Как построить космический корабль - Джулиан Гатри

Берту не нравилась идея спуска на парашютах, и он не мог представить себе космических туристов, желающих сидеть внутри капсулы, которая опускается на Землю на парашюте и садится в океан. Несмотря на то что на первоначальных эскизах он рисовал ракету и капсулу, подобную той, которая 40 лет назад берегла Алана Шепарда в течение 15-минутного суборбитального полета, Берт хотел, чтобы его пилоты летали и садились на самолетах. Удивительно, но в истории США было всего четыре пилотируемых суборбитальных космических полета, когда астронавт или пилот поднимались на высоту больше 100 км: в 1961 году Алан Шепард и Гас Гриссом взлетели на «Меркьюри-Редстоунах» и в 1963-м Джо Уокер на X-15. Черный, цвета орудийной бронзы, X-15, построенный для проверки возможности выполнения пилотируемого суборбитального полета, побил рекорды скорости и высоты. Ракетоплан X-15 сначала поднимался под крылом модифицированного B-52, потом, отделившись от В-52, взлетал вверх как ракета, а затем возвращался на Землю как планер, без помощи двигателя. Берт работал на базе Эдвардс в 1960-х, когда поднимался корабль X-15, и теперь по поводу своего космоплана он консультировался с бывшим инженером-испытателем X-15 Бобом Хоем.

При подготовке такого полета самая сложная задача – это научиться замедлять спуск (фактически – падение) корабля после достижения им апогея. Космос принципиально отличается от атмосферы, в частности тем, что здесь нет воздуха и, значит, нет никаких аэродинамических сил. Берту нужно было придумать такую конфигурацию, которая при возвращении космического корабля обеспечивала бы ему максимальное аэродинамическое сопротивление и естественную устойчивость в верхних слоях атмосферы, да еще чтобы его можно было построить быстро и дешево и чтобы он был безопаснее, чем все предшествующие аппараты. Он начал искать способы возвращения корабля, позволявшие ему входить в верхний слой атмосферы широкой частью вперед, что обеспечивало бы ему аэродинамическое сопротивление, близкое к теоретическому максимуму, который достигается при нулевой подъемной силе крыльев и максимальном поперечном сечении в направлении движения. Если не переориентировать корабль, он будет входить в атмосферу сначала носом на опасно высоких скоростях. При этом будут возникать высокие аэродинамические нагрузки (большие напряжения в некоторых элементах конструкции) и корпус ЛА будет сильно нагреваться. Берту нужно было создать такой аппарат, который мог бы подойти к атмосфере в любом положении и по любой траектории, а затем повернуться на 90° естественным образом, без участия пилота и компьютера. На X-15 для защиты от избыточного тепла при температуре 650 °C и скорости до 6,7 М использовался специальный никелевый сплав Inconel-X. На «Шаттлах» использовались тысячи индивидуально изготавливаемых плиток с высококлассным песком в качестве заполнителя. Все, что делал Берт, изготавливалось из композитных материалов и имело гораздо меньшую теплостойкость по сравнению с металлами и специальной плиткой^[52]. Кроме того, его легкий корабль с высоким аэродинамическим сопротивлением будет тормозиться в атмосфере гораздо выше, чем X-15, у которого нагрузки и нагрев были значительно меньше.

Теперь, после многолетних размышлений о том, какие элементы должен включать в себя самодельный космический корабль, Берт был убежден, что он близок к тому, чтобы создать работоспособный аппарат. Чтобы сократить расходы на топливо и повысить уровень безопасности, его ракету нужно будет поднять вверх, как X-15, на самолете-носителе, подобном «Протеусу». Самолет с ракетным двигателем будет «выпадать» из нижней части корабля-носителя так же, как X-15. Это означало, что Берту необходимо было построить собственный эквивалент В-52 и собственную ракету. Тут-то и началось самое интересное. На основе множества эскизов, моделей, споров, мечтаний и строгого анализа он в итоге пришел к тому, что хвостовые балки корабля необходимо загнуть вверх еще в космосе, где аэродинамическая нагрузка на элементы конструкции отсутствует. Задача была сложной. Раскрытое оперение будет использоваться только для замедления космического корабля при входе в атмосферу. После замедления он может опуститься на любую нужную высоту, поскольку уже будет лететь медленно.

Тем не менее, чтобы правильно выполнить заход на посадку на взлетно-посадочную полосу, оперение необходимо убрать. Полученная конструкция отдаленно напоминала ту, что Берт сделал, еще будучи подростком, и представил на общенациональный конкурс Академии авиамоделистов в Далласе. В возрасте 17 лет, в 1960 году, он построил и поднял в воздух буксируемый планер «Нордик», в котором использовалось устройство под названием «детермализатор», поворачивающее горизонтальный стабилизатор планера вверх в середине полета. Он замачивал хлопчатобумажную ткань в растворе селитры и перед взлетом поджигал ее. Горящий хлопок медленно прожигал резину, и потом хвост задирался вверх.

Берт попросил инженера, работавшего с X-15, Боба Хоя, который жил неподалеку от него, помочь оценить риски, связанные с этой программой. Хой осмотрел конструкцию друга, обратив внимание на изгибы хвостовых частей и балок, и подумал, что это весьма необычно, как и все, что он видел у него раньше. Но сказал, что идея вполне может оказаться работоспособной. В юности Хой тоже занимался авиамоделированием и использовал детермализаторы. Идея была практичной и использовалась, но об использовании ее в космосе ничего известно не было. Еще никто и никогда этого не делал. Хой, сам в свое время участвовавший в программе X-15 и поэтому живший с ощущением высокого уровня риска, но и в предвкушении высокой награды, когда тревога то и дело сменялась радостью и наоборот, сказал Берту, что он и его команда в Scaled собираются лететь в неизвестность. Поэтому, сказал он, им следует приготовиться жить с ощущением возможной катастрофы. Но Берт знал, что он сможет сделать это; у него внутри уже появилось нужное ощущение.

После нескольких запусков пенопластовых моделей с вышки Мохаве 26-летний инженер Мэтт Штайнметц огляделся по сторонам. Берт уже давно ушел. Мэтт усмехнулся. Берт умел сделать так, что его сотрудники иногда чувствовали себя всемогущими, а экстраординарные вещи воспринимались как обычные. В Scaled не очень удивлялись, если в вестибюле вдруг появлялся человек с чемоданом наличных, утверждавший, что у него новая гениальная идея для авиаторов. Пилоты летали, демонстрируя свои навороченные самодельные самолеты (один из которых был почему-то похож на моржа). Здесь пользовалась популярностью такая шутка о здешней жизни: «Сколько людей живет в Мохаве? – Примерно половина жителей».