omega_giperon (omega_hyperon) wrote,
omega_giperon
omega_hyperon

Categories:

Программа беспилотного многоразового носителя корпорации Kistler Aerospace НК 09/1998

В очередной раз возвращаясь к страницам ушедшего от нас журнала "Новости космонавтики", предлагаю вспомнить про проект фирмы Kistler Aerospace, упоминавшейся в статье про "зеленого змия", про который есть хорошая стать И.Афанасьева из 9-го номера за 1998 год. И заодно вспомнить то, благодаря чему в США оказались НК-33.


Сфера деятельности корпорации Kistler Aerospace включает создание ракет многократного использования, обещающих резко снизить стоимость доставки грузов в космос. В этом направлении Kistler работает параллельно с такими промышленными гигантами, как Lockheed Martin и Boeing, но без технологической или финансовой помощи со стороны государства. Если усилия компании увенчаются успехом, будет доказано, что несубсидируемые предприниматели от космонавтики могут конкурировать на любом уровне.

Осенью 1993 г. богатый бизнесмен Уолтер Кистлер (Walter Kistler) учредил корпорацию Kistler Aerospace, задачей которой была разработка и эксплуатация флота многоразовых ракеттносителей нового поколения.

К моменту основания корпорации уже были видны перспективы спутниковых коммерческих низкоорбитальных систем связи. Коммуникационные технологии сделали резкий скачок вперед. Становилось возможным создание систем глобальной телефонной или видеосвязи и передачи данных, включающих десятки или, в ряде случаев, даже сотни небольших сравнительно легких (массой порядка 900 кг) спутников на околоземных орбитах малой и средней (до 800 км) высоты. Разрабатываемые корпорацией носители могли использоваться для запуска спутников таких систем.

К середине 1990-х годов на разных стадиях разработки находилось более десятка низкоорбитальных систем связи, большинство из которых могли быть развернуты в период с 1999 по 2005 годы. В последующие пять–десять лет при создании таких систем десятки миллиардов долларов могли быть инвестированы в наземную и космическую инфраструктуру. В таблице приведены наиболее характерные системы.

Предполагалось, что возникнут еще два крупных сектора рынка запусков, на которые мог рассчитывать Kistler: это замена вышедших из строя спутников и развертывание аппаратов «второй волны». Последнее означает то, что связные ИСЗ, планируемые к запуску в ближайшие десять лет, имели относительно малый срок службы (порядка пяти лет). Образованные ими системы («созвездия») необходимо было заменять каждые пять-семь лет.

Основной целью корпорации стала разработка оригинального «ракетного корабля», состоящего из «летающего стартового сооружения» (launch assist platform) (первая ступень) и орбитального аппарата (вторая ступень). У.Кистлер постоянно подчеркивал, что компания будет пользоваться исключительно неправительственными источниками финансирования. Бюджет корпорации составят частные капиталовложения, а также поступления от промышленных инвесторов, подрядчиков, стратегических партнеров, заказчиков и доходы от продажи акций.

Надо немного рассказать о самом Уолтере Кистлере. Еще в 1957 г. он организовал компанию Kistler Instruments Corporation, которая стала мировым лидером в производстве кварцевых датчиков. Он имеет более пяти патентов на изобретения. В 1970 г. Кистлер основал корпорацию по производству научных приборов и инструментов Kistler–Morse в Сиэттле, шт.Вашингтон. Через 15 лет он стал главным вкладчиком и, в конечном счете, директором компании Spacehab, которая с тех пор разработала и использует в коммерческих целях одноименный обитаемый блок, выводимый в космос в грузовом отсеке корабля Space Shuttle.

Вторым «отцом-основателем» и президентом корпорации с 1993 по 1996 гг. был Боб Цитрон (Bob Citron). После 20-летней работы в Астрофизической обсерватории Смитсонианского института, где он руководил серией научно-исследовательских космических проектов, проводимых по контрактам NASA, Цитрон основал несколько успешных компаний в области глобальных телекоммуникаций, научных исследований, издательства и коммерческих космических разработок. Именно он учредил компанию Spacehab в 1983 г.

План работ корпорации Kistler включал три фазы, сроки выполнения которых зависели от поставленных целей и объемов привлеченного финансирования.

I фаза:
Аванпроект носителя и наземных сооружений

1994–1995 гг.

II фаза:
Эскизный проект и испытания носителя и наземных сооружений

1996–1998 гг.

III фаза:
Эксплуатация флота носителей

после 1999 г.

До 1995 г. работа корпорации Kistler Aerospace не имела существенного успеха. Предложенная концепция аппарата оказалась не слишком удачной, и инвесторы не спешили вкладывать деньги в рискованное предприятие, полагаясь, возможно, на проверенные корпорации-гиганты типа Boeing или Locheed Martin с их ракетами Atlas, Delta и Titan.

Корпорация рванулась вперед, когда во время «вербовки» совета директоров «отцы-основатели» посетили 76-летнего Джорджа Мюллера (George Mueller) в его доме в Санта Барбаре. Мюллер, пожалуй, один из самых известных людей в истории космонавтики США. Его можно было бы назвать «американским Королевым» (если этот пост останется вакантным после Вернера фон Брауна). Дж.Мюллер руководил программой Apollo, не говоря уже об участии в проектах Gemini, Saturn и Skylab. Он также в значительной степени отвечал за разработку концепции системы Space Shuttle. Именно он привел Америку к победе в «лунной гонке», буквально «закопав» значительную часть из 24 млрд $, отпущенных на программу Apollo, в землю – он заставил построить огромные стенды, на которых испытывались полностью укомплектованные ступени гигантского Saturn 5.


