Космически таксита

Когато космическата совалка Atlantis успешно се приземява за последен път на 21 юли 2011 г., ръководителите на NASA едва ли са предполагали, че слагат точка на американските пилотирани полети в орбита за почти десетилетие. По ирония на съдбата в момента САЩ са принудени да плащат на конкурентите си от "Роскосмос" по над 80 млн. долара за всеки астронавт, транспортиран до Международната космическа станция на борда на руските кораби "Союз". И тази цена се е повишила с около 370% от закриването на програмата Space Shuttle досега.

До няколко месеца обаче NASA планира да прекрати тази зависимост от Русия. Вместо да дава крупни суми на своя най-голям конкурент от времето на Студената война, щатската агенция пренасочва тези средства към американската аерокосмическа индустрия, за да може отново да вози своите астронавти на орбитални апарати с надпис Made in USA. И в момента компаниите Boeing и SpaceX, избрани от нея преди около четири години, са във финалния етап от тестването на практически завършените щатски космически кораби от следващо поколение.

Абонирайте се за Капитал

Четете неограничено и подкрепяте усилията ни да пишем по важните теми

Ключовата дума е "сигурност"

Запознайте се със Starliner и Crew Dragon – формални наследници на легендарните космически совалки. В началото на този месеца американската космическа агенция официално представи 9-те астронавти, които първи ще се качат на борда им по време на тестовите полети и първите мисии до Международната космическа станция. Орбиталните капсули, разработени съответно от Boeing и SpaceX, са продукт от съвместните усилия на двете фирми и инженерите на NASA по линия на проекта за "приватизация" на космическите полети, наречен Commercial Crew Program. След дълга селекция въпросните компании са подбрани като най-обещаващи и през септември 2014 г. получават огромно целево финансиране съответно от 4.2 млрд. долара (за Boeing) и 2.6 млрд. долара (за SpaceХ).

Също като своите предшественици новите космически кораби ще могат да возят на борда си до седем души и са предназначени за многократна употреба. По време на тестовите полети обаче на борда им ще има само по двама пилоти изпитатели. За разлика от совалките, капсулите на Boeing и SpaceX имат формата на конус и не се приземяват, планирайки като самолет, а забавят скоростта на полета си чрез специален термичен щит, монтиран в основата им, и спирачни парашути. Основната идея, с която са проектирани новите кораби, е драстично да се снижи себестойността на пилотираните космически полети (през 2011 г. едно изстрелване на совалката е струвало около половин милиард долара, докато пускът на ракетата Falcon 9 сега е на стойност $62 млн.). И също така това трябва да стане, без да се поемат излишни рискове, особено след гибелта на екипажите на "Чалънджър" и "Колумбия".



Именно гореспоменатите трагични инциденти, при които САЩ губят две от своите совалки и 14 от своите астронавти, карат NASA да е невероятно предпазлива (дори страхлива) в процеса на приватизацията на пилотираните космически полети. На практика и Starliner на Boeing, и Crew Dragon на SpaceX вече са напълно завършени и теоретично готови да приемат първите екипажи на борда си. Преди обаче това се случи, двете капсули и ракетите, които ще ги изстрелят около Земята, ще трябва да преминат през изключително тежки изпитания и процедури за сертификация, които да докажат тяхната надеждност.

Кога?

Иначе според досегашните графици корабите на Boeing и SpaceX трябваше да извършат безпилотни тестови полети още в рамките на този месец. Поради различни обективни и субективни обстоятелства обаче, както и очевидната невъзможност на държавната космическа агенция да извърши сертификацията с желаната скорост, първоначално обявените дати за старт няма да бъдат спазени. Така дистанционно управляваният полет на Crew Dragon се измества с 8-10 седмици за ноември, а този на Starliner – за края на 2018 г. или началото на 2019 г. Съответно пилотираният тест на SpaceX трябва да се случи не по рано от април 2019 г., а този на Boeing – в средата на 2019 г.

