Gab es ein Shuttle im Weltraum? Unerfüllte Hoffnungen: Was im Space-Shuttle-Programm geplant war und was geschah

Inspiriert zu diesem Artikel wurde ich durch zahlreiche Diskussionen in Foren und sogar Artikel in seriösen Zeitschriften, in denen ich auf die folgende Position stieß:

„Die Vereinigten Staaten entwickeln aktiv eine Raketenabwehr (Kampfflugzeuge der 5. Generation, Kampfroboter usw.). Bewachen! Sie sind keine Dummköpfe, sie wissen, wie man Geld zählt und machen keinen Unsinn???“

Dummköpfe sind keine Dummköpfe, aber sie hatten schon immer viel Betrug, Dummheit und „Den Teig trinken“ – man muss sich nur die US-Megaprojekte genauer ansehen.

Sie versuchen ständig, eine Wunderwaffe oder eine solche Wundertechnologie zu schaffen, die alle Feinde/Konkurrenten für lange Zeit beschämen und sie vor der unvorstellbaren technologischen Macht Amerikas zittern lässt. Tun spektakuläre Präsentationen Sie verbreiten erstaunliche Daten und erzeugen eine große Welle in den Medien.

Alles endet immer auf triviale Weise – mit einem erfolgreichen Steuerbetrug, vertreten durch den Kongress, einer riesigen Geldrauberei und einem desaströsen Ergebnis.

Hier ist zum Beispiel die Geschichte des Programms Space Shuttle - eine der typischen amerikanischen Chimärenverfolgungsjagden.

Hier hat das NASA-Management in allen Phasen, von der Problemstellung bis zum Betrieb, eine Reihe grober Fehler/Betrugsfälle begangen, die letztendlich zur Schaffung eines unglaublich ineffektiven Shuttles, zum vorzeitigen Abschluss des Programms und zum Scheitern der Entwicklung der nationalen Orbitalstation führten .

Wie alles begann:

Ende der 60er Jahre, noch vor der Mondlandung, beschlossen die USA, das Apollo-Programm einzuschränken (und dann einzustellen). Die Produktionskapazität begann rapide zu sinken und Hunderttausende Arbeiter und Angestellte wurden entlassen. Riesige Ausgaben für Vietnamkrieg und der Weltraum-/Militärwettlauf mit der UdSSR hatte den US-Haushalt untergraben und steuerte auf einen der schlimmsten Wirtschaftsabschwünge in seiner Geschichte zu.

Die NASA-Mittel wurden jedes Jahr immer weiter gekürzt und die Zukunft der amerikanischen bemannten Weltraumforschung war in Gefahr. Im Kongress mehrten sich die Stimmen von Kritikern, die sagten, die NASA verschwende sinnlos Steuergelder zu einer Zeit, in der die wichtigsten sozialen Posten im Staatshaushalt unterfinanziert seien. Andererseits beobachtete die gesamte freie Welt mit angehaltenem Atem jede Geste der Leuchttürme der Demokratie und wartete auf die spektakuläre kosmische Niederlage der totalitären russischen Barbaren

Gleichzeitig war klar, dass die UdSSR die Konkurrenz im Weltraum nicht aufgeben würde und dass selbst eine erfolgreiche Landung auf dem Mond kein Grund sein konnte, sich auf ihren Lorbeeren auszuruhen.

Es musste dringend entschieden werden, was als nächstes zu tun sei. Zu diesem Zweck wurde unter der Schirmherrschaft der Präsidialverwaltung eine spezielle Arbeitsgruppe von Wissenschaftlern eingerichtet, die mit der Entwicklung weiterer Entwicklungspläne für die amerikanische Weltraumtechnologie begann.

Damals war bereits klar, dass die UdSSR den Weg der Entwicklung der Technologie von Orbitalstationen (OS) eingeschlagen hatte, während die sowjetischen Beamten die Teilnahme am Mondrennen aktiv ablehnten.

So wurden 1968 Sojus-4 und Sojus-5 im Orbit angedockt und ein Übergang von einem Schiff zum anderen durch den offenen Raum durchgeführt. Während des Übergangs übten die Kosmonauten durchzuführende Aktionen Installationsarbeit im Weltraum, und das gesamte Projekt wurde als „die weltweit erste experimentelle Orbitalstation“ beworben. Die gesamte Weltpresse war voller bewundernder Reaktionen. Einige Leute bewerteten das Andocken der Sojus sogar höher als den Vorbeiflug der Apollo 8 am Mond.

Eine solch große Resonanz inspirierte die Führung der UdSSR, und 1969 wurde ein Flug von drei Sojus-Flugzeugen gleichzeitig gestartet. Zwei mussten andocken, und der dritte würde herumfliegen und einen spektakulären Bericht abgeben. Das heißt, das Spiel war eindeutig dazu gedacht, für die Öffentlichkeit gespielt zu werden. Doch der Plan ging nicht auf, die Automatisierung scheiterte und das Andocken war nicht möglich. Dennoch wurden wertvolle Erfahrungen beim gegenseitigen Manövrieren im Orbit gesammelt, ein einzigartiges Experiment zum Schweißen/Löten im Vakuum durchgeführt und die Interaktion von Bodendiensten mit Schiffen im Orbit ausgearbeitet. So wurde der Gruppenflug für allgemein erfolgreich erklärt, und nach der Landung der Kosmonauten verkündete Breschnew auf einer Kundgebung offiziell, dass „Orbitalstationen – Hauptstraße in der Raumfahrt.“

Was könnte Amerika ablehnen? Tatsächlich begann das Projekt zur Schaffung eines eigenen Betriebssystems in den Vereinigten Staaten lange vor diesen Ereignissen, wurde jedoch kaum umgesetzt, da alle möglichen Ressourcen darauf abzielten, eine schnelle Landung auf dem Mond sicherzustellen. Unmittelbar nachdem A11 endlich den Mond besucht hatte, stellte sich bei der NASA die Frage nach dem Bau eines Betriebssystems mit voller Wucht.

Dann beschloss die NASA, so schnell wie möglich ein Betriebssystem aus den vorhandenen Entwicklungen zu erstellen Skylab (in zweifacher Ausfertigung) zwei der letzten Mondlandungen abgesagt, wodurch Saturn-5-Raketen frei wurden, um diese Stationen in die Umlaufbahn zu bringen. In welcher Eile sie Skylab bauten und was für ein Unsinn es sich herausstellte, ist eine andere Geschichte.

Zumindest haben sie das „Loch“ in diesem Wettbewerb vorübergehend geschlossen. Aber auf jeden Fall war das Skylab-Programm offensichtlich eine Sackgasse, da die für seine Entwicklung notwendigen Trägerraketen längst nicht mehr produziert wurden und man mit den Resten fliegen musste.

Was haben sie angeboten?

Dann schlug die „Space Activities Planning Group“ vor, in den kommenden Jahren (nach dem Skylab-Flug) eine riesige Orbitalstation mit einer Besatzung von Dutzenden Menschen und einem wiederverwendbaren Space Shuttle zu errichten, das Fracht und Menschen zur Station und zurück transportieren sollte. Das Hauptaugenmerk lag auf der Tatsache, dass das geplante Shuttle so günstig im Betrieb und zuverlässig sein würde, dass bemannte Raumflüge fast genauso routinemäßig und sicher werden würden wie Flüge mit zivilen Verkehrsflugzeugen.

(Dann werden die Russen ihre Kerosin-Einwegraketen ruhen lassen)

Das ursprüngliche Projekt der NASA zum Bau des Shuttles war recht rational:

Sie schlugen vor, ein Raumtransportsystem bestehend aus: zweiflügelig, vollständig wiederverwendbar Stufen: „Booster“ („Accelerator“) und „Orbiter“.

Es sah so aus: Ein großes „Flugzeug“ trägt ein anderes, kleineres auf dem Rücken. Die Nutzlast war auf 11 Tonnen begrenzt (das ist wichtig!). Der Hauptzweck des Shuttles bestand darin, die zukünftige Orbitalstation zu bedienen. Es handelt sich um ein großes Betriebssystem, das einen ausreichend großen Frachtfluss in die Umlaufbahn und vor allem aus dieser heraus erzeugen könnte.

Die Größe des Boosters sollte mit der Größe einer Boeing 747 vergleichbar sein (ungefähr 80 Meter lang), und die Größe des Orbiters sollte der einer Boeing 707 entsprechen (ungefähr 40 Meter). Beide Stufen sollten mit den besten Sauerstoff-Wasserstoff-Motoren ausgestattet sein. Nach dem Start trennte sich der Booster, nachdem er den Orbiter beschleunigt hatte, auf halber Strecke und kehrte zur Basis zurück bzw. flog dorthin.

