Шаттл: прошлое, настоящее и будущее

Хотите верьте, хотите нет, но история Шаттла уходит в прошлое на пару тысяч лет.

Давным-давно люди придумали корабли, и плавали на них по морю в Америку, Австралию и даже Антарктиду. При этом важно заметить, что корабль, как правило, отплывал и возвращался одним куском. Он был транспортным средством в себе и сам по себе.

Потом люди придумали корабли космические. Первая известная мне космическая научная фантастика относится к 1630-му году, но по-настоящему всё это разыгралось в двадцатом веке. Фантасты содрали идею корабля космического с корабля морского и описывали путешествия межпланетные, межзвёздные и даже межгалактические уже в 40-х и 50-х годах, ещё до полёта Гагарина. Благодаря фантастике в общественном сознании плотно укоренилось видение космического корабля как чего-то цельного. Что улетает и возвращается одним куском. Только заправки периодически требует, желательно Абсолютным Топливом.

Потом реальные космические корабли, наконец, полетели. Восток, Mercury, Gemini, Союз, Apollo. Вскормленная на фантастике публика испытывала радость, но смешанную с некоторым недоумением. Она не могла понять, а где же здесь, собственно, корабль? Вот это вот маленькое обгорелое в чём люди с орбиты возвращаются, да? Так оно само ничего не умеет и не летает. А то, что всё-таки летает, состоит сплошь из одноразовых деталей да топлива. Взгляните на американскую лунную ракету. 3000 тонн стартовой массы. Из них 2000 сгорают и отваливаются, пролетев лишь 0.01% пути до Луны. А на Землю возвращается 6 тонн с тремя пассажирами в фигне размером с палатку. Где корабль? Вроде как и нету его. Думаю, по этой причине в западной литературе корабли этого поколения называют чаще "space capsule", а не "spaceship".

Но нет ничего сильнее, чем мечты и чаяния народа. Народ хотел многоразовый корабль. Полностью. Честный. Чтобы взлетало и садилось одним куском. Тем более, что электроника в 60-х была очень дорогой и мысль сэкономить на многоразовости казалась разумной. Попытки построить такой корабль начались ещё в 50-х, но долго были безуспешны. И ближайшим аналогом мечты стал Space Shuttle.

Путём невероятного напряжения мысли эту сложнейшую игрушку всё-таки построили. И она даже взлетела. Правда, проблем с нею оказалось выше крыши.

Технологически, Шаттл безумно сложен. Возможно, это вообще самое сложное устройство, когда либо создававшееся  человеком. Требуется напряжённая работа неимоверной орды специалистов, чтобы заставить эту штуку летать и возвращаться. Одним куском, а не как несчастные Challenger и Columbia. Воплощение мечты о космическом корабле обошлось использованием технологий настолько передовых, что практически всё в этом корабле работает на пределе. Физическом, технологическом, скоростном, температурном и так далее. Стоит чуть перегнуть, крррак! -- наступает катастрофа.

Когда Шаттл карабкается на орбиту, вместе с 20-ю тоннами полезной нагрузки он тащит на своём горбу ещё 68 тонн веса самого челнока. Мёртвый груз, который в одноразовой системе можно было бы заменить чем-нибудь важным. Это плата за желание иметь "настоящий" космический корабль, который бы улетал и возвращался целиком. Плата, многократно задирающая стоимость вывода на орбиту.

Система так и не получилась полностью многоразовой. Топливный бак каждый раз теряется, да и ускорители не всегда удаётся переиспользовать. Кургузое, половинчатое решение.

Шаттл не может летать в беспилотном режиме. Нужно как минимум два человека, чтобы управлять им. Жизнями этих людей приходится рисковать, даже если на орбиту выводится бросовый груз.

При этом на Шаттле нет катапульты для экипажа. Когда строили, верили, что система будет настолько надёжной, что это не понадобится. Это допущение стоило жизни как минимум одному человеку на борту Челленджера, который (это доказано) был жив и в сознании по крайней мере пару секунд после взрыва корабля.

В хорошо спроектированной системе каждая часть имеет одну чётко определённую задачу. В гениальной системе одна компонента может выполнять по две-три противоречивых функции. Но это случается не от хорошей жизни. И это верный путь к крупным техническим трудностям. Шаттл полон таких решений.

Так, его "шкура" решает две очень разных задачи: защита от плазмы на входе в атмосферу, и работа внешней оболочкой корабля. Первое должно быть термостойким и предельно термоизолирующим. Второе -- прочным, ударо-, водо- и грязестойким. Сочетается плохо. В конечном итоге хрупкость оболочки Шаттла погубила Коламбию.

В идее Шаттла слились возвращаемая капсула и планер. Чертовски разные требования к прочности, аэродинамике, форме. Поэтому спуск Шаттла сквозь атмосферу возможен только управляемый и хирургически точный. Потеря контроля за скоростью или ориентацией уже на несколько секунд чревата разрушением челнока. Сравните это с кораблём "Союз", способным переживать довольно грубые ошибки входа в атмосферу за счёт тупого сваливания в пассивный баллистический спуск и запаса прочности на 20 g.

"Союз" снижается на парашютах и может сесть почти где угодно. Шаттл садится как планер с отвратительным аэродинамическим качеством 4.5:1. Как кирпич, свистящий вниз под углом в 15 градусов и скоростью 350 км/ч. Без двигателей. У него только одна попытка на посадку, и её нужно выполнить, с правильной скоростью снайперски попав в полосу. Без двигателей, ещё раз. Мне лично этот этап полёта челноков всегда казался самым опасным. Дай Бог им без проблем сделать это оставшихся два раза.

Да, у Шаттла немало ошибок в дизайне. Спустя 30 лет их легко критиковать. Но это нечестно. Шаттл -- первый в человеческой истории настоящий космический корабль. А первому всегда тяжелей. Первый делает ошибки, на которых учатся идущие следом. Тем более, что главной их причиной я считаю одну: попытку реализовать мечту, не согласующуюся с реальностью. Попытку сделать Космический Корабль, Как Его Описывали Фантасты. Хотя природа, на нынешнем уровне развития человечества, требует другого. Она, похоже, требует дешёвых, простых, и совсем неромантичных одноразовых кораблей. Она даже подсовывает нам способы сделать это: миниатюризация электроники и массовое производство. Носитель, собранный из стандартных элементов, дешёвых как грязь и производимых миллионами, по простым технологиям, будет недорогим и надёжным, пусть и одноразовым. К этому, похоже, всё и идёт. Даже NASA свернуло на этот путь.

Уйдут ли челноки навечно? Вряд ли. Они вернутся. Поначалу меньших размеров, менее амбициозных конструкций. Вероятно, нескоро, но вернутся.

А пока Шаттл остаётся первым полноценным земным космическим кораблём. Первым, и возможно, последним на довольно долгое время.

Странно думать, что идея морского корабля, возникшая сотни лет назад, трансформировалась в мечту космическую, увлекла столько народу, породила Шаттлы, и подняла их в космос.