Многоразовый космический корабль — устройство, конструкция которого позволяет повторно использовать весь корабль или его основные части.
Первым опытом в этой области стал «Спейс Шаттл».
Тогда задача создания подобного устройства была поставлена перед советскими учёными, в результате чего появился «Буран».
В обеих странах разрабатываются и другие устройства.
На данный момент наиболее заметным примером проектов такого типа является частично многоразовый Falcon 9 от SpaceX с возвращаемой первой ступенью.
Сегодня мы поговорим о том, почему были разработаны такие проекты, как они показали себя с точки зрения эффективности и какие перспективы у этого направления космонавтики.
История шаттла началась в 1967 году, еще до первого полета человека по программе «Аполлон».
30 октября 1968 года НАСА обратилось к американским космическим компаниям с предложением разработать космическую систему многоразового использования, чтобы снизить стоимость каждого запуска и каждого килограмма полезной нагрузки, выводимой на орбиту.
Правительству было предложено несколько проектов, но каждый из них стоил не менее пяти миллиардов долларов США, поэтому Ричард Никсон их отверг.
Планы НАСА были чрезвычайно амбициозными: проект предусматривал эксплуатацию орбитальной станции, на которую и обратно шаттлы будут постоянно доставлять полезные грузы.
Шаттлы также должны были запускать и возвращать спутники с орбиты, обслуживать и ремонтировать спутники на орбите, а также выполнять пилотируемые полеты.
Окончательные требования к кораблю выглядели так:
- Грузовой отсек 4,5х18,2 метра
- Возможность горизонтального маневра на дальность более 2000 км (маневр самолета в горизонтальной плоскости)
- Грузоподъемность 30 тонн на низкую околоземную орбиту, 18 тонн на полярную орбиту.
Для успеха проекта важно было минимизировать стоимость вывода каждого килограмма груза на орбиту.
В 1969 году создатель проекта говорил о снижении стоимости до 40-100 долларов США за килограмм, тогда как для «Сатурна-V» этот показатель составлял 2000 долларов.
Для запуска в космос шаттлы использовали два твердотопливных ракетных ускорителя и три собственных маршевых двигателя.
Твердотопливные ракетные ускорители были разделены на высоте 45 километров, затем приводнились в океан, отремонтированы и повторно использованы.
Главные двигатели используют жидкий водород и кислород во внешнем топливном баке, который был сброшен на высоте 113 километров, после чего частично сгорел в атмосфере.
Первый прототип "Космический шатл" стал «Энтерпрайзом», названным в честь корабля из сериала «Звездный путь».
Корабль проверили на аэродинамику и проверили на способность приземляться в режиме планирования.
«Колумбия» первой вышла в космос 12 апреля 1981 года.
По сути, это тоже был испытательный запуск, хотя на борту находился экипаж из двух астронавтов: командира Джона Янга и пилота Роберта Криппена.
Тогда все сложилось хорошо.
К сожалению, именно этот шаттл разбился в 2003 году с семью членами экипажа во время его 28-го запуска.
Та же участь постигла «Челленджер» — он выдержал 9 пусков, а на десятом разбился.
7 членов экипажа погибли.
Хотя НАСА планировало проводить 24 запуска ежегодно в 1985 году, за 30 лет эксплуатации шаттлов они взлетали и возвращались 135 раз.
Два из них оказались неудачными.
Рекордсменом по количеству запусков стал шаттл «Дискавери» — он пережил 39 пусков.
«Атлантида» выдержала 33 запуска, «Колумбия» — 28, «Индевор» — 25 и «Челленджер» — 10. 
Челленджер, 1983 год.
Шаттлы «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор» использовались для доставки грузов на Международную космическую станцию и «Мир».
Стоимость доставки груза на орбиту в случае с «Шаттлом» оказалась самый высокий за всю историю космонавтики.
Каждый запуск стоил от 500 миллионов до 1,3 миллиарда долларов, каждый килограмм — от 13 до 17 тысяч долларов.
Для сравнения, одноразовая ракета-носитель «Союз» способна запускать в космос грузы по цене от 4242 до 11 265 долларов за килограмм.