Die Kosten für den Start eines solchen Shuttles würden sich auf etwa 10 Millionen Dollar belaufen (in damaligen Preisen), vorbehaltlich relativ häufiger Flüge, 40 bis 60 Mal im Jahr. (Zum Vergleich: Die Kosten für den Start der Mondsonde Saturn 5 betrugen damals 200 Millionen US-Dollar.)

Natürlich gefiel dem Kongress/der Regierung die Idee, ein derart günstiges und benutzerfreundliches Orbitaltransportmittel zu schaffen. Lassen wir die Wirtschaft am Limit sein, die Schwarzen zerstören Städte, aber wir werden uns noch einmal anstrengen, eine Supersache machen, aber dann bleiben wir stecken!

Das alles ist wunderbar, aber allein für die Schaffung des Supershuttles wollte die NASA mindestens 9 Milliarden Dollar bereitstellen, und die Regierung stimmte zu, nur 5 bereitzustellen, und selbst dann nur unter der Bedingung, dass sie sich aktiv an der Finanzierung des Militärs beteiligt Einer großen Station weigerten sie sich überhaupt, Geld zu geben, wenn man bedenkt, dass ihr bereits Milliarden für das Programm von zwei Skylab-Stationen (die noch nicht in Betrieb waren) zugewiesen worden waren – damals völlig ausreichend.

Aber die NASA hat den Köder geschluckt und schließlich diese Option ins Leben gerufen:

Erstens erforderte ein so langes seitliches Manöver starke Flügel, die das Gewicht des Shuttles erhöhten. Darüber hinaus fehlten dem Orbiter-Shuttle nun interne Treibstofftanks, um 30 Tonnen Fracht in die Umlaufbahn zu befördern. Wir mussten einen riesigen externen Tank daran anbringen. Natürlich musste dieser Tank wegwerfbar sein (es ist sehr schwierig, eine so dünnwandige, fragile Struktur intakt aus der Umlaufbahn abzusenken). Darüber hinaus stellte sich das Problem, leistungsstarke Wasserstoffmotoren zu schaffen, die diesen gesamten Koloss anheben könnten. Die NASA hat die diesbezüglichen Möglichkeiten realistisch eingeschätzt und die Anforderungen an den maximalen Schub für die Haupttriebwerke gesenkt, indem sie zu ihrer Unterstützung zwei riesige Feststoffbooster (SFC) an den Seiten angebracht hat. Es stellte sich heraus, dass der Wasserstoff-„Booster“ vollständig aus der Konfiguration verschwand und zu übergroßen Türraketen der „Katyusha“ degenerierte.

So entstand schließlich das Shuttle-Projekt moderne Form. Mit „Hilfe“ des Militärs und unter dem Vorwand, die Kosten zu senken und die Entwicklung zu beschleunigen, haben die Nasoviten das ursprüngliche Projekt bis zur Unkenntlichkeit verstümmelt. Es wurde jedoch 1972 erfolgreich genehmigt und zur Umsetzung angenommen.

Nehmen wir an, dass sie selbst für dieses Elend immer noch weit entfernt von den versprochenen 5 Milliarden ausgegeben haben. Die Entwicklung des Shuttles kostete sie 1980 10 Milliarden (zu Preisen von 1977) oder etwa 7 Milliarden zu Preisen von 1971. Beachten Sie, dass die Idee, eine Station zu schaffen, auf unbestimmte Zeit verschoben wurde und daher in der Schwebe ist neues Projekt Das Shuttle hat sich neue Aufgaben ausgedacht.

Der Zweck des Shuttles wurde nämlich im Laufe der Zeit für den vermeintlich ultragünstigen Start kommerzieller und militärischer Satelliten neu geplant – alles hintereinander, von leicht bis superschwer, sowie die Rückkehr von Satelliten aus der Umlaufbahn.

Hier gab es wirklich ein großes Problem: Sie stellten einfach nicht genug Satelliten her, um den häufigen Start einer riesigen Rakete zu rechtfertigen. Aber unsere mutigen Wissenschaftler waren nicht ratlos! Sie beauftragten einen privaten Auftragnehmer, das Unternehmen Mathematics, das sehr weitsichtig einen enormen Bedarf an Starts in naher Zukunft vorhersagte. Hunderte! Tausende Starts! (Wer würde das bezweifeln)

Grundsätzlich war bereits zu diesem Zeitpunkt, in der Phase des 1972 genehmigten Projekts, klar, dass das Shuttle niemals zu einem billigen Mittel für den Start in die Umlaufbahn werden würde, selbst wenn alles wie am Schnürchen lief. Wunder geschehen nicht – man kann keine dreimal schwerere Last in die Umlaufbahn befördern und dafür die gleichen 10-15 Millionen Dollar ausgeben Original ein viel leichteres und fortschrittlicheres System. Ganz zu schweigen davon, dass alle Kostenberechnungen erstellt wurden vollständig wiederverwendbar ein Gerät, das das Shuttle per Definition nicht mehr erreichen konnte.

Und die Idee selbst – jedes Mal ein 100-Tonnen-Shuttle mit Menschen in die Umlaufbahn zu bringen, um dann bestenfalls ein Dutzend oder zwei Tonnen Nutzlast in den Weltraum zu befördern – riecht stark nach Absurdität.

Überraschenderweise wurden jedoch alle Zahlen und Versprechen, die ursprünglich für das Originalprojekt galten, automatisch für die kastrierte Version deklariert!

Obwohl der Verlust fast aller Vorteile relativ verfügbarer Raketen offensichtlich war. Beispielsweise erwiesen sich allein die Kosten für die Rettung aus dem Meer, die Wiederherstellung, den Transport und die Montage von Festbrennstoffboostern als nicht viel geringer als die Kosten für die Herstellung neuer Booster.

Übrigens hat das Unternehmen Thiokol Chemical einen Wettbewerb zur Entwicklung von Festbrennstoffbeschleunigern gewonnen und dabei die tatsächlichen Transportkosten um das Dreifache unterschätzt. Ein weiteres kleines Beispiel für die Unmengen an Betrug und Budgetbetrug, die mit der Entwicklung einhergingen Space Shuttle.

Auch die versprochene Sicherheit erwies sich als völliges Durcheinander: Die Feststoffbooster können nach dem Zünden nicht gestoppt und auch nicht abgeschossen werden, während der Besatzung beim Start jede Möglichkeit zur Flucht genommen wird. Aber wen interessiert das schon? Die NASA war so sehr daran interessiert, das Budget zu meistern, dass sie dem Kongress ohne zu zögern mitteilte, dass die TTU eine 100-prozentige Zuverlässigkeit erreicht habe. Das heißt, ihr Unfall kann grundsätzlich nie passieren.

Wie sie ins Wasser schauten...

Was ist am Ende passiert

Doch es kam zu Problemen – öffnen Sie die Tore, alles hat noch mehr Spaß gemacht, wenn es um die eigentliche Entwicklung und den Betrieb ging.

Lass mich dich errinnern:

Nach den Plänen der Entwickler sollte das Shuttle ein wiederverwendbares, äußerst zuverlässiges und sicheres Transportsystem mit rekordniedrigen Kosten für die Beförderung von Fracht und Personen in die Umlaufbahn werden. Die Flugfrequenz sollte auf 50 pro Jahr erhöht werden.

Aber auf dem Papier war es glatt...

Die Tafel unten zeigt deutlich, wie „erfolgreich“ sich das Shuttle erwies

Alle Preise sind in Dollar von 1971 angegeben:

Es geschah also genau das Gegenteil

Nicht wiederverwendbar

Unzureichend zuverlässig und im Falle eines Unfalls äußerst gefährlich

Mit rekordhohen Kosten für das Erreichen der Umlaufbahn.

Nicht wiederverwendbar – da nach dem Shuttle-Flug der externe Tank verloren geht und viele kritische Elemente des Systems unbrauchbar werden oder eine teure Wiederherstellung erfordern. Nämlich:

Die Wiederherstellung von Festtreibstoff-Boostern kostet fast die Hälfte der Kosten für die Herstellung neuer, zuzüglich Transport und Wartung der Infrastruktur, um sie im Meer zu fangen.

