Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I)

В 1964 году со своим проектом транспортного космического корабля многоразового использования «Астро» («Astro») выступила компания «Дуглас».

Проект предусматривал выполнение кораблем различных задач в космосе путем осуществления маневров на орбите.

Предполагалось обеспечить высокую надежность летательного аппарата в целом при небольшой стоимости ступеней, безопасное отделение кабины экипажа и грузового отсека в аварийных условиях, возможность посадки на существующие аэродромы США, подготовку к последующему полету в сравнительно небольшое время, а также простоту обслуживания и хорошие перспективы развития.

Обязательным считалось также обеспечение гибкости выполнения задачи без аэродинамических и конструктивных изменений системы.

Характеристики «Астро»: полная масса — около 370 тонн, полезный груз — 16,6 тонны, общая длина — 49,1 метра, длина первой ступени — 29,04 метра, длина орбитальной ступени — 20,74 метра, масса первой ступени при посадке — 32,5 тонны, второй — 14 тонн. Взлет вертикальный, максимальная высота — 550 километров.

Первая ступень — крылатый разгонный аппарат, вторая — крылатый космический корабль, пилотируемый экипажем.

Крылатый разгонный аппарат снабжен одним основным ЖРД «М-1» фирмы «Аэроджет» («Aerojet») и двумя ЖРД «J-2» фирмы «Рокетдайн» («Rocketdyne»), используемыми как верньерные во время работы основного двигателя. Кислородные баки наддуваются гелием, подогретым в теплообмен никах специальной системой. Водородные баки во время ра боты ЖРД наддуваются подогретым водородом, выходящим из двигателя. Двигатели разгонного аппарата работают непре рывно до выключения командой, и повторный запуск не производится.

Крылатый космический корабль (орбитальная ступень) в качестве основного двигателя имеет ЖРД «J-2» и два ЖРД RL-10 фирмы «Пратт энд Уитни» («Pratt and Whitney»). Эти двигатели должны были позволять осуществить повторный запуск при небольшом остатке топлива в баках, поэтому перед каждым повторным запуском для обеспечения нормальных условий при входе в насосы баки должны наддуваться.

Обе ступени аппарата выполнены геометрически подобными, имеют треугольное крыло с модифицированным симметричным профилем, обеспечивающим нулевую подъемную силу и нулевой кабрирующий момент во время разгона аппарата первой ступенью.

Ступени аппарата соединены между собой четырьмя взрывными болтами, пропущенными сквозь специальные фланцы лонжеронов.

Кабина экипажа и полезная нагрузка расположены в носовой части аппарата, чем обеспечивается хороший обзор и быстрое аварийное покидание корабля. Обшивка кабины многослойная, верхнее покрытие из молибдена охлаждается радиационно и не требует абляционной защитной обмазки.

Между верхним покрытием и стенкой кабины имеется слой изолирующего наполнителя, образующий два пространства: первое — между верхним покрытием и изолирующим слоем — продувается охлаждающим газом, во второе — между изолирующим слоем и стенкой кабины — впрыскивается вода, которая охлаждает стенку кабины за счет скрытой теплоты парообразования.

Согласно расчету при входе в атмосферу внутренняя стенка кабины будет иметь предельную температуру 5060° С, а верхнее покрытие — 1220 °C.

Чтобы обеспечить высокую частоту полетов на орбиту при малом количестве аппаратов, цикл наземной подготовки должен быть выбран оптимальным В рамках планируемой стоимости из расчета 240 полетов в год парк должен состоять из 12 разгонных и 24 орбитальных ступеней.

Цикл наземной подготовки каждой разгонной ступени, выполняющей 20 полетов в год, составит 18 суток.

Сборка ступеней космического корабля осуществляется в горизонтальном положении на прицепной транспортной) установке, имеющей подъемное устройство, источник энергии и пусковой стол. Корабль устанавливается соосно с выхлопной отклоняющей системой, затем комбинация «пусковой стол-летательный аппарат» поворачивается в положение для пуска.

Полет космического аппарата «Астро» мыслился его создателям следующим образом. Запуск предполагалось производить с мыса Канаверал в восточном направлении. Через семь секунд после взлета начинается гравитационный поворот, после окончания которого устанавливается угол атаки, соответствующий нулевой подъемной силе и сохраняющийся до выключения двигателей разгонной ступени. Непосредственно перед разделением запускаются двигатели «RL-10» и, когда тяга достигнет максимального значения, взрываются соединительные пироболты. До запуска двигателя «J-2» разгонная ступень должна начать разворот, чтобы уйти от струи.

Разделение происходит на высоте 82 километров на расстоянии 110 километров от места старта. На режиме планирования разгонная ступень может пройти 830 километров до аэродрома посадки; продолжительность полета при этом составит десять минут. Посадочная скорость на максимальной подъемной силе — 163 км/ч.

Космический корабль после отделения от разгонной ступени продолжает выход на орбиту по оптимальной траектории. После выполнения операций на орбите торможением он переводится на траекторию входа в атмосферу и посадки.