Кіріспе
Клипер (Клипер, ағылшын тілінде: Clipper) – RSC Energia компаниясы ұсынған 2000-шы жылдардың басындағы, жартылай қайта пайдаланылатын (орбиталық бөлігі мен жылудан қорғайтын қабаты есептелмегенде) экипажды ғарыш кемесінің жобасы. Еуропалық ғарыш агенттігі (ESA) мен Ресей ғарыш агенттігінен (RSA) қаржы жетіспеуіне байланысты жоба 2006 жылға дейін мерзімі белгісіз кешіктірілді. Басты мақсаты – «Союз» ғарыш кемесін алмастыру болған «Клипер» екі нұсқада ұсынылды: таза көтергіш корпус дизайны және шағын қанаттары бар ғарыш ұшағы түрінде. Екі жағдайда да, аппарат атмосфераға қазіргі «Союзға» қарағанда адам организміне азырақ күш түсіретін бұрышпен кіре алатын еді. «Клипердің» алты адамға дейін тасымалдауға және Жер мен Халықаралық ғарыш станциясы арасында жүк тасымалдау қызметтерін атқаруға мүмкіндігі болған.
Kliper (Клипер, English: Clipper) was an early 2000s proposed partially reusable (excluding orbital section and thermal protection shield) crewed spacecraft concept by RSC Energia. Due to lack of funding from the ESA and RSA, the project was indefinitely postponed by 2006. Designed primarily to replace the Soyuz spacecraft, Kliper was proposed in two versions: as a pure lifting body design and as spaceplane with small wings. In either case, the craft would have been able to glide into the atmosphere at an angle that produces much less stress on the human occupants than the current Soyuz. Kliper was intended to be designed to be able to carry up to six people and to perform ferry services between Earth and the International Space Station.
Бағдарламаны жариялау
2004 жылдың ақпан айында Ресей Федералды Ғарыш Агенттігінің (ФГА) директорының орынбасары Николай Моисеев журналистерге Клипер жобасы 2005 жылғы Ресей Федералды ғарыш бағдарламасына қосылғанын хабарлады. Ол, егер бағдарлама сәтті іске асырылса, алғашқы ұшырылу бес жыл ішінде болады деп мәлімдеді. Клипер 2000 жылдан бері дамытылып келді және 1990 жылдардағы кішкентай ресейлік көтергіш ғарыш аппаратының зерттеулері мен ұсыныстарына көп сүйенгендігі айтылды. Сыртқы түрімен ол құлатылған Еуропаның "Гермес" мини-шаттылына немесе НАСА-ның X-38 зерттемесіне ұқсас болды. Ол 1961 жылдан бері әртүрлі нұсқаларда құрастырылып келе жатқан "Союз" ғарыш кемесінің ізбасары болуы жоспарланған.
Есептелген шығындар
2004 жылғы ақпандағы баспасөз конференциясынан кейін жарияланған хабарлар мен болжамдар бойынша, даму бюджеті (шамамен) болды. Адамның ғарышқа саяхатының құнын қарастырғанда, 10 миллиард рубль көрсеткішінің тым төмен екені анық болды. 2005 жылдың мамырында The Guardian газеті 2015 жылға дейін Kliper-ді әзірлеу және құрылысына қажетті шығындар шамамен (болжанып), оның көп бөлігі Еуропадан түсетіні айтылды. 2005 жылы әртүрлі дереккөздер бағдарламаға қажетті қаржының (шамамен) болатынын хабарлады, ал 2005 жылдың 12 желтоқсанындағы мақалада ол (тек даму шығындарына қатысты) көрсетілді. 2005 жылдың 14 шілдесінде Ресей үкіметі 2006-2015 жылдарға арналған ұлттық ғарыш бағдарламасын (шамамен) бюджетпен бекітті. Он жылдық кезеңге арналған жалпы бюджет (шамамен) болуы тиіс еді. Бюджетке Kliper бағдарламасын қаржыландыруға қажетті қаражат кірді. Осылайша, Еуропаның 2005 жылғы желтоқсандағы Еуропалық ғарыш саммитінде Kliper жобасының техникалық-экономикалық негіздемесін қаржыландырудан бас тартуына қарамастан, Ресей ғарыш ведомствосының өкілдері Еуропаның қатысуынсыз да Kliper-ді қаржыландыруға дайын екенін мәлімдеді.