Nach jeder Landung große Renovierung Die Hauptmotoren sind auf der Durchreise, und was noch schlimmer ist: Ihre Lebensdauer war so gering, dass für die fünf Shuttles 50 zusätzliche Hauptmotoren gebaut werden mussten!

Das Chassis ist komplett austauschbar;

Die Hitzeschutzbeschichtung der Flugzeugzelle erfordert nach jedem Flug eine lange Erholung. (Frage – was ist dann wirklich im System wiederverwendbar? Space Shuttle ? nur der Shuttle-Körper bleibt übrig)

Es stellte sich heraus, dass der „wiederverwendbare“ Orbiter vor jedem Start eine lange, kostspielige Restaurierung benötigt, die Monate dauert. Außerdem werden die Starts selbst aufgrund zahlreicher Probleme ständig und für lange Zeit verschoben. Manchmal muss man sogar Komponenten von einem Shuttle entfernen, um so schnell wie möglich ein anderes zu starten. All dies macht MTKS nicht in der Lage, häufig zu starten (was die Betriebskosten irgendwie senken könnte).

Darüber hinaus versicherte die NASA dem Kongress, wie bereits erwähnt, während ihrer Entwicklung, dass die Zuverlässigkeit der TTU bedingt als 1 angesehen werden kann. Daher waren beim Start keine Rettungssysteme vorgesehen und sie haben dabei viel gespart. Wofür die Challenger-Crew bezahlt hat.

Die Katastrophe selbst ereignete sich durch die Schuld des NASA-Managements, das einerseits versuchte, die Häufigkeit der Starts um jeden Preis auf das Maximum zu erhöhen (um die Kosten zu senken und in einem schlechten Spiel ein gutes Gesicht zu zeigen), und andererseits Andererseits wurden die betrieblichen Anforderungen an die technischen Spezifikationen ignoriert, die einen Start bei Minustemperaturen nicht zuließen. Und dieser unglückliche Start war bereits mehrfach verschoben worden und weiteres Warten brachte den gesamten Flugplan durcheinander. Deshalb kümmerten sie sich nicht um die Temperaturbedingungen, sie gaben grünes Licht für den Start und die gefrorene Kreuzungsdichtung in der TTU. Nachdem er seine Elastizität verloren hatte, brannte der entkommene Brenner durch den Außentank und ... Knall!

Nach der Challenger-Katastrophe musste die Struktur verstärkt und schwerer gemacht werden, weshalb die erforderliche Tragfähigkeit nie erreicht wurde. Dadurch bringt das Shuttle eine Nutzlast in die Umlaufbahn, die nur geringfügig größer ist als die unseres Proton.

Darüber hinaus führte diese Katastrophe, zusätzlich zu einer zweijährigen Verspätung der Flüge, letztendlich zur Störung des lang erwarteten Freedom OS-Programms, für dessen Entwicklung übrigens letztendlich 10 Milliarden Dollar ausgegeben wurden! Aufgrund der verringerten tatsächlichen Tragfähigkeit konnten die Freedom-Entwickler die Stationsmodule nicht im Frachtraum unterbringen.

Was die Columbia-Katastrophe betrifft, so waren die Probleme mit Schäden am TZP beim Start von Anfang an bekannt, wurden aber ebenso ignoriert. Obwohl die Gefahr offensichtlich war! Und es besteht immer noch, da dieses Problem noch keine grundsätzliche Lösung gefunden hat.

Infolgedessen haben die Shuttles heute noch nicht einmal 30 % der geplanten Flüge geflogen und das Programm wird bis 2010 eingestellt, andernfalls ist die Wahrscheinlichkeit einer weiteren Katastrophe unannehmbar hoch!

Geboren am 25. Dezember 1909 Gleb Lozino-Lozinsky- Patriarch der heimischen Luft- und Raumfahrttechnik, Schöpfer des wiederverwendbaren Raumschiffs Buran. Aus diesem Anlass haben wir uns entschieden, an die fünf ungewöhnlichsten Space-Shuttle-Projekte zu erinnern

„Buran“

Gleb Lozino-Lozinsky, Träger des Lenin-Preises (1962) und zweier Staatspreise (1950 und 1952), Generaldesigner der NPO Molniya, ist in Russland nahezu unbekannt. Mittlerweile lässt es sich ohne viel Fantasie auf die gleiche Ebene stellen wie Sergej Koroljow– sowohl im Hinblick auf den Umfang des Designgeschenks als auch auf das Talent des Organisators.

In den 1940er Jahren leitete Lozino-Lozinsky im Mikoyan Design Bureau die Arbeit zur umfassenden Verbesserung der Effizienz von Strahltriebwerken. Kraftwerke. Das Ergebnis war die MiG-19, das weltweit erste in Massenproduktion hergestellte Überschalljagdflugzeug. 1971 wurde Lozino-Lozinsky zum Chefdesigner des Überschallabfangjägers ernannt, den die ganze Welt als MiG-31 anerkannte. 1972 stellte er das MiG-29-Projekt vor.

Der Höhepunkt von Lozino-Lozinskys Designerfolg war jedoch die Schaffung des „sowjetischen Shuttles“ – der Raumsonde Buran, die in der Lage ist, 30 Tonnen Nutzlast 200 Kilometer weit zu heben und 20 Tonnen aus der Umlaufbahn zurückzubringen. In der heimischen Raketen- und Raumfahrttechnik gab es keine Analoga, deren Komplexität mit der des Buran vergleichbar war: Sein Design umfasste 600 Einheiten Bordausrüstung, mehr als 50 Bordsysteme, mehr als 1.500 Rohrleitungen und etwa 15.000 elektrische Anschlüsse. An dem Projekt arbeiteten mehr als 1.200 Unternehmen und Forschungszentren des Landes – insgesamt mehr als eineinhalb Millionen Menschen.

Das Ergebnis war der triumphale unbemannte Zwei-Orbit-Flug der Buran mit automatischer Landung am 15. November 1988. Der Flug dauerte 206 Minuten, dann trat das Schiff mit einer Geschwindigkeit von 27.330 km/h über dem Atlantik in einer Entfernung von 8.270 km von Baikonur in die Atmosphäre ein. Um 9 Stunden 24 Minuten 42 Sekunden, nur eine Sekunde schneller als die geschätzte Zeit, berührte die Buran trotz stürmischer Seitenwindböen die Landebahn mit einer Geschwindigkeit von 263 km/h und nach 42 Sekunden, nachdem sie 1620 m zurückgelegt hatte, in seiner Mitte erstarrt mit einer Abweichung von der Mittellinie beträgt nur 3 m!

"Spiral"

Lozino-Lozinsky selbst betrachtete die Schaffung eines kompakten Weltraumraketenflugzeugs als Hauptwerk seines Lebens, das nicht von Baikonur, sondern vom strategischen Überschallbomber Tu-95 starten konnte. Ein solches Raketenflugzeug könnte auch amerikanische Shuttles im Weltraum zerstören ballistische Raketen. Im Jahr 1965 praktische Arbeit Orbital- und Hyperschallflugzeuge wurden Mikojans OKB-155 anvertraut, wo sie vom 55-jährigen Chefkonstrukteur des OKB Lozino-Lozinsky geleitet wurden. Das Thema der Schaffung eines zweistufigen Luft- und Raumfahrtsystems hieß „Spirale“. Das bemannte einsitzige wiederverwendbare Kampfschiff war in mehreren Versionen vorgesehen: als Aufklärungs-, Abfangjäger- oder Angriffsflugzeug mit einer Rakete der Orbit-to-Earth-Klasse.

Im Rahmen des Spiral-Projekts wurden Modelle des Kampffahrzeugs BOR-4 im Maßstab 1:3 gebaut. Es handelte sich um ein Versuchsgerät mit einer Länge von 3,4 m, einer Flügelspannweite von 2,6 m und einer Masse von 1074 kg im Orbit. Im Zeitraum von 1982 bis 1984 wurden sechs Starts solcher Geräte durch Cosmos-Trägerraketen vom Kosmodrom Kapustin-Yar auf verschiedenen Flugbahnen durchgeführt.

Insgesamt wurden mehr als 75 Millionen Rubel für das Spiral-Programm ausgegeben, aber es ging nicht über den Start von Modellen ins All hinaus – das Programm wurde gekürzt.

