NASA: Планы на будущее

Космический год завершился для NASA 15 декабря успешной отправкой нового экипажа на Международную космическую станцию (МКС). В действующей программе Космического агенства США работа с МКС по-прежнему является основной составляющей, в то время как подготовка пилотируемого полета на Марс остаётся приоритетной долгосрочной целью. Считается, что запаса прочности МКС должно хватить примерно до 2028 года, после этого ее эксплуатация станет возможна только при условии капитального ремонта и замены ее важнейших компонентов, в том числе солнечных батарей.

После завершения программы «Космическая транспортная система», более известной как «Спейс шаттл» у США не осталось пилотируемых кораблей способных осуществлять полеты к МКС. Изначально проблемы предполагалось решить с помощью программы «Созвездие» провозглашенной Джорджом Бушем в 2004 г. Но после прихода к власти Барака Обама, программа подверглась ревизии и была отменена, как чересчур амбициозная. Было также принято историческое решение о передаче частным компаниям организации пилотируемых полётов на околоземной орбите.

На данный момент, полеты к МКС осуществляются NASA с использованием 2 частных пилотируемых кораблей.  Это автоматический грузовой космический корабль Cygnus разработанный Orbital Sciences Corporation и транспортный космический корабль компании SpaceX – Dragon. Запуск Cygnus осуществляется с помощью ракеты-носителя американо-украинского производства — Антарес, ранее именовавшейся Taurus II. В связи с переоборудованием ракеты-носителя Антарес после аварии миссии Cygnus CRS Orb-3, на данный момент для запуска используется ракета-носитель «Atlas-5» компании United Launch Alliance (ULA), созданной  компаниями Boeing и Lockheed Martin.

Для доставки грузов на МКС космическое ведомство США использует еще коммерческий корабль Dragon, созданный компанией Space X. Dragon — единственный в мире действующий грузовой космический корабль, способный возвращаться на Землю. В качестве носителя выступает созданная Space X ракета Falcon 9. Именно с ней связаны попытки посадить на землю 1 ступень ракеты-носителя для использования в последующих пусках.

Кроме того, компания разрабатывает корабль Dragon V2: многоразовый пилотируемый космический корабль, предназначенный для доставки людей на Международную космическую станцию и возвращения их на Землю. 16 сентября 2014 года компания SpaceX с тандемом Dragon V2 и Falcon 9 стала одним из двух победителей конкурса в рамках подпрограммы Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap) и получила контракт от NASA на сумму 2,6 миллиарда долларов США для завершения разработки корабля и его сертификации для полётов к МКС. В мае NASA подписало аналогичное соглашение с корпорацией Boeing на 4.2. млрд., которая создает для полетов к орбитальному комплексу корабль CST-100 Starliner. Аппарат должен обладать возможностью оставаться пристыкованным к станции в течение 210 дней, чтобы обеспечивать доставку экипажей обратно на Землю, а в случае необходимости — их экстренную эвакуацию.

Компании планируют завершить сооружения своих кораблей к концу 2017 года, чтобы на следующий год приступить к регулярным рейсам на МКС. А до тех пор астронавты будут добираться туда на «Союзах». В августе 2015 года NASA продлило соответствующее соглашение с Роскосмосом, заплатив еще 490 млн долларов за шесть мест на период до конца 2018 года. Американцы начали пользоваться услугами российского «космического такси» в 2012 году после того, как была прекращена эксплуатация шаттлов.

Грузы на станцию доставляют также российские «Прогрессы», европейские ATV и японские Kounotori.

Важно место в космическом пазле планов США отводиться пилотируемому кораблю Orion компании Lockheed Martin. Разрабатываемый еще с середины 2000-х годов в рамках программы «Созвездие», целью которой было возвращение американцев на Луну, доставки людей и грузов на Международную космическую станцию (МКС), а в дальнейшем полеты к Марсу. Диаметр корабля «Орион» — 5,3 метра (16,5 футов), масса корабля — около 25 тонн.

