Введение

Космический порт или космодром — это площадка для запуска или приема космических аппаратов, по аналогии с морским портом для кораблей или аэропортом для самолетов. Слово «космический порт», и тем более «космодром», традиционно использовалось для обозначения площадок, способных запускать космические аппараты на орбиту вокруг Земли или по межпланетным траекториям. Однако, площадки запуска ракет для исключительно суборбитальных полетов иногда называют космическими портами, поскольку в последние годы новые и планируемые площадки для суборбитальных пилотируемых полетов часто упоминаются или называются «космическими портами». Космические станции и предполагаемые будущие базы на Луне также иногда называют космическими портами, особенно если они предназначены в качестве отправной точки для дальнейших путешествий. Термин «ракетный полигон» используется для обозначения любого объекта, с которого осуществляются запуски ракет. Он может включать в себя одну или несколько стартовых позиций или подходящие места для установки мобильной стартовой площадки. Как правило, он окружен обширной зоной безопасности, часто называемой ракетным полигоном или испытательным полигоном. Эта зона охватывает территорию, над которой ожидается траектория полета ракет, и в пределах которой могут падать некоторые компоненты ракет. В пределах зоны могут располагаться станции слежения для контроля за ходом запусков. Крупные космодромы часто включают в себя несколько пусковых комплексов, которые могут представлять собой ракетные стартовые площадки, адаптированные для различных типов ракет-носителей (эти площадки могут быть физически разделены в целях безопасности). Для ракет-носителей, использующих жидкое топливо, необходимы соответствующие хранилища, а в некоторых случаях и производственные мощности. Также часто имеются перерабатывающие установки для твердого топлива непосредственно на площадке. Космический порт может также включать в себя взлетно-посадочные полосы для взлета и посадки самолетов, обеспечивающих поддержку операций космического порта, или для поддержки крылатых ракет-носителей с горизонтальным взлетом и вертикальной посадкой (HTVL).

История

Первыми ракетами, достигшими космоса, были ракеты V-2, запущенные из Пенеменде (Германия) в 1944 году во время Второй мировой войны. После войны 70 полностью собранных ракет V-2 были доставлены в Уайт-Сэндс для проведения испытательных пусков, при этом 47 из них достигли высот от 100 до 213 км. Первый в мире космодром для орбитальных и пилотируемых запусков, космодром Байконур, расположенный в южном Казахстане, начал функционировать в 1955 году как ракетный полигон советской армии. Он осуществил первый орбитальный полёт (Спутник-1) в октябре 1957 года. Точное местоположение космодрома изначально держалось в секрете. Предположения о его местонахождении вводились в заблуждение названием, совпадавшим с названием шахтёрского городка в 320 км от него. Информация о местоположении стала известна за пределами Советского Союза в 1957 году только после того, как самолёты U-2 определили его, следуя по железнодорожным путям в Казахской ССР, хотя советские власти не подтверждали это местоположение на протяжении десятилетий. На космодроме Байконур был осуществлён первый запуск человека в космос (Юрий Гагарин) в 1961 году. Стартовый комплекс, площадка №1, приобрел особое символическое значение и обычно называется «Старт Гагарина». Байконур был основным советским космодромом и до сих пор часто используется Россией на условиях аренды с Казахстаном. В ответ на первые успехи Советского Союза, Соединённые Штаты построили крупный космический комплекс на мысе Канаверал во Флориде. Большое количество беспилотных полётов, а также первые пилотируемые полёты, были осуществлены на космодроме мыса Канаверал. Для программы «Аполлон» был построен прилегающий космодром – Космический центр имени Кеннеди, который в июле 1969 года осуществил первую пилотируемую миссию на лунную поверхность (Аполлон-11). Он являлся базой для всех запусков космических челноков и большинства их посадок. Подробности о стартовых комплексах этих двух космодромов можно найти в списке стартовых площадок мыса Канаверал и острова Мерритт. Космический центр Гвианы в Куру (Французская Гвиана) является основным европейским космодромом, запуски со спутниками которого выигрывают от расположения в 5 градусах к северу от экватора. В октябре 2003 года Центр запуска спутников Цзюкуан осуществил первый китайский пилотируемый космический полёт. Отходя от традиций, в июне 2004 года на взлётно-посадочной полосе аэрокосмического порта Мохаве (Калифорния) впервые в истории человек был запущен в космос в частном суборбитальном полёте, призванном проложить путь для будущих коммерческих космических полётов. Космический корабль SpaceShipOne был запущен самолётом-носителем, взлетающим по горизонтали. На мысе Канаверал SpaceX в 2015 году впервые успешно осуществил посадку и восстановление первой ступени ракеты-носителя, использованной при вертикальном запуске спутника.

