Это сообщение далеко выходит за рамки привычного: российская космическая фирма предоставила НАСА свой двигатель для испытаний на спутнике, принадлежащем американской разведке. Разработанный в ЦНИИ машиностроения электрореактивный двигатель был отправлен в космос на спутнике STEX, запуск которого финансировался Национальным разведывательным бюро США. Ъ удалось получить эксклюзивные подробности этой интригующей истории.
Еще недавно словосочетание "электрореактивный двигатель" (ЭРД) было известно лишь специалистам, но в последнее время оно звучит все чаще. Месяц назад США на весь мир разрекламировали испытания своего электрореактивного двигателя на космическом аппарате Deep Space-1. Писал об этом и Ъ. Однако, как нам позже удалось выяснить, параллельно в США без широкой огласки успешно начались испытания новейшего российского электрореактивного двигателя гораздо более совершенной конструкции. Полет продлится около двух лет.
Такой технологии у американцев нет
Хотя работы над электрореактивными двигателями в СССР активно велись еще с 60-х годов, в Америке о них было известно очень мало. Но достаточно, чтобы у американских специалистов были все основания подозревать, что здесь у нас большое преимущество.
Интересовало их далеко не все. Огромный интерес американцев вызывали также космические ядерные установки, мощные жидкостные реактивные двигатели, солнечные батареи, лазеры и ряд других разработок. В начале 90-х, как только пал железный занавес, в Россию отправились эксперты из НАСА и университетов США, которые точно знали, о чем спрашивать. Все подтвердилось — технологии реально существовали.
Последовала реакция со стороны Директората по науке и технологиям BMDO (Ballistic missille defence organization — бывшая СОИ) и его руководителя доктора Леонарда Кэвени. Как рассказал Ъ исполнительный директор компании "ЦНИИМАШ-Экспорт" Сергей Твердохлебов, при спонсорской поддержке BMDO в 1992 году были начаты работы сразу по ряду совместных проектов американских и российских аэрокосмических фирм. Прагматичных американцев прежде всего интересовало, реально ли использование российских технологий в коммерческих и правительственных космических программах США. Для российской стороны это стало реальным шансом выйти на международный рынок космических услуг. Однако к 1995 году, по признанию Леонарда Кэвени, американцам стало ясно, что из полутора десятков проектов практическое применение смогут найти лишь один-два. И в первую очередь — ЭРД. "К сожалению,— заключил тогда Леонард Кэвени,— другие инициированные нами проекты, по-видимому, пока не могут дать реального коммерческого выхода".
Впервые в ЦНИИМАШ американцы побывали осенью 1992 года. За последние годы здесь были отработаны ЭРД мощностью от 0,2 до 100 кВт для широкого спектра задач — от коррекции орбиты околоземных спутников до маршевых перелетов к другим планетам. Американцев заинтересовали двигатели ЦНИИМАШ, представляющие собой одну из разновидностей ЭРД — так называемые холловские электрореактивные двигатели с анодным слоем (ДАС). Однако в то время на проведение летных испытаний в космосе у россиян не было средств.
Концепция двигателя с анодным слоем впервые была предложена известным советским физиком, учеником академика Арцимовича Аскольдом Жариновым еще в 1956 году и тщательно исследовалась в Центральном НИИ машиностроения (г. Королев Московской области) с начала 60-х годов. Был создан целый ряд образцов двигателей с характеристиками, недостижимыми в других типах ЭРД — как отечественных (разрабатываемых в ИЦ им. Келдыша и ОКБ "Факел"), так и зарубежных. (Более 100 ЭРД производства ОКБ "Факел" уже эксплуатировались на советских и российских спутниках связи).
В США же более 30 лет назад предпочтение было отдано другому типу ЭРД — ионным, где ионы рабочего вещества ускоряются с помощью обычных металлических сетчатых электродов. Были созданы действующие установки, но до сих пор практического применения в США они не находили, не считая пары экспериментов в космосе.