Тұрақты рейстердің алғашқы іске қосылуы мен мақсаты
2004 жылы Клипердің алғашқы ұшырылымы 2010 немесе 2011 жылдары, ғарыш шаттлы зейнеткерлікке шығар жоспарланған кезбен бірге болатыны хабарланды. 2005 жылғы 27 қыркүйекте BBC News хабарлағандай, алғашқы ұшу сынақтары 2011 жылға, алғашқы экипажды ұшулар 2012 жылға жоспарланған, ал «Союз» 2014 жылға дейін кезең-кезеңмен қолданыстан шығарылатын болды. 2005 жылғы 3 желтоқсандағы мақалада «Энергия» зымыран-ғарыш корпорациясының президенті Николай Севастьяновтың «алғашқы тұрақты ұшырылым 2012 жылға жоспарланған, ал толық көлік жүйесі 2015 жылға дейін құрылады» деген сөздері келтірілген. Ресей ғарыш агенттігінің жаңа ғарыш кемесіне арналған тендері тоқтатылғаннан кейін, «Энергия» өзінің Клипер жобасының алғашқы ұшырылымын – егер дамытылса – одан да кейінге ықпалдастыратынын мәлімдеді. Нәтижесінде, жоба дамытылмады.
ЕКА-ның Клипердегі үлесі Еуропалық ынтымақтастыққа қатысты күмән
2005 жылдың 28 қыркүйегінде BBC хабарлағандай, ЕКА-ның Адамды ғарышқа шығару дамыту департаментінің басшысы Алан Тиркеттл Клипердің қолданылуы туралы мәлімдеме жасады: "Болашақтағы зерттеулер үшін, егер біздің мақсатымыз Айға бару болса, онда сонда барудың бірнеше мүмкіндігі болуы маңызды. Осы ынтымақтастық аясында Ай орбитасына қолжетімділігіміз болуы керек". Осы контексте Ресей Федерациясындағы ЕКА тұрақты миссиясының басшысы Ален Фурнье Сикре де былай деді: "Мақсатымыз – пилоттар мен төрт жолаушыға арналған, «Союз» капсуласынан гөрі ыңғайлырақ көлік құралы жасау. Ол ғарыш станциясын қызмет етуге және алты экипаж мүшесімен Жер мен Ай орбитасы арасында қатынауға арналған". Алан Тиркеттлдің ЕКА-дағы командасында Клиперге деген ынта-күш зор болғанымен (жоғарыда айтылғандай), 2005 жылдың 7 желтоқсанында ЕКА мүше мемлекеттерінің үкіметтік шенеуніктерден құралған Еуропалық ғарыш саммиті ЕКА-ның Клипер жобасына қатысу мүмкіндігін зерттеуге бағытталған екі жылдық, 50 миллион еуролық зерттеуді мақұлдамады. Зерттеуді қаржыландырудан бас тарту себебін түсіндірген ЕКА мүшелері, Ресейдің ағымдағы ұсынысы бойынша Еуропаның бағдарламаны жобалауға бақылау жасай алмайтынын және тек шағын өнеркәсіптік үлес беруші ретінде қана шектелетінін атап өтті. ЕКА бас директоры Жан Жак Дорден зерттеуді қаржыландырудан бас тарту себебін былай түсіндірді: "Бұл мүше мемлекеттердің қолдауы мен қарсылығы туралы мәселе емес. Менің ойымша, шешім Клипердің өзіне байланысты емес себептермен қабылданды. Бұл шешім бюджеттік шектеулерге байланысты қабылданды". Дорден Еуропаның Клиперді қолдауы ЕКА-ның болашақ ғарыш тасымалына қатысуы үшін өте маңызды екеніне және 2006 жылдың маусымына дейін оң шешімге қол жеткізуге болатынына сенім білдірді. "Әлемде екі көлік жүйесі болуы керек" деген қорытындымен, Дорден Еуропалық ғарыш саммитінен кейін сөйлеген сөзінде Еуропаның Клипер жобасына қатысуының басты шарты – 2003 жылы «Колумбия» ғарыш шаттлының апатынан кейін МКС-ты қолдау үшін маңызды болып саналған екі жекелеген жүйеге сүйену екенін атап өтті. Дорденнің сөздерін ЕКА-ның адамды ғарышқа ұшу, микрогравитация және зерттеу жөніндегі директоры Дэниел Сакотт қайталап, "Орыстар оны қаржыландырмайды, біз өз тарапымыздан қаржыландырамыз" деді, бірақ Франция, Италия және Германиядан кем дегенде екі мемлекеттің қолдауы қажет болғанын, бірақ оны алмағанын еске салды. Бұл нақты қандай мағына беретіні әлі белгісіз; ЕКА шенеуніктері Еуропаның Клипер жобасына қатысуын қамтамасыз ету үшін күш сала беруде. Желтоқсан айында өткен отырыста әртүрлі ұлттық делегациялар, әсіресе Францияның ғылыми-зерттеу министрі Франсуа Гулард Клиперге қатысты өте теріс пікірлер білдірді. Қысқасы, қазіргі уақытта Клиперді ынтамен қолдайтын және оған қарсы шығатын мүше мемлекеттер бар. Жағдайдың болашақта қалай болатыны әлі белгісіз.