Программу «Спейс шаттл» планировали сделать самоокупаемой, но в итоге она стала одной из самых убыточных.
Шаттл «Атлантис» готов к экспедиции STS-129 для доставки оборудования, материалов и запасных частей на Международную космическую станцию.
ноябрь 2009 г.
Последний полет программы «Спейс Шаттл» состоялся в 2011 году.
21 июля того же года «Атлантида» вернулась на Землю.
Последняя высадка Атлантиды ознаменовала конец эпохи.
Подробнее о том, что планировалось и что произошло в программе «Спейс Шаттл» В этой статье .
В СССР решили, что характеристики «Шаттла» позволяют украсть с орбиты советские спутники или целую космическую станцию: шаттл мог вывести на орбиту 29,5 тонн груза и выпустить 14,5 тонн.
С учетом планов по 60 запускам в год это 1770 тонн ежегодно, хотя на тот момент США не отправляли в космос и 150 тонн в год. Выброс должен был составить 820 тонн в год, хотя с орбиты обычно ничего не выбрасывалось.
Чертежи и фотографии шаттла позволяли предположить, что американский корабль мог атаковать СССР ядерным оружием из любой точки околоземного пространства, находясь вне радиовидимости.
Для защиты от возможного нападения на станциях «Салют» и «Алмаз» была установлена модернизированная 23-мм автоматическая пушка НР-23. И чтобы не отставать от своих американских собратьев в военизированном космосе, Союз начал разработку орбитального ракетного корабля для многоразовой космической системы.
«Буран» .
Разработка многоразовой космической системы началась в апреле 1973 года.
Сама идея имела множество сторонников и противников.
Руководитель Военно-космического института Минобороны перестраховался и сделал сразу два доклада - за и против программы, и оба эти доклада оказались на столе министра обороны СССР Д.
Ф.
Устинова.
Он связался с ответственным за программу Валентином Глушко, но вместо себя отправил на встречу своего сотрудника "Нергомаша" Валерия Бурдакова.
После разговора о военных возможностях космического корабля "Шаттл" и его советского аналога Устинов подготовил решение, отдавшее высший приоритет разработке многоразового космического корабля.
Созданное для этой цели НПО «Молния» приступило к созданию корабля.
Задачами «Бурана» по плану Минобороны СССР были: противодействие мерам вероятного противника по расширению использования космического пространства в военных целях, решение задач в интересах обороны, народного хозяйства и науки, проведение военно-прикладных исследований и экспериментов с применением оружия на известных и новых физических принципах, а также запуск на орбиту, обслуживание и возвращение на Землю космических кораблей, космонавтов и грузов.
В отличие от НАСА, которое рисковало экипажем во время первого пилотируемого полета шаттла, свой первый полет «Буран» совершил автоматически с помощью бортового компьютера на базе IBM System/370. 15 ноября 1988 года состоялся запуск, ракета-носитель «Энергия» вывела космический корабль на низкую околоземную орбиту с космодрома Байконур.
Корабль совершил два витка вокруг Земли и приземлился на аэродроме «Юбилейный».
При посадке произошел инцидент, показавший, насколько умной оказалась автоматическая система.
На высоте 11 километров корабль совершил резкий маневр и описал петлю с разворотом на 180 градусов - то есть приземлился, зайдя с другого конца взлетно-посадочной полосы.
Такое решение автоматика приняла после получения данных о штормовом ветре, чтобы занять наиболее выгодную траекторию.
Автоматический режим был одним из главных отличий от шаттла.
Кроме того, шаттлы приземлялись с неработающим двигателем и несколько раз не могли приземлиться.
Для спасения экипажа «Буран» предусмотрел катапульту для первых двух пилотов.
Фактически конструкторы из СССР скопировали конфигурацию шаттлов, чего не отрицали, но при этом внесли ряд чрезвычайно полезных новшеств с точки зрения управления аппаратом и безопасности экипажа.
К сожалению, Первый полет Бурана оказался последним .
В 1990 году работы были приостановлены, а в 1993 году и вовсе закрыты.
