Мигрантов, устроивших поножовщину в Екатеринбурге, отправили в колонию
"Назначение Жоги – социальный контракт с глубинным народом, то есть новый Холманских"
Сдали назад. Новый перечень ЕГЭ для поступления введут только в 2026 году
Шаттлы разваливаются от старости?
После двухлетнего перерыва американцы вновь выпустили в открытый космос Шаттл. Но если в прошлый раз проблемы, которые в итоге привели к гибели корабля вместе со всем экипажем, выявились только в конце полета, то в случае с "Дискавери" неполадки в системе теплозащиты появились в первые же минуты полета. Насколько серьезны повреждения, почему теплозащита Шаттлов стала самым слабым звеном в конструкции, а также насколько велики шансы американских астронавтов на благополучное возвращение на Землю, корреспонденту Накануне.RU рассказал заместитель генерального директор НПО "Энергия", разработчик теплозащитных систем для "советского шаттла" – "Бурана" Михаил Гофин.
Вопрос: В последнее время Шаттлы постоянно преследуют проблемы с теплозащитой. "Колумбия" погибла из-за отпавшей плитки, у "Дискавери" сейчас та же проблема и астронавты честно признаются, что они боятся лететь на этом корабле домой. В то же время "Буран" садился с шестью отлетевшими плитками. В чем причина такой разницы?
Михаил Гофин: В двух словах это достаточно трудно объяснить. У нас и у американцев теплозащита вообще схожа. Практически полностью совпадает большинство элементов, но есть, конечно, и различия. Мы начинали разработку теплозащиты позже американцев и, естественно, учли их недостатки. В итоге наши материаловеды, технологи и конструктора смогли сделать плитку несколько более надежную и более прочную, нежели у американцев. К тому же мы эксплуатировали "Буран" недолго, был всего один пуск. Дальше развалился Советский Союз и программа была закрыта. Американцы эксплуатируют свои шаттлы гораздо дольше, порядка двадцати пяти лет, поэтому совершенно естественно, что у них и покрытие уже изношенное, и технологии на сегодняшний день устарели. При этом сама теплозащита достаточно дорогостоящая, чтобы ее постоянно менять. У американцев производство одной плитки по стоимости доходило примерно до $800. А таких плиток всего на корабле – до 32 000. То есть, полностью поменять теплозащиту обойдется примерно в $ 25 600 000.
Вопрос: От чего защищают эти плитки? Какая у них функция и насколько серьезна проблема, если несколько из них отлетят?
Михаил Гофин: Плитки, как Вы, наверное, заметили, на разных частях корабля вообще разные. На брюхе – черные, на спине – белые. Черные плитки работают при спуске с орбиты, они находятся на той стороне, которая омывается плазмой при посадке. Ведь когда корабль на орбите, то у него высокая скорость, а, соответственно, и высокая кинетическая энергия – скорость космического корабля около 8 км/с, а при вычислении кинетической энергии она возводится в квадрат. Потенциальная энергия тоже высокая – высота 100-
Теплозащита же устроена таким образом, что если в плазме 10 000 градусов, то на самой плиточной теплозащите на брюхе, куда достается основная нагрузка, от 1250 градусов до 1000. А обшивку делают из алюминия, который "держит" только 160 градусов. Так что и черной плитку в этих местах делают для того, чтобы от 100% тепла, полученных от трения, мы вовнутрь пропустили всего 7%. 93 % мы должны выбросить назад, иначе космонавты заживо сварятся. Эту энергию надо "высветить" обратно в воздух. В соответствии с физикой, количество тепла, которое мы высвечиваем, сильно зависит от коэффициента черноты покрытия. Поэтому на брюхе и делают плитку, как можно чернее. Максимальное значение коэффициента, естественно, 1, у нас на "Буране", например, были цифры 0,9 – 0,97.
