Управление перспективного планирования научно-исследовательских работ Министерства обороны США (DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency) в ноябре провело встречу с представителями промышленности США для объявления условий программы по созданию многоразовой транспортной космической системы XS-1 (Experimental Spaceplane 1), анонсированной в сентябре. Цель программы XS-1 заключается в проектировании и строительстве многоразовой первой ступени, которая в сочетании с одноразовой второй ступенью сможет вывести полезную нагрузку массой 1360 – 2268 кг (3000 – 5000 фунтов) на околоземную орбиту при стоимости полета не более $5 миллионов (при частоте запусков более 10 в год). Эта сумма включает в себя стоимость топлива первой ступени, стоимость одноразовой второй ступени, расходы на пусковые услуги и оплату труда. Проектная стоимость выведения одного килограмма груза данной транспортной космической системой составит $2204-$3676.
В отличие от многих других своих проектов, DARPA ищет партнеров не в военных ведомствах, а в промышленности. В первом квартале 2014 года управление планирует заключить три-четыре контракта фазы предварительного проектирования на $3-4 миллиона каждый с разными компаниями. Год спустя, по итогам предварительного проектирования, будет заключен один контракт на проектирование в пределах заданной стоимости – $140 миллионов на строительство и полет демонстрационного образца. Если программа дойдет до фазы испытательных полетов, в 2018 году должен состояться первый полет аппарата XS-1 и первый запуск с него второй ступени с полезной нагрузкой для выведения на низкую околоземную орбиту.
Основные цели программы включают: многоразовая первая ступень; 10 полетов опытного образца XS-1 за 10 дней; хотя бы один полет опытного образца XS-1 со скоростью 10 М (в десять раз быстрее скорости звука) или более; запуск на низкую околоземную орбиту демонстрационной полезной нагрузки; уменьшение периодических издержек в сравнении со стоимостью РН Minotaur IV более чем в 10 раз (не более $5 миллионов за запуск 1360 – 2268 кг на низкую околоземную орбиту при более 10 полетах в год).
DARPA открыта к предложениям проектов с крыльями и без, с пилотируемой и непилотируемой первой ступенью. Будут рассмотрены варианты с различными конфигурациями двигательных установок, способов запуска и спасения первой ступени. Представленный DARPA опорный вариант первой ступени – это взлетающий вертикально и садящийся по-самолетному космоплан размером с самолет F-15, оснащенный двумя ракетными двигателями Merlin 1D компании SpaceX. Стартовая масса опорного варианта первой ступени около 101,5 тонны, масса второй ступени – около 6,8 тонны, система может выводить на низкую околоземную орбиту до 1360 кг (3000 фунтов).
DARPA утверждает, что использование советских ракетных двигателей НК-33 и воздушного старта системы могут увеличить величину выводимой полезной нагрузки до 2268 кг (5000 фунтов). Если система будет создана и будет достигнут заявленный уровень стоимости запуска одного килограмма, это станет серьезным вызовом для европейских и российских провайдеров услуг запуска легкими ракетами-носителями. DARPA признает, что одной из долгосрочных целей программы является возвращение в США отвоеванного другими странами сегмента рынка пусковых услуг, а также снижение стоимости запуска правительственных аппаратов.
Кроме того, программа будет способствовать разработке гиперзвуковых аппаратов, способных достигать любую точку на планете и выходить на околоземную орбиту. Подобные разработки имеют двойное назначение. 1 мая этого года ВВС США успешно провели испытания гиперзвуковой ракеты X-51A, которая пролетела 240 секунд до выработки топлива и достигла скорости 5,1 М. В отличие от опорного варианта XS-1, на X-51A установлен гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, который для сжигания топлива использует кислород из атмосферы. Это более новая и совершенная технология.
В настоящее время на околоземной орбите находится экспериментальный многоразовый космический аппарат X-37B, запущенный 11 декабря 2012 года с мыса Канаверал ракетой Atlas V. Это уже второй полет данного аппарата в космос и третий в рамках программы. Аппарат управляется ВВС США, его миссия засекречена. Кроме того, этой осенью в США были объявлены планы создания приемника для самолета Blackbird – гиперзвукового беспилотного самолета SR-72, который сможет развивать скорость до 6 М, что в два раза больше возможностей Blackbird. Прототип SR-72 с опцией пилотирования может совершить первый полет уже в 2023 году, а его эксплуатация может начаться к 2030 году.
Николай Никитин
По материалам DARPA: 1, 2