Ресей ғарыш агенттігінің Клиперге арналған тендері
2005 жылдың соңында Роскосмос 2006 жылдың қаңтарында Kliper үшін RKK Energia, Хруничев және Молния компаниялары арасында тендер өткізілетінін, ал іріктеу күні 2006 жылдың 3 ақпанында болады деп хабарлады. Ұсыныстарға қатысты туындаған алаңдаушылықтар процесті кешіктірді, қайта тапсыру мерзімі 2006 жылдың наурызына белгіленді, ал іріктеу 2006 жылдың сәуіріне ауыстырылды. Бұдан кейін де кешігулер болғаннан соң, 2006 жылдың 18 шілдесінде тендер тоқтатылды. 2006 жылдың шілдесінің соңында Ресей ғарыш агенттігі мен Еуропалық ғарыш агенттігі жаңа ғарыш кемесін жасау үшін басқа жоба бойынша ынтымақтасуға келісті. Олар 2006 жылдың қыркүйегінде басталған Crew Space Transportation System (CSTS) бағдарламасы аясында зерттеулерді қаржыландыруға және Союз үлгісіндегі капсулалық концепцияны бағалауға шешім қабылдады. Бұл бағдарлама RSA және ESA-ның жаңа ғарыш кемесі бойынша ынтымақтастығының жалғасы болғанымен, енді Energia компаниясының қанатты Kliper жобасымен байланысы жоқ. RSC Energia үкіметтік қолдаусыз жобаны жалғастырды және кемеге жеке инвестиция тартуға ниеттенділігін мәлімдеді. Ресейдегі жаңалықтарда Kliper 2012 жылға қарай Ресей ғарыш агенттігінің сынақ ұшуларына дайын болады деп күтілгені хабарланды. Жобаның ең белсенді жақтаушысы Николай Севастьянов РСК Энергия президенті лауазымынан босатылғаннан кейін 2007 жылдың маусымында ресми түрде тоқтатылды. Жаңа тағайындалған RSC Energia президенті Виталий Лопота Kliper 2007 жылғы MAKS авиасалонында көрсетілмейтінін растады. Ол Energia жобаны талдауға көбірек уақыт жұмсайтынын, қосымша динамикалық модельдеу жүргізетінін, дизайн мен сыртқы түрін қайта қарастыратынын және содан кейін Роскосмосқа жаңа ұсыныстар енгізетінін айтты. 2008 жылы Виталий Лопота жаңа ресейлік ғарыш кемесі туралы өз көзқарасын бөлісті. Ол екі мүмкін нұсқаны атап өтті: Ай мен Марсқа миссиялар үшін ғарыш капсуласы және Жердің төмен орбитасындағы миссиялар үшін көтергіш корпус. Оның жаңа жоспарларына сәйкес, Kliper орнына 2009 жылдан 2017-2018 жылдарға дейін жаңа Орел капсуласы жасалатын болады.
Дизайн
Ресей ғарыш агенттігі "Энергияның" көтергіш корпус ұсынысын басымдыққа қойғандықтан, мақаланың осы бөлігі толығымен "Энергияның" "Клипер" үшін жасаған жобасына арналған.
Шолу
Клипердің жобалауы ғарыш кемесінің геометриялық мәселелерін шешуге жасалған тағы бір әрекет болды. "Союз" орбиталық модульге, тамақтану және гигиеналық қажеттіліктер үшін пайдаланылатын қуыс сфераға және қайта кіру модулінің (капсуланың) үстінде орналасқан шлюзге ие, ал доктандыру механизмі жоғарғы бөлігінде орналасқан. Төтенше жағдай туғанда, ол қайта кіру модулімен бірге ракетадан алыстатылатын болады, ал ғарыш кемесінің қорғағыш қаптамасы мұндай жағдайда қайта кіру модулінің астында шеңбер бойымен немесе ұшып өту сәтті аяқталған жағдайда бойлық бағытта ажыратылатындай етіп жобаланған. Клипер орбиталық модулін қайта кіру модулінің астына, ал доктандыру механизмін одан да төмен орналастыру арқылы жобаланды. Бұл орбиталық модульге қарағанда кеңірек қайта кіру модулін жасау арқасында мүмкін болды, соның нәтижесінде орбиталық маневрлер үшін екі ракеталық қозғалтқышты, кейінірек "Салют" ғарыш станцияларында болғандай, оның қабырғасына орнатуға болады. Осы жаңа жобамен байланысты, Клиперде миссия орбиталық көтерілу кезінде тоқтатылса, тасымалдаушы ракетадан ажыратылуын қамтамасыз ететін авариялық құтқару жүйесі болды. Ұшырудың кез келген кезеңінде тоқтату мүмкін болды, бірақ ұшырудан кейінгі алғашқы секундтармен шектелді.
