Стартовавшая 8 апреля 2016 г. миссия SpaceX CRS-8 примечательна не только впечатляющей посадкой ракеты-носителя Falcon 9 на плавучую платформу, но и грузом, который космический корабль Dragon доставил на МКС. Наряду с запасом продовольствия и расходных материалов для экипажа станции, во внешнем негерметичном отсеке грузовика на МКС прибыл расширяемый модуль BEAM, созданный компаний Bigelow Aerospace. Если модуль успешно пройдет двухгодичные испытания в составе станции, это может кардинально изменить будущее космического строительства, дав человечеству возможность быстро и относительно недорого собирать обитаемые орбитальные объекты на порядок превосходящие МКС по размеру. Плюс подобные модули могут облегчить сборку межпланетных кораблей для экспедиции на Марс, а также постоянных баз на поверхности ЛУНы и других планет. За всем этим стоит бизнесмен Роберт Бигелоу — возможно, менее харизматичный, чем Илон Маск, но не менее важный человек в сфере коммерческого освоения космоса.
Кто такой Роберт Бигелоу
Родившийся в 1945 г. в Лас-Вегасе, в то время крохотном городке среди пустыни, Роберт Бигелоу с детства интересовался наукой. Благо, за примерами не нужно было далеко ходить – в пустыне Невада проводились испытания ядерного оружия и детей порой выводили во двор школы полюбоваться ядерными грибами на горизонте. Развлечение сомнительное, но маленький Роберт навсегда впитал уважение к науке.
Когда мальчику было 12 лет, весь мир охватила космическая лихорадка и Роберт решил, что хочет связать свое будущие с космосом. Но, будучи прагматичным пареньком, юный Бигелоу понимал, что с его невосприятием точных наук, путь в космонавтику для него заказан. И мальчик решил стать богатым, заработать достаточно денег, чтобы создать собственную космическую компанию. Для осуществления этой мечты Роберту Бигелоу понадобилось 40 лет.
Роберт Бигелоу и администратор NASA Лори Гарвер на фоне Bigelow Expandable Activity Module. Изображение: Getty Images
Бигелоу сделал свое состояние на недвижимости. Он строил дома, покупал дома, создавал собственную гостиничную сеть. За свою карьеру Роберт Бигелоу построил более 15 тыс. объектов и приобрел еще 8 тыс. Предугадав ипотечный кризис 2008 года, бизнесмен успел продать большинство своих активов на пике стоимости. Сегодня Бигелоу владеет сетью из 18 отелей Budget Suites of America в Аризоне, Неваде и Техасе. Это недорогие гостиницы для тех, кому нужно жилье на длительный срок, номера в них оборудованы полноценными кухнями.
Bigelow Aerospace и расширяемые модули
В 1999 году Роберт Бигелоу наконец-то осуществил свою детскую мечту – основал в родном Лас-Вегасе космическую компанию Bigelow Aerospace, занимающуюся разработкой расширяемых модулей, позволяющих строить на орбите огромные космические станции. Бизнесмен вложил в компанию $250 млн. собственных средств, а в 2015 г. объявил, что собирается дополнительно инвестировать еще $500 млн. для расширения производства.
Первом делом Бигелоу приобрел лицензию на технологии, используемые NASA при проектировании расширяемого модуля TransHab для МКС, разработка которого была прекращена Белым домом. TransHab представлял собой четырехэтажный жилой модуль для экипажа станции, похожий на привычные нам по фантастическим фильмам: со спортзалом, кают-компанией, медицинским отсеком, каютами, складом. Резолюция, запрещающая NASA дальнейшее участие в программе TransHab, одновременно предполагала возможность создания подобного модуля силами частных компаний, чем и поспешила воспользоваться Bigelow Aerospace.
Модуль TransHab в разрезе. Сверху вниз: переходный отсек; спортзал и медотсек; каюты и водяные танки, защищающие экипаж от солнечной радиации; камбуз, кают-компания и склад. Изображение NASA
Что представляет собой расширяемый модуль по схеме NASA и Bigelow Aerospace? По сути, это аналог воздухоопорного сооружения, но в космосе. Воздухоопорные конструкции широко применяются на Земле для развертывания в короткий срок больших зданий с куполообразными крышами: стадионов, складов, полевых госпиталей и т.д. Даже в Киеве есть несколько примеров подобных сооружений. По сути, воздухоопорное здание – это половинка воздушного шара, закрепленная на земле. Внутри купола создается небольшое избыточное давление, постоянно поддерживаемое насосами, которое и держит всю конструкцию. Пока есть электричество для питания насосов – целостности здания ничего не угрожает.
