Туда, где небо становится фиолетово-чёрным. Часть 3 — Virgin Galactic и проблемы. Заключение / Offсянка

Если вы пропустили первую и вторую части, рекомендуем с ними ознакомиться. Ну а здесь мы расскажем, чем закончилась история с суборбитальным космическим туризмом.

В 2004 году на волне эйфории от победы в конкурсе Ansari X-Prize менеджеры Virgin Galactic назначили дату начала коммерческих полётов на 2007–2008 год. Но уже через пару лет перенесли даже первые суборбитальные прыжки на первый квартал 2009 года, говоря о предстоящей регулярной эксплуатации системы с 2010 года. Увы, и эти сроки выдержать не удалось. Проект столкнулся с целым букетом проблем, о которых разработчики предпочитали молчать.

Будущие пассажиры SpaceShipTwo, которые внесли депозит за оплату своего полёта. Фото Virgin Galactic

Будущие пассажиры SpaceShipTwo, которые внесли депозит в оплату своего полёта. Фото Virgin Galactic

В частности, значительные трудности возникли с отработкой силовой установки. Как мы говорили в предыдущей части статьи, Рутан выбрал гибридный ракетный двигатель из-за ограниченности ресурсов, выделенных на проект Tier One. Опыт SpaceShipOne вроде бы подтвердил возможность быстрой разработки и доводки до лётного состояния мотора, который был объявлен «надёжным, безопасным и экологически чистым». Казалось, трудностей с проектированием и доводкой двигателя для SpaceShipTwo не будет, но...

Специалисты отмечали невысокую эффективность данного типа двигателя, нестабильность его характеристик и малую устойчивость работы. Дуглас Мессье (Douglas Messier) – автор тематического сайта о космическом туризме Parabolicarc.com – писал: «Рутан отказался от жидкостных систем, поскольку посчитал их слишком сложными и ненадёжными. Вместо этого он разработал двигатель, который использует закись азота и большой кусок резиноподобного горючего. SpaceShipOne был первым пилотируемым летательным аппаратом, на котором стоял гибридный двигатель. Он неплохо функционировал, но его работа была «грубой» из-за неравномерного горения резины. В одном из полётов пилот услышал громкий хлопок. Обернувшись назад, чтобы проверить, цел ли хвост аппарата, он увидел кусок резины, вылетевший из сопла».

Камера гибридного двигателя после работы: видны следы разрушения внутренней облицовки сопла продуктами неполного сгорания топлива. Фото D. Ramey Logan

Высказывалось даже мнение, что гибридные двигатели плохо масштабируются и результаты испытаний ракетоплана SpaceShipOne нельзя автоматически переносить на гораздо более крупное изделие. По словам экспертов, которые изучали видеозапись первых стендовых испытаний, «увеличенный в масштабе гибридный двигатель имел серьёзные проблемы с колебаниями и вибрациями, опасными для пилотов, пассажиров и самого SpaceShipTwo».

Первый тревожный звонок, возвестивший о проблемах с безопасностью проекта, прозвенел задолго до первых полётов: 26 июля 2007 года во время подготовки к наземным испытаниям гибридного двигателя неожиданно взорвался бак окислителя и погибло трое сотрудников Scaled Composites. Ещё трое получили серьёзные ранения, инфраструктура испытательного комплекса была частично разрушена. До этого закись азота («веселящий газ») считалась безопасным компонентом. Но оказалось, что при относительно высоких температурах (а в то время в США стояла жара до 40 °С) жидкость переходит в газ «неконтролируемо и слишком быстро».

Последствия взрыва закиси азота на стенде Scaled Composites при испытаниях. Фото Parabolicarc.com

При расследовании инцидента FAA выявила пять фактов предполагаемых нарушений со стороны разработчиков (два – серьёзных) и оштрафовала фирму Рутана на $25 870 за несоблюдение мер безопасности. Представители NASA считали, что катастрофа сдвинет сроки этапов программы как минимум на год, хотя сам Рутан выражал надежду, что она не повлияет на планы компании.

