Небеса с молотка. В погоне за ближним космосом

Все уравнения, описывающие реактивное движение, известны с начала XX века, никто их не отменял и для современных ракет, и эти уравнения – штука жестокая. Лучшие топлива дают энергию, которой едва хватает на преодоление силы тяжести. Из-за этого масса топлива вынужденно составляет около 85 % взлетной массы ракеты, в то время как автомобилю достаточно четырех процентов топлива от общей массы, а реактивному самолету – 40 %. Таким образом, остается лишь 15 % массы на создание структуры, куда вмещается и топливо, и вся механика, электроника и компьютеры, позволяющие делать с помощью ракеты что-нибудь интересное. С учетом всего этого ракетостроитель оказывается перед фактом, что у него остается в лучшем случае два процента от общей взлетной массы ракеты под полезный груз, который нужно доставить в космос.

После отрыва от стартового стола ракете, помимо силы тяжести, нужно преодолевать еще и сопротивление воздуха, и вскоре она достигает скорости, при которой, находясь еще в плотном слое атмосферы, сталкивается с так называемым максимальным динамическим давлением Qmax со стороны встречного воздушного потока. Что это за давление, вы можете понять, выставив ладонь из окна мчащегося автомобиля или полюбовавшись ураганом, сметающим деревья и дома. Правда, представление будет весьма приблизительным, отметил Левит, поскольку Qmax в лоб ракете примерно в 75 раз выше динамического давления, производимого ураганом высшей, пятой категории. «Понятно, что если с ракетой в этой точке будет что-то идти не так – значит, и со всем проектом что-то не так», – заключил он.

Обычно при решении инженерных задач на такие случаи закладывают большой запас прочности конструкции машины. Просто делаешь всё так, чтобы каждый элемент выдерживал двойную нагрузку относительно максимальной расчетной. Но с ракетами этот номер не проходит, поскольку у них нет запаса мощности на то, чтобы вытягивать избыточный вес. Что еще хуже, Qmax – беспощадный дефектоскоп, который проверяет на разрыв каждый шов и на излом каждую стенку, и рассчитывать за отсутствием запаса прочности остается только на качество работ и материалов.

Хорошо, предположим, вы таки сделали работающую ракету. Идем дальше: статистика страховых компаний показывает, что первая фатальная авария приходится в среднем на шестой старт новой модели ракеты. К тому времени люди расслабляются, считая, что всё идет как по маслу, – вот и упускают из виду какие-нибудь проблемы. Следующий критический момент наступает ближе к пятидесятому запуску. Тут врагами становятся расплывчатость миссии, бюрократизация и институциональная память. Что до сотрудников Stealth Space, которые многое претерпели и еще претерпят до первого старта, то им Левит мог пока что пожелать лишь одного: «Удачи!»

Хорошие же для Stealth Space новости, по мнению Левита, начинались с того, что их компании отдельные взрывы не так страшны. Ведь людей в космос они отправлять не собираются, спутники же стремительно множатся и дешевеют, – а потому будущие клиенты Stealth Space вполне потерпят эпизодические потери своих аппаратов из-за неудачных запусков, если это будет компенсироваться общей дешевизной космического извоза. А вторая хорошая новость состояла в том, что мы вообще имеем возможность подобные темы обсуждать. «Ведь если бы наша Земля была чуток побольше, а ее гравитационное поле посильнее, в космос с нее было бы не вырваться», – объяснил он.

* * *

Описанные Левитом трудности настолько серьезны, что создание и запуск ракет для нас стали метафорой сверхзадачи. «Ну и что, это ж не ракетостроение», – говорят люди, желая принизить чьи-либо достижения в других прикладных областях[157]. Чаще всего тружеников аэрокосмической отрасли, будь то астронавты или инженеры-конструкторы, изображают дерзновенными гениями, изо дня в день бросающими вызов непреодолимым трудностям. Истина же в наши дни выглядит на самом-то деле не столь героически, зато куда колоритнее.

Лондон с его резюме, полным всяких степеней от MIT, – живой тому пример. Харизмой от него не веяло, самомнением тоже, зато веяло гениальностью мастера на все руки. Ракеты для него были как родные, и говорил он о них с такой любовью, что буквально окутывал их ореолом тайны. Лондону нравилось, что они «существуют обособленно от остального мира», и он требовал от каждого своего инженера понимания взаимодействия всех подсистем: электроники, подачи топлива, управления тягой и т. п., – работающих в составе единого живого организма ракеты. Однажды он описал, как всё это железо само может тебе многое подсказать: «Когда что-то кажется не по-хорошему странным, нужно прислушиваться к тому, что тебе говорит машина, а не сбрасывать это со счетов».