От автора: предлагаемая статья написана по уже опубликованным материалам и преследует цель их популярного изложения. С уважением! Александр Попов
Программа «Спейс Шаттл» – долгая дорога в тупик
Это провал, это стыд — то, что мы должны платить русским
за такси на орбиту. Мы много лет знали, что так будет,
но палец о палец не ударили, чтобы переломить ситуацию.
Мы сами загнали себя в угол. Космические челноки были
слишком ненадёжными и чрезмерно дорогими.
2011 г. Профессор Д. Логсдон, член комиссии НАСА
по расследованию катастрофы шаттла «Колумбия» [1].
«К сожалению, более семи лет мы вынуждены отправляться в космос автостопом. Мы вынуждены платить России
за доставку американских астронавтов на МКС
около $82 млн. за одно место».
М. Пенс, вице-президент США. [2].
1. «Это провал, это стыд…» – так говорят сами американцы
12 апреля 1981 года американцы запустили на околоземную орбиту первый многоразовый Space Shuttle (космический челнок, коротко - шаттл) [3]. Шаттл выходил на орбиту с помощью своих ракетных двигателей и огромных сбрасываемых пороховых ускорителей (илл.1). При возвращении он сначала частично гасил скорость с помощью своих двигателей, а затем, войдя в плотные слои атмосферы, планировал по длинной пологой траектории на специальную посадочную полосу. Всего было построено пять шаттлов: «Колумбия», «Дискавери», «Атлантис», «Челленджер» и «Индевор». «Индевор» заменил «Челленджер», погибший в 1986 году.
Илл.1. 12 апреля 1981 года. Стартует первый шаттл («Колумбия»); «Атлантис» с раскрытым грузовым отсеком на орбите;
(Из Интернета)
Шаттлы находились в эксплуатации 30 лет [3]. Впечатляющий срок. Этот факт, а также то, что НАСА очень умело рекламировало достоинства шаттлов и скрывало их недостатки, долгие годы производил впечатление космического превосходства США. И сегодня так продолжают думать многие люди. Им ничего не сказал даже тот факт, что после закрытия в 2011 году программы «Space Shuttle» США течение 9 лет закупали места в российских «Союзах», потому что только так астронавты НАСА могли попасть на МКС.
Илл.2. Слева направо [4]: профессор Д. Логсдон, член комиссии по расследованию причин катастрофы «Колумбии», директор Института космической стратегии при Университете Дж. Вашингтона в 1987 - 2008 г. г.
М. Гриффин, директор НАСА в 2005 - 2009 г. г., М. Пенс, вице - президент США в 2017 - 2020 г. г.,
А. Москаленко, специалист РКК «Энергия», координатор российского сегмента МКС. В руках у него ключ для запуска кораблей «Союз», который в течение 9 лет (2011 – 2020) открывал астронавтам НАСА путь на орбиту.
Не думайте, что американцы поступали так просто в целях экономии денег. У них не было выбора. Об этом писал в 2011 году профессор Д. Логсдон. Об этом говорил вице-президент США М. Пенс, выступая 23 августа 2018 года в Центре по пилотируемым полётам НАСА, (Именно вице-президент США осуществляет административный надзор над НАСА). Высказывания Д. Логсдона и М. Пенса приведены в эпиграфе.
Добавим к ним мнение М. Гриффина директора НАСА в 2005 – 2009 г. г. [1]: «Если отбросить высокопарные политические заявления, ясно, что американская программа пилотируемых космических полётов остановлена на неопределённое время».
Почему же американцы закрыли шаттлы? Для того, чтобы разобраться в этом, нам не потребуется специальных знаний в области ракетно-космической техники. Ракетные двигатели в разрезе мы изучать не будем. Нам хватит того, что публикуется в широкой печати. Потребуется также житейская логика и четыре арифметических действия.
2. Экономическая неэффективность шаттлов
Экономическую неэффективность шаттлов популярно объяснил представленный выше А. Москаленко (илл.2). Его высказывания ниже выделены тёмным фоном.
«Шаттлы по сравнению с «Союзами» - космические корабли другого поколения… Всё это правда. Но не вся. Сравним: 135 пусков шаттла стоили 192 млрд долларов – то есть 1,4 млрд в среднем на запуск. Запуск «Союза» в среднем – 50 млн. Почувствуйте разницу!» [5].
Шаттл мог доставить до 7 человек. Но на МКС по расписанию смены вахт не требуется доставлять более 3-х человек. А тогда получается, что доставка одного человека на МКС шаттлом обходится в 500 млн. долларов (1,4 млрд. долл./3).
«Союз» тоже может доставить на МКС 3-х человек. А. Москаленко указывает стоимость запуска «Союза» - 50 млн. долл., Википедия даёт близкую цифру (70 млн.) [6]. Тогда получаем для себестоимости «союзовского» билета на МКС примерно 15-20 млн. долл. (50 млн - 70 млн /3). Это в 30 раз дешевле, чем на шаттле. Но, себестоимость – это для «своих». Поэтому «Роскосмос» берёт с американцев по 82 млн. за билет. И всё равно это примерно в 6 раз дешевле (500 млн/82 млн), чем при доставке людей шаттлами.