Форма основной части корабля «Орион» схожа с формой предыдущих космических кораблей «Аполлон», но при его создании используются новейшие достижения в компьютерной технике, в электронике, в технологии систем жизнеобеспечения, в технологии теплозащитных систем. При полётах на МКС, в экипаж «Ориона» могут входить до 6 астронавтов. В экспедиции к Луне планировалось отправлять по четыре астронавта

Свой первый испытательный полет в автоматическом режиме он совершил в декабре 2014 года.  Космическое ведомство США объявило, что в свой первый полет с астронавтами на борту Orion отправится не позже апреля 2023 года, а до этого — предположительно в 2018 году — впервые должен быть осуществлен запуск корабля с помощью новой тяжелой ракеты-носителя «Space launch System» SLS, созданием которой занимается Boeing.

В NASA допускают, что первый пилотируемый полет корабля может состояться и раньше 2023 года, если и он, и ракета-носитель будут к этому полностью готовы. Зависеть это будет во многом от финансирования проекта, на который уже израсходовано 4,7 млрд долларов. Начиная с 2016 финансового года и до апреля 2023-го, космическое ведомство США планирует затратить на программу Orion еще около 7 млрд долларов.

Предполагается, что в ходе своего первого полета с астронавтами на борту Orion отправится на низкую околоземную орбиту, а во время второго, дата которого пока не определена, может совершить путешествие к Луне. После этого NASA хотела бы проводить такие испытательные полеты ежегодно, а в качестве одного из возможных пунктов назначения рассматривает астероид. К середине 2030-х годов космическое ведомство США надеется организовать с помощью Orion первое путешествие человека на Марс.

Значительные средства отпущены и на носитель SLS. В 2016 финансовом году — 2 млрд долларов, причем Конгресс, отдавая приоритет этому проекту, увеличил соответствующий запрос администрации сразу на 640 млн долларов. В конце ноября НАСА заключило соглашение с компанией Aerojet Rocketdyne на создание для SLS новых двигателей. Сумма контракта, рассчитанного до сентября 2024 года, составляет 1,16 млрд долларов.

Ракета будет сконструирована в разных модификациях и сможет выводить на орбиту грузы массой от 70 до 130 тонн. По расчетам NASA, один ее запуск будет стоить около 500 млн долларов — в полтора раза меньше, чем в свое время стоила каждая миссия шаттлов. Новый носитель и Orion вместе составят интегрированную многофункциональную систему для пилотируемых полетов в дальний космос.

Стоит упомянуть и «Dream Chaser» («Бегущий за мечтой») — многоразовый космический корабль, разрабатываемый американской компанией SpaceDev, подразделением Sierra Nevada Corporation. Конструкция базируется на проекте орбитального самолёта HL-20 который НАСА разрабатывало в начале 1990-х годов. Предполагается возможность не только планирования, как у кораблей Спейс шаттл, но и самостоятельный полёт и посадка на любые взлётные полосы длиной не менее 2,5 км.  14 января 2016 года NASA выбрала грузовую версию корабля Dream Chaser в качестве одного из трёх победителей конкурса по второй фазе программы снабжения Международной космической станции Commercial Resupply Services 2 (CRS2). Компании гарантируются как минимум 6 грузовых миссий к МКС в период с 2019 по 2024 года. Грузовая версия корабля будет иметь складывающиеся крылья, что даст возможность запускать аппарат внутри пятиметрового обтекателя, с помощью различных ракет-носителей (Atlas V и Ariane 5). Грузовой вариант сможет доставить на МКС до 5 тонн герметичного груза и до 500 кг негерметичного, а также способен возвращать до 1750 кг герметичного груза на Землю.