Если же нарушается целостность плиток, то плазма проникает внутрь и все выжигает. Именно это произошло на "Колумбии" и именно этого боятся на "Дискавери". Кроме того, теплозащита должна скомпенсировать не только перегрев, но и переохлаждение. Если корабль будет ориентирован на "черный" космос, то он может охладиться до -160 градусов на поверхности, а металл обшивки – до -120 градусов. И тогда при посадке разница внешней и внутренней температур, которая будет действовать на теплозащиту, будет еще больше. Так что надо делать теплозащиту так, чтобы она не потрескалась.
Вопрос: Что же конкретно произошло с теплозащитой американцев? Насколько серьезны их повреждения?
Михаил Гофин: Ничего страшного у них не произошло. У них выскочило межплиточное уплотнение. Между плитками выпал холстик. Фактически, сейчас они просто рекламу себе делают, мол, мы ремонт умеем делать в космосе.
Повреждение же само по себе недостаточно серьезное и могло бы привести только к одному. Понимаете, при посадке обтекание корабля воздухом бывает ламинарное, когда воздух идет параллельно обшивке, а есть турбулентное, когда обтекание идет с завихрениями. Вот ершистость плитки или выступы – они и грозят тем, что этот переход произойдет раньше. А чем он раньше, тем сильнее будет нагрев обшивки, тем больше мы получим вовнутрь тепла.
При ламинарном же обтекании создается своеобразный "пограничный" слой. Частички воздуха, которые обтекают корабль, как бы "прилипают" к поверхности и имеют нулевую скорость. Остальные слои воздуха разгоняются вплоть до гиперзвука. На переходе между этими слоями и убирается мешающая нам разница температур. Когда же ламинарное обтекание переходит в турбулентное, пограничный слой становится более тонким и, соответственно, не таким эффективным.
Вопрос: Насколько я знаю, у американцев были проблемы и в районе иллюминаторов?
Михаил Гофин: На мой взгляд, эти проблемы вообще не могут привести к каким бы то ни было серьезным последствиям. Рамки иллюминаторов выполнены из титана, а стекло выдерживает температуры очень высокие, вплоть до тысячи градусов. Обычно температура в этом месте не превышает 600 градусов. К тому же, там, по сути дела, "подветренная" зона, то есть нет непосредственного контакта с плазмой.
Вопрос: То есть, все переживания по поводу судьбы экипажа "Дискавери" необоснованы?
Михаил Гофин: Единственное, что может вызывать опасения – это место повреждения теплозащиты на брюхе Шаттла. Как я понял, у них повреждение в районе передней ноги шасси. Для открытия шасси, как бы ни противился конструктор, приходится оставлять щель. Если уплотнение выпало именно в этой щели, то там может разогнаться плазма, а если она разгонится, то она прожжет внутренние уплотнения, пройдет вовнутрь и произойдет тоже самое, что было с "Колумбией" – отрежет крыло просто или повредит створку шасси или сами шасси. Собственно говоря, там есть два слоя уплотнения – верхний, который они и вытаскивали, который примыкает к теплозащите, – это тепловой барьер. А под ним обязательно должен быть еще резиновый уплотнитель – барьер герметичности, потому что "под брюхом" Шаттла давление выше, чем на его "спине". В данном случае это приводит к тому, что плазма стремится из зоны более высокого давление переместиться в зону более низкого. Если нет герметичности, то она проникает внутрь корабля, а дальше как плазменная горелка начинает резать алюминиевый корпус как масло. Поэтому очень важно сохранить герметичность. Так что сейчас мне сложно делать прогнозы – я не знаю, сумели ли они сохранить необходимую герметичность и сильно ли вылетело уплотнение створки шасси. Обычно на брюхе корабля плитки идут впритык, но не одна плитка над другой, а со сдвигом в полряда. Так что плазме негде и некуда разгоняться. А там, где раскрывается створка шасси, остается длинный шов, причем он шире, чем в других местах, чтобы створки могли открыться. И там вот как раз плазме есть, где разгуляться, если вылетит уплотнительный шнур. Тогда это опасно. Вообще наиболее опасные места Шаттлов – это стыки носовой части, передних кромок крыла и межплиточные стыки на подвижных частях. Это створки шасси и элероны, которыми управляется аппарат.