Тем не менее постройка первых лётных экземпляров самолёта-носителя и ракетоплана сильно отставала от графика. Они были готовы только в 2009 году, когда и получили собственные имена: SpaceShipTwo №1 окрестили VSS (Virgin Space Ship) Enterprise («Смелое предприятие» – в честь корабля из фантастического сериала «Звёздный путь»), а WhiteKnightTwo №1 – VMS (Virgin Mothership) Eve («Ева» – в честь матери Ричарда Брэнсона). Virgin Galactic объявила, что коммерческие полёты стартуют в конце 2011 – начале 2012 года.

22 марта 2010 года Enterprise впервые поднялся в воздух (правда, без отделения от самолёта-носителя): связка летательных аппаратов достигла высоты более 13 700 м, а общая продолжительность полёта составила 2 ч 54 мин.

Полёт системы VMS Eve – VSS Enterprise. Ракетоплан ещё не совсем готов – сопло двигателя заглушено. Фото Virgin Galactic

Начало серии лётных испытаний совпало с организационными пертурбациями в Virgin Galactic. В мае 2010 года главным исполнительным директором компании стал Джордж Уайтсайдс (George Whitesides), до этого работавший в «переходной» администрации NASA. Уже в начале 2011 года он получил и должность президента Virgin Galactic из-за отставки своего предшественника – Уилла Уайтхорна. Возможно, на смену руководства повлияли задержки программы, но, скорее всего, это было связано со сменой маркетинговой политики компании. «Несмотря на то, что [Virgin Galactic] входит в Virgin Group британца Ричарда Брэнсона, она использует технологии Scaled Composites и всегда была чисто американской компанией. И то, что теперь я «на борту», лишний раз подчёркивает, что Virgin Galactic всё-таки американская компания», – подтвердил это предположение сам Джордж Уайтсайдс в одном из интервью.

Лётные испытания выявили трудности пилотирования ракетоплана на планировании. Имея не самые высокие аэродинамические качества, аппарат снижался слишком быстро, предъявляя повышенные требования к квалификации и реакции пилотов. Так, 29 сентября 2012 года, когда в ходе 16-го безмоторного полёта на борту SpaceShipTwo впервые находились сразу три человека (два пилота и бортинженер), ракетоплан попал в нештатную ситуацию – вышел на закритические углы атаки со срывом потока на хвостовом оперении – и потерял управляемость (по словам наземных наблюдателей, «камнем пошёл вниз»). Экипаж сразу же перевёл аппарат на траекторию быстрого спуска, включив систему отклонения хвостовых балок, что позволило восстановить устойчивый полёт.

Новый президент Джордж Уайтсайдc: «То, что я «на борту», подчёркивает, что Virgin Galactic – американская компания». Фото Max S. Gerber

Картину портили и трудности с «гибридником»: до декабря 2012 года прошли 15 огневых стендовых испытаний, интерпретированные разработчиками как успешные. Но в мае 2014 года неожиданно для всех Virgin Galactic отозвала проект двигателя у Sierra Nevada и продолжила разработку самостоятельно, объявив при этом об изменении состава твёрдого горючего: вместо полибутадиенового каучука камеру предполагалось снаряжать шашкой термопластичного полиамида. Как выяснилось, прежний заряд вызывал серьёзные проблемы с устойчивостью горения примерно через 20 секунд после зажигания. Кроме того, упоминалось, что новый двигатель «будет иметь более высокие характеристики» и, по прогнозам, сможет поднимать SpaceShipTwo на большую высоту.

Иными словами, гибридный двигатель по-прежнему был далёк от идеала: он не обладал требуемыми характеристиками и работал неустойчиво.

Стендовые испытания новой модификации гибридного двигателя для SpaceShipTwo. Фото Virgin Galactic

Никуда не делись (больше того – вышли на передний план) и другие проблемы безопасности. В «большой» космической технике, разрабатываемой крупными корпорациями по госзаказу, закладывается многократное резервирование, и космические корабли оснащаются специальными системами аварийного спасения. У частных компаний, как правило, нет ресурсов на сложные разработки, и, соответственно, надёжность создаваемой ими техники заведомо будет ниже.

