Клипер (космический летательный аппарат)

«Кли́пер» — многоцелевой пилотируемый многоразовый космический корабль, проектировавшийся в РКК «Энергия» с 2000 года на смену кораблям серии «Союз».

Макет на авиавыставке в Ле Бурже

В 2006 году по результатам конкурса проект был отправлен Роскосмосом формально на доработку, а затем остановлен в связи с прекращением конкурса.^[1] В начале 2009 года РКК «Энергия» победила в конкурсе на разработку более универсального корабля ППТС-ПТКНП («Русь»).

История создания

Работы по проектированию пилотируемых кораблей в РКК Энергия всегда относились к приоритетным. В 1980-е годы на смену кораблям серии «Союз» разрабатывался, но не был утвержден проект многоразового бескрылого корабля «Заря». Даже в 90-е годы шла модификация кораблей «Союз ТМ», имелся задел по дальнейшей модернизации («Союз ТММ», «Союз ТМС»).

Во второй половине 1990-х ведущим аэродинамиком РКК Решетиным был предложен новый корабль по схеме «несущий корпус» — промежуточный вариант между крылатым Шаттлом и баллистической капсулой «Союза». В рамках НИОКРа была рассчитана аэродинамика корабля, а его модель испытана в аэродинамической трубе. В 2000—2002 годах шла дальнейшая проработка корабля, но тяжелая ситуация в отрасли не оставляла надежд на реализацию. Наконец, в 2003 году Решетин сумел переломить ситуацию — проект получил путёвку в жизнь.

В 2004 году началось продвижение «Клипера». В связи с недостаточностью бюджетного финансирования основной упор делался на сотрудничество с другими космическими агентствами. В том же году интерес к «Клиперу» проявило ЕКА, но потребовало коренной переработки концепции под свои нужды — корабль должен был садиться на аэродромы как самолёт. Менее чем через год в сотрудничестве с ОКБ «Сухого» и ЦАГИ была разработана крылатая версия «Клипера». К тому же времени в РКК был создан полномасштабный макет корабля, начались работы по компоновке оборудования.

Основные отличия от «Союзов»

• «Многоразовость». «Клипер» имеет возвращаемую капсулу, которую можно будет использовать неоднократно;
• «Клипер» может выводить на орбиту 6 человек и до 700 кг полезного груза («Союз» — только 3 человека и 200 кг груза);
• Бо́льший внутренний объём повышает комфортность и позволяет увеличить время автономного полёта
• «Клипер» сможет возвращать до 500 кг полезного груза («Союз-ТМА» — 100 кг);
• универсальность: корабль может быть использован для доставки экипажа и груза на орбитальную станцию, экстренной эвакуации экипажа станции, для вывода на орбиту «космических туристов», при межпланетных полётах и т. д.;
• «Клипер» способен совершать более сложные маневры на орбите, предполагается, что он будет более безопасен и комфортен.

Устройство корабля

Конструктивно «Клипер» состоит из возвращаемого аппарата (ВА) и орбитального отсека. Главная особенность — это возвращаемый аппарат типа «несущий корпус» со своеобразной утюгообразной формой. Существенно более высокое аэродинамическое качество (0,6—1,8 на гиперзвуке против 0,25—0,3 у «фары» «Союза») позволяет осуществлять планирующий спуск в верхних слоях атмосферы, что снижает тепловые нагрузки и позволяет использовать многоразовую теплозащиту. Конструкция также позволяет возвращаемому аппарату совершать боковые манёвры в пределах 500—600 км, в то время как «фа́рам» при спуске с орбиты удаётся скорректировать не более 70—80 км. В отличие от «Союза» ВА аэродинамически неустойчив, поэтому для удержания нужной ориентации при спуске у аппарата предусмотрены аэродинамические щитки. Крылатый ВА в целом сохранил фюзеляж бескрылого, но несмотря на это, обладает высоким аэродинамическим качеством на дозвуке (до 4—5), что позволяет производить посадку на аэродромы как обычному самолету.

Орбитальный отсек спроектирован на базе орбитального отсека «Союза». С него же возьмут системы сближения и стыковки. Двигатели орбитального маневрирования предполагается сделать на паре этанол/жидкий кислород. Запас ХС ~420 м/с.

Снизу к орбитальному отсеку пристыкован модуль с твёрдотопливными двигателями системы аварийного спасения (САС). Они же используются для довыведения на орбиту.

Технические характеристики бескрылого корабля

Стартовая масса	13-14,5 тонн
Количество членов экипажа+пассажиры	2+4 при старте / 2+5 при посадке
Объём кабины возвращаемого аппарата	20 м3
Масса возвращаемого аппарата	7,1—9,8 т
Масса груза доставляемого	700 кг
Масса груза возвращаемого	500 кг
Масса груза, удаляемого в бытовом отсеке	200 кг
Время автономного полёта (с экипажем 6 чел)	5 суток
Время полёта в составе орбитальной станции	1 год
Перегрузка при спуске	2,5g
Точность посадки	(3—15) км

Использование корабля

Предполагаемая схема использования «Клипера»

«Клипер» разрабатывается как один из элементов транспортной системы обслуживания орбитальных комплексов (станций), в его задачи входит:

1. выполнение функции корабля-спасателя для эвакуации экипажа станции на Землю при возникновении экстремальной ситуации (при нахождении корабля в составе станции);
2. возвращение на Землю экипажа и полезного груза и доставка на орбитальную станцию;
3. Выведение со станции оборудования, отработавшего свой ресурс, продуктов жизнедеятельности и т.д
4. возврат на Землю результатов исследований и экспериментов;
5. выполнение отдельных полетных операций в процессе дежурства в составе станции в рамках располагаемых ресурсов корабля;

Среди задач, которые должен был решать «Клипер», не только доставка экипажей и грузов на орбитальные станции (в частности МКС) и их возвращение на Землю, но и срочная эвакуация экипажа орбитальной станции, исследовательские и туристические орбитальные полёты. Длительность автономного полёта «Клипера» — 5 суток (при выполнении целевых задач длительность автономного полета без стыковки со станцией составляет до 15 суток), в пристыкованном состоянии его ресурса хватит на целый год.

