Космодромы США
Наличие космодромов в той или иной стране, слепень их оснащенности и интенсивности использования зависят, прежде всего, от целей и задач, которые ставятся государством перед космической отраслью, общего научно-технического потенциала страны и экономики в целом, т.е. от государственной программы исследований и использования космоса.
С самого начала освоения космоса Соединенными Штатами Америки их программа отличалась большой широтой охвата и достаточной глубиной проработки космических проблем благодаря огромным средствам, вкладываемым в эту новую перспективу в область науки и техники, и имеющемуся научно-техническому потенциалу.
С 1950-х гг. космическая программа США включал; в себя создание и использование целого ряда искусственных спутников Земли, межпланетных станций, оснащенных метеорологических, навигационной, геодезической аппаратурой, в том числе и внешнего назначения.
В 1980-х гг. в США приоритет в области исследования и использования космоса целиком отдавался военному направленно. Затраты США на космос в 1983 г. составили 15,3 млрд дол., в тем числе по линии Министерства обороны — 8,5 млрд дол. и по линии 1ациональ-ного управления по астронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) — 6,8 млрд дол.
В эти же годы была выработана перспективная программа работ и исследований в этой области на ближайшие 20—25 лет которая должна была обеспечить лидирующее положение США в исследовании и использовании космоса в мирных целях, а также укрепление безопасности страны.
Под обеспечением безопасности страны имелось в виду содействие операциям вооруженных сил США и их союзников в космос; нейтрализация, при необходимости, космических сил противник.
Определялись и главные задачи "гражданского" космоса: создание постоянно действующей обитаемой космической станции и пилотируемые полеты за пределы околоземной орбиты; создание ночной станции на Луне и подготовка экспедиции на Марс.
Предусмотрен режим наибольшего благоприятствования для частных фирм в области космоса. Так, например, им разрешено создавать стартовые комплексы для запуска коммерческих ракет-носителей, получать права на эксплуатацию орбитальных лабораторий "Спейслеб". НАСА обязано оказывать максимальную поддержку использованию космоса в коммерческих целях, если при этом не требуется прямых субсидий правительства США.
Планы НАСА выглядят следующим образом: 1990-е гг. — существенное расширение масштабов исследований Земли (комплексные исследования из космоса суши, океанов, атмосферы с помощью орбитальных платформ) и Солнечной системы, полеты на Луну автоматических аппаратов, в том числе с целью выбора оптимального района расположения будущей лунной станции; 2000-е гг. — создание лунной станции. Для этого планируется за три полета доставить на Луну около 22 т грузов и четырех астронавтов;
2020-е гг. — установка на Луне астрофизических приборов и разработка лунных ресурсов. Этот этап потребует создания сверхтяжелой ракеты-носителя, способной доставить на орбиту 7...90 т полезного груза.
В реализации космической программы США кроме основных организаций (НАСА и министерства обороны) принимают участие Национальное управление по исследованию океана и атмосферы, министерстве энергетики, сельского хозяйства, торговли, Национальный торговый фонд и др.
С 1985 г США все в большей степени осуществляется коммерциализация комических программ. В 1985 г. введена новая специальная должность - помощник директора НАСА по коммерческим программам. На что возложена обязанность оказывать поддержку коммерческим программам, реализация которых возможна при современном техническом уровне, и новым коммерческим программам с более высоким уровнем технологий, а также содействие организациям, выступавшим с инициативой передачи правительственных программ частном сектору.
В связи с этим новое структурное подразделение НАСА уже к концу 1986 г. создало восемь центров по коммерческому использованию космоса на всей территории страны. При этом первые пять лет их субсидировало НАСА (0,75...1,1 млрд дол. в год), а затем они полночью перешли на самообеспечение.
Комические программы в США отрабатываются очень тщательно и детально, со всесторонней оценкой путей их осуществления и возможных результатов. Так, например, только рекомендации Национальной академии наук США к очередной космической программе НАСА на период 1995—2015 гг. были написаны на 760 страницах, над которыми работало более 100 ведущих ученых и специалистов в области космоса США в течение четырех лет.
Такая насыщенная долгосрочная программа требует не только соответствующей финансовой поддержки, но и мощной уникальной научно-экспериментальной, наземной испытательной и производственной баз в виде космодромов, полигонов, центров исследований, военных баз и т.д., призванных обеспечить выполнение этой национальной программы. Наземная научно-экспериментальная и испытательная базы создаются в зависимости от программы и выделяемых на ее осуществление средств.
