3 сентября 2022 года на мысе Канаверал попробуют еще раз запустить ракету Space Launch System (SLS) с кораблем Orion. К этому старту приковано всеобщее внимание, потому что вместе с SLS (для которой это будет первый запуск) стартует и новая программа полетов к Луне, которая включает и высадку астронавтов на спутник. Но и без этого обстоятельства SLS — примечательный проект, взять хотя бы то, что на сегодня — это самая мощная ракета, построенная человечеством.
1. Самая мощная ракета в истории
SLS действительно сейчас самая мощная действующая ракета. Основное ее предназначение сейчас — это Artemis, новая лунная программа NASA. Для нее разработан и пилотируемый космический корабль Orion. Только SLS может вывести его на орбиту, для всех других существующих носителей он слишком тяжелый.
В перспективе SLS будут применять для миссий на Марс, а также в более далекие места Солнечной системы. Так, носитель планируется использовать для вывода на орбиту межпланетной станции Neptune Odyssey для изучения Нептуна и его спутников, аппарата для посадки на поверхность спутника Юпитера Европы Europa Lander, орбитального телескопа Origins и других.
Достоинство SLS в том, что ее модульная конструкция позволяет масштабировать мощность в зависимости от потребности. Так, для первого старта в рамках миссии Artemis 1 выбрана конфигурация Block 1. На низкую околоземную орбиту она может вывести 95 тонн, а к Луне — 27 тонн. Block 1B мощнее, ее грузоподъемность уже 105 тонн для околоземной орбиты и 42 для лунной. Наконец, самая мощная версия Block 2 способна выводить 130 тонн и 46 тонн соответственно. Также она способна доставлять грузы весом до 45 тонн на гелиоцентрическую орбиту.
2. SLS появилась в результате сокращения бюджета
Конец программы «Космическая транспортная система», которая больше известна как Space Shuttle, побудил NASA искать ей замену. Кроме того в начале XXI века актуализировалась идея о новой лунной миссии и полетах к Марсу. Так родилась программа «Созвездие», которая предусматривала создание двух ракет-носителей: тяжелой «Арес I» и сверхтяжелой «Арес V». С ними в комплекте шел пилотируемый корабль «Орион».
Увы, в то время идеи и планы столкнулись с сокращением бюджета. В 2010 году президент Обама вовсе ее отменил, но Конгресс был против прекращения разработок в этом направлении. Поэтому было принято компромиссное решение: космический корабль «Орион» остается, а вместо двух ракет-носителей разрабатывается одна сверхтяжелая. Последняя и стала SLS.
3. Для нее использовали наработки Space Shuttle
SLS неспроста даже внешне выглядит как Space Shuttle. Для нее используется та же схема, что и для «Космической транспортной системы», только модернизированная. Первая ступень ракеты-носителя оснащена четырьмя жидкостными ракетными двигателями RS-25 производства Aerojet Rocketdyne. Они же устанавливались на шаттлы (только на последних было три таких). В большом оранжевом баке находится топливо — жидкий водород (горючее) и жидкий кислород (окислитель). Для первых четырех стартов SLS используют 16 двигателей, которые остались от шаттлов. Aerojet Rocketdyne усовершенствовала их, установив усовершенствованные контроллеры и более надежную изоляцию, ведь они будут располагаться очень близко к твердотопливным ускорителям.
Для последующих запусков будут использовать более совершенные RS-25E. Они не только обеспечат более сильную тягу, но и будут на 30% дешевле в эксплуатации.
К первой ступени крепятся два усовершенствованных твердотопливных ускорителя. На шаттлах они состояли из четырех сегментов, а на SLS — из пяти: по сравнению с шаттлами их тяга увеличилась на 25%. Кроме дополнительного сегмента, ускорители получили новую авионику и облегченную изоляцию. Однако в отличие от шаттлов, после запуска которых бустеры отсоединялись и приводнялись на парашютах, на SLS они будут одноразовыми.
4. Проект стоит очень дорого
С 2011 по 2021 годы NASA потратила на разработку SLS около 23 миллиардов долларов. И это при том, что, как сказано выше, для новой ракеты использовались наработки программы шаттлов и несостоявшейся «Арес-5». Кроме того, в эти затраты включено только создание самой ракеты, но не космического корабля «Орион» и его разгонного блока (для которого SLS специально разрабатывалась).
Стоимость одного запуска ракеты точно определить сложно. NASA не предоставляет такой информации, кроме того, это сильно зависит от конфигурации носителя и полезной нагрузки. Так, по крайней мере первые четыре запуска в рамках миссии Artemis обойдутся американскому бюджету в 4,1 миллиарда долларов каждый. Из них 2,2 миллиарда — сама ракета SLS, 1 миллиард — корабль Orion, 300 миллионов для Европейского космического агентства за сервисный блок для корабля, который строит Airbus, и 568 миллионов — наземные системы. И это сильно больше, чем NASA рассчитывало — еще пять лет назад стоимость одного запуска планировалась в районе двух миллиардов.
5. У SLS есть конкурент
SpaceX Starship — основной конкурент SLS. Она разрабатывается для тех целей, а NASA подписала контракт с компанией Маска. Основной конкурентный недостаток SLS — одноразовость. Это делает цену в 4,1 миллиарда долларов за запуск слишком дорогой. SpaceX же делает Starship многоразовой и обещает, что она сможет выводить до 150 тонн на низкую околоземную орбиту по цене меньше 10 миллионов за запуск.