Руководство Virgin Galactic и Scaled Composites неоднократно подчёркивало, что по показателям безопасности их система будет близка к первым пассажирским самолётам 1920-х годов и в то же время окажется в 100 раз надёжнее шаттла. И Брэнсон, и Рутан обещали первыми отправиться в полёт, причём вместе с детьми. Но в проекте WhiteKnightTwo – SpaceShipTwo безопасность обеспечивалась исключительно простотой конструкции, а также наличием на борту опытных пилотов, поддерживающих навыки постоянными тренировками. И всё! Но это не отменяло исходно опасной схемы полёта (разделение, ракетный разгон, подъём в безвоздушное пространство, изменение геометрии, спуск и торможение в атмосфере). А ведь у лётчиков в каждом полёте будет лишь одна попытка сесть: ракетоплан без топлива не имеет возможности уйти на второй круг или добраться до запасного аэродрома.

Руководство Virgin Galactic и Scaled Composites подчёркивало, что системы WhiteKnightTwo – SpaceShipTwo должна быть в 100 раз надёжнее шаттла

В безатмосферном полёте ракетоплан мог управляться газореактивной системой. Однако её включение считалось нежелательным, поскольку противоречило концепции «наслаждения невесомостью». В результате летательный аппарат мог войти в атмосферу в произвольном положении. Конечно, система стабилизации поворотом хвостовых балок сориентирует его должным образом, но до этого момента перегрузки могут иметь неблагоприятные показатели по величине и направлению.

Ещё одна задача: после нескольких минут невесомости вернуть пассажиров в свои кресла. Бет Мозес (Beth Moses), тренер астронавтов Virgin Galactic, объясняет: «Надеемся, что у них сработает инстинкт самосохранения и они последуют инструкциям пилотов пристегнуться ремнями до того, как появится гравитация». Если пассажир не успеет этого сделать, вся надежда на мягкую обивку стен и пола. Кстати, у туристов нет аварийно-спасательных скафандров на случай разгерметизации салона – только кислородные маски.

Плавание в невесомости внутри салона. Обратите внимание – в данный момент кресла находятся над головой пассажиров. Если вовремя не вернуться на место и не пристегнуться, вся надежда – на мягкую обивку стен и пола. Кадр из 3D-анимации Virgin Galactic

Когда в январе 2012 года во время визита Джорджа Уайтсайдса в Сколково российские специалисты задали ему вопрос в лоб об обеспечении безопасности миссий, он ответил буквально следующее: «Если случится происшествие, у нас будут большие проблемы. Мы разделили полётное задание на четыре ключевых этапа (подъём самолёта-носителя на 15 км, полёт [ракетоплана] в космос, вход в атмосферу и приземление), которые тщательно рассмотрели и постарались сделать максимально безопасными. Система конструируется так, чтобы аномалия в любом этапе не приводила к катастрофе: в случае возникновения аварийной ситуации мы сможем безопасно завершить каждый этап (например, отключить двигатель и спланировать вниз). Конечно… самый безопасный способ – не только никогда не взлетать, но и вообще не выходить из дома…»

С надёжностью и безопасностью тесно связаны вполне «денежные» вопросы страхования суборбитальных туристов, которые до сих пор толком не урегулированы. Надо отдать должное властям США, в данном вопросе они пошли навстречу нарождающемуся бизнесу. Так, поправка к закону о коммерческих космических запусках (Commercial Space Launch Amendments Act of 2004 HR 5382) в 2004 году создала юридические предпосылки для возникновения и развития операторов космического туризма. Управление коммерческих космических транспортных систем Федеральной авиационной администрации (Federal Aviation Administration's Office of Commercial Space Transportation), которое отвечает за лицензирование космических запусков, стало относиться к суборбитальным туристам как к «участникам космического полёта». Данный статус подразумевал, что клиент осознаёт и принимает на себя риски миссии. Позднее, в штате Нью-Мексико был принят закон – «Акт об информированном согласии в отношении космического полёта» (Space Flight Informed Consent Act), ограничивающий размер страховых выплат космическим туристам.

