Последний дюйм: сможет ли SpaceX возить астронавтов на МКС

В воскресенье, 19 января, состоится испытание системы спасения пилотируемого космического корабля Crew Dragon. Первоначально тест был запланирован на предыдущий день, но отложен из-за плохой погоды.
В случае его успешного проведения специалисты компании SpaceX начнут готовиться к первому пилотируемому запуску к Международной космической станции, проведенному частной компанией. Я расскажу, почему эта миссия стала такой важной для США, и как у частной компании получилось обогнать корпорацию Boeing.
Соперники
Вот уже более восьми лет, с июля 2011 года, в мире существуют всего две страны, способные осуществлять космические пилотируемые запуски. Это Россия и Китай. Всё это время США вынуждены пользоваться помощью нашей страны для доставки астронавтов на Международную космическую станцию.
Тем не менее, NASA работало над тем, чтобы вновь начать полеты пилотируемых кораблей, однако процесс оказался гораздо более длительным, чем казалось поначалу.
В 2014 году стартовала программа по развитию частных пилотируемых космических кораблей для доставки астронавтов на Международную космическую станцию. Ее финалистами стали SpaceX и Boeing, устроившие между собой негласное соревнование, кто первым сможет осуществить проект. Сроки первого пилотируемого запуска переносились несколько раз.

Для компании SpaceX основными причинами, затормозившими разработку, стали взрыв на стартовой площадке в сентябре 2016 года и авария во время наземных испытаний корабля в апреле 2019 года. Для Boeing, судя по всему, главным тормозом оказались проблемы внутри компании и высокий уровень забюрократизированности процессов разработки. Всё это и привело к тому, что программа подходит к своему финалу лишь сейчас.

Компания SpaceX в разработке пилотируемого космического корабля придерживалась достаточно консервативного подхода. Она использовала уже многократно опробованные и испытанные ракеты Falcon 9, имеющие большой налет. Пилотируемый корабль Dragon V2, он же Crew Dragon, создавался на основе уже многократно испытанного транспортного Dragon, регулярно совершающего грузовые полеты к МКС.

В то же время корпорация Boeing почему-то решила, что успеет за те же сроки справиться с созданием полностью новой транспортной системы из корабля Starliner, не имеющего налета в беспилотном варианте, и усовершенствованной версии ракеты Atlas-V N22.
Программа очевидно отставала от темпов SpaceX, несмотря на частично успешный запуск, состоявшийся в декабре 2019 года. После вывода космического корабля на запланированную суборбитальную траекторию с апогеем 181,5 километров и перигеем 72,8 километра случилась непредвиденная ситуация.
Бортовой компьютер в результате программной ошибки начал маневр довыведения корабля на орбиту и израсходовал слишком много топлива. После этого уже не было никакой возможности совершать маневры стыковки с МКС, а потому миссию пришлось прервать задолго до ее окончания, посадив космический корабль на полигоне Уайт-Сэндз в штате Нью-Мексико.
Сейчас проводится расследование причин сбоя, по результатам которого будет решено, что делать дальше. Вполне возможно, что в первой половине 2020 года придется совершить еще один беспилотный запуск, и только после успеха приступать к подготовке пилотируемого.

Уже сейчас можно сказать, что SpaceX обогнала огромную корпорацию и, вполне возможно, попробует выторговать себе самые интересные и удобные контракты. SpaceX остался последний тест и подготовка к пилотируемому запуску, а Boeing нужно завершить расследование «частично успешного» запуска и совершить еще один такой же, как можно быстрее и на этот раз полностью успешный.
С учетом свалившихся на корпорацию проблем, сейчас скорость уже не так важна. Куда важнее не допустить ни единой ошибки. Больше такого «частично успешного» запуска NASA не выдержит и наверняка начнет говорить об изменениях условий контракта.
На финишной прямой
Сейчас перед компанией SpaceX осталось последнее препятствие — испытание на прерывание полета. Это один из стандартных тестов, позволяющий комплексно протестировать систему аварийного спасения корабля. Сразу после него можно начинать подготовку первого старта космического корабля Crew Dragon с экипажем.
Для старта используется практически стандартный Crew Dragon, только без систем стыковки и некоторых внутренних деталей, не участвующих в процессе. Внутри корабля будут находиться два манекена астронавтов. Датчики, установленные на них, позволят определить перегрузки, испытанные во время работы системы аварийного спасения.

Через 84 секунды после старта, когда Falcon 9 будет лететь со скоростью 1.8 Маха, более чем в 18 километрах над уровнем моря, должна сработать система аварийного спасения (САС). Включатся двигатели SuperDraco, корабль Crew Dragon отсоединится от носителя и в течение 10 секунд отойдет на безопасное расстояние.
Тест позволит проверить, как системы корабля справляются в случае нештатных ситуаций. В частности, как справятся двигатели SuperDraco (именно такой и стал причиной аварии во время наземных испытаний корабля в апреле 2019 года), как сработают парашюты.
Кстати, в отличие от «тянущей» схемы, когда система аварийного спасения вынесена наружу (такая используется в «Союзах» и «Аполлонах»), на верхнюю часть космического корабля, в Crew Dragon аварийные двигатели интегрированы в сам корабль.

Все восемь двигателей будут включаться одновременно для максимально быстрого отдаления от аварийной ракеты-носителя. Обновленный негерметический отсек с системой закрылков будет оставаться соединенным с капсулой для стабилизации полета. Затем сработает система парашютов, которая приводнит капсулу космического корабля в океан, примерно в 30 километрах от берега.
Что будет дальше
В случае удачного завершения теста перед SpaceX уже не будет никаких препятствий перед совершением пилотируемого полета. Согласно предварительным договоренностям, в начале мая американские астронавты NASA Даг Хёрли и Боб Бенкен смогут отправиться на Международную космическую станцию.
Монополия «Роскосмоса» на доставку экипажей на МКС будет тогда нарушена — по крайней мере, количество астронавтов NASA, использующих российские «Союзы», скорее всего, снизится.
Впрочем, работа Crew Dragon (если, конечно, корабль справится с тестом) выведет безопасность астронавтов, работающих на МКС, на совершенно новый уровень. Дело в том, что в случае чрезвычайной ситуации на станции появится дополнительная возможность в кратчайшие сроки организовать спасательную операцию или обеспечить эвакуацию персонала.
Поэтому с точки зрения мировой космонавтики успешные испытания Crew Dragon станут важным шагом вперед для отрасли в целом.