На всех морях: многоразовые космические корабли будут садиться на воду
Российские инженеры разработали технологию посадки для многоразовых космических кораблей самолетного типа, которая позволяет им садиться на водную поверхность в любой точке Земли. По задумке специалистов, для этого будут использоваться экранопланы. Траектории корабля и движущейся платформы будут автоматически синхронизироваться до момента стыковки. Разработка позволит избавиться от необходимости строить посадочные полосы. По мнению экспертов, технология вполне может быть реализована на практике, однако для этого нужно решить ряд конструктивных вопросов.
С неба на воду
Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения разработали систему посадки на водную поверхность многоразовых космических кораблей, которые относятся к типу орбитальных самолетов. Такие летательные аппараты выводят на орбиту с помощью ракеты, а посадку они производят самостоятельно за счет имеющихся крыльев точно так же, как и обычные авиалайнеры. Самые знаменитые орбитальные самолеты — это американские шаттлы и советский «Буран». Сейчас действующих космических кораблей этого типа нет. Однако работу по их созданию ведут как за рубежом, так и в нашей стране.
Главные преимущество технологии по сравнению с существующими космическими кораблями — возможность многоразового использования летательного аппарата и его приземление в любой заданной точке. Правда, для посадки такого орбитального самолета нельзя использовать обычные аэродромы — нужна специальная взлетно-посадочная полоса, которая сможет выдержать гораздо более серьезные нагрузки, чем те, что вызывают обычные воздушные суда. Строительство такой инфраструктуры требует серьезных финансовых вложений, и на территории СНГ таких объектов всего три.
Вместо них ученые из Санкт-Петербурга предлагают использовать для посадки водную поверхность. Для этого подойдет залив или бухта, которые легко найти в любой точке планеты. Согласно их задумке, орбитальный самолет, постепенно снижаясь, должен состыковаться со специальным экранопланом — транспортным средством, которое движется на небольшой высоте над поверхностью воды c большой скоростью за счет создания воздушной подушки.
— Идея заключается в том, чтобы задать четырехмерную траекторию с учетом времени движения орбитального самолета относительно экраноплана. После того как они сближаются, экраноплан захватывает самолет специальным манипулятором и осуществляет стыковку. Затем они вместе спускаются на воду, — сказал доцент кафедры аэрокосмических измерительно-вычислительных комплексов ГУАП Александр Княжский.
По словам разработчиков, кроме большого выбора возможных мест посадки технология позволит отказаться от необходимости устанавливать на космический корабль шасси. А это значит, что летательный аппарат сможет взять с собой на орбиту на несколько тонн больше полезной нагрузки.
Стыковка с экранопланом может производиться на скорости от 200 до 500 км/час и на высоте около 200 м. После этого с помощью воды необходимо охладить и отмыть от радиоактивных частиц поверхность космического корабля. За счет довольно массивного манипулятора погрешность при сближении посадочной платформы и самолета может достигать 6 м и всё равно приземление пройдет успешно. По оценкам ученых, при наличии подходящего экраноплана и орбитального самолета для создания первой рабочей версии системы понадобится около пяти лет.
Кроме посадки космических кораблей, технологию можно использовать для аварийного приземления гражданских самолетов. В том случае если они по каким-то причинам не могут сесть на аэродром, их тоже можно состыковать с экранопланом и, возможно, спасти таким образом жизнь пассажиров.
Снизить градус
Экраноплан — очень интересная система со своими преимуществами, уверен глава компании Alpha Robotics Venture, занимающейся космическими проектами, Владимир Белый. Их начали разрабатывать еще в советское время. Было построено несколько машин. Они имеют очень большую грузоподъемность за счет сплошного крыла. Благодаря этому экранопланы могут служить и для посадки самолетов, пояснил специалист.
— Эту технологию вполне реально использовать для захвата орбитальных самолетов. Но для воплощения этой идеи необходима высокая слаженность, чтобы точно работали системы технического зрения, ориентирования, акселерометры и системы позиционирования, — сказал Владимир Белый.
Использование системы посадки, предложенной специалистами из Санкт-Петербурга, связано с целым рядом проблем. Орбитальному самолету обязательно нужны крылья и хвост, которые бесполезны в космосе, но создают дополнительную массу. При этом не ясно, как гасить высокую скорость космического корабля перед приземлением. «Буран» и шаттлы тормозились об атмосферу, из-за чего их корпус очень сильно нагревался, и один из американских аппаратов из-за этого погиб, рассказал «Известиям» член-корреспондент Российской академии космонавтики Андрей Ионин.
— Здесь орбитальный самолет, нагретый до очень больших температур, предлагают сажать на экраноплан, скользящий по поверхности моря, и с помощью воды охлаждать его. Что будет, если при такой высокой температуре попробовать охладить корпус водой, предсказать сложно. Преимущества предложенной системы в возможности многоразового использования летательного аппарата. Но насколько идею можно реализовать на практике, неизвестно, — отметил эксперт.
Космический шаттл «Буран» на территории парка науки и искусств «Сириус»
Сейчас нет спроса на подобные системы посадки, и все они находятся на этапе предварительной проработки. Когда они будут востребованы, сказать сложно, хотя они могут быть очень перспективны, считает эксперт в космической отрасли Александр Железняков.
— Посадка на воду — это один из возможных вариантов, но пока на этот счет можно только теоретизировать и строить планы на достаточно далекое будущее, — сказал он.
При разработке орбитальных самолетов принципиальным будет способ их вывода на орбиту и полет по орбите, а система посадки — это вторичный вопрос, заключил эксперт.
