Зачем частному бизнесу орбитальные станции

Частную орбитальную космическую станцию Orbital Reef («Орбитальный риф») планируют запустить в 2025–2030-е годы. Иллюстрация с сайта www.orbitalreef.com

Американский предприниматель, глава интернет-компании Amazon.com, основатель и владелец аэрокосмической компании Blue Origin Джефф Безос объявил о создании частной орбитальной космической станции – Orbital Reef («Орбитальный риф»). Ее планируют запустить в 2025–2030 годах. Согласно проекту, орбитальная станция станет своеобразным «бизнес-парком», способным вместить до 10 человек одновременно, – микс бизнес-центра, VIP-клуба и мини-отеля. Таким образом, «Орбитальный риф» может стать третьей орбитальной станцией после Международной космической станции (МКС) и китайской «Тяньгун», функционирующей одновременно с ними в космосе. Такого еще не было в истории мировой космонавтики.

Мало того, при некотором удачном стечении обстоятельств (если планы России по созданию национальной орбитальной станции не останутся просто в конструкторских чертежах; если будет продлен срок эксплуатации МКС), то может сложиться уникальная ситуация: на околоземной орбите одновременно будут находиться четыре обитаемых (или по крайней мере посещаемых) космических объекта.

Всем – «Салют»!

Пилотируемая космонавтика стала побочным продуктом развития военного космоса, холодной войны и гонки вооружений. Ведь легендарная советская ракета Р-7, на которой был выведен на околоземную орбиту и первый спутник, и первый человек, предназначалась в первую очередь для доставки ядерного оружия.

Орбитальная космическая станция ОКС «Салют» стала первой в мире пилотируемой станцией. Она была создана на базе военных наблюдательных станций «Алмаз», разработанных в КБ Владимира Николаевича Челомея. Несколько корпусов орбитальных станций были переданы из КБ Челомея в КБ Сергея Павловича Королева. Челомей впоследствии оценил это решение как «пиратский набег на его остров». Тем не менее считается, что первый «Салют» был разработан в КБ Королева. Он был выведен на орбиту ракетой-носителем «Протон-К» 19 апреля 1971 года.

Станция представляла собой тяжелый искусственный спутник Земли (ИСЗ), длительное время функционирующий на околоземной орбите. На станции размещалось большое количество приборов и оборудования, что позволяло использовать ее для решения многих научных и прикладных задач – изучения околоземного космического пространства, атмосферы Земли и ее природных ресурсов, проведения астрономических, радиоастрономических и метеорологических наблюдений, медико-биологических и технологических исследований в условиях космических полетов. Создание орбитальных станций со сменяемыми экипажами типа «Салют» было важным и новым этапом в развитии космонавтики СССР.

Основа всех советских орбитальных станций – рабочий отсек (РО): цилиндр диаметром 2,9 м и длиной 3,5 м соединялся конической проставкой с цилиндром большего диаметра (4,15 м) и длиной 2,7 м.

В цилиндре малого диаметра размещался центральный пост управления станцией, зона отдыха, места для хранения и принятия пищи, спальные места. В цилиндре большого диаметра находилось научное оборудование, спортивные тренажеры, душевая установка, в отдельном изолированном отсеке – космический туалет. Масса станции составила 18,4 т. Она была рассчитана на полет двух космонавтов.

11 октября 1971 года, пробыв на орбите 175 суток, станция по командам ЦУПа была сведена с орбиты и вошла в плотные слои атмосферы. Несгоревшие обломки упали в Тихий океан.

«Скайлэб» (англ. Skylab, от англ. sky laboratory – небесная лаборатория) – первая и единственная пока национальная орбитальная станция США – была предназначена для технологических, астрофизических, медико-биологических исследований, а также для наблюдения Земли. Она была запущена 14 мая 1973 года, приняла три экспедиции на кораблях «Аполлон» с мая 1973 по февраль 1974 года, сошла с орбиты и разрушилась 11 июля 1979 года.

Длина «небесной лаборатории» – 24,6 м, максимальный диаметр – 6,6 м, масса – 77 т, внутренний объем – 352,4 куб. м. Высота орбиты – 434–437 км (перигей-апогей). Массогабаритные параметры и полезный объем «Скайлэб» значительно превышали характеристики советских орбитальных станций серий ДОС-«Салют» и ОПС-«Алмаз». Также американская станция стала первой, где экипажи работали многократно, и первой была оснащена двумя стыковочными узлами (хотя второй никогда использован не был).

Ответом СССР стал «Мир» – советско-российская пилотируемая научно-исследовательская орбитальная станция, функционировавшая в околоземном космическом пространстве с 20 февраля 1986 года по 23 марта 2001 года. Базовый блок был выведен на орбиту ракетой-носителем «Протон». Первая многомодульная обитаемая орбитальная станция. Спроектирована в НПО «Энергия».

В состав станции входили следующие модули: базовый блок, «Квант-1», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр», стыковочный модуль, модуль «Природа». Основой для модулей послужили станции серии «Салют» и космические корабли ТКС. Станция была обитаема с 13 марта 1986 года по 16 июня 2000 года. Обслуживалась кораблями серий «Союз» и «Прогресс». Провела 5511 суток на орбите Земли, из них 4594 дня была обитаема, совершив 86 331 оборот вокруг планеты.

За время существования станции на ней было проведено более 23 тыс. экспериментов, поставлены два рекорда продолжительности пребывания в космосе – Валерием Поляковым и Шеннон Лусид. На станции побывали 104 космонавта из 12 стран в составе 28 экспедиций. В открытый космос вышли 29 космонавтов и 6 астронавтов. Были произведены первые эксперименты над растениями.

