Европейское космическое агентство (ЕКА) впервые отправило в космос многоразовый корабль IXV — промежуточное экспериментальное транспортное средство (The Intermediate eXperimental Vehicle). В ходе его полета ученые собираются протестировать ряд высокотехнологичных решений для будущих космических аппаратов.
Thales Alenia Space — французско-итальянская аэрокосмическая компания, одна из четырех крупнейших мире, и основной производитель космических спутников в Европе.
Роберто Провера, руководитель программ космических полетов и транспортных систем Thales Alenia Space, уже назвал полет IXV «большим шагом вперед» для Европы, а генеральный директор ЕКА Жан-Жак Дорден считает новую миссию «ключевой задачей», особенно в контексте европейских планов по созданию нового семейства ракет-носителей Ariane 6.
IXV запущен с космодрома Куру во Французской Гвиане при помощи итальянской ракеты-носителя легкого класса Vega. Общее время полета оценивается в сто минут. На 18-й минуте полета и высоте примерно 320 километров аппарат отсоединится от третьей ступени ракеты и уже на высоте около 420 километров разовьет скорость в 7,5 километра в секунду. На высоте 120 километров начнется управляемое вхождение в атмосферу Земли. Приводнится корабль на парашюте в трех тысячах километрах западнее Галапагосских островов в Тихом океане, откуда его заберет специальное судно и за 40 дней доставит в Европу (Генуэзский порт) для анализа.
Детали полета корабля IXV
Изображение: ESA
Инженеров интересуют три основных вопроса. Во-первых, при моделировании входа космического корабля в атмосферу Земли используются свойства идеального газа. Между тем с помощью IXV ЕКА сможет наблюдать явления, происходящие в реальной системе. Во-вторых, ученым важны системы дистанционного управления кораблем и возможность маневрирования при помощи навигационных систем. В-третьих, инженеры получат новую информацию об износе теплоизоляционной конструкции корабля и его систем в экстремальных условиях суборбитального полета (корпус корабля нагреется до 1,7 тысячи градусов Цельсия).
Сам корабль по размеру сравним с крупным автомобилем. Длина — 5 метров, высота — 1,5 метра, ширина (размах крыльев) — 2,2 метра. Общая масса — до 1,9 тонны (сухая равна 490 килограммам). Корпус покрыт теплозащитной оболочкой из керамики, внутренние элементы армированы углеродным волокном. Сам аппарат в передней части содержит элементы авионики (датчики и системы телеметрии), в верхней части — закрытые парашюты американской компании Zodiac Aerospace (она же изготовила парашюты для марсохода Curiosity), сзади — двигатели и закрылки.
Фото: ESA
Проект IXV реализуется ЕКА при участии Итальянского и Французского космических агентств, а основным подрядчиком выступает французско-итальянская компания Thales Alenia Space, сотрудничающая с четырьмя десятками европейских предприятий. Концепция корабля сложилась еще в первой половине 2000-х годов, разработка велась с 2009 года, когда агентство заключило с подрядчиком контракт на сумму около 40 миллионов евро на первые полтора года работ. К настоящему времени стоимость миссии IXV оценивается в 150 миллионов евро.
Корабль будет пролетать над околоэкваториальной областью
Изображение: ESA
К тестированию систем корабля приступили более двух лет назад. Так, 21 июня 2013 года аппарат был сброшен с высоты трех километров в море недалеко от Сардинии. Тогда ученых интересовала система посадки на воду, в частности, развертывание парашютов. По результатам испытаний эксперты сообщили о некоторых отклонениях, но в целом все прошло успешно. Итоговую предполетную проверку провели ровно через год в нидерландском городе Нордвейк. Тогда же эксперты приняли решение не торопиться с запуском, назначенным ранее на ноябрь 2014 года. Предположительно — по причине несоответствия расчетных параметров баллистической траектории полета корабля местоположению пусковой площадки.
Водные испытания IXV 23 июня 2013 года
Фото: http://www.esa.int/Our_Activities/Launchers/Highlights/Rehearsing_IXV_recovery
В новом корабле применяются технологии, разработанные ранее для других аналогичных миссий. Так, например, в рамках проекта EXPERT (European eXPErimental Re-entry Test-bed) планировался запуск корабля ARV (Advanced Re-Entry Vehicle), предназначенный для тех же задач, что и IXV. Но европейцы не искали легких путей.
Так, запустить аппарат в рамках проекта EXPERT ЕКА собиралось при помощи российской ракеты-носителя «Волна» с подводной лодки в Тихом океане, а приземление планировалось на Камчатке. Однако из-за изменений в политике использования Россией конверсионных межконтинентальных баллистических ракет Р-29Р и желания ЕКА снизить свою зависимость от российских носителей уже в середине 2012 года агентство начало рассматривать предложения о применении крылатых ракет Pegasus частной американской компании Orbital Sciences (эта компания производит также потерпевшую осенью 2014 года катастрофу ракету Antares).
Работы над кораблем в Thales Alenia Space
Фото: Thales Alenia Space
Старт носителя в этом случае осуществлялся бы с помощью доработанного реактивного самолета L-1011 (Stargazer) компании Lockheed Martin. Однако в 2013 году ЕКА решило консолидировать свои усилия по экспериментальным проектам и выбрало новую итальянскую ракету Vega в качестве окончательного варианта носителя. Первый старт легкой четырехступенчатой ракеты Vega состоялся 13 февраля 2012 года с космодрома Куру. В мае 2013 года и апреле 2014-го были произведены первые успешные коммерческие пуски. Нынешний пуск — четвертый. В начале 2000-х годов Vega была интегрирована в программу разработки тяжелых европейских ракет-носителей семейства Ariane.
Ожидается, что IXV после завершения испытаний и анализа полета будет модернизирован в новый транспортный корабль PRIDE (Program for Reusable In-orbit Demonstrator in Europe), старт которого ЕКА запланировало на 2018 год. К проекту PRIDE также намерена присоединиться и Великобритания, напрямую не участвующая в миссии IXV. Ее вклад будет незначительным, поскольку британские ученые решили сконцентрироваться на исследовании Луны и Марса.
ЕКА имеет опыт создания и успешной эксплуатации транспортных кораблей. Так, с марта 2008 года по июль 2014-го агентство пять раз отправляло в космос автоматические грузовики ATV (Automated Transfer Vehicle). Стоимость завершенной программы (последний ATV утопят в океане в этом месяце) оценивается в два миллиарда долларов. Почти половина этой финансовой нагрузки легла на Францию, а основным подрядчиком выступала Thales Alenia Space. Модернизированный ATV предполагается использовать в качестве сервисного модуля нового американского многоразового корабля Orion.
В отличие от ATV, аппарат IXV является многоразовым кораблем. С ним ЕКА связывает большие надежды на развитие сложных орбитальных транспортных систем, в частности, пилотируемой космонавтики. Ведь преемника Ariane 5 ЕКА планирует разработать и запустить уже в 2020 году. И тут европейцам очень бы пригодился уже готовый новый транспортный грузовик.