Заместитель руководителя научно-технического центра по проектно-расчетным работам РКК «Энергия» Борис Сотников заявил, что запуск «Клиперов» возможен со всех российских космодромов, где имеются стартовые комплексы «Союз»: Байконур и Плесецк. В случае успешного развития проекта «Союз на Куру» — также и со строящегося стартового комплекса, на космодроме Куру во Французской Гвиане.

Ракета-носитель

В проекте РКК «Энергия» для вывода корабля «Клипер» на низкую околоземную орбиту предполагалось использовать новую российскую ракету-носитель «Онега», разрабатываемую на основе глубокой модернизации РН среднего класса «Протон».

Однако в связи с тем, что одновременная разработка космического корабля и РН могла потребовать больших финансовых и временных затрат, экс-гендиректор РКК «Энергия» Юрий Семёнов обратился к украинским коллегам с предложением использовать вместо проектируемой ракеты-носителя «Онега» находящуюся в совместной эксплуатации на космодроме Байконур украинско-российскую ракету-носитель «Зенит-2». По его же словам, стоимость создания лётного образца «Клипера» около 10 млрд рублей (в ценах 2004 года).

Финансирование и заказчики проекта

Разработка «Клипера» не относилась к числу приоритетных направлений деятельности РКК «Энергия». По словам заместителя генерального конструктора РКК «Энергия» Валерия Рюмина на всемирном форуме ЭКСПО-2005, проходившем в Японии, в 2005 году финансирование проекта «Клипер» на средства из бюджета не было запланировано. И в дальнейшем НИОКР финансировались из собственных средств корпорации, в частности в 2007 году на наземной испытательной базе планировалась провести отработку ряда заложенных в проект технических решений.

Конкурс на новый российский космический корабль был объявлен Федеральным космическим агенством (Роскосмосом) 23 ноября 2005 года. Проекты были представлены предприятиями ОАО «РКК „Энергия“ им. С. П. Королева» (проект «Клипер»), ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и ОАО "НПО «Молния». После месячного обсуждения конкурсная комиссия объявила, что ни один из представленных вариантов не удовлетворяет условиям тендера, все они (включая наиболее проработанный «Клипер») были отправлены на доработку, а окончательное решение перенесено на июнь. n:Интернет-брифинг А. Н. Перминова

Вначале большую заинтересованность в проекте «Клипер» проявляла Европа. Предполагалось, что ЕКА займется разработкой авионики и ряда других систем корабля и будет вкладывать в проект по £100 млн ежегодно, в течение 10 лет.^[2] В декабре 2005 года на совете министров ЕКА обсуждалось выделение 60 миллионов евро на проведение предварительных исследований по проекту «Клипер». Однако проект не получил поддержки, и решение о формах сотрудничества и масштабах финансирования было отложено до лета 2006 года. После отказа ЕКА от совместных работ по «Клиперу», Роскосмос принял предложение об участии в разработке европейской перспективной пилотируемой космической транспортной системы ACTS на базе европейского грузового автоматического корабля

Согласно разработанной в РКК «Энергия» и принятой 14 июля 2006 года правительством РФ концепции развития российской пилотируемой космонавтики на 2006—2030 гг предусматривается поэтапное создание промышленной транспортной космической системы, освоение околоземного пространства, Луны и полеты на Марс. В части транспортной системы первоочередной задачей ставится модернизация КК «Союз» и создание межорбитального буксира «Паром». Затем (после 2015 г) в качестве Перспективной Пилотируемой Транспортной Системы (ППТС) предполагается создать национальный (отличный от участия в проекте ЕКА) более универсальный нежели «Клипер» корабль, способный совершать полёты как на околоземную орбиту, так и к Луне. Был проведён второй конкурс на новый российский корабль, победителем которого 6 апреля 2009 года была объявлена РКК «Энергия», которая должна к 2018 году создать бескрылый частично-многоразовый пилотируемый транспортный корабль нового поколения (ПТКНП, «Русь») при широком использовании систем, проектировавшиеся для «Клипера».

Примечания

1. ↑ К «Клиперу» вернулась «Энергия» 23 апреля 2008
2. ↑ http://www.guardian.co.uk/space/article/0,14493,1489679,00.html (англ.) «Observer», 22 мая 2005

Ссылки

• Раздел «Клипер» на www.buran.ru (см. также авторский анонс раздела на форуме журнала «Новости космонавтики»: 1, 2)
• Фотогалерея макетов «Клипера» журнала «Новости космонавтики»
• Крылатый макет «Клипера» на МАКС-2005
• Обсуждение этой статьи Википедии на форуме журнала «Новости космонавтики»
• К «Клиперу» вернулась «Энергия»