DC-X: ракета, опередившая SpaceX на 20 лет

Первый испытательный полет Delta Clipper-Experimental Advanced. Фото: НАСА.

За двадцать лет до того, как современные космические компании, такие как SpaceX и Blue Origin, начали проектировать ракеты, которые взлетают и приземляются вертикально, DC-X уже давно сделал это.

Ракета DC-X, которая изготовила компания McDonnell Douglas (короткое название Delta Clipper Experimental) представляла собой одноступенчатую многоразовую ракету, которая была задумана для демонстрации возможностей вертикального взлета и приземления, которые ранее были возможны только в области научной фантастики. Действительно, DC-X выглядел как аппарат, доставленный прямо из будущего — удлиненная белая пирамида, стоящая на четырех тонких ножках. Она была всего 12 метров в высоту — карлик среди ракет.

Небольшая высота DC-X свидетельствует о том, что ракета никогда не предназначалась для достижения орбитальной высоты, а только для подтверждения концепции, которую аэрокосмический инженер Макс Хантер вынашивал в течение тридцати лет. Хантер хотел спроектировать и построить корабль с одноступенчатым выводом на орбиту (SSTO), которая достигнет орбиты без утилизации топливных баков, двигателей и другого основного оборудования. По сути, это была ракета многоразового использования. Хантер не был автором идеи, первым эту концепцию предложил его бывший коллега Филип Боно, инженер компании Douglas Aircraft. Боно разработал одноступенчатый орбитальный космический «грузовик» под названием OOST, восстанавливаемый одноступенчатый орбитальный космический грузовик под названием ROOST, а также многоразовый орбитальный модуль, ускоритель и служебный шаттл под названием ROMBUS. Ни один из них не продвинулся далее идей на бумаге.

Первым аппаратом, который приблизился к вертикальному взлету и вертикальной посадке (VTVL), был двухступенчатый лунный модуль Apollo. Он вертикально приземлился на поверхность Луны, а затем взлетел, оставив одну ступень, так что получается, что это не была многоразовая ракета в чистом виде. Технологии создания действительно многоразовой ракеты тогда не существовало, но Хантера будоражила эта идея. В течение нескольких лет он тщетно пытался продать идею Lockheed Martin, и потом ушел на пенсию. В 1989 году Хантер объединился с писателем-фантастом Джерри Пурнеллем и генерал-лейтенантом в отставке Дэниелом О. Грэмом, и троица смогла организовать встречу с вице-президентом Дэном Куэйлом. Им удалось убедить политика, что у обороны страны нет надежной ракеты, которую можно было бы многократно запускать и восстанавливать в кратчайшие сроки между пусками. Такая ракета была бы незаменимой в арсенале США, если бы страна захотела инвестировать в систему космического оружия. С приближением неопределенности холодной войны проект был быстро одобрен и профинансирован Организацией стратегической оборонной инициативы, агентством, осуществляющим программу противоракетной обороны.

Макдоннелл Дуглас DC-X

Учитывая сложность проекта, Хантер и его команда в McDonnell Douglas сосредоточились на создании базовой испытательной машины, которая могла бы продемонстрировать, что небольшая команда может запустить космический корабль с молниеносным временем восстановления и с низкими эксплуатационными затратами. Окончательный проект представлял собой экспериментальный образец Delta Clipper в масштабе одной трети. В свой первый полет 18 августа 1993 года корабль взлетел с ракетного полигона Уайт-Сэндс в Нью-Мексико, достиг высоты 46 метров, ненадолго завис в вертикальном положении и переместился в сторону на 106 метров. Затем DC-X медленно снизился и мягко приземлился. Весь полет занял всего 59 секунд. Ракета впервые вертикально приземлилась на землю.

В ходе следующих испытаний Delta Clipper поднимался все выше и выше, пока не достиг максимальной высоты 3 км, и каждый раз совершал идеальную посадку. К тому времени программа была под контролем НАСА и перешла ко второму этапу — Delta Clipper Experimental Advanced, или DC-XA. DC-XA продемонстрировал 26-часовой рабочий цикл — рекорд, который еще предстоит побить.

Двенадцатый полет DC-XA, состоявшийся 31 июля 1996 г. оказался последним. Ракета спустилась без проблем, но неисправность в посадочных стойках вызвала крен ракеты, которая в итоге упала и взорвалась. Стоимость нового Delta Clipper составляла 50 миллионов долларов, что по стандартам НАСА было немного, но НАСА решило не перестраивать корабль и вместо этого приступило к реализации своей собственной идеи многоразового запуска Lockheed Martin X-33 VentureStar, которая должна была заменить космический шаттл. Через некоторое время VentureStar был закрыт из-за высоких затрат на разработку.

В последние годы частные аэрокосмические компании, такие как SpaceX и Blue Origin, возглавляют разработку многоразовых ракет с возможностями вертикальных взлета и посадки. В 2013 году ракета SpaceX Grasshopper стала первой частной ракетой, совершившей успешную вертикальную посадку после достижения высоты 744 метра. Два года спустя ракета-носитель New Shepard от Blue Origin совершила первую в истории успешную вертикальную посадку после выхода в космос.

Лихорадка подобных ракет набирает обороты. НАСА работает над собственным проектом Morpheus, использующим экологически чистый двигатель и технологию автономной посадки и обнаружения опасностей. Космические агентства Германии, Франции и Японии вместе работают над многоразовой ракетой под названием CALLISTO. Китайская частная космическая компания LinkSpace успешно испытала свою многоразовую экспериментальную орбитальную ракету с успешным вертикальным взлетом, а национальное космическое агентство Индии ISRO также объявило о разработке собственной ракеты.