Projekt Dyna-Soar

Dieses Projekt ist der erste amerikanische Versuch, ein bemanntes wiederverwendbares Orbitalraumschiff zu bauen. Am 4. Oktober 1957 brachte die Sowjetunion den ersten künstlichen Erdsatelliten in die Umlaufbahn. Und weniger als eine Woche später fasste die US Air Force mehrere Luft- und Raumfahrtprojekte in einem einzigen Programm namens Dyna-Soar (von Dynamic Soaring – Beschleunigung und Planung) zusammen.

Am 11. September 1961 wurde der Air Force und der NASA in Seattle ein maßstabsgetreues Modell des Shuttles präsentiert. Bei einem typischen Single-Orbit-Flug würde Dyna-Soar mit einer Titan IIIC-Rakete vom Cape Canaveral Launch Complex starten und 9,7 Minuten nach dem Start die Umlaufbahn in einer Höhe von 97,6 km und einer Geschwindigkeit von 7457 m/s erreichen. Dyna-Soar umkreist die Erde, tritt wieder in die Atmosphäre ein und landet 107 Minuten nach dem Start auf der Edwards Air Force Base.

Doch am 10. Dezember 1963 wurde der US-Verteidigungsminister McNamara schloss das Dyna-Soar-Projekt ab. Einer der Gründe für diese Entscheidung war, dass das bemannte Fahrzeug ein Einsitzer war, was dem Militär nicht zusagte. Dyna-Soar war nur noch drei Jahre von seinem Erstflug entfernt. An Wissenschaftliche Forschung 410 Millionen US-Dollar waren ausgegeben worden, und weitere 373 Millionen US-Dollar waren nötig, um das Projekt in die tatsächliche Raumfahrt zu bringen.

"Space Shuttle"

Die Geschichte des Space-Shuttle-Programms begann Ende der 1960er Jahre, auf dem Höhepunkt des Siegeszuges des amerikanischen nationalen Raumfahrtprogramms. Am 20. Juni 1969 trafen zwei Amerikaner - Neil Armstrong Und Edwin Aldrin auf dem Mond gelandet. Mit dem Sieg im „Mondrennen“ bewies Amerika seine Überlegenheit in der Weltraumforschung. Für den Zugang der Menschen zum Weltraum waren neue Ziele und neue technische Mittel erforderlich, und am 30. Oktober 1968 wandten sich zwei große NASA-Zentren (das Manned Spacecraft Center – MSC – in Houston und das Marshall Space Center – MSFC – in Huntsville) dem amerikanischen Weltraum zu Unternehmen mit dem Vorschlag, die Möglichkeit der Schaffung eines wiederverwendbaren Raumsystems zu prüfen.

Im März 1972 wurde auf der Grundlage des Houston-Projekts MSC-040C das Erscheinungsbild des Shuttles, das wir heute kennen, genehmigt: Trägerraketen für Feststoffraketen, ein Einwegtank mit Treibstoffkomponenten und ein Orbitalfahrzeug mit drei Haupttriebwerken. Die Entwicklung eines solchen Systems, bei dem alles außer dem externen Tank wiederverwendet wird, wurde auf 5,15 Milliarden US-Dollar geschätzt.

Die Produktion der ersten beiden Shuttles begann im Juni 1974 im Werk der US Air Force in Palmdale. Die OV-101 wurde am 17. September 1976 gestartet und erhielt den Namen Enterprise nach dem Raumschiff aus der Science-Fiction-Fernsehserie Star Trek. Im Januar 1979 wurde die Shuttle-Flottille mit vier Schiffen aufgefüllt: Columbia, Challenger, Discovery und Atlantis. Nach dem Tod der Challenger im Jahr 1986 wurde ein weiteres Shuttle gebaut, die Endeavour.

Das Space-Shuttle-Programm erwies sich als teurer als geplant: Seine Kosten stiegen von 5,2 Milliarden Dollar (zu Preisen von 1971) auf 10,1 Milliarden Dollar (zu Preisen von 1982), und die Startkosten stiegen von 10,5 Millionen Dollar auf 240 Millionen Dollar. Bei der Entwicklung war vorgesehen, dass die Shuttles 24 Starts pro Jahr durchführen und jeder von ihnen bis zu 100 Flüge ins All absolvieren würde. In der Praxis wurden sie deutlich seltener eingesetzt – bis zum Ende des Programms im Sommer 2011 wurden 135 Starts durchgeführt, wobei Discovery die meisten Flüge durchführte (39).

Privater Shuttle SpaceShipTwo

Virgin Galactic, gegründet vom britischen Milliardär Sir Richard Branson Im Jahr 2004 wurden private Passagierflüge ins All vorgeschlagen. Zu diesem Zweck begann sie mit der Entwicklung eines eigenen Space Shuttles. Fünf Jahre später präsentierten die Spezialisten des Unternehmens das Raumschiff SpaceShipTwo.

Am 10. Oktober 2010 fand auf einem Flugplatz in der Mojave-Wüste der erste Testflug eines Raketenflugzeugs statt. Das Gerät wurde vom Trägerflugzeug WhiteKnightTwo auf eine Höhe von 15 km angehoben und landete nach der Trennung vom Träger und einem 15-minütigen Freiflug. Und am 30. April 2013 wurde das Strahltriebwerk getestet. SpaceShipTwo trennte sich in einer Höhe von etwa 14 km vom Träger, schaltete den Motor ein und erreichte nach 16 Sekunden eine Geschwindigkeit von Mach 1,2 und eine Höhe von 17 km. Das bedeutet, dass vor suborbitalen Passagierflügen nichts mehr übrig ist.

Sobald SpaceShipTwo vollständig bereit ist, wird das Trägerflugzeug es auf eine Höhe von 15,24 Kilometern befördern. Anschließend wird es abgedockt, das Raumschiff beschleunigt auf 4023 km/h und steigt auf eine Höhe von 100 Kilometern. Es wird erwartet, dass ein Ticket an Bord des Space Shuttles 200.000 Dollar kosten wird. Bisher haben mehr als 550 Menschen den Wunsch geäußert, Weltraumtouristen zu werden.

In jeder Online-Diskussion über SpaceX taucht immer eine Person auf, die am Beispiel des Shuttles erklärt, dass mit Ihrer Wiederverwendbarkeit bereits alles klar ist. Und so beschloss ich nach einer Welle von Diskussionen über die erfolgreiche Landung der ersten Stufe der Falcon auf einem Lastkahn, einen Beitrag mit zu schreiben kurze Beschreibung die Hoffnungen und Bestrebungen des amerikanischen bemannten Raumfahrtprogramms der 60er Jahre, wie diese Träume später durch die harte Realität zunichte gemacht wurden und warum das Shuttle aus all diesen Gründen keine Chance hatte, kosteneffektiv zu werden. Bild, das Aufmerksamkeit erregt: Der letzte Flug des Shuttle Endeavour:

Viele Pläne

In der ersten Hälfte der sechziger Jahre, nachdem Kennedy versprochen hatte, vor Ende des Jahrzehnts auf dem Mond zu landen, begann Geld auf die NASA zu regnen Haushaltsmittel. Das sorgte dort natürlich für einen gewissen Erfolgsschwindel. Neben den laufenden Arbeiten an Apollo und der „praktischen Anwendung des Apollo Applications Program“ wurde an folgenden vielversprechenden Projekten gearbeitet:

- Raumstationen. Den Plänen zufolge sollte es drei davon geben: einen im niedrigen erdnahen Referenzorbit (LEO), einen im geostationären und einen im Mondorbit. Die Besatzung sollte jeweils zwölf Personen betragen (zukünftig war der Bau noch größerer Stationen mit einer Besatzung von fünfzig bis einhundert Personen geplant), der Durchmesser des Hauptmoduls betrug neun Meter. Jedem Besatzungsmitglied wurde ein separater Raum mit Bett, Tisch, Stuhl, Fernseher und einer Reihe von Schränken für persönliche Gegenstände zugewiesen. Es gab zwei Badezimmer (außerdem hatte der Kommandant eine persönliche Toilette in der Kabine), eine Küche mit Backofen, Geschirrspüler und Esstischen mit Stühlen, einen separaten Sitzbereich mit Brettspiele, Erste-Hilfe-Station mit Operationstisch. Es wurde davon ausgegangen, dass das Zentralmodul dieser Station vom superschweren Träger Saturn-5 gestartet würde und zu seiner Versorgung jährlich zehn Flüge des hypothetischen schweren Trägers durchgeführt werden müssten. Es wäre keine Übertreibung zu sagen, dass die aktuelle ISS im Vergleich zu diesen Stationen wie ein Zwinger aussieht.

