Самолеты проиграли ракетам. Зачем тогда нужен самолет-гигант Stratolaunch?

"Самый большой самолет в мире" - Scaled Composites Model 351 Stratolaunch - поднялся в небо 14 апреля. Он занял второе место в мире по величине и первое по размаху крыльев. Он был создан для запуска космических аппаратов, хотя в этом деле давно и успешно используют ракеты. Но США все равно развивают этот проект.

Новый самолет имеет собственное имя Roc, по-русски - "Рух". Так звали гигантскую птицу из арабского фольклора, которая была способна уносить в когтях слона.

При разговоре о "Рухе" возникают сравнения с советским гигантом Ан-225 "Мрия".

Размах крыльев "Руха" больше, чем у "Мрии" - 117 метров против 88-ми. Но "Мрия" длиннее (84 метра против 73-х у "Руха") и тяжелее (максимальная взлетная масса Ан-225 640 тонн против 589-ти у Model 351). Полезная нагрузка у них одинаковая - 250 тонн.

Эти два самых больших самолета были созданы с одной целью - обеспечить воздушный запуск космических аппаратов. Такие проекты сейчас - практически единственный повод для строительства сверхтяжелых самолетов.

Воздушный старт - плюсы и минусы

Идея заменить первую ступень ракеты, которая выводит космический аппарат на орбиту, на самолет возникла еще в 1950-х годах.

Она заключается в том, чтобы космический корабль (с разгонным блоком или без него) начинал свой полет в более разреженной атмосфере, куда его поднимает самолет, и уже имея начальную скорость. С появлением гиперзвуковых самолетов фактор начальной скорости стал играть еще большую роль.

Преимуществ у такого способа много. Самолет, с которого запускается космический аппарат, может выбрать направление запуска. Всей системе не нужен специальный космодром, можно выбирать и место пуска, например, запускать корабль над океаном или безлюдными районами, чтобы в случае аварии не подвергать риску людей на земле.

Кроме того, и первую ступень - самолет, и корабль можно сделать многоразовыми.

В целом воздушный пуск позволяет серьезно снизить затраты на вывод полезной нагрузки на орбиту и сделать полеты в космос коммерчески эффективными.

Однако у этого способа есть и свои недостатки, и главный из них - вес корабля, включая топливо для полета на орбиту и разгонные модули, ограничен грузоподъемностью самолета.

И 250 тонн, которые может поднять "Мрия" или "Рух", это минимум, необходимый для запуска более-менее крупного корабля.

Самолеты проиграли ракетам

В 1950-х годах, когда стали появляться проекты воздушного пуска, СССР и США участвовали в большой космической гонке, ревниво следя друг за другом.

В это же время в обеих сверхдержавах стали разрабатываться военно-космические программы.

В США была запущена программа военного космического самолета X-20 "Дайна-Сор", который выводился на орбиту при помощи ракеты.

Ответом на него был советский проект "Спираль", в котором уже фигурировал самолет-пусковая платформа.

Более поздняя американская программа космических шаттлов тоже изначально создавалась с возможностью воздушного запуска. Планировалось, что шаттлы будет запускать специальный самолет "Виртус", внешне похожий на "Рух". Его основой должны были служить два фюзеляжа от бомбардировщиков B-52 "Стратофортрес".

Другой вариант предусматривал самолет, созданный из двух тяжелых транспортных самолетов C5 "Гэлакси".

Во время испытаний шаттла "Энтерпрайз" были проведены его воздушные пуски. Аппарат отсоединялся во время полета от специального самолета-транспортировщика шаттлов, сделанного на основе "Боинга-747".

Советский самолет для космических запусков - Ан-225 "Мрия" (в переводе с украинского - "мечта") - был разработан в научно-производственном объединении "Молния". Предполагалось сделать его носителем в рамках проекта "Многоцелевая авиационно-космическая система" (МАКС). В это время в КБ Антонова разрабатывали сверхтяжелый транспортный самолет Ан-124 "Руслан". Однако он не мог поднять груз весом в 250 тонн и не был приспособлен для перевозки грузов на внешней подвеске.