Согласно принятому закону, участники космического полёта должны до старта подписывать отказ от исков, содержащий следующие положения: «Я понимаю и признаю, что в соответствии с законодательством Нью-Мексико фирма-оператор не несёт никакой ответственности за причинение вреда или смерти участнику космического полёта… если увечье или смерть является результатом риска, присущего космическим полётам… Я принимаю на себя все риски участника такого космического полёта».

Статус участника космического полёта и требования по безопасности взаимозависимы

Справедливости ради следует отметить, что до начала туристических полётов по суборбитальным траекториям власти не достигли единства взглядов на обеспечение безопасности: FAA считала себя ведомством, отвечающим за этот вопрос, в то время как NASA полагало, что любые полёты в космос подпадают под его юрисдикцию.

Это странный диспут даже выплеснулся наружу во время слушаний в сенатском подкомитете по торговле, науке и транспорту в марте 2008 года. Председатель подкомитета сенатор-демократ Билл Нельсон (Bill Nelson) заявил, что рассматривает космическое агентство в качестве окончательного арбитра по вопросам безопасности астронавтов. Со своей стороны, Джордж Нейлд (George Nield), отвечающий за коммерческие космические транспортные системы в FAA, заявил, что надзор со стороны его ведомства практически неизбежен: «У нас есть действенная нормативно-правовая среда». Брайан О'Коннор (Bryan O'Connor), в то время начальник управления NASA по безопасности и обеспечению качества, ответил, что Агентство разрабатывает свои собственные, независимые требования по безопасности, охватывающие предлагаемые коммерческие системы для перевозки астронавтов.

Эти разногласия, очевидно, не способствовали положительному решению проблемы. Также стало ясно, что именно вопросы безопасности могут сдвинуть сроки начала коммерческой эксплуатации системы.

Разногласия FAA (Джордж Нейлд) и NASA (Брайан О’Коннор) отнюдь не способствовали положительному решению проблемы ответственности за безопасность суборбитальных полётов

Разногласия между FAA (Джордж Нейлд, фото слева) и NASA (Брайан О’Коннор, фото справа) отнюдь не способствовали положительному решению проблемы ответственности за безопасность суборбитальных полётов

Задержки, связанные с устранением многочисленных дефектов проекта, привели к тому, что первый «моторный» полёт ракетоплан выполнил лишь 29 апреля 2013 года – через пять лет после начала лётных испытаний WhiteKnightTwo и через 2,5 года после первого сброса SpaceShipTwo! По первоначальным замыслам, к этому времени корабли Virgin Galactic должны были вовсю «бороздить просторы» и зарабатывать деньги, выполняя по несколько коммерческих миссий в день. В первом полёте командир Марк Стаки (Mark Stucky) и второй пилот Майк Олсбери (Mike Alsbury) достигли на ракетоплане скорости, соответствующей числу М=1,2, и высоты 17 км.

5 сентября 2013 года, во втором «моторном» полёте, Марк Стаки и Клинт Николс (Clint Nichols) достигли скорости, соответствующей числу М=1,43 и высоты 21 км.

Второй полёт SpaceShipTwo с включением ракетного двигателя. Фото MarsScientific.com

10 января 2014 года, в ходе третьего полёта с включением двигателя, SpaceShipTwo поднялся на высоту 23,6 км. В ходе спуска с М=1,4 Дэвид Маккей (David Mackay) и Марк Стаки испытали реактивную систему управления и новое теплозащитное покрытие хвостовых балок. В связи с упомянутыми выше переделками «гибридника» следующий полёт состоялся лишь через девять месяцев.

31 октября 2014 года ракетный двигатель должен был включиться в воздухе четвёртый раз. Поначалу всё шло нормально. Самолёт-носитель с подвешенным под ним ракетопланом взлетел, набрал заданную высоту и сбросил свою ношу.