В США за последнее десятилетие производилось около 30 запусков космических аппаратов в год. Для их отработки и практического применения создана соответствующая наземная испытательная база, основу которой составляют четыре испытательных центра (полигона) :
- два ракетно-космических полигона министерства обороны, подчиненных ВВС (ЗИП — Западный испытательный полигон и ВИП — Восточный испытательный полигон);
- два ракетно-космических полигона НАСА (Космического центра им. Дж. Кеннеди и Исследовательского центра на о. Уоллопс).
Полигоны ВВС и НАСА административно независимы и решают самостоятельные задачи в интересах своих ведомств. Вместе с тем ВВС и в большей степени НАСА взаимообразно используют стартовые комплексы для запусков космических аппаратов по своим программам.
Характерной особенностью полигона является их размещение на побережье океанов. Это в определенной степени упрощает проблемы выбора зон отчуждения для падения ракетных ступеней, обеспечивает экономичность транспортных связей с промышленными фирмами (особенно при доставке крупногабаритных грузов), а также практическую возможность вывода космических аппаратов различного назначения на орбиты с широким диапазоном наклонений от приэкваториальных до полярных. Расположение многих производственных центров ракетно-космической промышленности вблизи полигонов оказало благоприятное влияние на развитие полигонов и способствовало созданию в этих районах крупных испытательно-производственных комплексов.
В настоящее время в США находятся в эксплуатации 18 стартовых площадок для запуска ракет-носителей различного класса (25... 30 пусков в год).
Специфика программы пусков ракет-носителей " Сатурн-1", "Сатурн-1В" (временный характер их использования для отработки ракетно-космического комплекса "Сатурн" — "Аполлон") определила возможность фиксированного метода их подготовки на СК.
Особенность программы пусков, а также более тяжелый класс ракет-носителей типа "Титан-ЗС", "Титан-ЗЕ", "Сатурн-5" определили необходимость введения мобильного принципа подготовки ракеты-носителя к пуску, когда ее сборка осуществляется на технической позиции. Затем ракеты-носители в вертикальном положении транспортируются на пусковой платформе на стартовую позицию. В данном случае совмещение всех операций подготовки (сборки, проверки и пуска) ракеты-носителя на СП было бы крайне рискованным, хотя бы по причине возможности взрыва в районах СП и срыва в результате этого всей программы при значительном материальном ущербе.
Несмотря на сравнительно низкую пропускную способность СК США, многие решения проблем, связанных с возможностью реализации высоких темпов пуска с одного стартового комплекса, в настоящее время уже апробированы и внедрены (например, пуск на СК-39 ракеты-носителя "Сатурн-5") для использования их в системах и сооружениях перспективных СК. К ним относятся:
- вертикальная сборка и транспортировка ракеты-носителя на пусковой платформе. Это позволяет исключить операции подъема изделия из горизонтального положения в вертикальное и подключения контрольно-проверочной аппаратуры к изделию на СП. На технической позиции производятся подключение и проверка разъемов топливных магистралей (срабатывающих по контакту подъема ракеты-носителя) , системы крепления ракеты-носителя к пусковой платформе и т.д.;
- создание наземных стартовых столов с охлаждением водой или сменными газоотражателями, что в значительной степени уменьшит длительность послепусковых работ на стартовой площадке;
- реализация качественно новых принципов построения наземной пускопроверочной аппаратуры на основе ЭВМ, обеспечивающей оперативный поиск неисправностей систем ракет-носителей, космических объектов, наземных средств и постоянный контроль за ходом подготовки к пуску и состоянием наземных систем.
Последний фактор является наиболее серьезным с точки зрения максимального увеличения пропускной способности СК, так как удельный вес трудоемкости поиска и устранения неисправностей указанных систем и средств в общей трудоемкости подготовки ракеты-носителя к пуску составляет 51...80 %.
В последние годы Соединенные Штаты, как и многие другие космические страны, проявляют интерес к созданию морских космических комплексов. Фирма Рован, специализирующаяся на изготовлении морских буровых платформ "Горилла", предложила использовать модификацию платформы в качестве морского стартового комплекса для сверхтяжелых ракет-носителей ALS.
Платформа площадью 3900 кв. м может нести груз до 3000 т. Буксировка такой платформы может осуществляться со скоростью 13...15 км/ч. В районе пуска она крепится тремя опорами (при глубине до 100 м). Стабилизация обеспечивается при высоте морской волны до 2,7 м и скорости ветра до 40 м/с.
Предусматривается, что ракета-носитель ALS будет устанавливаться на стартовую платформу на береговом комплексе базы ВВС Ванденберг. Несколькими буксирами платформа должна отводиться на 5... 10 км и на морском дне устанавливаться на опорах. Заправку ракет-носителей планируется осуществлять с барж-заправщиков. После заправки и проверки обслуживающий персонал покинет платформу, а запуск будет осуществлен дистанционно.
