«Энергия» - «Буран»

     Второе направление связано с использованием созданного мощного производственного и эксплуатационного космического комплекса многоразовой системы "Спейс Шаттл". Программа разработки такого носителя - беспилотной модификации "Спейс Шаттла" - "Шаттл-С" привлекательна тем, что быстрее, чем любые другие направления, решает проблемы запуска и сборки на орбите элементов космической станции "Фридом". Над этой программой работали фирмы "Мартин Мариетта", "Рокуэлл интернэшнл" и "Юнайтед текнолоджи корпорейшн". Как полагают разработчики, такая тяжелая грузовая система могла быть создана к середине 90-х годов.

     Ракета-носитель отличается от штатного пилотируемого варианта тем, что вместо орбитального корабля используется грузовой контейнер, в котором на низкую орбиту из Центра Кеннеди может быть выведен полезный груз массой 68 т. При некотором усовершенствовании твердотопливных ускорителей, форсировании жидкостного двигателя ССМЕ обеспечивается выведение полезного груза до 71 т.

     Программа на основе "Шаттла-С" с меньшим риском обеспечивает ранний ввод в эксплуатацию ракеты при меньших начальных затратах на разработку. Однако стоимость пуска такой ракеты, по оценке американских специалистов, будет выше, чем стоимость пуска ракет-носителей тяжелого класса новой разработки.

     Разработка новых ракет-носителей тяжелого класса - это третье направление в поиске рациональных решений в программе создания транспортных систем. Несколько лет назад НАСА задумало создать базу данных по возможным запросам, связанным с использованием будущих транспортных космических систем. В нее были внесены результаты исследований по программе полетов на Луну и Марс. По результатам исследований, все полезные грузы, необходимые для материального обеспечения лунной экспедиции, были отнесены в разряд грузов, которые должны выводиться на околоземную орбиту с помощью тяжелых носителей грузоподъемностью 68 т, полезные грузы для марсианского аванпоста должны выводиться носителем грузоподъемностью 136 т. Для полетов на Луну планировалось до трех пусков в год, начиная с 2002 г. Для одновременной реализации лунной и марсианской программ потребуется осуществлять ежегодно 2-4 пуска ракеты-носителя грузоподъемностью 136 т или до 10 пусков 68-тонного носителя.

     В проектных разработках особо учитывались современные требования по снижению стоимости доставки полезного груза на орбиту, повышения надежности и безопасности полетов. Все это означало, что разработчикам придется изыскивать новую технологию. Уже не являлись незыблемыми такие требования, как изящность проекта, высокие энергетические характеристики маршевых двигателей. На первый план выдвигались структуры и схемы, обеспечивающие минимум общих затрат на транспортную систему.

     Анализ результатов проработок различных вариантов ракет-носителей этого класса позволяет отметить общие черты. Это, прежде всего, параллельная, а не последовательная работа ступеней ракет-носителей, частичное многоразовое использование. Предусматривается прямое выведение полезного груза на опорную орбиту без участка довыведения. Используются жидкостные, а не твердотопливные ускорители первой ступени. Применение водорода для маршевых двигателей с газогенераторным циклом, а не безгазогенераторным или замкнутым циклами. В плане повышения живучести ракеты обеспечивается возможность продолжения полета при отказе одного из маршевых двигателей.

     Одновременно с работами по программе тяжелых носителей проводились работы по маршевым двигателям для ускорителей и центрального блока. В течение августа 1989 г. с фирмами "Аэроджет", "Пратт-Уитни" и "Рокетдайн" были заключены контракты для этих целей.

     Для центрального блока и ускорителя был выбран кислородно-водородный двигатель СТМЕ, работающий по газогенераторному открытому циклу, с давлением в камере сгорания 158 атм. Тяга 263 т в вакууме. Надежность 0,99 при доверительности 0,9. При многоразовом исполнении рабочий ресурс составит 15 штатных полетов. Проверку выполнения всех требований к двигателю предполагалась провести огневыми испытаниями в 1996 г.

     У американских специалистов сложилось убеждение, что из трех возможных схем работы двигателей - по замкнутому циклу, по газогенераторной схеме с открытым циклом и по безгазогенераторной схеме - наиболее приемлемы двигатели с газогенераторным циклом разомкнутой схемы, типичными представителями которой являются двигатели Ф-1, Джей-2 и Эйч-1 фирмы "Рокетдайн". В целом по этому направлению, как и для всех, характерна незавершенность проектных исследований по ракетам тяжелого класса и неопределенность ситуации, связанной с уровнем финансирования перспективного плана работ.