"Мрия" была создана с применением элементов конструкций "Руслана". Предполагалось, что самолет будет запускать челнок, укрепленный на большом топливном баке. Однако в результате вес космического корабля с баком оказался слишком велик даже для "Мрии".

"У них получалось примерно 300 тонн. Но 300 тонн - это предел для "Мрии". Она раз десять поднимет 300 тонн, и можно списывать машину", - рассказал эксперт по космонавтике, главный редактор сайта buran.ru Вадим Лукашевич.

Кроме того, "Мрии", которая несла корабль с баком сверху на фюзеляже, для запуска приходилось бы совершать сложный маневр, сначала разгоняясь со снижением, а затем выполняя "горку", в самой высокой точке которой космический аппарат должен был отсоединяться от самолета. Запускать же двигатели до отсоединения, по словам Лукашевича, было слишком опасно.

"Это значит, что на спине "Мрии" надо зажечь двигатели. И при минимальной ошибке просто хвост бы спалили", - сказал эксперт.

В результате "Мрия", которую впервые выкатили в ноябре 1988 года, использовалась для перевозки космических челноков "Буран", элементов конструкции ракеты "Энергия" и других грузов. Ни одного воздушного пуска с нее произведено не было.

По словам Лукашевича, в СССР также разрабатывался проект сверхтяжелого самолета "Молния-1000" ("Геракл"), который мог бы обеспечить воздушный запуск 300-тонного корабля, но он так и не был реализован.

В итоге получилось так, что и американские, и советские программы воздушных пусков, появившиеся в 1950-х годах, проиграли "ракетным" программам из-за того, что самолеты-носители были в то время несовершенными, сказал Би-би-си глава Института космической политики Иван Моисеев.

"Ракета была более удобна для военных и поэтому получила развитие. Она была удобней скоростью, подготовкой к запуску, дальностью... Это была середина прошлого века, самолеты были ограничены в дальности. А потом, когда самолеты стали мощнее, они уже стали проигрывать, потому что ракеты были уже готовы, а самолеты надо было развивать", - рассказал он.

Почему же американцы не отказались от "самолетных пусков"?

Хотя ракеты и выиграли у самолетов гонку за космические запуски, это направление привлекает внимание инвесторов и предпринимателей.

Американская компания Scaled Composites строит свои самолеты для космических пусков по двухфюзеляжной схеме.

Компания реализует два проекта. Это система из самолета "Уайт Найт" (White Knight) и космического корабля "Спейсшип-1" (SpaceShipOne), которая уже совершила суборбитальные пилотируемые полеты в космос, а также самолет "Рух" (Model 351), созданный для программы Stratolaunch.

В обоих случаях самолеты для запусков имеют два фюзеляжа, в отличие от "Мрии", построенной по "классической" схеме с одним.

Британский миллиардер Ричард Брэнсон продолжает разрабатывать проект Virgin Galactic, в рамках которого космический корабль "Спейсшип-2" (SpaceShipTwo) стартует с самолета-носителя и совершит суборбитальный полет. 13 декабря 2018 года во время испытаний шаттл вышел в мезосферу - верхние слои атмосферы.

НАСА разрабатывает проект Towed glider air-launch system - планера, с которого в будущем, возможно, будут запускать космические корабли.

Проекты по запуску космических аппаратов с самолетов разрабатываются в Китае, Франции, России, Казахстане (проект "Ишим" по запуску спутников с высотных истребителей МиГ-31).

"Если сейчас делать воздушные пуски, те же Stratolaunch, то они будут ориентированы на легкие нагрузки. А именно в легких нагрузках - небольших спутниках, начиная с килограмма и кончая сотнями килограммов - у авиационного старта есть очень большой спрос, - сказал Иван Моисеев. - Тяжелые [нагрузки] все закрываются существующими носителями, а легкие не успевают. Поэтому сейчас очень многие работают либо над легкими ракетами-носителями, либо рассматривают возможности воздушного старта, который дает много преимуществ".