Представители фирмы "Рован" считают, что при использовании такой морской платформы для запуска сверхтяжелых ракет-носителей не потребуется сооружать стартовый комплекс на базе Ванден-берг, что связано с целым рядом ограничений в отношении загрязнения атмосферы, шума, воздействия на растительную и животную жизнь, водопользования и т.д. В то же время могут быть использованы имеющиеся комплексы на базе Ванденберг, включая средства управления запуском и телеметрии. Кроме того, не потребуется хранить на суше большое количество жидкого водорода и других опасных материалов. По мнению представителей фирмы, морской стартовый комплекс имеет ряд преимуществ по сравнению с предлагаемым комплексом на острове в районе экватора — не потребуется специальных портовых сооружений и не надо будет транспортировать значительные грузы на очень большие расстояния.
Группа фирм США (совместно с Великобританией) ведет научно-исследовательские работы по созданию морского стартового комплекса вблизи экватора. Это позволит увеличить массу выводимого полезного груза на 15 % по сравнению с запусками тех же ракет-носителей с Восточного испытательного полигона. Рассматривалось восемь островов Тихого океана. Предпочтение было отдано острову Рождества с населением около 350 человек.
Стартовый комплекс планируется создать на борту судна типа супертанкера водоизмещением более 500 тыс. т, длиной более 400 м, оснащенного башней обслуживания высотой до 80 м. Стоимость создания такого судна оценивается в 100 млн дол., продолжительность строительства примерно два года. Этот плавучий стартовый комплекс должен обеспечить до 6 пусков в год.
Ряд штатов США предпринимает активные меры по созданию на своих территориях коммерческих космопортов (например, Флорида, Калифорния, Техас, Миссисипи, Аляска, Гавайи). Планируется улучшить экономическую ситуацию в этих регионах за счет коммерческого использования космоса.
Наибольшая активность проявляется руководством штата Флорида, где для этих целей создан специальный "Комитет космопорта Флорида". Планируется усовершенствование комплекса подготовки и управления запусками на базе ВВС на мысе Канаверал, а также создание нового комплекса управления запусками на коммерческой основе, на что предполагается выделить 25 млн дол. Такая модернизация должна существенно повысить конкурентоспособность космопорта.
Предполагается, что с созданием коммерческого космопорта во Флориде в конечном итоге будет образован крупнейший коммерческий промышленно-космический комплекс, в состав которого войдут все наземные средства (государственные и коммерческие).
Власти штата Гавайи предлагают свой вариант создания коммерческого космопорта на Гавайских островах, а именно в районах Палима-Пойнт или Кахилипан-Пойнт, находящихся на юго-востоке о. Гавайи. Противники этого проекта ссылаются на отдаленность от промышленных центров, трудности доставки космической техники, нарушение экологической чистоты курортной зоны.
На побережье Мексиканского залива предполагают разместить коммерческий космопорт власти штата Миссисипи. Власти штата Виргиния планируют для создания своего космопорта частично использовать уже имеющуюся наземную базу Испытательного полигона на о. Уоллопс.
В 1985 г. ряд американских ученых и руководство НАСА высказались за возобновление в ближайшие 25 лет исследований Луны путем создания на ее поверхности постоянно действующей обитаемой станции.
Создание и эксплуатация такой лунной базы представили бы уникальную возможность для детального изучения самой Луны, астрономических исследований, практически избавленных от атмосферного влияния и т.п. Кроме того, лунная станция могла бы быть с успехом использована в качестве промежуточной базы для межпланетных полетов, так как позволяет в 20...30 раз сократить энергозатраты для запуска космических аппаратов по сравнению с запусками с Земли. При этом полезный груз может составлять до 50 % стартовой массы межпланетного корабля.
Ориентировочные сроки создания лунной станции — 2000...2010 г. при общих затратах в 50...90 млрд дол. Эти расчеты основываются на том, что на поверхность Луны необходимо ежегодно в течение 10 лет строительства базы доставлять не менее 20 т грузов. При этом 70 % из этих грузов будет составлять жидкий кислород. В дальнейшем будет реализована технология получения кислорода из ильменита (FeTiO3) — лунного грунта — с попутным использованием побочных продуктов — железа и титана. Затраты за 20 лет работы по этой программе оцениваются в 80 млрд дол. Финансирование программы НАСА по созданию лунной базы производится в США начиная с 1989 г.
|
|
Читайте в рубрике «Космодромы»: |