Mondbasis. Hier ist ein Beispiel eines NASA-Projekts aus den späten Sechzigern. Soweit ich weiß, sollte es mit den Modulen der Raumstation vereinheitlicht werden.

Nuklearer Shuttle. Ein Schiff, das mit einem nuklearen Raketentriebwerk (NRE) Fracht von LEO zu einer geostationären Station oder in die Mondumlaufbahn befördern soll. Als Arbeitsmedium würde Wasserstoff zum Einsatz kommen. Das Shuttle könnte auch als Beschleunigungsblock für eine Mars-Raumsonde dienen. Das Projekt war übrigens sehr interessant und würde unter den heutigen Bedingungen und sogar mit nützlich sein Atommotor Dadurch sind wir ziemlich weit gekommen. Schade, dass es nicht geklappt hat. Sie können mehr darüber lesen.

Weltraumschlepper. Entwickelt, um Fracht von einem Space Shuttle zu einem Nuklear-Shuttle oder von einem Nuklear-Shuttle in die erforderliche Umlaufbahn oder auf die Mondoberfläche zu befördern. Bei der Ausführung verschiedener Aufgaben wurde ein stärkerer Vereinheitlichungsgrad vorgeschlagen.

Space Shuttle. Ein wiederverwendbares Raumschiff, das Fracht von der Erdoberfläche zum LEO befördern soll. Die Abbildung zeigt einen Raumschlepper, der Fracht von dort zu einem Atomshuttle transportiert. Tatsächlich ist es das, was im Laufe der Zeit zum Space Shuttle mutiert ist.

Mars-Raumschiff. Hier dargestellt mit zwei Atomshuttles als Oberstufen. Vorgesehen für einen Flug zum Mars in den frühen Achtzigern, mit einem zweimonatigen Aufenthalt der Expedition an der Oberfläche.

Wenn es jemanden interessiert, wird es ausführlicher darüber geschrieben, mit Abbildungen (Englisch)

Space Shuttle

Wie wir oben sehen, war das Space Shuttle nur ein Teil der geplanten Zyklopen-Weltrauminfrastruktur. In Kombination mit einem im Weltraum stationierten Atomshuttle und Schlepper sollte es die Lieferung von Fracht aus dem Weltraum sicherstellen Erdoberfläche zu jedem Punkt im Weltraum bis hin zur Mondumlaufbahn.

Davor waren alle Weltraumraketen (RSRs) Einwegraketen. Auch Raumschiffe waren Wegwerffahrzeuge, mit der seltensten Ausnahme im Bereich der bemannten Raumschiffe – der Mercury mit den Seriennummern 2, 8, 14 und auch der zweite Gemini flogen zweimal. Aufgrund der gigantischen geplanten Mengen an Nutzlaststarts in die Umlaufbahn formulierte das NASA-Management die Aufgabe: ein wiederverwendbares System zu schaffen, bei dem sowohl die Trägerrakete als auch das Raumschiff nach dem Flug zurückkehren und wiederholt verwendet werden. Die Entwicklung eines solchen Systems würde deutlich mehr kosten als herkömmliche Raketenwerfer, aber aufgrund der geringeren Betriebskosten würde es sich auf der Ebene des geplanten Frachtverkehrs schnell amortisieren.

Die Idee, ein wiederverwendbares Raketenflugzeug zu entwickeln, beschäftigte die meisten Menschen – Mitte der sechziger Jahre gab es viele Gründe zu der Annahme, dass die Entwicklung eines solchen Systems keine allzu schwierige Aufgabe sei. Obwohl das Weltraumraketenprojekt Dyna-Soar 1963 von McNamara abgebrochen wurde, geschah dies nicht, weil das Programm technisch unmöglich war, sondern einfach, weil es keine Aufgaben für die Raumsonde gab – die Mercury und die damals geschaffenen Gemini kamen damit zurecht Lieferung von Astronauten in eine erdnahe Umlaufbahn, aber die X-20 konnte keine nennenswerte Nutzlast starten oder lange Zeit im Orbit bleiben. Aber das experimentelle Raketenflugzeug X-15 zeigte im Betrieb hervorragende Leistungen. Bei 199 Flügen wurden das Überschreiten der Karman-Linie (d. h. über die konventionelle Grenze des Weltraums hinaus), der Hyperschall-Wiedereintritt in die Atmosphäre sowie die Kontrolle im Vakuum und in der Schwerelosigkeit getestet.

Natürlich würde das vorgeschlagene Space Shuttle einen viel leistungsstärkeren wiederverwendbaren Motor und einen fortschrittlicheren Wärmeschutz erfordern, aber diese Probleme schienen nicht unüberwindbar zu sein. Flüssig Raketenantrieb(LPRE) Der RL-10 hatte zu diesem Zeitpunkt am Stand eine hervorragende Wiederverwendbarkeit gezeigt: In einem der Tests wurde dieser Raketentriebwerk mehr als fünfzig Mal hintereinander erfolgreich gestartet und arbeitete insgesamt zweieinhalb Stunden. Das vorgeschlagene Shuttle-Raketentriebwerk, das Space Shuttle Main Engine (SSME), sowie das RL-10, sollte mit einem Sauerstoff-Wasserstoff-Brennstoffpaar hergestellt werden, seine Effizienz sollte jedoch durch Erhöhung des Drucks in der Brennkammer und Einführung erhöht werden ein geschlossenes Kreislaufsystem mit Nachverbrennung des Brennstoffgeneratorgases.

Auch beim Wärmeschutz waren keine besonderen Probleme zu erwarten. Erstens wurde bereits an einem neuartigen Wärmeschutz auf Basis von Siliziumdioxidfasern gearbeitet (daraus bestanden die später entstandenen Kacheln des Shuttles und des Buran). Als Backup-Option blieben ablative Panels übrig, die nach jedem Flug für relativ wenig Geld ausgetauscht werden konnten. Und zweitens war zur Reduzierung der thermischen Belastung geplant, den Eintritt der Apparatur in die Atmosphäre nach dem „Blunt-Body“-Prinzip zu gestalten – d.h. Erstellen Sie anhand der Form des Flugzeugs zunächst eine Front einer Stoßwelle, die eine große Fläche aus erhitztem Gas abdeckt. Auf diese Weise kinetische Energie Das Schiff erwärmt die Umgebungsluft intensiv und reduziert so die Erwärmung des Flugzeugs.

In der zweiten Hälfte der sechziger Jahre präsentierten mehrere Luft- und Raumfahrtkonzerne ihre Vision des zukünftigen Raketenflugzeugs.

Lockheeds Star Clipper war zu dieser Zeit glücklicherweise ein Raumflugzeug mit einem selbsttragenden Rumpf Flugzeuge(Flugzeuge) mit tragendem Rumpf sind bereits gut entwickelt: ASSET, HL-10, PRIME, M2-F1/M2-F2, X-24A/X-24B (übrigens auch der in Entwicklung befindliche Dreamchaser). ein Raumflugzeug mit tragendem Körper). Zwar war der Star Clipper nicht vollständig wiederverwendbar; Treibstofftanks mit einem Durchmesser von vier Metern an den Rändern des Flugzeugs wurden beim Start abgeworfen.

Das McDonnell Douglas-Projekt verfügte außerdem über Abwurftanks und einen tragenden Rumpf. Der Höhepunkt des Projekts waren die vom Rumpf ausgehenden Flügel, die die Start- und Landeeigenschaften des Raumflugzeugs verbessern sollten:

General Dynamics stellte das Konzept des „Triamianischen Zwillings“ vor. Das Gerät in der Mitte war ein Raumflugzeug, die beiden Geräte an den Seiten dienten als erste Stufe. Es war geplant, dass die Vereinheitlichung der ersten Stufe und des Schiffes dazu beitragen würde, bei der Entwicklung Geld zu sparen.

Das Raketenflugzeug selbst sollte wiederverwendbar sein, über den Booster gab es jedoch lange Zeit keine Gewissheit. Dabei wurden viele Konzepte berücksichtigt, von denen einige am Rande des edlen Wahnsinns standen. Wie wäre es zum Beispiel mit diesem Konzept einer wiederverwendbaren ersten Stufe mit einer Startmasse von 24.000 Tonnen (Atlas Interkontinentalrakete links, zum Maßstab). Nach dem Start sollte die Bühne ins Meer fallen und zum Hafen geschleppt werden.