«Да, шаттлы привозили крупные конструкции и блоки американского сегмента при строительстве МКС. Но это были разовые работы. И их можно было выполнить на порядок дешевле одноразовыми ракетоносителями, что успешно делала Россия» [5].
С 1998 г по 2011 г. шаттлы доставили на МКС девять модулей для американского сегмента [7]. Отдельные американские модули (далеко не все!) по поперечным габаритам лишь на 10 -15% крупнее, чем наши модули «Заря» и «Звезда», которые являются базовыми модулями МКС. А по массе все американские модули проигрывают нашим главным модулям.
За все свои 135 рейсов шаттлы доставили на орбиту 1600 тонн грузов – в среднем по 12 тонн за рейс. Солидная масса, но отнюдь не поражающая воображение. Российские модули МКС «Заря» и «Звезда» (с массой в 20,3 т каждый) 20 лет назад выведены на орбиту соответственно двумя нашими ракетами «Протон». Стоимость запуска одной такой ракеты составляет 70 млн. долларов [8], то есть в 20 раз дешевле, чем стоимость запуска шаттла. Наши «Протоны» доставили бы те же 1600 т груза всего за 70 рейсов и сделали бы это примерно в 40 раз дешевле (5 млрд. – «Протонами» [8] против 192 млрд. – шаттлами).
В заключение, А. Москаленко делает такой вывод:
Вывод: НАСА затратила на создание американского сегмента в десять раз больше, чем Россия на свой, что говорит о вопиющей экономической неэффективности шаттлов для строительства и обслуживания орбитальных станций. Почему их использовали? Просто у США не было других космических кораблей. А «Союз» с «Прогрессом» идеально «заточены» под обслуживание орбитальных станций [5].
Ещё на стадии одобрения программы шаттлов экономическая экспертиза, выполненная по заказу НАСА, установила «что система «Спейс шаттл» может быть рентабельной при условии не менее 30 полётов в год [3]». Умножаем 30 полётов в год на 30 лет (1981 – 2011) и получаем, что для достижения рентабельности за это время шаттлы должны были совершить не менее 900 полётов. Но они совершили всего 135 полётов, то есть, в 7 раз меньше. Эта ситуация наглядно проиллюстрирована на илл.3.
Илл.3. Количество пусков шаттлов по годам. Слева – крупным планом, справа – с указанием планки минимальной рентабельности программы «Спейс Шаттл» (30 полётов в год)
https://ic.pics.livejournal.com/barkut0709/52237141/48371/48371_original.png
Действительно, в самый лучший год своей «жизни» (1985) шаттлы совершили 9 полётов, а затем от года к году число полётов было только ниже и «скакало», как скачет температура на графике, который врачи вешают у постели больного. В отдельные годы полёты не производились вообще. Так было после катастроф шаттлов 1986 и 2003 годов. В среднем шаттлы делали примерно четыре полёта в год (точная цифра – 4,5).
Поскольку весь флот шаттлов состоял из 4-х единиц, то среднее значение «4 полёта в год» означает, что каждый шаттл в среднем летал по разу в год. Дело в том, что как показала практика полётов шаттлов, подготовка к повторному полёту занимала от полугода до года [9]. Разве это «многоразовость»? Но экономика – это ещё не всё!
3. 14 смертей – это слишком!
В 1986 году на глазах у тысяч зрителей вскоре после старта взорвался «Челенджер» [10]. Погибли 7 астронавтов. Только через 5 лет на замену «Челенджеру» был построен шаттл «Индевор». Настолько дорогим и сложным было строительство каждого шаттла.
В 2003 году во время возвращения на Землю после входа в плотные слои атмосферы сгорел шаттл «Колумбия» [11]. Жители многих штатов наблюдали, как горящие обломки шаттла чертят свой траурный след в голубом небе. Погибли ещё 7 астронавтов. Всего же в двух катастрофах шаттлов погибло 14 человек (илл.4).
Илл.4. Четырнадцать астронавтов погибли в катастрофах «Челленджера» (а) и «Колумбии» (б) [10, 11]
https://cdn-images-1.medium.com/max/2000/1*HsKkFMtcS0hCtxm4VLiNvA.jpeg взрыв Челленджера
https://live.staticflickr.com/7409/16308613307_0a5b5754b3_h.jpg
https://pbs.twimg.com/profile_banners/853949718136856579/1511881910/1500x500 горит Колумбия
https://a.d-cd.net/e1d8a01s-960.jpg
Совершенно иначе обстояли дела у «Союзов». Увы, за первые 4 года своей эксплуатации «Союзы» тоже потерпели две катастрофы (1967 г. и 1971 г.), в которых погибли 4 человека. Но за последующие 50 лет «Союзы» ни разу не погубили экипаж, хотя число кораблей «Союз», побывавших на орбите, уже приближается к полутора сотням. (По русской привычке в этом месте полагается трижды сплюнуть).