Нельзя обойти вниманием и New Shepard — многоразовый корабль и ракета для суборбитальных полётов, создаваемые американской компанией Blue Origin. Представляет собой пилотируемую капсулу, стартующую вертикально с помощью одноступенчатой многоразовой ракеты и затем приземляющуюся с помощью парашютов. Ракета совершает самостоятельный спуск и вертикальную посадку с помощью двигателя. Основным предназначением системы является космический туризм. 24 ноября 2015 года запустили космический корабль New Shepard на высоту более 100 км и вернули его ступень на Землю с помощью вертикальной посадки

В 2015 году была достигнута некоторая определенность со сценарием, по которому планируется осуществить «астероидный проект». Было решено отказаться от идеи доставить на окололунную орбиту астероид целиком и решили перетащить туда его обломок или огромный валун, лежащий на его поверхности. Для этого к астероиду, на который падет выбор экспертов, будет направлен автоматический аппарат. Ему предстоит захватить фрагмент небесного тела в металлическую ловушку и доставить к естественному спутнику Земли. По прогнозам NASA, на эту операцию уйдет несколько лет.

Самой большой статьей расходов НАСА, как и в прошлые годы, стали научные исследования — на эти цели было выделено около 5,3 млрд долларов. Средства пошли на программы наблюдения за Землей из космоса, изучения различных планет Солнечной системы, а также создания нового телескопа им. Джеймса Уэбба, который должен отправиться на орбиту в 2018 году.

Наибольшее внимание из всех научных проектов НАСА в этот период привлек, пожалуй, первый в истории полет к Плутону автоматической станции New Horisons («Новые горизонты»). 14 июля она приблизилась к карликовой планете и передала на Землю информацию о ее строении и составе атмосферы.

Аппарат был запущен в январе 2006 года и преодолел в космическом пространстве около 5 млрд км. Пролетев мимо Плутона на скорости 14 км в секунду, он направился к другим объектам в поясе Койпера — области за орбитой Нептуна, где расположены десятки тысяч небольших небесных тел, в основном комет и карликовых планет. Стоимость проекта оценивается в 720 млн долларов.

Продолжалась также миссия Cassini — межпланетной станции, вышедшей на орбиту Сатурна в 2004 году. С тех пор она с помощью научных приборов ведет наблюдения за шестой планетой Солнечной системы и ее спутниками. НАСА рассчитывает, что этот проект, осуществляемый совместно с ЕКА, продлится в течение еще двух лет

Кроме того, американские специалисты запустили в 2015 году «квартет» научных спутников для изучения магнитосферы Земли. По мнению НАСА проект позволит изучить магнитное пересоединение — фундаментальный процесс, происходящий повсюду во Вселенной, когда магнитные поля соединяются и разъединяются, вызывая взрывной эффект, выбрасывая энергию и разгоняя элементарные частицы почти до скорости света.

В 2016 году на научные программы из бюджета НАСА выделяется 5 млрд 589 млн долларов. Причем Конгресс увеличил запрос администрации по этой статье на 300 миллионов. Почти вся прибавка предназначена для планетарных исследований, а в наибольшем выигрыше оказался проект Europa Clipper, на который законодатели не пожалели 175 млн долларов, хотя запрос был сделан лишь на 30 миллионов.

По замыслам ученых, Clipper поможет ответить на вопрос, есть ли жизнь на Европе — одном из четырех самых крупных спутников планеты-гиганта Юпитера, открытых Галилео Галилеем в 1610 году. Орбитальная обсерватория, оснащенная девятью научными приборами, отправится в полет в 2020-е годы. Стоимость проекта без учета расходов на запуск с помощью ракеты-носителя оценивается примерно в 2 млрд долларов.

В целом бюджет НАСА на 2016 финансовый год составит 19 млрд 285 млн долларов, что примерно на 1,2 млрд больше, чем в 2015 году. Администрация Барака Обамы хотела увеличить его лишь на 500 млн долларов, но Конгресс сделал космическому ведомству щедрый подарок, повысив бюджетный запрос еще на 756 миллионов.