оповестява, че руснаците изявяват желание да започнат партньорство на базата на "широко сътрудничество за пилотирани космически полети и други научни и технологични области". Името "Фрийдъм" е зарязано, вместо него се използва обикновеното название "Международна космическа станция", което си остава до ден днешен. НАСА оповестява, че с участието на Русия "Международната космическа станция" ще бъде завършена една година по-рано от очакваното, ще е с $2 милиарда по-евтина и ще позволи увеличаването на екипажа от четирима на шестима души. 

Официално строежът започва през 1998 година, когато са добавени първите два модула. Следва 19-месечно прекъсване на строителните дейности, докато американците чакат Русия да добави т.нар. "сервизен модул", където са кабините на екипажа. След това през 2000 г. първият екипаж пристига. Оттогава насам до ден днешен в космоса има постоянно човешко присъствие.

Но с това проблемите не свършват. През 2001 година Джордж Буш-младши идва на власт, а с неговото идване отново следват проверки, отново става ясно, че "Международната космическа станция" надхвърля разходите си. Няма обаче как да се направи нов редизайн - строежът е в ход, затова администрацията на Буш решава да ореже част от модулите. Като основна задача е взето решение да се построи само т.нар. "основно ядро", а "разширеният състав" от модули евентуално да се добави по-късно. Орязани са три елемента от американския сегмент: обитаем модул, горивен модул и ... спасителния космически кораб, който никога не е разработен. Но ако няма такъв кораб, кой ще спаси екипажа в случай на авария? Правилно се сетихте: това е първата задача по превоз, която е официално делегирана на Русия. В тези начални години от експлоатацията, когато екипажът още е тричленен, Русия поема задачата в орбита да има винаги скачен един кораб "Союз", който да е наличен през цялото време на пребиваване на астронавтите. По-нататък, с увеличаването на екипажа на шестима души, в отсъствието на американския кораб-спасителна лодка, единствената останала възможност е да се добави втори кораб "Союз", който също да стои скачен със станцията постоянно. 

Спасителни космически кораби, като показаните на тази илюстрация, никога не бяха построени. Image credit : NASA

През 2003 година се случва втората голяма трагедия в историята на американската космонавтика - катастрофата на совалката "Колумбия". Тази катастрофа остава траен отпечатък върху облика на космическата индустрия. На практика тя подписва смъртната присъда на совалките. На 14-ти януари 2004 година президентът Джордж Буш-младши представя плана "Визия за космическите изследвания", според който "Международната космическа станция" трябва да бъде завършена през 2010 година, совалките да бъдат пенсионирани през същата година, а паралелно да бъде разработен нов космически кораб, който да е готов до 2014 година. Това ще рече, че още през 2004 година става ясно, че НАСА няма да разполага с нов космически кораб минимум до 2014 година, т.е. ще последва четиригодишен период, в рамките на който американската космическа агенция ще разчита на Русия за превоз на астронавти до станцията. 

От "Визията за космическите изследвания" се ражда програма "Съзвездие". Ето как се случва това: тогавашният администратор на НАСА Майк Грифин назначава проучвателен екип, наречен ESAS (Exploration Systems Architecture Study). Съгласно доклада, който представя комисията, НАСА трябва да построи две нови ракети, които да извеждат в орбита капсулообразен кораб за лунни мисии. Самият Грифин описва програмата като "Аполо на стероиди" и това определение следва "Съзвездие" по петите до нейния окончателен колапс. Освен техническите недостатъци на програмата, за които става въпрос по-долу в статията, тук е коректно да отбележа, че това е причината, поради която обществеността никога не хареса "Съзвездие". Хората просто не се интересуват от нови мисии "Аполо" със забиване на знамена и толкоз, пък било то на стероиди.

Ето какъв е планът за една лунна мисия в рамките на програма "Съзвездие": корабът "Орион" бива извеждан в орбита от ракетата "Арес 1" - това е тънка, пръчковидна ракета, която се състои от твърдогоривен совалков ускорител за първа степен и совалков основен двигател за втора степен. След като корабът влиза в орбита, той се скачва с ускорителна степен и лунен модул, извеждани от могъщата тежкотоварна ракета "Арес 5". Чудовищната ракета е в състояние да извежда в орбита товар от общо 160 тона, понеже е задвижвана от два твърдогоривни ускорителя плюс още пет течногоривни совалкови двигателя. След като лунният модул и "Орион" се срещат в орбита и се скачат като едно цяло, те се отправят към Луната. 

Но в раждането на програма "Съзвездие" има и по-дълбок, политически мотив. След пенсионирането на космическите совалки мнозина работници ще останат без своите работни места. С разработката на ракети от хардуер на совалките Грифин се надява, че ще запази тези работни места, същевременно осигурявайки бърз достъп на американските астронавти до космическото пространство. Все пак тези ракети ще използват утвърдена технология - няма да отнеме много време, за да ги видим как политат, нали?

Нищо не е по-далече от истината... 