Преимущество российских холловских двигателей над американскими ионными, по словам начальника лаборатории ЭРД ЦНИИМАШ Александра Семенкина, заключается в способности обеспечивать большую тягу при наименьших энергетических затратах. При одинаковой потребляемой мощности тяга созданного в России холловского ЭРД в несколько раз превышает тягу ионного двигателя космического аппарата Deep Space-1. Кроме того, отечественные двигатели более компактны и не требуют сложной и дорогой системы электропитания.
Для начала в НАСА с участием российских инженеров прошли лабораторные испытания двигателей, созданных в российских организациях. Российско-американская программа испытаний российских двигателей получила название RHETT (Russian Hall Electric Thruster Technology). По их результатам для космического эксперимента были выбраны двигатели ЦНИИМАШ. По словам менеджера российско-американской программы НАСА Джона Санковика, американцев подкупили эксплуатационные преимущества ДАС — компактность, небольшой вес, высокая эффективность, широкий диапазон применения, минимальное воздействие на бортовые системы спутника.
В 1993-1995 годах различные образцы ДАС прошли испытания на экспериментальной базе НАСА. Наконец НАСА решило провести летный эксперимент, чтобы подтвердить преимущества российской технологии электрических двигателей при использовании на перспективных космических аппаратах западного производства. Ведь у США технологии создания двигателей с анодным слоем до сих пор нет.
"Лучше уж пусть запускают с нашим двигателем. По крайней мере мы знаем, на что он способен".
В конце 1996 года по инициативе Российского космического агентства (РКА) и при поддержке Министерства обороны вышло распоряжение правительства РФ, разрешающее поставку за рубеж ДАС для использования на космических аппаратах без передачи иностранным партнерам технологии и лицензии на их производство. РКА и МО поручалось осуществлять контроль и сопровождение всех работ (см. копию распоряжения).
В том же году ЦНИИМАШ поставил в НАСА три двигателя для космического эксперимента, включая и два летных экземпляра. Летный образец двигателя мощностью 1,5 кВт получил наименование ДАС-WSF, поскольку первоначально НАСА планировало провести заключительный эксперимент на борту космического аппарата Wake Shield Facility (WSF). Однако затем по предложению Научно-исследовательской лаборатории ВМС США (Naval Research Laboratory) было принято решение провести испытания российского двигателя на другом американском спутнике — STEX (Space Technology Experiment). Как рассказал потом Сергей Твердохлебов, американцы сначала просто предложили другой аппарат: "Ребята, сказали они,— у нас объективные технические трудности. Но мы постараемся подобрать подходящий спутник. А через некоторое время они показали нам журнал, где говорилось о программе STEX. Не волнуйтесь, сказали они, все будет о`кей. Я прочел статью и понял, что спутник действительно 'подходящий'. До даты запуска оставалось около двух месяцев".
Космический аппарат STEX построен корпорацией Lockheed Martin Astronautics по заказу американского Национального разведывательного бюро (NRO).
NRO (National Reconnaissance Office) действует при Министерстве Обороны США, отвечает за разработку, приобретение и эксплуатацию космических разведывательных систем. Само существование НРО рассекречено только в 1992 году, а местоположение его штаб-квартиры — в 1994-м.
Признавать сами запуски спутников NRO начало только с декабря 1996 года. В отличие от всех предыдущих миссий спутников NRO, космический аппарат STEX является не секретным, а экспериментальным и предназначен для испытания на орбите 29 новейших космических технологий, включая двигатель, созданный в ЦНИИМАШ.