Как это иногда случается с предметами гордости нации, версия 2.01 «Байкал», которую хотели отправить в космос, долгие годы гнила на пристани Химкинского водохранилища.
К истории можно было прикоснуться в 2011 году.
Более того, тогда из этой истории люди даже куски обшивки и теплоизоляционного покрытия могли оторваться .
В том же году корабль переправили из Химок в Жуковский, чтобы через пару лет отреставрировать и представить на МАКСе.
«Буран» изнутри 
Доставка «Бурана» из Химок в Жуковский 
«Буран» на МАКСе, 2011 г.
, через месяц после начала реставрации Несмотря на экономическую нецелесообразность, показанную программой «Спейс Шаттл», США решили не отказываться от проектов по созданию многоразовых космических кораблей.
В 1999 году НАСА начало разработку дрона X-37 совместно с компанией Boeing. Существовать версии , согласно которому аппарат предназначен для проверки технологий будущих космических перехватчиков, способных выводить из строя другие устройства.
К такому мнению склоняются эксперты в США.
Аппарат совершил три полета максимальной продолжительностью 674 дня.
В настоящее время он выполняет свой четвертый полет, дата запуска которого назначена на 20 мая 2015 года.
Орбитальная летающая лаборатория Boeing X-37 несет полезную нагрузку до 900 килограммов.
По сравнению с «Шаттлами» и «Бураном», которые способны поднять на взлете до 30 тонн, «Боинг» — младенец.
Но у него есть и другие цели.
Начинать мини-шаттлы выдвинутый австрийским физиком Ойгеном Зенгером, когда он приступил к разработке дальнего ракетного бомбардировщика в 1934 году.
Проект закрыли, вспомнив о нем в 1944 году, ближе к концу Второй мировой войны, но спасти Германию от поражения с помощью помощи такого бомбардировщика.
В октябре 1957 года американцы продолжили идею, запустив программу X-20 Dyna-Soar. Орбитальный самолет Х-20 был способен после выхода на суборбитальную траекторию нырять в атмосферу на высоту 40-60 километров, чтобы сделать фотографию или сбросить бомбу, а затем вернуться в космос, используя подъемную силу крыльев.
В 1963 году от проекта отказались в пользу гражданской программы «Джемини» и проекта военной орбитальной станции MOL. 
Ракеты-носители «Титан» для вывода Х-20 на орбиту 
Компоновка Х-20
В 1969 году в СССР началось строительство БОР — беспилотного орбитального ракетоносца.
Первый запуск был осуществлен без тепловой защиты, из-за чего аппарат сгорел.
Второй ракетоплан разбился из-за нераскрывшихся парашютов после успешного торможения в атмосфере.
За следующие пять запусков лишь один раз БОР не смог выйти на орбиту.
Несмотря на потерю аппаратов, каждый новый запуск приносил важные данные для дальнейшего развития.
С помощью БОР-4 в 1980-е годы испытывали тепловую защиту будущего «Бурана».
В рамках программы «Спираль», для которой строился БОР, планировалось разработать самолет-носитель, который будет подниматься на высоту 30 километров со скоростью до 6 скоростей звука для вывода орбитального корабля на орбиту.
Эта часть программы не состоялась.
Минобороны потребовало аналог американского шаттла, поэтому направило силы на «Буран».
БОР-4 
БОР-4
Если советский «Буран» был частично скопирован с американского «Шаттла», то в случае с «Dream Chaser» все произошло с точностью до наоборот: заброшен проект «БОР», а именно ракетоплан «БОР-4».
Версия, ставшая основой для создания многоразового космического корабля от SpaceDev. Скорее, Space Chaser основан на копии орбитального самолета HL-20. Работа над Dream Runner началась в 2004 году, а в 2007 году SpaceDev договорилась с United Launch Alliance об использовании для запуска ракет Atlas 5. Первые успешные испытания в аэродинамической трубе прошли в 2012 году.
Первый летный прототип был сброшен с вертолета с высоты 3,8 километра 26 октября 2013 года.