Расширяемые модули космических станцию построены по похожей схеме, только с учетом условий окружающей среды. Это многослойные конструкции из термоизолятора, прочной кевларовой ткани, пластикового наполнителя и т.д., обеспечивающие герметичность, целостность и защиту от солнечной радиации. По расчетам, расширяемые модули имеют даже большую прочность, чем традиционные, не подвержены вибрациям, могут поглощать удары микрометеоритов и т.д.
Преимущества расширяемых модулей очевидны. Текущий размер любого модуля МКС или будущего межпланетного корабля ограничен, согласно популярному историческому анекдоту, шириной ракеты-носителя, то есть шириной крупов двух древнеримских лошадей, расширяемые модули помогут обойти данное ограничение. В сложенном состоянии размер подобного модуля, как и традиционного, задан внутренним диаметром ракеты-носителя, зато в развернутом может в несколько раз превосходить его, позволяя создавать «многоэтажные» станции. Строительных блоков подобного размера в космосе не было со времен двухэтажной Skylab (1973-1979), представлявшей собой переделанную для длительного пребывания трех астронавтов последнюю ступень самой большой в мире ракеты Saturn V, оставшейся после преждевременного свертывания лунной программы США.
Самая простая конфигурация возможной космической станции на основе расширяемых модулей BA 330. Изображение Bigelow Aerospace
Наблюдая за успехами Bigelow Aerospace, NASA решила вернуться к идее расширяемых модулей и в 2012 г. заключила с компанией контракт на разработку экспериментального модуля подобного типа – Bigelow Expandable Activity Module (BEAM), того самого, что 10 апреля 2016 г. доставил на МКС космический корабль Dragon.
Кроме создания расширяемых модулей, а в будущем и коммерческих космических станций на их основе, Bigelow Aerospace заинтересована в разработке кораблей, которые смогут доставлять экипажи и космических туристов к их объектам на низкой орбите. Изначально компания сотрудничала в этом направлении с Lockheed Martin, планирую создать капсулу Orion Lite на базе дизайна Orion, разрабатываемого NASA. Но в 2010 г. Bigelow Aerospace объявила о кооперации с Boeing в работе над кораблем CST-100 Starliner. Собственно, впервые капсулу CST-100 представил публике именно Роберт Бигелоу.
Для строительства и обеспечения работы будущей станций Bigelow Aerospace Space Complex Alpha, по мнению Бигелоу понадобится не менее 6 запусков в год, а для станции следующего поколения это число возрастет до 24 запусков в год, то есть 2 в месяц. Именно поэтому Бигелоу сотрудничает и с Boeing, и со SpaceX Илона Маска. Для реализации амбициозных планов бизнесмену понадобятся и ракеты ULA Atlas V, и SpaceX Falcon 9.
Genesis I и Genesis II
Первые экспериментальные расширяемые модули Bigelow Aerospace Genesis I и Genesis II отправились в космос в 2006 и 2007 гг. соответственно. Аппараты предназначались для подтверждения жизнеспособности концепции и отлично справились со своей задачей. Кстати, вывели Genesis I и Genesis II на орбиту ракеты-носители «Днепр», созданные на днепропетровском «Южмаше» на базе конверсионных межконтинентальных ракет с ядерными боеголовками Р-36 (SS-18 Satan в классификации НАТО). Это к вопросу о том, что дал Украине отказ от ядерного оружия: более 150 ракет, которые могут быть использованы для исследования космоса.
Genesis II на орбите. Изображение Bigelow Aerospace
Genesis I и Genesis II до сих пор остаются на орбите и формально считаются необитаемыми космическими станциями. Оба модуля имеют герметичный объем 11,5 кубических метра, в котором поддерживается давление в половину (Genesis I) и две трети (Genesis II) от атмосферного. При старте их диаметр составлял всего 1,6 м, после наполнения на орбите – 2,54 м. Модули буквально утыканы внутренними и внешними камерами для отслеживания изменений обшивки и внутреннего объема на всем протяжении испытаний. В Genesis II внутренние камеры использовались еще и для фотографирования мелких предметов, которые любой желающий за небольшую плату мог послать в космос в рамках программы Fly Your Stuff. Кроме того, в качестве полезного груза на необитаемых космических станциях обитали насекомые и растения, участвовавшие в различных медицинских экспериментах.
Один из снимков с объектами программы Fly Your Stuff сделанных внутренней камерой Genesis II. Изображение Bigelow Aerospace
Хотя изначально программа полета Genesis I и Genesis II была рассчитана всего на полгода, «станции» остаются на орбите до сих пор и частично функционируют, что само по себе доказывает жизнеспособность концепции расширяемых модулей. Следующим шагом стал BEAM.