Вопрос: Если на самом деле все не так страшно и проблемы с Шаттлами решаемы, то, может, России не стоило в свое время прекращать программу по созданию своего Шаттла – "Бурана"?
Михаил Гофин: Дело в том, что когда остановили программу "Буран", Советский Союз фактически развалился, а одна Россия тянуть такую дорогостоящую программу не в состоянии. Тем более, что старт все равно производить надо было из Казахстана, с Байконура.
К тому же есть еще один момент: мы же проиграли, в общем, холодную войну, а корабли типа "Буран" и Шаттл строились исключительно под лазерную пушку, чтобы сбивать ядерные боеголовки друг друга.
После окончания холодной войны, построив "Буран", мы столкнулись бы с другой проблемой – образно говоря, мы бы создали "Камаз", а возить на этом грузовике, в его кузове, стали бы спичечный коробок. Дело в том, что к тому времени не поспели полезные нагрузки. Полезная нагрузка, которая входила в грузовой отсек тех параметров - 6 на
Вопрос: Какие перспективы у российской космической промышленности сейчас? Американцы планируют заменить Шаттлы более новыми конструкциями. Останутся ли у нас все те же "Союзы", или есть что-то новое?
Михаил Гофин: Мы создали новую разработку, которая, по сути, является многоцелевой авиационно-космической системой. В сравнении с ней Шаттл оказывается устаревшим по всем параметрам. Если за выведение на орбиту полезного груза американским челноком сейчас приходится платить порядка $22-25 тысяч за кг, и его готовят к полету полмесяца – месяц, то нашу систему на базе самолета "Мрия" можно подготовить за сутки. Взлетает она с любого аэродрома первого класса, а стоимость килограмма полезного груза - $1 тысяча против 25 у Шаттла. Так что сейчас мы собираемся реализовать именно эту систему, которая сулит огромные космические перспективы.
Краткая справка: Многоцелевая авиационно-космическая система (МАКС) представляет собой двухступенчатый комплекс воздушного старта, состоящий из самолета-носителя Ан-225 "Мрия" разработки АНПК им.О.К.Антонова, на котором устанавливается орбитальный самолет в пилотируемом или беспилотном варианте или грузовой контейнер с внешним топливным баком, заполненным криогенными компонентами топлива.
Система базируется на обычных аэродромах 1 класса, дооборудованных необходимыми для МАКС средствами заправки компонентами топлива, наземного технического и посадочного комплекса и вписывается, в основном, в существующие средства наземного комплекса управления космическими системами.
Основные элементы системы МАКС выполнены в многоразовом исполнении, кроме внешнего топливного бака и блока выведения.
МАКС предназначена для решения широкого круга задач в космосе, в том числе:
- выведение на околоземную орбиту и возврат с орбиты различных полезных грузов;
- транспортно-техническое обеспечение космических объектов различного назначения;
- проведение аварийно-спасательных работ на орбите;
- решение научно-технических и технологических экспериментов в космосе;
- проведение международного контроля за космическим пространством;
- экологический контроль за космическим пространством и земной поверхностью;
- производство кристаллов, биопрепаратов и других материалов в условиях вакуума и микрогравитации.
МАКС обладает преимуществами перед существующими ракетами-носителями:
- более низкая стоимость выведения полезных грузов на орбиту(~$1,000/кг) по сравнению с одноразовыми ракетами-носителями и многоразовыми средствами выведения первого поколения ("Буран", СССР и "Space Shuttle", США);
- возможность запуска в любом направлении;
- возможность выведения на орбиты с необходимым фазированием и параллаксом относительно аэродрома вылета;
- возможность широкого маневрирования в продольной и боковой плоскостях при возврате с орбиты;
- оперативность применения (подготовка старта занимает около суток);
- возможность возврата полезных грузов и их многоразового использования;
- возможность возврата МАКС при отмене пуска;
- экологическая чистота (сокращение полей падения ступеней и нетоксичные компоненты топлива).
Москва - Екатеринбург
Летать в России станет еще дороже
Креатив Госдумы так и прет: про букмекеров и депутатов
Вот это "Вызов"