Көтергіш корпустың конструкциясы
Ғарыштан оралғанда, Клипердің көтергіш корпустық дизайны, Союз сияқты капсулалық дизайнға қарағанда, Жер атмосферасына тегіс түсуді қамтамасыз ететін еді, сонымен қатар басқару мүмкіндігі де болды. RKK Energia компаниясы бұл аппараттың алдын ала белгіленген бір шаршы километрлік аймаққа қона алатынын мәлімдеді. Суретшілердің бейнелеуі бойынша, Клипер конус тәрізді бөлігімен жабылған цилиндрге ұқсас болды. Алғашқы қону ұсыныстары парашютпен қонуды, ал модификацияланған нұсқада ұшақтар сияқты ұшу-қону жолағына немесе ғарыш шаттлына қонуды қарастырды. 2005 жылдың маусым айында жетекші конструктор Владимир Данеев осы мәселе бойынша былай деді:
Біз 99% сенімдіміз, бұл жоғары көтерілген шағын қанаттары бар ғарыш кемесі болады, бұл Клиперге үш-үш жарым километрлік ұшу-қону жолағы бар кез келген бірінші сыныпты әскери әуежайға қонуға мүмкіндік береді. Клипер, жеке аппарат ретінде, негізінен алты космонавтты және 700 килограмға дейін жүк тасымалдайтын экипаждық ғарыш кемесі болар еді (көбінесе орбитадағы тәжірибелерді жүргізу үшін қолданылатын эксперименттер және басқа да жабдықтар), және орбитада шамамен 15 күн дербес, ал Халықаралық ғарыш станциясына қосылғанда 360 күнге дейін болу жоспарланған. Бұл ресейлік/еуропалық және американдық ғарыш тасымалы философиясындағы өзгерістерді көрсетті. Ғарыш шаттлы немесе Буран сияқты жүк пен экипажды көтеруге назар аудармай, ресейлік ғарыш агенттігі "адамдарға басымдық" беру философиясын қабылдады, мақсаты кейінірек Клиперге одан да күрделі миссиялар үшін қосымша мүмкіндіктерді қосу болды. Әрбір орбиталық аппарат зейнеткерлікке шығар алдында 25 рет ұшуға тиіс еді.
We are 99% sure that it will be a spaceship with upturned little wings, enabling the Kliper to land on any class one military airfield with a runway from three to three and a half kilometres in length. Kliper, as a vehicle alone, would have been primarily a crewed spaceship, carrying six cosmonauts and payloads of up to 700 kilograms (mostly experiments and other equipment used for carrying through experiments in orbit) and was planned to stay in orbit for approximately 15 days independently and for up to 360 days if docked to the International Space Station. This highlighted both the Russian/European and the American change in space transportation philosophy. Rather than focusing on the lifting of cargo and a crew, in the same way as the Space Shuttle or Buran, the Russian space agency adopted a 'people first' philosophy with the aim of 'bolting' extra capabilities for more advanced missions onto Kliper at a later date. Each orbiter was intended to make 25 flights prior to retirement.
Ғарыш сүйрегіштің көмегімен
2005 жылдың соңында Клипердің дизайны тағы өзгертілді. Клиперді жоспарланған, жаңартылған "Союз-2" зымыратының нұсқасына, "Союз-2.3" деп аталатын нұсқасына орналастыру үшін Клипер екі ғарыш кемесіне бөлінуі керек болды: "Клипер" экипаж тасымалдайтын көлігі және "Паром" (орыс. "Ферри") – ғарыш сүйрегіші. "Паром" орбитада Клиперді күтіп тұратын, онымен доктанғаннан кейін орбиталық маневрлер жасап, Халықаралық ғарыш станциясына доктанғанға дейін жоғары орбитаға шығаратын тұрақты орбиталық ғарыш кемесі болар еді. "Паромның" мерзімі шексіз қайта пайдалануға арналуы жоспарланған, ол жүк контейнері, ғарыш станциясы немесе оған қосылған ғарыш кемесінен жанармаймен толықтырылатын еді.