Местоположение

Ракеты могут наиболее легко выйти на спутниковые орбиты, если запущены вблизи экватора в восточном направлении, поскольку это максимально использует скорость вращения Земли (465 м/с на экваторе). Такие запуски также обеспечивают желаемую ориентацию для выхода на геостационарную орбиту. Это не применимо к полярным и орбитам типа "Молния". В принципе, преимущества запуска с большой высоты заключаются в уменьшении вертикального расстояния до орбиты и более разреженной атмосфере для ракеты. Однако высота стартовой площадки не является определяющим фактором при выборе места для космодрома, поскольку большая часть дельта-v расходуется на достижение необходимой горизонтальной орбитальной скорости. Незначительный выигрыш от нескольких километров дополнительной высоты обычно не компенсирует логистические затраты на наземную транспортировку в гористой местности. Многие космодромы размещены на базе существующих военных объектов, таких как полигоны для испытаний межконтинентальных баллистических ракет, которые не всегда идеально подходят для запусков. Ракетный стартовый комплекс строится как можно дальше от крупных населенных пунктов, чтобы минимизировать риск для окружающих в случае катастрофического отказа ракеты. Во многих случаях стартовая площадка располагается вблизи крупных водоемов, чтобы исключить падение обломков на населенные районы. Как правило, территория космодрома достаточно велика, чтобы взрыв ракеты не угрожал жизни людей или соседним стартовым площадкам. Планируемые площадки для суборбитальных туристических космических полетов часто используют существующую наземную инфраструктуру, включая взлетно-посадочные полосы. Визуальный ландшафт, открывающийся с высоты, также является важным фактором при выборе места.

Космический туризм

Индустрия космического туризма (см. Список частных космических компаний) привлекает внимание космических портов во многих странах мира, например, Космический порт Америка в Нью-Мексико. Строительство космических портов для туристических путешествий порождает юридические вопросы, решение которых только начинается.

За пределами Земли

Космические порты были предложены для размещения на Луне, Марсе, на орбите Земли, в точках Лагранжа Солнце-Земля и Земля-Луна, а также в других местах Солнечной системы. Человеческие аванпосты на Луне или Марсе, например, по определению будут являться космическими портами. Программа космических исследований Международного космического университета 2012 года изучила экономическую выгоду от сети космических портов по всей Солнечной системе, начиная с Земли и расширяясь поэтапно, в рамках командного проекта «Операционная и сервисная инфраструктура для космоса» (OASIS). В её анализе утверждалось, что первая фаза – размещение космического порта «Узел 1» с услугами космических буксиров на низкой околоземной орбите (LEO) – будет коммерчески выгодной и позволит снизить транспортные расходы на геосинхронную орбиту до 44% (в зависимости от ракеты-носителя). Вторая фаза предусматривает добавление космического порта «Узел 2» на лунной поверхности для предоставления услуг, включая добычу лунного льда и доставку ракетного топлива обратно в «Узел 1». Это обеспечит возможность проведения деятельности на поверхности Луны и дальнейшее снижение транспортных расходов в цислунном пространстве и за его пределы. Третья фаза предполагает создание космического порта «Узел 3» на марсианской луне Фобосе для обеспечения дозаправки и пополнения запасов перед посадкой на поверхность Марса, миссиями за пределы Марса и возвращением на Землю. Помимо добычи и дозаправки топливом, сеть космических портов может предоставлять такие услуги, как хранение и распределение энергии, сборка и ремонт космических аппаратов в космосе, ретрансляция связи, обеспечение укрытия, строительство и аренда инфраструктуры, поддержание работоспособности космических аппаратов, предназначенных для дальнейшего использования, и логистическое обеспечение.