Семь шагов в небо

В отличие от пустынных поверхностей Луны, Марса и Венеры, напоминающих какие-то земные районы, Юпитер, кажется, ни на что земное не похож. Похож скорее на погасшее Солнце. Посадить корабль на эту планету, конечно, никогда не удастся — не на что сесть, тверди нет. Да и энергетика потребовалась бы просто чудовищная. Другое дело спутники Юпитера; их большой выбор — на разных расстояниях от поверхности планеты, разных размеров и, следовательно, с различной гравитацией. Вот на них побывать захочется. Но будет ли это в обозримой перспективе?

Самолет или ракета

Не только конструктивные проблемы определяют возможности и экономику создания будущих кораблей и станций. Многое будет зависеть от ракет-носителей. Их задача доставить объект к месту «работы». А точнее, даже не доставить, а разогнать, «бросить» корабль с нужной скоростью в нужном направлении. А доберется куда надо он уже сам согласно законам небесной механики. Так или иначе — это транспортная задача.

Стоимость носителя в общей стоимости запуска космического аппарата бывает самая разная. Если носитель серийный, а аппарат уникальный — что-то около 10 процентов. Если наоборот — может достигать сорока процентов и более. Где вы видели на Земле объект, доставка которого к месту использования стоила бы так дорого? А все потому, что на Земле все транспортные средства используются многократно! А ракета-носитель применяется один-единственный раз.

Пока космические запуски были редкими, этот факт особого внимания не привлекал. Казался нормальным. Но по мере увеличения интенсивности освоения космоса становился все более существенным. Аппарат работает на орбите или в межпланетном пространстве и приносит определенный научный или народнохозяйственный результат. А ступени ракеты, имеющие сложную конструкцию и дорогое оборудование, сгорают одна за другой в плотных слоях атмосферы или остаются без нужды на орбитах. Естественным образом возник вопрос о снижении стоимости космических запусков за счет повторного использования ракет-носителей.

Первые ракеты-носители создавались, как известно, не как принципиально новые машины, а с использованием конструкции боевых баллистических ракет. В основу последних одноразовый принцип закладывается как естественное решение. Было бы смешно рассчитывать на их повторное использование, утяжелять и удорожать то, что все равно должно улететь в сторону противника.

А между тем на заре эры жидкостных ракет вопрос стоял как раз наоборот. Роберт Годдард уже на одной из своих первых ракет в 1929 году установил парашют, который, правда, не сработал. И почти на каждой из своих последующих ракет, а сконструировал он около трех десятков ракет (все они были высотными, спускались вертикально), устанавливал парашюты. Очень ему не хотелось для каждого нового испытания строить новую ракету. Накладно это было. Но ни разу ему не удалось приземлить ракету без повреждений.

Все ракетостроители того периода, включая советских, мечтали о возвращении ракеты на Землю без повреждений. Ведь это давало возможность проанализировать ее работу. Не говоря уже о повторном использовании конструкции.

В 40-е годы эта задача была отчасти разрешена. При экспериментальных пусках по вертикали небольшие ракеты иногда удавалось спасать. Можно, казалось, применить спуск и для конструкций баллистических ракет, которые после отделения от головных частей падали на расстоянии нескольких сотен километров от места старта.

Выяснилось, однако, что для приземления с достаточно малой скоростью, а она не должна для хрупкой конструкции ракеты превышать пяти-семи метров в секунду, нужен огромный парашют, масса которого составляла бы порядка шести-восьми процентов от массы конструкции. Но это при заданной массе головной части сильно сказывалось на дальности полета. По мере роста дальности ракет и, следовательно, их скоростей задача возвращения в атмосферу и посадки конструкции все более усложнялась. (Другое дело спасение небольших контейнеров с научными приборами, запускаемых ракетами на высоту и отделяемых от основной конструкции.)

В 50-е годы в технической литературе обсуждались и другие способы возвращения ступеней. Например, с помощью аэростатов-баллонов, надуваемых гелием после того, как ракета затормозится с помощью парашютов. Считалось, что такой способ имеет преимущества с точки зрения доставки ракеты к месту старта — медленно опускающаяся на баллонах ступень может быть подхвачена вертолетом. Эту же задачу предполагалось решать за счет использования авторотирующего винта, который, подобно вертолету, мог бы привести ступень на нужное место. Об этом способе уже говорилось при обсуждении методов посадки космических аппаратов. Еще рассматривалось «крыло Рогалло» — надувной дельтаплан, маневренность которого достаточно велика. Наконец, были сторонники применения обычных или выдвижных крыльев с небольшим реактивным двигателем, то есть превращения ракетной ступени в своего рода самолет.