Am ernsthaftesten wurden jedoch drei mögliche Optionen in Betracht gezogen: eine billige Einweg-Raketenstufe (z. B. Saturn-1), eine wiederverwendbare erste Stufe mit einem Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk und eine wiederverwendbare erste Stufe mit einem Hyperschall-Staustrahltriebwerk. Abbildung von 1966:

Etwa zur gleichen Zeit begannen die Forschungsarbeiten in der technischen Direktion des Manned Spacecraft Center unter der Leitung von Max Faget. Er hatte meiner persönlichen Meinung nach das eleganteste Design, das im Rahmen der Entwicklung des Space Shuttles geschaffen wurde. Sowohl der Träger als auch das Space Shuttle waren für den Einsatz mit Flügeln und die Bemannung konzipiert. Es ist erwähnenswert, dass Faget auf den tragenden Körper verzichtet hat, da er der Meinung war, dass dies den Entwicklungsprozess erheblich erschweren würde – Änderungen im Layout des Shuttles könnten seine Aerodynamik stark beeinflussen. Das Trägerflugzeug startete vertikal, fungierte als erste Stufe des Systems und landete nach der Trennung des Schiffes auf dem Flugplatz. Beim Verlassen der Umlaufbahn musste das Raumflugzeug wie die X-15 langsamer werden und mit einem erheblichen Anstellwinkel in die Atmosphäre eintreten, wodurch eine ausgedehnte Stoßwellenfront entstand. Nach dem Eintritt in die Atmosphäre konnte Fages Shuttle etwa 300–400 km weit gleiten (das sogenannte horizontale Manöver, „Cross-Range“) und mit einer sehr komfortablen Landegeschwindigkeit von 150 Knoten landen.

Über der NASA ziehen Wolken auf

Hier ist es notwendig, einen kurzen Exkurs über Amerika in der zweiten Hälfte der sechziger Jahre zu machen, damit dem Leser die weitere Entwicklung der Ereignisse klarer wird. In Vietnam kam es zu einem äußerst unpopulären und kostspieligen Krieg. 1968 starben dort fast siebzehntausend Amerikaner – mehr als die UdSSR während des gesamten Konflikts in Afghanistan verlor. Bewegung für Bürgerrechte Schwarzen in den Vereinigten Staaten im selben Jahr 1968 gipfelte in der Ermordung von Martin Luther King und der anschließenden Welle von Unruhen in amerikanischen Großstädten. Groß angelegte staatliche Programme erfreuen sich großer Beliebtheit soziale Programme(Medicare wurde 1965 eingeführt), Präsident Johnsons „Krieg gegen die Armut“ und Infrastrukturausgaben erforderten erhebliche Staatsausgaben. Die Rezession begann Ende der sechziger Jahre.

Gleichzeitig nahm die Angst vor der UdSSR deutlich ab; ein globaler Atomraketenkrieg schien nicht mehr so ​​unausweichlich wie in den fünfziger Jahren und zu Zeiten der Kubakrise. Das Apollo-Programm hat seinen Zweck erfüllt, indem es den Amerikaner gewonnen hat öffentliches Bewusstsein Weltraumwettlauf mit der UdSSR. Darüber hinaus brachten die meisten Amerikaner diesen Gewinn unweigerlich mit der Menge an Geld in Verbindung, die buchstäblich in die NASA geflossen ist, um diese Aufgabe zu erfüllen. In einer Harris-Umfrage aus dem Jahr 1969 glaubten 56 % der Amerikaner, dass die Kosten des Apollo-Programms zu hoch seien, und 64 % glaubten, dass 4 Milliarden Dollar pro Jahr für die NASA-Entwicklung zu viel seien.

Und bei der NASA, so scheint es, haben viele das einfach nicht verstanden. Sicherlich haben diejenigen, die nicht sehr erfahren in politischen Angelegenheiten sind, dies nicht verstanden neuer Direktor NASA Thomas Paine (oder vielleicht wollte er es einfach nicht verstehen). 1969 legte er den Aktionsplan der NASA für die nächsten 15 Jahre vor. Eine Mondorbitalstation war vorgesehen (1978) und Mondbasis(1980), eine bemannte Expedition zum Mars (1983) und eine Orbitalstation für einhundert Menschen (1985). Der durchschnittliche (d. h. Basis-)Fall ging davon aus, dass die NASA-Finanzierung von derzeit 3,7 Milliarden im Jahr 1970 auf 7,65 Milliarden bis Anfang der achtziger Jahre erhöht werden müsste:

All dies löste im Kongress und damit auch im Weißen Haus eine akute allergische Reaktion aus. Wie einer der Kongressabgeordneten schrieb, war in jenen Jahren nichts so einfach und selbstverständlich wie die Raumfahrt; wenn man bei einem Treffen sagte: „Dieses Raumfahrtprogramm muss gestoppt werden“, war die Popularität garantiert. Innerhalb relativ kurzer Zeit wurden fast alle von ihnen nach und nach offiziell abgeschafft. Großprojekte NASA. Natürlich wurden die bemannte Expedition zum Mars und die Basis auf dem Mond abgesagt, sogar die Flüge von Apollo 18 und 19 wurden abgesagt. Alle riesigen Raumstationen wurden abgesagt, so dass nur der Rumpf von Apollo Applications übrig blieb die Form von Skylab - allerdings wurde auch dort das zweite Skylab abgesagt. Das Atomshuttle und der Raumschlepper wurden eingefroren und dann abgebrochen. Unter heiße Hand Sogar die unschuldige Voyager (der Vorgänger der Viking) wurde gefangen. Das Space Shuttle geriet beinahe unter die Lupe und überlebte wie durch ein Wunder den Einzug ins Repräsentantenhaus mit einer einzigen Stimme. So sah das Budget der NASA in Wirklichkeit aus (konstante Dollar von 2007):

Wenn man die ihnen zugewiesenen Mittel in % des Bundeshaushalts betrachtet, dann ist alles noch trauriger:

Fast alle Pläne der NASA zur Entwicklung der bemannten Raumfahrt landeten im Müll, und das kaum überlebende Shuttle entwickelte sich von einem kleinen Element des einst grandiosen Programms zum Flaggschiff der amerikanischen bemannten Raumfahrt. Die NASA hatte immer noch Angst, das Programm abzubrechen, und um dies zu rechtfertigen, begann sie, alle davon zu überzeugen, dass das Shuttle billiger sein würde als die damals existierenden Schwertransporter und ohne den hektischen Frachtfluss, der durch die nicht mehr existierende Weltrauminfrastruktur erzeugt werden musste. Die NASA konnte es sich nicht leisten, das Shuttle zu verlieren – die Organisation wurde eigentlich von der bemannten Raumfahrt gegründet und wollte weiterhin Menschen ins All schicken.

Bündnis mit der Luftwaffe

Die Feindseligkeit des Kongresses beeindruckte die NASA-Beamten sehr und zwang sie, Verbündete zu suchen. Ich musste mich dem Pentagon bzw. der US Air Force beugen. Glücklicherweise haben die NASA und die Luftwaffe seit den frühen sechziger Jahren recht gut zusammengearbeitet, insbesondere beim XB-70 und dem bereits erwähnten X-15. Die NASA hat sogar ihren Saturn I-B (unten rechts) gestrichen, um keine unnötige Konkurrenz zum schweren ILV Titan-III (unten links) zu schaffen:

Die Generäle der Luftwaffe waren sehr an der Idee eines billigen Trägers interessiert und wollten auch Menschen in den Weltraum schicken können – etwa zur gleichen Zeit entstand die militärische Raumstation Manned Orbiting Laboratory, ein ungefähres Analogon der sowjetischen Almaz , wurde schließlich geschlossen. Ihnen gefiel auch die erklärte Möglichkeit, Fracht mit dem Shuttle zurückzugeben; sie erwogen sogar Möglichkeiten, sowjetische Raumschiffe zu stehlen.

Generell war die Luftwaffe jedoch deutlich weniger an dieser Allianz interessiert als die NASA, da sie bereits über einen eigenen gebrauchten Träger verfügte. Dadurch konnten sie das Shuttle-Design problemlos an ihre Anforderungen anpassen, was sie sofort nutzten. Die Größe des Frachtraums für die Nutzlast wurde auf Drängen des Militärs von 12 x 3,5 Metern auf 18,2 x 4,5 Meter (Länge x Durchmesser) vergrößert, um dort vielversprechende optisch-elektronische Aufklärungsspionagesatelliten platzieren zu können (konkret). das KH-9 Hexagon und möglicherweise KH-11 Kennan). Die Nutzlast des Shuttles musste beim Flug in eine niedrige Erdumlaufbahn auf 30 Tonnen und beim Flug in die Polarumlaufbahn auf bis zu 18 Tonnen erhöht werden.