По замыслу конструкторов, грузовая версия корабля сможет доставлять на Международную космическую станцию до 5,5 тонны и возвращать до 1,75 тонны.
Свой вариант многоразовой системы немцы начали разрабатывать в 1985 году – проект получил название «Зенгер».
В 1995 году после разработки двигателя проект был закрыт, так как он давал бы выгоду всего в 10-30% по сравнению с европейской ракетой-носителем Ariane 5. 
Самолет ХЛ-20 
"Стремящийся к мечте"
На замену одноразовых «Союзов» Россия в 2000 году приступила к разработке многоцелевого космического корабля «Клипер».
Система стала промежуточным звеном между крылатыми шаттлами и баллистической капсулой «Союз».
В 2005 году в целях сотрудничества с Европейским космическим агентством была представлена новая версия – крылатый «Клипер».
Аппарат способен вывести на орбиту 6 человек и до 700 килограммов груза, то есть по этим параметрам он вдвое превосходит «Союз».
На данный момент нет информации о том, что проект продолжается.
Вместо этого в новостях говорится о новом многоразовом корабле — «Федерация».
Многоцелевой космический корабль «Клипер»
Пилотируемый транспортный корабль «Федерация» должен заменить пилотируемые грузовики «Союз» и «Прогресс».
Его планируется использовать, в том числе, для полет на луну .
Первый запуск запланирован на 2019 год. В автономном полете аппарат сможет находиться до 40 суток, а при стыковке с орбитальной станцией он сможет работать до 1 года.
На данный момент завершена разработка эскизного и технического проектов, разрабатывается рабочая документация по созданию корабля первой очереди.
Система состоит из двух основных модулей: боеголовки и маршевого отсека.
В работе будут использованы идеи, которые ранее использовались для Clipper. Корабль сможет доставить на орбиту до 6 человек и на Луну до 4 человек.
Параметры устройства «Федерация»
Одними из самых заметных многоразовых проектов в СМИ на данный момент являются разработки SpaceX — транспортного корабля Dragon V2 и ракеты-носителя Falcon 9.
Falcon 9 — частично возвращаемый аппарат. Ракета-носитель состоит из двух ступеней, первая из которых имеет систему возврат и вертикальная посадка на посадочную площадку .
Последний запуск не удался - ДТП произошло 1 сентября 2016 года.
.
Многоразовый пилотируемый космический корабль Dragon V2 Сейчас они готовятся к испытаниям на безопасность космонавтов.
В 2017 году планируют осуществить беспилотный запуск аппарата на ракете Falcon 9. 
Многоразовый пилотируемый космический корабль Dragon V2
Готовясь к полету экспедиции на Марс, США разработали многоразовый космический корабль «Орион».
Сборка корабля завершено в 2014 году .
Первый беспилотный полет аппарата состоялся 5 декабря 2014 года и оказался успешным.
Сейчас НАСА готовится к дальнейшим запускам, в том числе с экипажем.
Авиация, как правило, предполагает многоразовое использование самолетов.
Таким же свойством в будущем должны будут обладать и космические аппараты, но для этого придется решить ряд проблем, в том числе экономических.
Каждый запуск многоразового корабля должен обходиться дешевле, чем постройка одноразового.
Необходимо использовать материалы и технологии, которые позволят повторно запустить устройства после минимального ремонта, а в идеале вообще без ремонта.
Возможно, космические корабли будущего будут обладать характеристиками одновременно ракеты и самолета.
Теги: #Космонавтика #космос #НАСА #США #Россия #Роскосмос #СССР #космические корабли #Европа
-
Вся Правда О Живом Чате
19 Oct, 24 -
Шкловский Иосиф Самуилович.
19 Oct, 24 -
Avidemux — Быстрый И Простой Видеоредактор
19 Oct, 24 -
Математическое Решение Задач Относительности
19 Oct, 24 -
Обман Со Стороны Qtrax?
19 Oct, 24 -
Как Стать Менеджером По Продукту. Часть 2
19 Oct, 24 -
«Ключи» 8 Гб
19 Oct, 24 -
Lenovo Thinkpad T60: На Заметку Владельцу
19 Oct, 24