BEAM
Программа испытаний Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) рассчитана на 2 года. Уже 15-16 апреля 2016 г., роботизированный манипулятор перенесет BEAM из внешнего грузового отсека к стыковочному узлу модуля Tranquility, того самого, в котором находится столь любимый астронавтами купол с обзорными иллюминаторами. В ближайшие четыре месяца модуль будет развернут, естественно сам процесс займет всего несколько часов, и астронавты получат в свое распоряжение дополнительные 16 м3 объема. Давление в модули будет сравнено с давлением в остальном объеме МКС, вот только переходной люк будет открываться всего лишь три-четыре раз в году, для проведения замеров и осмотра BEAM. Астронавты будут снимать показания сенсоров, проводить радиационные пробы, брать образцы микрофлоры и снова закрывать люк.
Оболочка BEAM – патентованный многослойный сэндвич из материала наподобие кевлара и полимерной пены, обеспечивающей как ударную, так и радиационную защиту. Бигелоу держит детали в секрете, но в том же TransHab применялись кевлар, Nextel, широко используемый в автомобилестроении, Combitherm, хорошо зарекомендовавший себя в пищевой промышленности и огнеупорный Nomex от DuPont.
По окончанию испытательного периода BEAM будет отстыкован от МКС и сгорит в плотных слоях атмосферы.
Роберт Бигелоу планирует построить еще один модуль BEAM, для использования его в качестве шлюзовой камеры на будущей Bigelow Commercial Space Station.
Загрузка модуля BEAM в негерметичный грузовой отсек корабля Dragon. Изображение NASA
После BEAM
Планы у Роберта Бигелоу действительно наполеоновские. Следующим после BEAM в космос должен отправиться модуль BA 330, который, по большому счету, повторяет дизайн того самого TransHab от NASA. BA 330, имеющий внутренний объем 330 м3 (текущий герметичный объем всей МКС 916 м3), должен стать базовым элементом для строительства первой коммерческой станции Bigelow Aerospace.
Бигелоу планирует собрать два готовых к запуску модуля к концу 2017 г., но зная, как «сползают» сроки в космической отрасли и какой дефицит ракет-носителей на сегодня существует, нужно осторожно относиться к этим прогнозам.
Полноразмерный макет Space Complex Alpha в помещении Bigelow Aerospace. Изображение Bigelow Aerospace
Несколько модулей BA 330 войдут в состав Space Complex Alpha, первой коммерческой станции на орбите Земли. Станция должна иметь внутренний объем 690 м3 и обеспечивать жизнедеятельность до 12 астронавтов. BA 330 оснащен стыковочными узлами, позволяющими принимать как российские корабли «Союз», так и все еще разрабатываемые SpaceX Dragon V2, Boeing CST-100 Starliner и NASA Orion. Космический отель будет готов встретить туристов из любых стран.
Впрочем, космический туризм – это только одно из возможных сфер использования станции. Просто, учитывая опыт Роберта Бигелоу в отельном бизнесе, бойкие на перо журналисты быстро окрестили Space Complex Alpha космическим отелем.
Space Complex Alpha готовится принять корабль Boeing CST-100 Starliner. Изображение Bigelow Aerospace
Бигелоу планирует продавать брендирование комплекса, на уровне названия, за $25 млн. в год, а также сдавать объем станции как туристам, так и исследователям. Приблизительные расценки на трансфер составляют $26,25 млн. за место на борту будущего SpaceX Dragon или $36,75 млн. в составе экипажа Boeing CST-100. Двухмесячная аренда одной трети модуля BA 330 (110 м3) обойдется еще в $25 млн. Заинтересованность в эксплуатации станции на уровне подписания меморандумов уже высказали Великобритания, Нидерланды, Австралия, Сингапур, Япония, Швеция и ОАЭ.
И еще дальше
А планы бизнесмена идут еще дальше. Следующим за BA 330 станет модуль BA 2100, объемом соответственно 2100 кубометра — более чем в 2 раза больше МКС. Учитывая планируемый диаметр модуля в 12 м в сложенном состоянии и массу в 70-90 тонн, здесь без тяжелой ракеты-носителя уже не обойтись, а ведь ее еще предстоит построить. Впрочем, Space Complex Bravo планируют собирать еще из модулей BA 330. Эта станция будет состоять из девяти BA 330, иметь фантастический герметичный объем 2800 м3, достаточный для 24 членов экипажа.
Еще дальше – станция в точке Лагранжа, использование расширяемых модулей в составе марсианского корабля, в качестве орбитальной лунной базы и постоянной базы на поверхности спутника.
Роберт Бигелоу демонстрирует как может выглядеть лунная станция, собранная из расширяемых модулей. Изображение Bigelow Aerospace
Звучит фантастически? Что ж, проекты Илона Маска тоже выглядят как чистой воды фантастика. Привыкайте, именно таков новый, коммерческий космос. Человечество похоже засиделось в колыбели, пора двигаться дальше!