Die Luftwaffe forderte außerdem ein horizontales Shuttle-Manöver von mindestens 1.800 Kilometern. Hier ist die Sache: Während des Sechstagekrieges erhielt der amerikanische Geheimdienst danach Satellitenfotos Kampf endete, weil die damals eingesetzten Aufklärungssatelliten Gambit und Corona keine Zeit hatten, den Film zur Erde zurückzuschicken. Man ging davon aus, dass das Shuttle von Vandenberg an der Westküste der Vereinigten Staaten in eine polare Umlaufbahn starten, das Notwendige abschießen und nach einer Umlaufbahn sofort landen könnte – und so eine hohe Effizienz bei der Beschaffung von Geheimdienstdaten gewährleisten würde. Die erforderliche Entfernung für das seitliche Manöver wurde durch die Verschiebung der Erde während der Umlaufbahn bestimmt und betrug genau die oben genannten 1800 Kilometer. Um diese Anforderung zu erfüllen, war es zum einen notwendig, am Shuttle einen besser für den Segelflug geeigneten Deltaflügel zu installieren und zum anderen den Wärmeschutz deutlich zu verstärken. Die folgende Grafik zeigt die geschätzte Aufheizrate des Space Shuttles mit einem geraden Flügel (Fagets Konzept) und mit einem Delta-Flügel (d. h. was als Ergebnis auf dem Shuttle landete):

Die Ironie dabei ist, dass Spionagesatelliten bald mit CCD-Matrizen ausgestattet wurden, die Bilder direkt aus der Umlaufbahn übertragen konnten, ohne dass der Film zurückgegeben werden musste. Die Notwendigkeit einer Landung nach einer Orbitalumdrehung war nicht mehr erforderlich, obwohl diese Möglichkeit später mit der Möglichkeit einer schnellen Notlandung gerechtfertigt wurde. Aber der Deltaflügel und die damit verbundenen Probleme des Wärmeschutzes blieben beim Shuttle.

Die Tat war jedoch vollbracht und die Unterstützung der Luftwaffe im Kongress ermöglichte es, die Zukunft des Shuttles teilweise zu sichern. Die NASA genehmigte schließlich als Projekt ein zweistufiges, vollständig wiederverwendbares Shuttle mit 12 (!) SSMEs in der ersten Stufe und verschickte Verträge für die Entwicklung seines Layouts.

Nordamerikanisches Rockwell-Projekt:

McDonnell Douglas-Projekt:

Projekt Grumman. Ein interessantes Detail: Trotz der Forderung der NASA nach vollständiger Wiederverwendbarkeit sollte das Shuttle dennoch über Einweg-Wasserstofftanks an den Seiten verfügen:

Ökonomische Rechtfertigung

Ich habe oben erwähnt, dass, nachdem der Kongress das Raumfahrtprogramm der NASA entkernt hatte, sie anfangen mussten, wirtschaftliche Argumente für das Shuttle vorzubringen. Und so forderten sie Anfang der siebziger Jahre Beamte des Office of Management and Budget (OMB) auf, ihre Erklärungen nachzuweisen Wirtschaftlichkeit Pendeln. Darüber hinaus musste nicht nachgewiesen werden, dass der Start eines Shuttles billiger wäre als der Start eines Einwegträgers (dies wurde als selbstverständlich angesehen); Nein, es war notwendig, die für die Schaffung des Shuttles erforderliche Mittelzuweisung mit der Weiternutzung vorhandener Einwegmedien und der Investition freigewordener Gelder in Höhe von 10 % pro Jahr zu vergleichen – d. h. Tatsächlich bewertete die OMB das Shuttle als „Schrott“. Dies machte jegliche geschäftlichen Argumente für das Shuttle als kommerzielle Trägerrakete unrealistisch, insbesondere nachdem es durch die Anforderungen der Luftwaffe aufgebläht wurde. Und doch versuchte die NASA dies zu tun, denn auch hier stand die Existenz des amerikanischen bemannten Programms auf dem Spiel.

Eine Machbarkeitsstudie wurde bei Mathematica in Auftrag gegeben. Die oft genannte Zahl für die Kosten für den Start des Shuttles in der Größenordnung von 1 bis 2,5 Millionen US-Dollar ist lediglich Mullers Versprechen auf einer Konferenz im Jahr 1969, als seine endgültige Konfiguration noch nicht klar war und bevor Änderungen durch die Anforderungen der Luftwaffe vorgenommen wurden. Für die oben genannten Projekte beliefen sich die Kosten für den Flug auf 4,6 Millionen Dollar, Modell von 1970. für die nordamerikanischen Shuttles Rockwell und McDonnell Douglas und 4,2 Millionen US-Dollar für das Grumman-Shuttle. Den Autoren des Berichts gelang es zumindest, eine Eule auf den Globus zu setzen, indem sie zeigten, dass das Shuttle angeblich Mitte der Achtziger aus finanzieller Sicht attraktiver aussah als bestehende Fluggesellschaften, selbst wenn man 10 % der OMB-Anforderungen berücksichtigte:

Allerdings steckt der Teufel im Detail. Wie ich oben erwähnte, gab es keine Möglichkeit nachzuweisen, dass das Shuttle mit seinen geschätzten Entwicklungs- und Produktionskosten von zwölf Milliarden Dollar unter Berücksichtigung des OMB-Rabatts von 10 % billiger wäre als Verbrauchsgüter. Daher musste bei der Analyse davon ausgegangen werden, dass niedrigere Startkosten es den Satellitenherstellern ermöglichen würden, deutlich weniger Zeit und Geld für Forschung und Entwicklung (F&E) sowie die Satellitenproduktion aufzuwenden. Es wurde erklärt, dass sie lieber die Gelegenheit nutzen würden, Satelliten kostengünstig in die Umlaufbahn zu bringen und zu reparieren. Darüber hinaus wurde eine sehr große Anzahl von Starts pro Jahr angenommen: Das in der obigen Grafik dargestellte Basisszenario ging von 56 Shuttle-Starts pro Jahr von 1978 bis 1990 aus (insgesamt 736). Darüber hinaus wurde bereits die Option mit 900 Flügen im angegebenen Zeitraum als Extremszenario betrachtet, d. h. Beginnen Sie dreizehn Jahre lang alle fünf Tage!

Kosten für drei verschiedene Programme im Basisszenario – zwei entbehrliche Raketen und ein Shuttle, 56 Starts pro Jahr (Millionen Dollar):

Ich entschuldige mich dafür, dass ich so viel über Finanzdetails schreibe, die möglicherweise nicht für jeden von Interesse sind. Aber all dies ist im Kontext der Diskussion über die Wiederverwendbarkeit des Shuttles äußerst wichtig – zumal die oben genannten und, ehrlich gesagt, aus der Luft gegriffenen Zahlen immer noch in Diskussionen über die Wiederverwendbarkeit von Raumfahrtsystemen zu sehen sind. Tatsächlich wurde das Shuttle ohne Berücksichtigung des „PN-Effekts“, selbst nach den von Mathematica akzeptierten Zahlen und ohne 10 % Rabatt, erst ab ca. 1100 Flügen profitabler als die Titan (echte Shuttles flogen 135 Mal). Aber vergessen Sie nicht: Wir sprechen von einem Shuttle, „aufgeblasen“ nach den Anforderungen der Luftwaffe, mit Deltaflügel und komplexem Wärmeschutz.

Das Shuttle wird teilweise wiederverwendbar

Nixon wollte nicht der Präsident sein, der das amerikanische bemannte Programm vollständig lahmlegte. Aber er wollte den Kongress auch nicht bitten, eine Menge Geld für die Schaffung des Shuttles bereitzustellen, zumal die Kongressabgeordneten nach dem Abschluss der OMB-Beamten dem immer noch nicht zustimmen würden. Es wurde beschlossen, etwa fünfeinhalb Milliarden Dollar für die Entwicklung und Produktion des Shuttles bereitzustellen (d. h. mehr als die Hälfte dessen, was für ein vollständig wiederverwendbares Shuttle benötigt wird), wobei in einem bestimmten Jahr nicht mehr als eine Milliarde Dollar ausgegeben werden dürfen .

