Пакет новостей по SLS и кораблю Orion
В последнее время появился целый ворох новостей о разрабатываемых сверхтяжелой ракете-носителе SLS и корабле Orion, от испытаний нового оборудования до задач для NASA изучить возможность изменений в полетных планах и в функциональных возможностях корабля. Предлагаю вашему вниманию эти новости с пояснениями и комментариями.
Старт SLS Block 1, иллюстрация NASA
Тест двигателя RS-25
Испытания двигателя, стоп-кадр с видео NASA
22 февраля состоялся первый в 2017 году тест двигателя RS-25, который раньше стоял на шаттлах, а теперь будет двигателем центрального блока (второй ступени) SLS. Испытание получилось очень красивым — капельки воды от выхлопа двигателя и системы орошения стенда в солнечный день породили даже не одну, а несколько радуг. Одна из камер впервые стояла на дроне, благодаря чему мы можем видеть необычные ракурсы испытательного стенда.
Переходя от лирики к техническим подробностям, это было уже двенадцатое испытание двигателя RS-25 по программе SLS. В этот раз проверяли мелкие улучшения — трубу топлива низкого давления и повышенное давление жидкого кислорода на входном патрубке. Двигатель успешно проработал 380 секунд. Легкая ирония состоит в том, что двигатель RS-25, который изначально разрабатывали для многоразового использования на Спейс Шаттлах, теперь превращают в одноразовый — никаких систем спасения двигателей или посадки центрального блока на SLS не предусмотрено. Впрочем, это имеет и свои плюсы — тягу уже увеличили с шаттловской 104,5% от номинальной до 109%, и, похоже, собираются добавить еще как минимум 2%. В 2017 году двигатели ожидает интенсивная программа тестирования — будут испытываться летные экземпляры, которые поставят на первый пуск, ожидается проверка системы управления двигателем, которая отправится в первый полет, а затем мы сможем увидеть невиданное со времен «Аполлонов» зрелище — огневые испытания ступени сверхтяжелой ракеты в сборе. Полностью собранный центральный блок установят на огромный стенд и включат все четыре двигателя одновременно.
Вот так это выглядело у Saturn V, звук не оригинальный
Показали ICPS
Interim Cryogenic Propulsion Stage — это облегченный вариант верхней (третьей) ступени для первого полета SLS. Он называется Block 1 и имеет грузоподъемность 70 тонн на низкую околоземную орбиту. Технически, ICPS — это модифицированная верхняя ступень DCSS ракеты-носителя Delta IV. Поскольку ICPS основана на серийном изделии, она уже практически готова, и компания-разработчик United Launch Alliance на днях пригласила прессу посмотреть на ступень перед ее отправкой на испытания.
ICPS, фото NASA
Привезли тестовый сервисный модуль
22 февраля тестовый сервисный модуль для проверки двигательной системы (Propulsion Qualification Module, PQM) установили на полигоне Уайт Сендз. Любопытно, что модуль европейской разработки тоже использует наработки шаттлов — в качестве главного маршевого двигателя на нем установлен двигатель системы орбитального маневрирования OMS Спейс Шаттла. А общее количество двигателей на модуле составляет 21 — 1 маршевый, 8 вспомогательных и 12 двигателей ориентации. Их все будут проверять на стенде полигона Уайт Сендз.
PQM, фото NASA
Пилотируемая дилемма
Испытания кабины корабля Orion, фото NASA
По утвержденным планам, в конце 2018 года должна состояться беспилотная миссия EM-1, первый полет SLS и корабля Orion в штатном оснащении (в полете 2014 года использовался габаритный макет сервисного модуля). В ней корабль должен будет отправиться в облет Луны. Однако, в последние дни оказалось, что в NASA рассматривается вариант проведения этой миссии с экипажем из двух человек. По исходным планам первая пилотируемая миссия EM-2 должна была состояться в 2021 году и пройти по такой же программе, с облетом Луны, но с экипажем из четырех человек. Таким образом, миссии EM-1 и EM-2 стали практически одинаковы, и, если EM-1 будет пилотируемой, план EM-2 придется менять. В целом, идея сделать первый пуск пилотируемым весьма неоднозначна. Прежде всего, это очевидное увеличение риска, пусть и освященное успешным первым полетом Спейс Шаттла сразу с экипажем. Но здесь к первому полету новых ракеты и корабля добавляются все риски путешествия к Луне. Да, корабль будет на траектории так называемого «свободного возврата», и для того, чтобы оказаться на пути к Земле, не потребуется никаких маневров кроме коррекции траектории. Но системы корабля и, в особенности, жизнеобеспечения должны будут работать гарантированно надежно, потому что если авария произойдет у Луны, то на Землю не получится вернуться раньше, чем через 2–3 дня, и люди должны пережить это время. С другой стороны, в случае пилотируемой первой миссии экономятся средства, а в случае ее успеха такой полет останется в истории примером инженерной наглости, который будет сложно превзойти. Также, с одной стороны, изменения в плане миссии приведут к переносу даты старта. Но, с другой стороны, по информации SpaceFlightNow, плановую дату ноябрь 2018 уже сейчас не получится выдержать, главным образом, из-за задержек с созданием сервисного модуля. Также на сдвиг планов может повлиять недавнее торнадо, повредившее сборочный цех Michoud Assembly Facility. Информация поступает противоречивая, кто-то говорит об отсутствии серьезных повреждений, другие сообщают о сдвигах сроков на месяцы.