Питер Сиболд и Майкл Олсбери запустили двигатель, и SpaceShipTwo начал разгон с набором высоты. Но спустя несколько секунд, сразу после перехода через сверхзвук, аппарат внезапно разрушился. Командир чудом спасся, а второй пилот погиб; обломки фантастического корабля усеяли обширную территорию в пустыне Мохаве.

Отделение ракетоплана от самолёта-носителя и включение ракетного двигателя; разгон с набором высоты; смертельный кувырок (SpaceShipTwo летит задом наперёд) и начало разрушения аппарата. Фото AP

Федеральные следователи прибыли на место катастрофы утром 1 ноября. Изучив телеметрическую информацию и обломки, они… выдвинули предположение об ошибке лётчика, которая запустила в действие цепь событий, приведших к катастрофе.

На следующий день на пресс-конференции в Мохаве исполняющий обязанности директора Национального совета по безопасности на транспорте NTSB (National Transportation and Safety Board) Кристофер Харт (Christopher Hart) озвучил первые фактические данные. «Причиной оказалось совсем не то, о чём я беспокоился, – написал Дуглас Мессье. – «Гибридник» вёл себя хорошо. И двигатель, и топливный бак упали на землю практически без повреждений… Аномалия вскрылась совсем в другой области – в системе поворота хвостовых балок, которая используется при возвращении в атмосферу: по заявлению экспертов NTSB, она включилась преждевременно».

Эксперты NTSB осматривают место катастрофы

Пилоты должны были запустить её, когда SpaceShipTwo достигнет скорости, соответствующей числу М=1,4, и большой высоты. Вместо этого балки с оперением развернулись при М=1,02, когда ракетоплан ещё летел в достаточно плотном воздухе, при более высоком скоростном напоре.

По данным NTSB, второй пилот Майкл Олсбери ошибочно переключил рычаг блокировки механизма, переводящего хвостовое оперение ракетоплана из полётного положения в тормозное. Видеокамера в кабине ракетоплана показала, как он смещает рычаг блокировки в момент перехода через звуковой барьер. Лётчик успел осознать ошибку и попытался выключить двигатель, но было уже поздно – тряска аппарата привела к включению приводов, балки развернулись, SpaceShipTwo менее чем за секунду перевернулся в воздухе хвостом вперёд и стал стремительно разрушаться от нерасчётных нагрузок…

Виной катастрофы стал человеческий фактор: 39-летний Майкл Олсбери – опытный лётчик (в частности, испытывал рекордный самолёт Proteus) – не вовремя переключил рычаг блокировки хвостового оперения

В конце июля 2015 года предварительные выводы были подтверждены заключительным докладом NTSB: ракетоплан разрушился из-за преждевременного перевода хвостового оперения в положение «на торможение». Основной причиной катастрофы названа ошибка Майкла Олсбери – он случайно разблокировал механизм поворота оперения на 14 секунд раньше времени. Была установлена и вина проектантов Scaled Composites, которые «не сочли необходимым рассмотреть возможность случившегося и выработать защиту от ошибки оператора, способной привести к катастрофе».

«Путём расследования мы надеялись найти способ предотвратить подобную аварию в будущем», – сказал Кристофер Харт. Следователи подтвердили: судя по документам, в Scaled Composites знали о риске ранней разблокировки системы, но не наложили документальный и явный запрет на операцию в мануалах для пилотов. Теперь компании придётся вносить изменения в конструкцию.

Кристофер Харт (NTSB) описывает ход развития катастрофы. Фото Reuters

Следователи также уделили большое внимание вопросу надзора FAA за разработчиками в предыдущие годы: с одной стороны, Scaled Composites «была открыта к сотрудничеству», с другой — «ряд вопросов каким-то образом был отфильтрован руководством FAA и так и не достиг компании».

Все эти обстоятельства привели к переносу начала коммерческой эксплуатации системы на неопределённый срок. Сами руководители Virgin Galactic уже не рискуют называть какие-либо сроки. «[Аппарат] будет готов [к коммерческим полётам], когда… будет готов. Я не решаюсь уточнять период времени», – заявил Джордж Уайтсайдс.