Um das Shuttle im Rahmen der bereitgestellten Mittel erstellen zu können, war es notwendig, das System teilweise wiederverwendbar zu machen. Zunächst wurde das Grumman-Konzept kreativ überarbeitet: Die Größe des Shuttles wurde reduziert, indem beide Treibstoffpaare in einem externen Tank untergebracht wurden, und gleichzeitig wurde die erforderliche Größe der ersten Stufe reduziert. Das folgende Diagramm zeigt die Größe eines vollständig wiederverwendbaren Raumflugzeugs, eines Raumflugzeugs mit einem externen Wasserstofftank (LH2) und eines Raumflugzeugs mit einem externen Sauerstoff- und Wasserstofftank (LO2/LH2).

Dennoch überstiegen die Entwicklungskosten die aus dem Haushalt bereitgestellten Mittel bei weitem. Infolgedessen musste die NASA auch auf die wiederverwendbare erste Stufe verzichten. Es wurde beschlossen, einen einfachen Booster an den oben genannten Tank anzuschließen, entweder parallel oder am Boden des Tanks:

Nach einigen Diskussionen wurde die Platzierung von Boostern parallel zum externen Tank genehmigt. Als Booster wurden im Wesentlichen zwei Optionen in Betracht gezogen: Feststoffraketen-Booster (SFU) und Flüssigtreibstoff-Raketenbooster, letztere entweder mit Turbolader oder mit Verdrängerversorgung von Komponenten. Aufgrund der geringeren Entwicklungskosten wurde beschlossen, sich auf TTU zu konzentrieren. Manchmal hört man, dass es angeblich eine Art zwingende Pflicht zur Verwendung von TTUs gab, die angeblich alles ruinierte – aber wie wir sehen, konnte der Ersatz der TTUs durch Booster mit Flüssigtreibstoffmotoren nichts reparieren. Darüber hinaus hätten Flüssigtreibstoffraketen, die ins Meer spritzen, wenn auch mit einem Verdrängungsvorrat an Komponenten, tatsächlich noch mehr Probleme als Feststoffraketen.

Das Ergebnis war das Space Shuttle, das wir heute kennen:

Na und Kurzgeschichte seine Entwicklung (anklickbar):

Epilog

Das Shuttle war kein so erfolgloses System, wie es heute üblicherweise dargestellt wird. In den achtziger Jahren startete das Shuttle 40 % der gesamten in diesem Jahrzehnt gelieferten Trägerraketenmasse in die erdnahe Umlaufbahn, obwohl seine Starts nur 4 % der Gesamtzahl der ILV-Starts ausmachten. Es beförderte auch den Löwenanteil der Menschen, die bisher dort waren, in den Weltraum (außerdem ist der eigentliche Bedarf an Menschen im Orbit noch unklar):

Zu Preisen von 2010 betrugen die Kosten des Programms 209 Milliarden. Wenn man diese durch die Anzahl der Starts dividiert, kommt man auf etwa 1,5 Milliarden pro Start. Zwar hängt der Hauptteil der Kosten (Design, Modernisierung usw.) nicht von der Anzahl der Starts ab – daher beliefen sich die Kosten für jeden Flug Ende der 2000er Jahre nach Schätzungen der NASA auf etwa 450 Millionen Dollar. Dieser Preis gilt jedoch bereits am Ende des Programms und auch nach den Katastrophen von Challenger und Columbia, die zu zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen und einem Anstieg der Startkosten führten. Theoretisch waren die Startkosten Mitte der 80er Jahre, vor der Challenger-Katastrophe, viel niedriger, aber ich habe keine konkreten Zahlen. Ich möchte nur darauf hinweisen, dass die Startkosten für Titan IV Centaur in der ersten Hälfte der neunziger Jahre 325 Millionen US-Dollar betrugen, was sogar etwas höher ist als die oben genannten Startkosten für das Shuttle zu Preisen von 2010. Doch es waren die schweren Trägerraketen der Titan-Familie, die dem Shuttle bei seiner Entstehung Konkurrenz machten.

Aus kommerzieller Sicht war das Shuttle natürlich nicht kosteneffektiv. Übrigens beunruhigte die wirtschaftliche Unzweckmäßigkeit einst die Führung der UdSSR sehr. Sie verstanden die politischen Gründe, die zur Entstehung des Shuttles führten, nicht und entwickelten verschiedene Zwecke dafür, um seine Existenz in ihren Köpfen irgendwie mit ihren Ansichten über die Realität zu verbinden – den sehr berühmten „Tauchgang nach Moskau“ oder die Stationierung von Waffen im Weltraum. Yu.A. Mozzhorin, Direktor des Zentralen Forschungsinstituts für Maschinenbau und Leiter der Raketen- und Raumfahrtindustrie, erinnerte sich 1994: „ Das Shuttle brachte 29,5 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn und konnte bis zu 14,5 Tonnen Fracht aus der Umlaufbahn befördern. Das ist sehr ernst, und wir haben begonnen zu untersuchen, zu welchem ​​Zweck es gebaut wird. Schließlich war alles sehr ungewöhnlich: Das Gewicht, das in Amerika mit Einwegträgern in die Umlaufbahn gebracht wurde, erreichte nicht einmal 150 Tonnen/Jahr, aber hier war geplant, 12-mal mehr zu erreichen; Nichts wurde aus der Umlaufbahn herabgestiegen, und hierher sollte es 820 Tonnen pro Jahr zurückkehren... Dabei handelte es sich nicht nur um ein Programm zur Schaffung einer Art Raumfahrtsystem unter dem Motto, die Transportkosten zu senken (unsere Studien an unserem Institut zeigten, dass keine Reduzierung erfolgte). tatsächlich beobachtet werden würde), hatte sie ein klares Ziel militärischer Zweck. Und tatsächlich begann man zu dieser Zeit über die Entwicklung leistungsstarker Laser, Strahlwaffen und Waffen auf der Grundlage neuer physikalischer Prinzipien zu sprechen, die es theoretisch ermöglichen, feindliche Raketen in einer Entfernung von mehreren tausend Kilometern zu zerstören. Gerade die Schaffung eines solchen Systems sollte dazu dienen, diese neue Waffe unter Weltraumbedingungen zu testen"Eine Rolle bei diesem Fehler spielte die Tatsache, dass das Shuttle unter Berücksichtigung der Anforderungen der Luftwaffe hergestellt wurde, die UdSSR jedoch die Gründe für die Beteiligung der Luftwaffe an dem Projekt nicht verstand. Sie dachten, dass das Projekt wurde ursprünglich vom Militär initiiert und diente tatsächlich militärischen Zwecken. Tatsächlich brauchte die NASA das Shuttle dringend, um über Wasser zu bleiben, und die Unterstützung der Luftwaffe im Kongress hing davon ab, dass die Luftwaffe forderte, dass das Shuttle grün gestrichen und dekoriert wurde Girlanden hätte man schon in den Achtzigern versucht, das Shuttle ins Programm zu holen, aber als es in den Siebzigern entworfen wurde, war von so etwas noch keine Rede.

Ich hoffe, der Leser versteht jetzt, dass die Beurteilung der Wiederverwendbarkeit von Raumfahrtsystemen am Beispiel des Shuttles eine äußerst erfolglose Idee ist. Die Frachtströme, für die das Shuttle gebaut wurde, kamen aufgrund der Ausgabenkürzungen der NASA nie zustande. Das Design des Shuttles musste zweimal erheblich geändert werden, zunächst aufgrund von Forderungen der Luftwaffe, für die die NASA politische Unterstützung benötigte, und dann aufgrund der Kritik der OMB und unzureichender Mittel für das Programm. Alle ökonomischen Rechtfertigungen, auf die in Diskussionen um die Wiederverwendbarkeit mitunter Bezug genommen wird, tauchten zu einer Zeit auf, als die NASA das aufgrund der Anforderungen der Air Force ohnehin schon stark mutierte Shuttle um jeden Preis retten musste, und sind einfach weit entfernt. geholt. Darüber hinaus haben dies alle Teilnehmer des Programms verstanden – sowohl der Kongress als auch Weißes Haus, und die Luftwaffe und die NASA. Beispielsweise konnte die Michoud Assembly Facility höchstens etwa zwanzig externe Treibstofftanks pro Jahr produzieren, das heißt, von sechsundfünfzig oder gar dreißig Flügen pro Jahr war keine Rede, wie im Mathematica-Bericht.

Fast alle Informationen habe ich einem wunderbaren Buch entnommen, dessen Lektüre ich jedem, der sich für das Thema interessiert, empfehle. Außerdem wurden einige Textpassagen aus Beiträgen von uv übernommen. Tico in diesem Thema.