Одноместный космический корабль: как проект превращается в реальность

Темой частной космонавтики сегодня мало кого удивишь, но полноценный одноместный космический корабль – это все еще необычно.

Разработкой именно таких "космических авто" занимается небольшая компания Copenhagen Suborbitals, которая насчитывает всего 45 сотрудников. Это открытый некоммерческий проект, основанный на энтузиазме волонтеров и финансируемый за счет пожертвований спонсоров. Небольшой одноместный корабль, простой и дешевый, должен вдохновить людей и продемонстрировать, что полет в космос – это не обязательно сложное многомиллионное мероприятие, требующее дорогостоящей инфраструктуры.

Надо сказать, что энтузиасты из Дании не просто чертят фантастические планы на бумаге, а усердно работают над "железом". В итоге разработка одноместного космического корабля под названием Tycho Deep Space находится на той же стадии, что и "навороченного" корабля НАСА Orion – испытания полномасштабного макета.

Космическая малолитражка

Если сравнивать Tycho Deep Space, например, с Dragon SpaceX, то датский корабль - это малолитражка на фоне автобуса. Тем не менее, небольшой размер не всегда плохо. Для "любительского" проекта одно- или двухместный корабль предпочтительнее, поскольку более крупные корабли требуют больших ракет-носителей, запуск которых стоит огромных денег.

Космический корабль Тycho Deep Space – пожалуй, самый необычный частный проект дешевой системы для полета человека в космос

Идеология Copenhagen Suborbitals такова: меньше сложной электроники, больше надежной механики; использование доступных материалов, а не сверхдорогих лабораторных изделий; лучше убавлять, чем добавлять (отказ от лишнего оборудования ради уменьшения веса и габаритов). Но, разумеется, вся эта экономия не должна отрицательно сказываться на безопасности полета.

Сначала датчане разработали одноместный космический корабль Tycho Brahe, в котором космонавт должен лететь стоя. Вместе с космонавтом этот корабль должен весить около 300 кг при герметизированном объеме 650 литров. Летать в такой тесной "душевой кабине", где даже руками пошевелить сложно, видимо, не слишком приятно. В общем, по ряду причин "стоячий" Tycho Brahe до сих пор не поднимал человека в космос, но работа над этим проектом продолжается.

В момент старта пассажир космического корабля находится в положении лежа

Новый корабль под названием Tycho Deep Space выполнен по традиционной схеме, схожей с конструкцией спускаемого аппарата Apollo. В готовой к полетам в космос версии одноместного корабля космонавт будет находиться в положении полулежа в противоперегрузочном кресле. Переносить перегрузки в таком положении намного проще, чем стоя. Вход и выход осуществляется через прямоугольный люк с иллюминатором. Весь корабль вместе с космонавтом будет весить всего 500 кг.

Некоторое беспокойство вызывает проблема гашения вибраций во время старта. Человеческий организм не способен выдержать сильные вибрации, что требует тщательной инженерной проработки конструкции ракеты-носителя и космического корабля. Например, для ракеты-носителя Ares-1 специалистам НАСА пришлось разрабатывать специальную систему рессор для гашения вибрации, а в итоге проект вообще закрыли.

Торможение Tycho Deep Space обеспечивается четырьмя парашютами площадью 150 кв. м, а для приземления на воду есть надувные поплавки. В корабле минимум электроники – радиостанция и система жизнеобеспечения с комплектом аккумуляторов. Ну а алюминиевый корпус корабля вообще состоит всего из 12 крупных деталей.

Датчанам необходимо учесть проблемы с вибрацией, да к тому же смягчить удар в момент приземления. По словам космонавтов, летавших на кораблях "Союз", иногда этот удар сравним с падением на спину с двухметровой высоты. Разработчики из Copenhagen Suborbitals заявляют, что их корабль рассчитан на рабочую перегрузку 10 G во время запуска и удар во время приземления.

Пока испытывается только спускаемый аппарат под названием Tycho Deep Space 1, но скоро начнется постройка "полноценной" версии под номером 2, которая будет иметь дополнительный негерметичный служебный отсек. Эта версия будет немного меньше в диаметре (1,6 м), и пассажир разместится в ней полулежа, а не горизонтально, как в первой версии.

Ракета-носитель

Copenhagen Suborbitals разрабатывает несколько ракет. Вместе с Tycho Deep Space 1 пока испытывают только вторую ступень, которая имеет необычную конструкцию: корабль диаметром 2 метра подвешен к ракете LES диаметром 64 см снизу. Это решение применяется на системах спасения в различных кораблях, включая, например, российский "Союз". Однако ракета LES намного мощнее и сама по себе может поднять с земли корабль на высоту до 1 км. Такая мощь влечет ряд очевидных проблем: двигатели "жарят" корабль, а критически важная деталь - стыковочный узел корабль/ракета - испытывает повышенные нагрузки. С другой стороны, облегчаются испытания корабля: с помощью LES он может взлетать высоко, при этом тестируется конструкция корабля, вторая ступень и система спасения.

Ракетный двигатель, разработанный в Copenhagen Suborbitals, имеет очень простую конструкцию

Для полетов на низкую околоземную орбиту система LES-Tycho Deep Space будет установлена сверху на более мощную ракету-носитель диаметром 1,6 м. В данном случае LES будет использоваться как вторая ступень и как система эвакуации корабля в случае нештатной ситуации.

В качестве топлива для ракеты LES используется твердое горючее на основе эпоксидной смолы и окислитель закись азота. Выбор топлива обусловлен желанием использовать максимально дешевое нетоксичное горючее. Устройство двигателя максимально простое: сварная камера сгорания с соплами, размещенными под углом к продольной оси. Никаких насосов, клапанов и прочих сложных и ненадежных узлов нет.