Проблемите започват още със създаването на лекотоварната ракета "Арес 1". Оказва се, че нейната разработка не е толкова лесна задача, колкото Грифин предполага. Течногоривният совалков двигател е създаден да се задейства в наземни условия, а не по време на полет, както би било след отделянето на втората степен на "Арес 1". Той би могъл да се модифицира, но тази модификация ще е твърде скъпа. Затова НАСА решава да използва друг двигател - "J-2X", който може да се запалва във въздуха, но не е толкова мощен. Спадът в мощността на втората степен довежда до това да бъде създадена по-мощна първа степен. Започва създаването на друг петсегментен твърдогоривен ускорител вместо стандартния четирисегментен, изпозван при совалките. Като резултат от тези модификации "Арес 1" вече не е просто ракета, създадена от части на совалките - тя е изцяло нова ракета, която е създадена от друг тип части, и съответно характеристиките й са много по-различни, отколкото първоначално се счита. Това довежда до проблеми при симулациите и наземните изпитания. 

Ракетата "Арес 1". Image credit : NASA

Всичко това добавя още месеци и години на безвремие към "дупката" след пенсионирането на космическата совалка, по време на която НАСА ще разчита на руснаците. Първоначално НАСА поддържа позитивен тон - докъм февруари 2009 година агенцията изразява становище, че "Арес 1" с "Орион" ще лети не по-късно от 2015 година. Но реалността се оказва различна. Когато към края на тази година новоизбраният президент Барак Обама решава да направи проверка на НАСА и свиква комисия, тя установява следните неща:

-програмата "Съзвездие" е крайно недофинансирана.

-на фона на техническите проблеми и лошото финансиране ракетата "Арес 1" няма да е готова докъм 2017-2019 година. 

-Лунната ракета "Арес 5" няма да е създадена преди 2030 година... ако изобщо НАСА разполага с ресурса за нейното създаване.

Откритията са шокиращи за голяма част от широката общественост. Как така човек може да не полети обратно в космоса до 2019 година? Как така може да не стъпи на Луната до 2030 година? Уви - това се оказва самата истина. НАСА просто не разполага с финансирането от времето на програма "Аполо". Комисията на Обама, наричана още "Августинова комисия", категорично заявява, че ако дядо Коледа по магичен начин осигури като подарък ракети "Арес 1" и "Арес 5", НАСА пак няма да има ресурсите, за да ги експлоатира... 

Какво препоръчва комисията на Обама? Накратко: ниската околоземна орбита да бъде оставена на благоволението на частните компании, които да разработят пилотирани космически кораби, докато НАСА се занимава с разработка за полети отвъд околоземна орбита. Именно това е линията, която агенцията следва и до ден днешен. През втория мандат на Обама, както и сега по времето на Доналд Тръмп, НАСА не се отклонява от този курс. Боинг и СпейсЕкс създават пилотирани кораби за нуждите на "Международната космическа станция", докато НАСА работи по тежкотоварна ракета "SLS" и пилотиран кораб за далечни мисии "Орион".

През 2009 година, когато Обама ревизира програмата на НАСА, такъв план изглеждаше прекалено дързък. Спомнете си, че към този момент СпейсЕкс имаха опит само с малки ракети "Фолкън 1", при това повечето им полети бяха завършили с провал. Щеше ли да бъде тази компания в състояние да разработи по-големите ракети "Фолкън 9", да почне да превозва първо полезен товар и чак след това хора? Мнозина експерти бяха песимистично настроени тогава - напълно основателно. 

Сега сме 2018 година. Много вода изтече оттогава. "Фолкън 9" лети редовно - средно веднъж на две седмици. Не само СпейсЕкс, но и компания Орбитал (днес преминала под шапката на Нортроп Груман) са разработили товарни кораби, които могат да превозват провизии до "Международната космическа станция" - при това го правят успешно. Станахме свидетели на полетите на възвръщаемите ракети "Фолкън 9" на СпейсЕкс, както и на първия полет на свръхтежката ракета "Фолкън Хеви". Изглежда сигурно, че СпейсЕкс и Боинг ще успеят да разработят свои собствени пилотирани космически кораби. 

И все пак хора все още не летят в космоса. Причината не е само в това, че политиците и НАСА започват активно да поощряват частните компании едва през 2009-2010 година (макар че дребни грантове са раздадени още по времето на Буш), съвсем малко преди пенсионирането на совалките. Агенцията продължава да страда от консерватизъм, тя е жертва на една свръхколеблива култура след авариите на "Чалънджър" и "Колумбия". Тази излишна колебливост, това безобразно туткане спъва прогреса на частните партньори. 

Но вече наистина се очертава новите кораби да дебютират преди края на 2018-та година или съвсем в началото на 2019-та година в безпилотен режим. Догодина, живот и здраве, очакваме и първите пилотирани полети. Трудно е да сме напълно сигурни в това. Това са нови разработки, а при тях винаги нещо може да се обърка в последния момент. Дано нови съществени забавяния няма. На мнозина им се изчака чакалото. На американските политици - също.

http://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/2363-2018-how-usa-lost-access-to-space