С неба на воду

Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения разработали систему посадки на водную поверхность многоразовых космических кораблей, которые относятся к типу орбитальных самолетов. Такие летательные аппараты выводят на орбиту с помощью ракеты, а посадку они производят самостоятельно за счет имеющихся крыльев точно так же, как и обычные авиалайнеры. Самые знаменитые орбитальные самолеты — это американские шаттлы и советский «Буран». Сейчас действующих космических кораблей этого типа нет. Однако работу по их созданию ведут как за рубежом, так и в нашей стране.

Главные преимущество технологии по сравнению с существующими космическими кораблями — возможность многоразового использования летательного аппарата и его приземление в любой заданной точке. Правда, для посадки такого орбитального самолета нельзя использовать обычные аэродромы — нужна специальная взлетно-посадочная полоса, которая сможет выдержать гораздо более серьезные нагрузки, чем те, что вызывают обычные воздушные суда. Строительство такой инфраструктуры требует серьезных финансовых вложений, и на территории СНГ таких объектов всего три.

Вместо них ученые из Санкт-Петербурга предлагают использовать для посадки водную поверхность. Для этого подойдет залив или бухта, которые легко найти в любой точке планеты. Согласно их задумке, орбитальный самолет, постепенно снижаясь, должен состыковаться со специальным экранопланом — транспортным средством, которое движется на небольшой высоте над поверхностью воды c большой скоростью за счет создания воздушной подушки.

— Идея заключается в том, чтобы задать четырехмерную траекторию с учетом времени движения орбитального самолета относительно экраноплана. После того как они сближаются, экраноплан захватывает самолет специальным манипулятором и осуществляет стыковку. Затем они вместе спускаются на воду, — сказал доцент кафедры аэрокосмических измерительно-вычислительных комплексов ГУАП Александр Княжский.

По словам разработчиков, кроме большого выбора возможных мест посадки технология позволит отказаться от необходимости устанавливать на космический корабль шасси. А это значит, что летательный аппарат сможет взять с собой на орбиту на несколько тонн больше полезной нагрузки.

Стыковка с экранопланом может производиться на скорости от 200 до 500 км/час и на высоте около 200 м. После этого с помощью воды необходимо охладить и отмыть от радиоактивных частиц поверхность космического корабля. За счет довольно массивного манипулятора погрешность при сближении посадочной платформы и самолета может достигать 6 м и всё равно приземление пройдет успешно. По оценкам ученых, при наличии подходящего экраноплана и орбитального самолета для создания первой рабочей версии системы понадобится около пяти лет.

Кроме посадки космических кораблей, технологию можно использовать для аварийного приземления гражданских самолетов. В том случае если они по каким-то причинам не могут сесть на аэродром, их тоже можно состыковать с экранопланом и, возможно, спасти таким образом жизнь пассажиров.

Снизить градус

Экраноплан — очень интересная система со своими преимуществами, уверен глава компании Alpha Robotics Venture, занимающейся космическими проектами, Владимир Белый. Их начали разрабатывать еще в советское время. Было построено несколько машин. Они имеют очень большую грузоподъемность за счет сплошного крыла. Благодаря этому экранопланы могут служить и для посадки самолетов, пояснил специалист.

— Эту технологию вполне реально использовать для захвата орбитальных самолетов. Но для воплощения этой идеи необходима высокая слаженность, чтобы точно работали системы технического зрения, ориентирования, акселерометры и системы позиционирования, — сказал Владимир Белый.

Использование системы посадки, предложенной специалистами из Санкт-Петербурга, связано с целым рядом проблем. Орбитальному самолету обязательно нужны крылья и хвост, которые бесполезны в космосе, но создают дополнительную массу. При этом не ясно, как гасить высокую скорость космического корабля перед приземлением. «Буран» и шаттлы тормозились об атмосферу, из-за чего их корпус очень сильно нагревался, и один из американских аппаратов из-за этого погиб, рассказал «Известиям» член-корреспондент Российской академии космонавтики Андрей Ионин.

— Здесь орбитальный самолет, нагретый до очень больших температур, предлагают сажать на экраноплан, скользящий по поверхности моря, и с помощью воды охлаждать его. Что будет, если при такой высокой температуре попробовать охладить корпус водой, предсказать сложно. Преимущества предложенной системы в возможности многоразового использования летательного аппарата. Но насколько идею можно реализовать на практике, неизвестно, — отметил эксперт.

Сейчас нет спроса на подобные системы посадки, и все они находятся на этапе предварительной проработки. Когда они будут востребованы, сказать сложно, хотя они могут быть очень перспективны, считает эксперт в космической отрасли Александр Железняков.

— Посадка на воду — это один из возможных вариантов, но пока на этот счет можно только теоретизировать и строить планы на достаточно далекое будущее, — сказал он.

При разработке орбитальных самолетов принципиальным будет способ их вывода на орбиту и полет по орбите, а система посадки — это вторичный вопрос, заключил эксперт.