По словам одного из руководителей соответствующего подразделения Генерального штаба Вооруженных сил РФ, просившего не называть его имени, военные, узнав об идее использования российского двигателя на спутнике NRO, пришли, мягко говоря, в изумление: они-то хорошо знали, что это за организация и какие спутники она запускает. Хотя двигатели и передавались в США с разрешения правительства, перевод двигателей из НАСА не согласовывался с ними. "Это была 'приятная' неожиданность",— сказал он. Взвесив все за и против, эксперты российского генштаба сошлись во мнении: "Пусть уж запускают с нашим двигателем, чем с каким-то другим. По крайней мере мы знаем, на что эти двигатели способны". Формальное "добро" было дано. "В конце концов,— заметил этот офицер,— если американцы дают деньги для наших разработчиков, на которых наплевать нашему правительству, это благое дело. Ведь они могут просто нанять наших специалистов, и тогда лет через пяток у них и так все будет, причем практически бесплатно. Надо поощрять тех, кто работает здесь за американские деньги. И еще,— закончил он,— те, кто здесь против сотрудничества, боятся не столько утечек технологии, сколько ответственности за принятие решений".
В соответствии с контрактом между ЦНИИМАШ и НАСА (а именно НАСА является заказчиком) при поставках ЭРД за рубеж заказчику запрещается разборка, копирование, рентгенографирование и любые иные действия, которые могут повлечь за собой раскрытие технологии сборки и конструкционных особенностей ЭРД. Кроме того, всякое перемещение переданных и проданных ЭРД не может осуществляться без письменного разрешения поставщика. Причем двигатели по программе RHETT поставлялись исключительно для экспериментальных целей.
В случае с ДАС-WSF гарантии выполнения этих условий взяло на себя НАСА, а значит, и правительство США.
Наконец 3 октября этого года американский экспериментальный спутник STEX был выведен ракетой-носителем Taurus на околоземную орбиту. 23-24 октября российский электрический двигатель включался 10 раз, проработав в общей сложности 100 минут и обеспечив увеличение орбиты спутника на 650 м. А у России стало одним летающим двигателем больше.
Марсианская программа и российские ЭРД очень подходят друг для друга
Первый полет созданного в России двигателя с анодным слоем вывел наконец это изделие из разряда очень перспективных, но до сих пор не летавших. Двигатель может быть уже сегодня использован на серийных космических аппаратах как в России, так и за рубежом.
Так, в амбициозных международных проектах Teledesic (проект Билла Гейтса) и Skybridge (проект концерна "Алкатель") холловские двигатели уже планируется использовать для поддержания на орбите крупных (до нескольких сотен) группировок коммерческих телекоммуникационных спутников. Разумеется, участие в этих проектах представляет для России безусловный интерес. При этом, убежден Сергей Твердохлебов, необходимо не допустить утечки отечественных технологий, поскольку чрезвычайно важно сохранить за Россией право интеллектуальной собственности на технологию ЭРД.
Тем не менее, по словам специалистов ГШ, теоретически опасность утери технологий пока все еще существует. Кроме того, не исключена вероятность применения российских двигателей на зарубежных спутниках двойного назначения. Поэтому-то распоряжение правительства РФ и предусматривает проведение всех работ под контролем РКА и МО.
И наконец, помимо коммерческих целей ДАС имеют прекрасные перспективы в научно-исследовательских космических проектах по изучению дальнего космоса. Сейчас НАСА объявило конкурс на разработку холловского двигателя, превосходящего по своим параметрам американский ионный двигатель, использованный на космическом аппарате Deep Space-1. ЦНИИМАШ готов предложить такой двигатель в самое ближайшее время.
А в Центре им. Льюиса НАСА уже проходит испытания созданный в ЦНИИМАШ ДАС, мощность которого в десятки раз превышает мощность испытанного в октябре для программы RHETT ДАС-WSF.
По мнению специалистов НАСА, мощные двигатели с анодным слоем, то есть именно такие, которые предлагают российские специалисты, являются вероятными кандидатами для создания солнечного буксира, предназначенного для вывода марсианского экспедиционного комплекса на трансмарсианскую орбиту. И хотя пока у США нет официальных планов полетов к Луне и Марсу, тем не менее, НАСА и ряд американских фирм активно работают над ключевыми проблемами осуществления подобных экспедиций.
АЛЕКСАНДР Ъ-САФРОНОВ