Гибель «Челленджера» на 6-м году эксплуатации шаттлов можно было бы списать на «детские болезни роста», свойственные новой технике. Однако «Колумбия» сгорела на 22-м году эксплуатации шаттлов.
Замену «Колумбии» уже не строили. Видимо уже тогда, в 2003 году в США возник серьёзный скепсис в отношении шаттлов. «Детство» шаттлов опасно затянулось, и то, что сторонним наблюдателям долго казалось блестящей перспективой, оказалось дорогой в тупик.
Они «сами загнали себя в угол!»
В заключение прочитаем ещё раз высказывание профессора Д. Логсдона:
«Это провал, это стыд — то, что мы должны платить русским за такси на орбиту. Мы много лет знали, что так будет, но палец о палец не ударили, чтобы переломить ситуацию. Мы сами загнали себя в угол. Космические челноки были слишком ненадёжными и чрезмерно дорогими» [1]. А профессор «знал предмет» не понаслышке. Не зря же его назначили членом комиссии по расследованию причин катастрофы «Колумбии». Так что они сами говорят и о тупике, и о ненадёжности, и о дороговизне шаттлов.
А в конце этого тупика американцев ожидал, по выражению, профессора, «стыд» зависимости от русских «Союзов». Наконец, в мае 2020 года период «автостопа» в американской пилотируемой космонавтике вроде бы закончилось, и на американской ракете – носителе к МКС отправился американский пилотируемый корабль «Crew Dragon».
В общем, после весьма эффектного старта в 1981 году программа «Space Shuttle» от полёта к полёту шла к своему более чем скромному финишу и пришла к нему в 2011 году.
P.S. Защитники концепции реальности полётов американских астронавтов на Луну довольно часто в их обоснование ссылаются на программу шаттлов. Дескать, страна, успешно решившая такую задачу, могла и на Луну человека послать.
Но как раз успеха - то программы шаттлов и не видно! А вот то, что незамедлительно последовало за их закрытием, высветило любопытную ситуацию. Сколько нам рассказывали о чудесных кораблях «Аполлон», в которых 24 астронавта полвека совершили ни много ни мало, а 10 полётов на Луну. Но МКС гораздо ближе Луны. Почему же, когда шаттлы были закрыты, вдруг оказалось, что американцам больше не на чем летать на МКС?
Казалось бы, вышел просчёт с шаттлами, ну так возвращайте в строй «Аполлоны»! Пусть на время ожидания «Crew Dragon» они доставляют астронавтов НАСА на МКС. Так нет: в течение без малого десятилетия видные американские учёные и политики стенали об унизительной зависимости от русских, но об «Аполлонах», как о возможности избежать этой зависимости, и не вспоминали.
Очень похоже на то, что «Space Shuttle» на самом деле был ПЕРВЫМ в истории США пилотируемым космическим кораблём. Вот и получается, что у США в активе есть только неудачная программа многоразовых Шаттлов, закрытая по соображениям как экономики, так и безопасности, и новый Crew Dragon, у которого, возможно, период детских болезней еще не преодолен. Как он себя покажет? – «поживём – увидим». Опыт шаттлов научил.
Благодарности
Автор выражает глубокую признательность В. Буджичу, А. Булатову, А. Бурганову, Л. Коновалову, Д. Кропотову, А. Кудрявцу, В. Насеннику, Ю. Соломонову, А. Фальковскому и А. Харченкову за помощь в работе над этой статьёй.
Ссылки:
1. Америка осмысляет окончание программы «Space Shuttle». 28 Июля 2011
http://www.bazaluk.com/news/america-comprehends-the-end-of-space-shuttle-program.html скоп. 5.09.2018
2. Пенс уверен, что США вскоре не будут нужны услуги РФ по доставке астронавтов на МКС. ТАСС.23.08.2018
3. Спейс шаттл. https://ru.wikipedia.org/wiki/Спейс_шаттл « РАЗДЕЛ ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ»
4. Портреты:
http://govinfo.library.unt.edu/caib/images/photos/people/board_members/view/JohnLogsdon.jpg
https://ru.citaty.net/media/authors/20248_michael-douglas-griffin.jpeg
https://photo-vlad.livejournal.com/106388.html?thread=10948756#t10948756
5. А. Москаленко. https://photo-vlad.livejournal.com/106388.html?thread=10948756#t10948756
6. Стоимость ракеты «Союз», включая пуск – 70 млн. долларов.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Р-7_(семейство_ракет-носителей).
https://cosmos.d3.ru/kalkuliatsiia-tseny-na-kosmicheskii-korabl-soiuz-1288593/?sorting=rating КК Союз примерно 1 млн. долларов
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/Американский_сегмент_МКС и
8. https://ru.wikipedia.org/wiki/Протон_(ракета-носитель)
10. Катастрофа шаттла «Челленджер» https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B0_%D1%88%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BB%D0%B0_%C2%AB%D0%A7%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B6%D0%B5%D1%80%C2%BB
11. Катастрофа шаттла «Колумбия».
Доктор физико-математических наук Попов А.И., декабрь 2020