Андрей Ваганов
Макет летательного аппарата, оснащенного вращающимися лопастями для мягкого парашютирования.
Фото предоставлено пресс-службой конкурса научно-технических разработок молодых специалистов в области прикладных космических исследований
По данным начальника отдела эксплуатации районов падения Федерального космического агентства (ФКА) Андрея Полуаршинова, под падение отработавших ступеней ракет-носителей при запусках с космодрома Байконур, в России и Казахстане выделена территория общей площадью 95 тыс. квадратных километров. В том числе в России – 23 района падения общей площадью 49 тыс. километров: Новосибирская, Омская и Томская области, Республики Алтай, Тува и Хакасия, Красноярский и Алтайский края, Ханты-Мансийский автономный округ.
«Запуски космических аппаратов всегда сопровождаются падением на землю отделяющихся частей ракет-носителей, – подчеркнул Андрей Полуаршинов. – Это отработавшие ступени, головные обтекатели, соединительные отсеки, обеспечивающих выведение ракеты. Размеры и местоположение районов падения этих частей для каждой трассы определяются требованиями к орбитам космических аппаратов, их массой, энергетическими характеристиками ракет и выбираются, по возможности, в местах наименее населенных и с минимальным ведением хозяйственной деятельности».
И все-таки, когда существует, пусть и небольшая, вероятность выпадения тебе на голову не только атмосферных осадков, но и «металлома», то этот факт оптимизма в жизни не добавляет┘ Проекты-победители завершившегося в Москве конкурса научно-технических разработок молодых специалистов в области прикладных космических исследований как раз и призваны свести к абсолютному минимуму этот фактор риска. Конкурс проводился Фондом Роберта и Вирджинии Хайнлайн и некоммерческим партнерством РУНИКАП при содействии российского ФКА. Из одиннадцати отобранных экспертной комиссией во главе с академиком Юрием Рыжовым проектов лучшей признана работа авторского коллектива под руководством Алексея Мельничнова из Казанского государственного технического университета имени А.Н. Туполева. Она посвящена использованию развертываемых роторных систем для спасения ступеней ракет-носителей.
Использование вращающихся лопастей для мягкого парашютирования известно уже давно. Например, именно за счет этого эффекта при отказе двигателей вертолет может спланировать на посадку – так называемая авторотация. Еще в 50-е годы прошлого века было разработано специальное устройство, роташют – винт со складывающимися лопастями, для спасения летательных аппаратов. Изюминка же разработки молодых ученых из Казани в том, что лопасти в их устройстве┘ наматываются на специальный диск.
«В убранном положении лопасти располагаются внутри дискового крыла, что позволяет осуществлять управляемый спуск спасаемого аппарата в режиме планирования на этом крыле, – рассказывает Алексей Мельничнов. – При приложении к дисковому крылу некоторого разгоняющего момента лопасти выпускаются из него под действием центробежных сил и начинают авторотировать, обеспечивая возможность вертикальной посадки аппарата. После приземления к барабану намотки прикладывается момент торможения. За счет накопленной кинетической энергии вращения системы тросы наворачиваются на барабан и втягивают лопасти обратно внутрь дискового крыла».
Очень грубая аналогия – обыкновенная измерительная рулетка с механизмом фиксации и сворачивания ленты. Но в данном случае, по оценкам специалистов, внедрение подобных технологий обеспечивает экономически эффективное спасение и повторное использование ступеней ракет тяжелого класса (в частности, ракет-носителей «Протон»). Кроме того, использование роторных систем имеет хорошие перспективы для обеспечения точного и безопасного приземления капсул космических спускаемых аппаратов. И вообще, по мнению академика Юрия Рыжова, эти устройства могут оказаться незаменимыми при спасении любых летательных аппаратов.
Действительно, легко представить себе такую сценку. Приближается к земле отработавшая ступень какой-нибудь ракеты. В определенный момент из нее буквально вырастают вращающиеся лопасти, и за счет этого она плавно приземляется к вашим ногам┘ Кстати, не такая уж и фантастика. Так, по словам академика Николая Анфимова, генерального директора ЦНИИМАШ, в свое время подобная роторная система спасения разрабатывалась для советских космических кораблей «Союз». Тогда предпочтение было отдано классическим парашютным системам приземления. Сегодня для завершения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по использованию развертываемых роторных систем нужно 35 млн. долларов. Экономический эффект – сотни миллионов.
Надо отметить, что Фонд Роберта и Виржинии Хайнлайн основан по завещанию известного американского писателя-фантаста и его жены именно для поощрения новых инициатив, направленных на коммерчески эффективное освоение космоса. В США, например, ежегодный объем коммерческой космической деятельности составляет более 60 млрд. долларов. Фондом Р. и В. Хайнлайн объявлено о планах по присуждению значительной денежной премии частным лицам, добившимся особых успехов в этой деятельности. Российский конкурс молодых ученых – это первый реализованный проект фонда.