Неоднозначность идеи вызывает реакцию других организаций. Независимый комитет по безопасности внутри NASA уже обратился с просьбой предоставить «неопровержимые обоснования» такого решения. Дело в том, что беспилотный вариант EM-1 позволит проверить технику на пределе ее возможностей, чего по соображениям безопасности нельзя сделать в пилотируемой миссии. А финансовая выгода от «экономии» одного полета и перехода к более сложным задачам в EM-2 в неизвестной степени компенсируется повышением затрат на EM-1. И большой временной разрыв между полетами не удастся уменьшить — миссия EM-2 базируется на оборудовании, сроки создания которого сжать не получится. Также комиссия опубликовала информацию об обнаруженных проблемах с твердотопливными ускорителями. В слое между твердым топливом и корпусом ускорителя была обнаружена «аномалия». При некоторых температурных условиях возникают выбросы газа, которые формируют пустоты в твердом топливе. А это очень опасно — полость в твердом топливе приводит к скачку давления при горении, который в худшем случае способен разорвать ускоритель.
В любом случае, сейчас идет процесс изучения идеи, который закончится в конце марта — начале апреля.
Ответвление к МКС
«Орион», пристыкованный к МКС, графика NASA
17 февраля Сенат США в санкционирующем законопроекте обязал NASA изучить возможность использования «Ориона» для полетов к МКС. В ранних версиях проекта корабль разрабатывался в том числе и для этого, и в билле 2010 года NASA обязали дать «Ориону» возможность летать к МКС. Но с тех пор низкую околоземную орбиту намеренно отдавали частникам, и вопрос полетов «Ориона» к МКС не поднимался. Сам корабль адаптировать под МКС несложно, но возникает проблема с ракетой-носителем. Первый пуск «Ориона» проходил на Delta IV Heavy. Эта ракета дорогая и не сертифицирована для запуска людей. Собственно говоря, пока никакая американская ракета-носитель не получила такой сертификации. Но, в отличие от SLS, которая изначально разрабатывается для того, чтобы быть сертифицированной и возить людей, существующие ракеты нужно будет дорабатывать. В принципе, Altas V и так собирались модифицировать для того, чтобы запускать на ней корабль Boeing CST-100 Starliner, но неизвестно, можно ли облегчить «Орион» так, чтобы он поместился на Atlas V. Вообще, ситуация до боли напоминает историю «Аполлонов», которые летали к орбитальной станции Skylab облегченными и недозаправленными. В идеале имеет смысл разработать уменьшенный сервисный модуль специально для полетов к МКС, но это дополнительные и немаленькие расходы, которые не имеют смысла, если полеты к МКС не будут регулярными. А если они будут регулярными, то возникает вопрос, что будет с существующими проектами SpaceX Dragon 2 и Boeing CST-100 Starliner, потому что на все корабли банально не хватит астронавтов — МКС не резиновая, и больше десятка человек постоянного экипажа не вместит.
Любопытно, но над SpaceX и Boeing в этом же законопроекте Сената начинает появляться маленькое облачко — в текст билля добавили фразу, что программа коммерческой доставки грузов на орбиту должна быть «безопасной, надежной и с приемлемым уровнем затрат». Пока что это ничего особого не означает, но тучи над «новыми частниками» теоретически еще могут сгуститься. Тем более, что на днях Счетная Палата США попросила NASA создать резервный план действий на случай задержки с созданием Starliner и Dragon 2. Boeing и SpaceX уже заверили, что работы у них идут, серьезных задержек не ожидается, но план резервных действий от NASA все равно появится в марте. По слухам, NASA и Роскосмос хотят повторить годовой полет астронавта и космонавта, как это было с Келли и Корниенко. В этом случае освобождается одно место в середине 2019. Кроме того, после сделки с долгами «Энергии» по «Морскому старту» у Boeing есть два места в «Союзах» с опционом еще на три, так что в случае задержек с разработкой своего корабля, запасной вариант остается. Кроме того, NASA может купить места в «Союзах» на 2019 год, как оно покупало их все последние годы, и этот вариант, судя по новостям, как минимум прорабатывается.
В общем, 2017 год будет достаточно интересным для SLS и Orion, будем следить за новостями.
