В США представили проект орбитального корабля, который стартует с железной дороги

Итак, космоплан получил название Radian One, это разработка компании Radian Aerospace, которая базируется в американском штате Вашингтон.

Заявлено следующее: стартовать будет непосредственно со взлётной полосы, вмещает пять человек, на орбите один оборот вокруг Земли совершает за полтора часа, может летать к МКС и находиться в космосе до пяти суток.

Помимо всего прочего, обещают и вот какое преимущество: после приземления космолёт будет готов к следующему рейсу уже через двое суток, то есть, по большому счёту, нужно только подзаправить. Для сравнения, первую ступень Falcon 9 от SpaceX неделями, если не месяцами приводят в порядок для повторного запуска.

Теперь давайте попытаемся хотя бы в общих чертах понять, каким же именно образом всего этого предполагается достичь и почему это не удавалось до сих пор. Самое интересное, пожалуй, взлёт.

С американскими челноками было так: на самом космолёте — три маршевых двигателя RS-25 (водород и кислород), они включались за шесть с половиной секунд до старта, но их было, конечно, недостаточно, для того шаттл и прикрепляли к этой вспомогательной конструкции с двумя твердотопливными ускорителями по бокам и бочкой с топливом посередине.

У "Бурана" всё оказалось ещё сложнее. Байконур дальше от экватора, чем мыс Канаверал, а значит, тяги нужно больше — уже не три маршевых двигателя, а четыре. Но с ними космолёт был бы очень тяжёлым, поэтому их в полном составе переставили на топливный бак. Получилась полноценная центральная ступень ракеты "Энергия". И плюс целых четыре боковых блока с кислородно-водородными двигателями РД-170. То есть у самого космолёта есть только двигатели орбитального маневрирования, которые понадобятся уже далеко в космосе.

Напрашиваются выводы: во-первых, концепция космического корабля во многом зависит от того, откуда предполагается взлетать, а во-вторых, возникает большой вопрос: за счёт чего, собственно, без ракет и ускорителей можно запустить космоплан за линию Кармана (это условная граница космоса, примерно 100 километров).

В 1995–2001 годах существовал проект под названием Х-33. Им занималась компания Lockheed Martin. Этот космолёт как раз должен был подниматься в космос самостоятельно на двух своих водородно-кислородных двигателях. Дело в том, что это были принципиально новые двигатели — клиновоздушные. У них клиновидное сопло.

Конструкция такова, что в зависимости от атмосферного давления регулируется мощность потока газовой струи. За счёт этого двигатель сам по себе гораздо меньше обычного с такой же тягой, а главное, на взлёте и низких высотах экономится 25–30% топлива. И тем не менее даже при всём этом вес одного только бака для сжиженного кислорода должен был составлять 65% от массы всего корабля. Плюс два бака для жидкого водорода. Вот, в частности, с ними и возникла загвоздка. Для максимального облегчения космоплана их решили сделать не из алюминия, а из графито-эпоксидного композитного материала. Но, к сожалению, испытаний на прочность они не выдерживали. К тому же надо понимать, что X-33 был лишь суборбитальным беспилотным прототипом, а в итоге для полётов на орбиту собирались построить точно такой же, только вдвое больше, — VentureStar. В общем, в итоге после многочисленных неудачных тестов проект решили свернуть.

Примечательно, что один из тех людей, которые разрабатывали X-33, сейчас является соучредителем Radian Aerospace — это Ливингстон Холдер. Он считает, что тогда, 20 лет назад, главная проблема была не технической.

— Тогда я был убеждён, что технически действительно возможно создать одноступенчатую систему для выведения на орбиту, но это будет сложно сделать коммерческим предприятием, потому что это очень дорого, — объяснил он.

Судя по тому, как он выглядит на схемах и анимациях, двигатели у этого космолёта будут не клиновоздушные, а обычные. Впрочем, в описании проекта подчёркивается, что концепция очень гибкая и можно выбирать много разных вариантов. На схеме три главных двигателя и ещё два маленьких — для орбитального маневрирования. Но если посмотреть другие изображения, то становится ясна одна важнейшая особенность этого проекта.

Дело в том, что да, космолёт будет взлетать сам, но… не совсем. Предусмотрено одно хитроумное устройство, которое должно заменить ракету и разогнать машину до четверти скорости звука ещё до отрыва от Земли. И называется оно пусковыми санями. Именно так — пусковые сани, "запряжённые" тройкой ракетных двигателей на авиационном керосине и кислороде. Поедут они по трём рельсам, и протяжённость этой космической железной дороги составит больше трёх километров. Как вариант предлагается использовать технологию магнитной левитации, как у высокоскоростных поездов, скажем, в Шанхае. То есть магнитное поле будет поддерживать сани, и они помчатся, не касаясь (или почти не касаясь) рельс. Фантастика!

А вот для посадки, как утверждается, не нужно никакой особенной инфраструктуры, и космолёт сможет садиться в большинстве крупных аэропортов мира. И это опять-таки очень интересное заявление, потому что, скажем, для того же "Бурана" пришлось строить специальный аэродром Юбилейный с очень усиленным покрытием. Это было необходимо по той простой причине, что космолёт садится на гораздо более высоких скоростях, чем обычный самолёт, а отсюда возрастает и нагрузка на поверхность.