Миссиялар
Клипер бағдарламасы американдық Орион ғарыш кемесіне ресейлік-еуропалық балама ретінде ұсынылды және сол себепті Орион сияқты, LEO шаттл типті көлік құралы ретінде де, Жер орбитасынан тысқары, Айға және тіпті Марсқа қатынай алатын ғарыш кемесінің бөлігі ретінде де жұмыс істеуге мүмкіндік беретін модульдік жүйенің құрамына енуі жоспарланды (2005 жылдың қыркүйегінде Айға қатысты қолданбалардың алдын ала жобалары ұсынылды). Модульдік құрылым Клипер экипажының модулінен және миссияға байланысты миссиялық немесе қозғалтқыш модулінен тұратын еді. Бұл, әрине, қисынсыз көрінгенмен, Ресей ғарыш агенттігінің Айға миссия бойынша зерттеулеріне сәйкес келеді, онда «Союзды» пайдаланып, келесі он жылдың ішінде Айға қонуға қол жеткізуге болады делінген. Клипердің Жер орбитасынан тыс миссиялық мүмкіндіктері туралы ақпаратты RSC Energia 2005 жылдың желтоқсанында Клипердің планетааралық конфигурациясының мүмкін бейнесін көрсететін сурет арқылы кеңейтті. Бұл жоба толығымен теориялық болғанымен, RSC Energia Клипердің қайда және қалай жұмыс істейтінін көруге мүмкіндік берді. Бұл конфигурация адам тасымалдайтын ғарыш кемелері үшін жаңа болды, электр қуаты үшін қажетті күн батареялары орталық тұрғын кеңістіктен әлдеқайда үлкен болды. Сондай-ақ, қозғалтқыш түрі де белгісіз болды. Күн батареяларының үлкен өлшемі осындай миссия үшін иондық қозғалтқыш жүйесі қарастырылғанын көрсетеді, бірақ мұндай үлкен құрылымның себебі үлкен қашықтықта телеметриялық деректерді жақсы тарату үшін қуатты арттыру болуы мүмкін.
Ракета тасымалдағыштар
Қазіргі Союз зымыраны Клиперді Жердің төменгі орбитасына көтеріп шығара алмас еді, себебі ғарыш кемесі (Паромсыз жобаланған нұсқасы) 13-тен 14,5 тоннаға дейін (жүк пен экипажбен бірге) салмаққа ие болады деп күтілді, ал Союздың көтергіш қуаты шамамен 8 тонна ғана болатын. Бастапқыда Союз зымырасын күшейтетін жоспар бар еді – бұл жоба Онега зымырасы немесе Союз 3 деп аталды. 2005 жылдың соңына дейін Клипердің 2012 жылы тұңғыш рет ұшырылатын Ангара А3 зымырасын пайдалануы ықтимал болды (Ангара бағдарламасы кешіктірілді және Ангара А3 Союз 2 3-тің дамуына қаржы бөлінуіне байланысты жасалмауы мүмкін), немесе Украинада құрастырылатын Зенит зымырасын пайдалануы да мүмкін еді. 2005 жылдың соңында Клипердің дизайны тағы өзгертілді (жоғарыда айтылғандай) және тасымалдаушы зымыран ретінде Союз 2 3, яғни Союз 2 зымырасының жаңартылған нұсқасы ең ықтимал шешімге айналды. Бұл жетілдірілген Союз, салмақтың азаюы және Паромды ғарыш сүйрегіші ретінде пайдалану мүмкіндігінің арқасында Клиперді ғарышқа шығара алатын еді. Клиперді ұшыруға арналған ұшыру алаңдары туралы қосымша ақпарат 2005 жылдың қазан айында Ресей ғарыш агенттігі директорының орынбасары Николай Моисеевтің Француз Гвианасындағы ЕКА-ның Гвиана ғарыш орталығынан Клиперді ұшыруға болатыны туралы мәлімдемесінен кейін қолжеткілі болды. Бұл мақсат бұрыннан айтылған болса да, бұл пікір 2003 жылдан бері жүргізіліп келе жатқан және 2007 жылы аяқталуы күтілетін Куру нысандарының жаңартуы аясында айтылды. 2005 жылдың желтоқсанында ЕКА-ның адаммен ғарышқа ұшу, микрогравитация және зерттеулер дирекциясының басшысы Алан Тиркеттл Клиперді Байқоңыр мен Курудан ұшыруға болатынын мәлімдеді.