В следующем году заканчивается эра американских космических челноков, и человечество будет вынуждено доставлять грузы на орбиту с помощью устаревших одноразовых «Союзов» и «Шэньчжоу». Преемников у шаттлов до недавних пор не намечалось: европейский проект Hermes давно отменён, российский «Клипер» заглох; новый американский корабль Orion и его российский аналог ПТК ПН будут многоразовыми лишь частично.

В такой унылой ситуации проект SHEFEX II Германского аэрокосмического центра (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR) выглядит едва ли не избавлением: многоразовый аппарат, способный маневрировать в атмосфере, и вдобавок непохожий ни на шаттл/«Буран», ни на «Союз»/«Шэньчжоу». Нечто самодостаточное и многократно не столь дорогое в производстве и эксплуатации. Думаете, такого не бывает? Давайте разбираться.

Оригинальной гранёной формой отличался ещё первый аппарат немецкого проекта — SHEFEX I (SHarp Edged Flight EXperiment, экспериментальный летательный аппарат с острыми краями), что совершил успешный суборбитальный полёт с последующим точным приземлением в 2005 году. Аэродинамические грани значительно усиливают эффективность теплозащиты аппарата, для беспорочного обеспечения которой нужно всего несколько цельных пластин. Сравните-ка этот расклад с 25 000 керамических плиток шаттла! Проще собирать, эксплуатировать, меньше менять после посадки, проверять целостность покрытия и т. п. А ещё всё это гораздо дешевле. Вдобавок ребристость SHEFEX придавала аппарату аэродинамические характеристики на уровне космического челнока — а значит, возможность маневрировать перед посадкой. Дорогого стоит, не так ли?

Первая модель SHEFEX не удовлетворила немцев, так как инновационной формы в сочетании с традиционной теплозащитой для действительно выгодного многоразового корабля было мало. SHEFEX II, аппарат, который испытывается в эти дни в аэродинамической трубе DLR в Гёттингене (см. видео ниже), будет отличать особое покрытие ребристой носовой части — изготовленное из усиленной углеродными волокнами керамики и пористое. Структура позволит при вхождении в атмосферу выпускать из носа газ, который окутает переднюю часть корабля своеобразной плёнкой. Тонкая газовая прослойка будет и охлаждать корпус, и отбрасывать от него раскалённый атмосферный воздух. Говорят, 10 000 ˚C для этого простого конструктивного решения вовсе не проблема.

Носовая часть SHEFEX II длиной 2,1 м — самый важный и самый инновационный фрагмент корабля — была представлена публике 16 июля в штаб-квартире DLR в Оберпфаффенхофене, что близ Мюнхена.

Испытания теплозащищённой восьмигранной носовой части ракеты в аэродинамической трубе:

Благодаря усовершенствованиям SHEFEX II, как рассчитывает автор новой системы охлаждения доктор Ханна Бёрк, аппарат вовсе не будет нуждаться в ремонте после каждого приземления. Вызывающая в памяти ранние творения Вернера фон Брауна ракета после входа в атмосферу будет управляемой уже на высоте 100 км. На 20 км аппарат выстрелит парашют. И нежно сядет, подобно «Союзу».

Кстати, в чём отличия SHEFEX II от классики ракетостроения, славного «Союза»? Да, обоим аппаратам нужны две внешние одноразовые разгонные ступени, чтобы выйти на орбиту. Однако «Союз» оставляет в космосе золотые приборно-агрегатный и бытовой отсеки; на землю возвращается лишь спускаемый аппарат с предельно ограниченными возможностями для маневрирования, практически непригодный для дальнейшего использования. SHEFEX II будет возвращаться целиком.

По плану, если всё пойдёт хорошо, новая немецкая ракета взлетит в марте 2011 года с полигона Вумера в Австралии.

Сколько это стоит? Правительство Федеративной республики пока выделило на программу очень смешные деньги — €12,5 млн, но рассчитывает развивать её вместе с ЕКА (ESA) или НАСА. И уже тогда, возможно, пойдёт речь о первом пилотируемом полёте.

Сверху вниз: собранная головная часть Shefex II; программа проекта Shefex; прототип орбитального корабля REX (см. план проекта); скорости потока, обтекающего головную часть Shefex II; сборка той самой пористо-керамической носовой части.

Ключевые параметры проекта Shefex II таковы.
Дата старта ракеты — начало (март) 2011 года.
Высота ракеты — 12,7 м.
Длина носовой части — 2,1 м.
Стартовая масса — 6 800 кг.
Время работы первой ступени — 62 с.
Время работы второй ступени — 70 с.
Максимальная высота полёта — 200 км.
Продолжительность экспериментальной (управляемой) фазы — 53 с (со 100 до 20 км над Землёй).
Расстояние между стартовой площадкой и точкой приземления — 800–900 км.
Максимальная скорость — М10 (около 12 000 км/ч).

science.compulenta.ru