Орбитальная станция «Мир» была затоплена в Тихом океане 23 марта 2001 года по причине устаревания оборудования и недостатка финансовых средств на ее поддержание.

От МКС к РОСС и далее…

Ввиду высочайшей сложности и затратности создания орбитальных станций их разрабатывали пока только СССР/Россия, США, Европейский союз, Япония и Китайская Народная Республика.

К началу XXI века все эти, а также другие государства совместно создали и эксплуатируют Международную космическую станцию.

МКС – пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс, эксплуатируется с конца 1998 года по настоящее время. МКС – совместный международный проект, в котором участвуют 14 стран. МКС внесена в Книгу рекордов Гиннесса как самый дорогой объект, построенный человеком: общая стоимость станции составляет более 100 млрд долл.

Масса станции более 440 т, длина 109 м, ширина 73,15 м (с фермами), высота примерно 27,4 м, жилой объем 388 куб. м.

Согласованная продолжительность эксплуатации МКС – 2024 год включительно. Сейчас рассматривается возможность продления срока работы до 2028 года, а возможно, и до 2030-го.

Специалисты госкорпорации «Роскосмос» прогнозируют лавинообразный выход из строя элементов и систем оборудования на борту МКС после 2025 года. По некоторым расчетам, затраты на ее содержание после этого срока будут сопоставимы со стоимостью создания новой станции. Поэтому Россия планирует разработку нового национального пилотируемого космического комплекса на низкой околоземной орбите – Российской орбитальной служебной станции (РОСС).

Новая станция должна стать эволюционным шагом при реализации программы по изучению и освоению Луны, полетов к Марсу и реализации инновационных научно-технических программ в космосе.

Планируется, что многомодульная станция будет строиться по принципу открытой архитектуры и с неограниченным сроком эксплуатации за счет заменяемых модулей. Станция будет состоять из пяти модулей, ее масса составит 60 т.

О создании собственной станции «Тяньгун» («Небесный чертог») объявил несколько лет назад и Китай. Ее базовый модуль «Тяньхэ» («Гармония Неба и Земли») был запущен 29 апреля 2021 года. Строительство космической станции и полномасштабный ввод ее в эксплуатацию планируется завершить в 2022 году. Запуск второго и третьего модулей ожидается в мае-июне 2022 года и августе-сентябре 2022 года соответственно.

В случае успеха космическая станция «Тяньгун» станет третьей в мире многомодульной пилотируемой орбитальной станцией (после станций «Мир» и МКС), но меньшей по размерам. В собранном виде космическая станция из трех модулей имеет массу более 60 т, а со временем может быть расширена до 100 и более тонн.

Она размещается на низкой околоземной орбите на высоте от 340 до 450 км над поверхностью Земли. Представляет собой конструкцию, собираемую на орбите из отдельных модулей.

Коммерческий космос

Планы по созданию ОС имеют Иран и частные компании. Есть также планы по созданию окололунной международной орбитальной станции Deep Space Gateway. Хотя, по последним данным, американцы, главные идеологи и инициаторы создания окололунной станции, несколько охладели к этому проекту. Сроки ее создания сдвигаются на неопределенное время.

А вот частный бизнес в последнее время, наоборот, демонстрирует повышенную активность и заинтересованность в деле создания орбитальных станций. Так, в сфере космического туризма работает американская частная компания Bigelow Aerospace. Она планируют построить собственные космические станции, а не использовать в коммерческих целях отдельный блок на МКС.

Коммерческая космическая станция Bigelow (Bigelow Commercial Space Station, CSS) – частный орбитальный космический комплекс, на данный момент существует только в проекте. Планируется, что станция будет состоять из надувных элементов Sundancer и BA 330, стыковочного узла, солнечных батарей и пристыкованных пилотируемых капсул и иметь внутренний обитаемый объем существенно больше, чем у МКС. В проекте предусмотрено обеспечение пристыковки разных типов кораблей. Отелем будут пользоваться частные лица, профессиональные экипажи, а также корпоративные исследователи. Отбирать кандидатуры, возможно, будет компания Space Adventures.

В планы фонда Gateway Foundation также входит строительство собственного космодрома и первой космической станции Gateway с искусственной гравитацией. Действительно, надо отметить, что без создания систем искусственного тяготения – а пока это, хотя теоретически и возможно, практически нереально из-за огромных денежных затрат и технических трудностей – в ближайшие 50 лет такие отели на орбите не появятся.

Если космические отели и появятся, в первую очередь, как ни парадоксально, предназначены они будут для людей с ограниченными возможностями: некоторые болезни возможно более эффективно лечить в невесомости. Остается одна проблема: как этих людей безопасно доставить в космос, а потом вернуть назад?

В целом дебаты в обществе относительно перспектив орбитального строительства сводятся к обсуждению целесообразности его в аспекте космонавтики в более широком смысле.

Космос только тогда начнет всерьез служить людям, когда в нем будут решаться глобальные проблемы Земли. Скажем, чтобы достичь уровня высокоразвитых стран, России даже при нынешней численности населения необходимо увеличить добычу сырья и потребление энергии примерно в 30–40 раз. Но сделать это мешает угроза экологической катастрофы. Зато в космосе можно создать устройства, аккумулирующие, перерабатывающие и использующие солнечную энергию или передающие ее на Землю. Такие устройства позволят не только сохранить земные ресурсы, но и вынести в космос вредные и энергоемкие производства.