Компанията на Илън Мъск също така планира един допълнителен тестови пуск през март 2019 г., при който ще изпробва аварийната система за отделяне на капсулата от ракетата в случай на извънредни обстоятелства. За целта SpaceX е запазила една своя стара ракета Falcon 9 от предишното поколение Block 4, които вече не се ползват за комерсиални дейности и могат да бъдат "жертвани". Компанията планира да активира "катапултиращите" двигатели SuperDraco, интегрирани в пилотираната капсула и способни да я отдалечат за 2 секунди на поне 100 метра от зоната на потенциална експлозия, което би спасило екипажа. По принцип SpaceX вече е извършвала успешно подобни изпитания още през 2015 г., но от статична позиция на стартовата площадка. Този път тестът ще бъде направен в реални условия и в точката от полета, където ракетата е изложена на най-интензивен аеродинамичен натиск от атмосферата (т.нар. Max Q).

В този контекст трябва да се отбележи, че една от причините за отлагането при Boeing и Starliner е именно потенциален проблем със системата за аварийно отделяне от ракетата. По време на изпитания на капсулата в края на юни се оказва, че аварийните двигатели се включват, работят нормално, но при изключването им част от клапаните не се затварят напълно, което довежда до теч на гориво. От Boeing обявяват, че подобни аномалии по време на тестове са напълно нормални и че имат оперативно решение на проблема. Прави впечатление обаче, че след този инцидент графикът на полетите на Starliner става много по-обтекаем и ориентировъчен от този на SpaceX, където се говори за конкретни месеци и дати.

"Стар" срещу "нов" космос

Прави впечатление също така, че до гореописания инцидент Boeing като традиционен подизпълнител на NASA до голяма степен е фаворизирана за сметка на SpaceX, която като "космически новобранец" е засипвана с нови и нови изисквания, на които трябва да отговори.

На първо място компанията на Мъск трябва да сертифицира своята най-нова ракета Falcon 9 Block 5 за транспортиране на астронавти. За да се случи това, тя трябва да направи седем поредни безаварийни старта, без да извършва каквито и да било сериозни конструктивни промени в хардуера си. За Boeing няма такова изискване, тъй като използваната от нея ракета Atlas V от години лети в непроменена конфигурация, докато SpaceX постоянно правят дребни подобрения по своите модели.

По принцип изискването за седем полета с Falcon 9 Block 5 не би трябвало да е голям проблем, тъй като ракетата е за многократна употреба. Освен това според обещанията на Мъск ще може да лети до 10 пъти без нужда от ремонт и на теория може да бъде изстреляна два пъти в рамките на 24 часа. Тук обаче идва следващата спънка: NASA изисква конструктивна промяна в резервоарите с оглед на инцидент от септември 2016 г. При него ракета експлодира на стартовата площадка по време на тестово зареждане с гориво. При разследването се оказва, че причина за взрива са карбонови бутилки под налягане (COPV), пълни със свръхохладен хелий, които са предизвикали втвърдяване на течния кислород и последваща експлозивна химична реакция със стените на резервоара. Затова NASA настоява за преработка на въпросните COPV и по възможност да не се използва карбон. И докато новите съдове под налягане не бъдат монтирани, полетите на Falcon 9 Block 5 няма да се броят при сертификацията.

Във връзка с горния инцидент е и последната резерва на NASA спрямо иновативните подходи, използвани от SpaceX. Става дума стандартната процедура, наречена load and go, която компанията на Мъск използва при зареждането на ракетите си с гориво. За разлика от своите конкуренти, фирмата пълни резервоарите със свръхохладен керосин и втечнен кислород в последния момент – около 35 мин. преди изстрелването. Това позволява зареждане на повече гориво и по-голяма мощност на ракетата. Потенциално неприятният момент в случая е, че преди това екипажът вече трябва да е на борда на Crew Dragon. И ако нещо се случи, докато се пълнят резервоарите, времето и опциите за реакция няма да са много.

В крайна смета обаче след около две години дебат и протести от страна на много аерокосмически експерти през тази седмица процедурата load and go беше одобрена от NASA. И все пак, преди да стане първата частна компания, превозваща астронавти, SpaceX ще трябва успешно да демонстрира иновативния си метод за презареждане поне пет пъти с най-новата Falcon 9 Block 5.