Джордж Уайтсайдс: «[Аппарат] будет готов, когда… будет готов»

До катастрофы у компании насчитывалось около 750 клиентов, уже заплативших по $250 тысяч за место на SpaceShipTwo. Сейчас их осталось 700. Среди них – такие личности, как Эштон Катчер, Анджелина Джоли, Кейт Уинслет и Стивен Хокинг: они обеспечили Virgin Galactic $175 млн выручки.

Несмотря на неудачу, Ричард Брэнсон не собирается сворачивать программу, в которую уже вложено столько ресурсов. В конце июля Virgin Galactic объявила, что в 2015 году возобновит лётные испытания на втором экземпляре SpaceShipTwo, на этот раз с собственными пилотами. Новый ракетоплан находится в завершающей стадии изготовления. По заявлениям топ-менеджеров, в конструкцию «внесены все изменения, способные увеличить безопасность полётов».

Тем не менее даже среди зачинателей проекта уже прорезаются нотки сомнения в достижимости целей. Ещё в январе 2015 года Ричард Брэнсон писал в своём блоге: «Впервые я со всей серьёзностью задал себе вопрос: правильно ли было поддерживать разработку, которая могла привести к таким трагическим последствиям?»

Ричард Брэнсон: «Правильно ли было поддерживать разработку, которая могла привести к таким трагическим последствиям?»

Однако повторимся: программа не закрыта. Руководство Virgin Galactic, стремясь компенсировать имиджевые и финансовые потери от прошлогодней катастрофы, ищет способы успокоить инвесторов. Для этого Джордж Уайтсайдс предложил резко изменить бизнес-модель, переориентировав компанию… на запуски малых спутников. Фирма делает ставку на быстрое развитие рынка пусковых услуг в данном сегменте. «Сегодня аппараты массой менее 500 кг могут передавать подробные данные обо всем – от солнечной активности до изображений Земли, составлять прогнозы погоды. За последние пять лет индустрия малых спутников выросла в шесть раз: в первом полугодии 2015 года в данном сегменте была заключена двадцать одна сделка на общую сумму $1,17 млрд» — так аргументировал свою позицию Уайтсайдс.

Здесь Virgin Galactic может предложить свои услуги, поскольку с 2009 года разрабатывает сверхмалый носитель LauncherOne воздушного старта для запуска «по требованию». Ракеты ещё нет, но компания OneWeb уже стала крупнейшим клиентом, заказав у Virgin Galactic запуск 39 спутников для орбитальной группировки, обеспечивающей глобальный широкополосный доступ в Интернет...

Virgin Galactic разрабатывает сверхмалый носитель LauncherOne для запуска спутников «по требованию». Изображение Virgin Galactic

Первоначально предполагался старт LauncherOne с самолёта-носителя WhiteKnightTwo, но сейчас экономически целесообразной считается покупка для этих целей коммерческого авиалайнера.

Неужели Ричард Брэнсон утратил веру в суборбитальный туризм? Кто-то думает, что да. Но ряд экспертов считают, что он не закроет проект полностью – сделать это будет сложно из-за проблем, которые могут возникнуть. Например, неясно, как к этому отнесётся инвестор – компания Aabar Investments? Что делать с «космопортами»?

В целом спустя десять лет проект Virgin Galactic выглядит чем-то средним между инновацией, авантюрой и финансовой пирамидой. Надо признать, что энтузиазм относительно суборбитального туризма был преждевременным и необоснованным. Ресурсы, изначально выделенные на разработку, оказались недостаточными: по мере продвижения проекта трудности и проблемы лишь нарастают, пропорционально растёт и потребность в новых финансовых вливаниях. Попытки же решить сложные задачи простыми (а иногда и кустарными) средствами показали свою несостоятельность. Подведём итог: как и 10, и 20 лет назад, будущее суборбитального туризма сегодня теряется в тумане.