Джордж Мюллер

Когда Кистлер и Цитрон повстречались с ним, Мюллер управлял... фермой площадью в 900 акров по выращиванию кактуса жожоба (jojoba), сок которого известен нам по рекламному ролику знаменитого шампуня. С удивлением они выслушали, что отставник хотел бы возглавить новую компанию. Он сообщил, что сможет руководить работой над новым аппаратом так долго, насколько два предпринимателя могли гарантировать финансирование. Цитрон посмотрел на Кистлера и сказал: «Если Джордж хочет стать главным, мы получим то, что надо». С этого момента дела у них пошли в гору.

К концу 1995 г. была завершена первая фаза плана. В частности, были проведены назначения на ключевые посты технические разработчиков проекта К-1; назначен совет директоров и руководство компании Kistler; в сентябре 1995 г. был подписан базовый аванпроект; активно велся поиск дополнительного финансирования из негосударственных источников; были проведены переговоры с потенциальными участниками проекта, включая стратегических партнеров и подрядчиков; завершена оценка глобального рынка запусков и был составлен стратегический план выхода с носителем К-1 на этот рынок; был проведен ряд презентаций проекта К-1 для заказчиков в США, Европе и Азии.

Для того чтобы компания начала приносить прибыль, необходимо было построить и начать эксплуатировать два аппарата, на что требовалось 500 млн $. Получение таких денег казалось долгим делом. Однако Цитрон был прав: посадив Мюллера в кресло исполнительного директора, они смогли убедить финансиста с международным именем Роберта Уонга (Robert Wang) присоединиться к компании в качестве председателя совета директоров. Вскоре Уонг достал необходимые деньги. Мюллер и Уонг помогли привлечь в члены правления Джона МакКоу [John McCaw] (брата Крэйга МакКоу), Т.А.Уилсона (T.A.Wilson), главного исполнительного менеджера компании Boeing с 1969 по 1986 гг. и Тони Колхоу (Tony Coelho), ранее возглавлявшего демократиическое большинство в Конгрессе.

В проектную бригаду Мюллера вошли бывшие главные инженеры проектов космического корабля Apollo, бомбардировщика B-2, системы Space Shuttle и космической станции. Их план состоял в том, чтобы разработать двухступенчатую ракету многократного использования, в которой по-новому могли быть преломлены существующие технологии.

Замысел Мюллера был великолепен: победив Советы в «лунной гонке» и усвоив уроки последней, предоставить бывшим соперникам право самого тесного сотрудничества в новом, уже не политическом, а чисто коммерческом проекте. Прежде всего, используя в двигательных установках (ДУ) обеих ступеней хорошо отработанные российские ЖРД, их аппарат, имеющий название К-1, мог нести на низкую околоземную орбиту полезный груз массой 4540 кг при затратах в два раза меньше, чем существующие одноразовые ракеты. Это уже была классическая ракета, несущая на себе печать достаточно «рыхлой» компоновки первой ступени американского Saturn 5 или, если угодно, и советского Н-1. Как и С.П.Королев, Дж.Мюллер сознательно не стремился к искусственному увеличению плотности компоновки, исходя прежде всего из соображений технологичности конструкции, а также удобства наземного обслуживания аппарата с хорошим доступом ко всем внутренним подсистемам.

Двухступенчатая РН «термосообразной» формы должна была стартовать вертикально. Обе ступени могли возвратиться и совершить мягкую посадку на сушу. Деятельность корпорации Kistler породила интерес к проектам многоразовых носителей, которые разрабатывались небольшими неправительственными организациями. Продолжая руководить проектом Spacehab, Кистлер и Цитрон рисковали собственными капиталами, предлагая заказчикам доступ в космос за еще меньшие средства, чем могли позволить себе другие участники «новой космической гонки».


Запуск

Разделение ступеней на высоте 41 км через 121 с после старта

После разделения вторая ступень – «орбитальный аппарат» – включает двигатель AJ26-НК-43 и выходит на низкую орбиту

Возвращение первой ступени

По этому случаю можно вспомнить встречу со служащими фирмы Rockwell, которая была устроена для оценки затрат, предложенных на программу К-1. После вдумчивого ознакомления с проектом, человек из Rockwell сообщил Цитрону, что подобный носитель нельзя построить дешевле чем за два млрд $. «Наточите Ваш карандаш, – сказал Цитрон. – Разделите это число на четыре...»

В 1996–1997 гг. была проведена II фаза плана корпорации Kistler. За это время был пересмотрен проект К-1 варианта 1995 г., рассмотрен окончательный вариант проекта в штаб-квартире корпорации (г.Кирклэнд, шт.Вашингтон) в присутствии подрядчиков; осенью 1997 г. окончательно утвержден новый проект носителя и наземного оборудования и подписан пакет предварительных документов с подрядчиками основных систем и подсистем; в конце 1997 г. прошли переговоры с основными подрядчиками в обеспечение технической поддержки программы К-1. С властями штата Невада был подписан Меморандум о взаимопонимании об открытии в штате полигона для старта носителя. Министерство энергетики США и руководство ядерного полигона Невада подтвердили, что корпорация Kistler может обратиться в Федеральную авиационную администрацию (FAA) за получением лицензии на использование невадского полигона в качестве космодрома. Компания начала процесс получения лицензий от правительства США на проведение испытаний К-1 и управление (владение) аппаратом в 1998 г. После обсуждения ряда альтернативных вариантов было решено остановиться на использовании полигона Вумера на юге Австралии в качестве оффшорной зоны для испытаний и доводки носителя К-1, а также для размещения посадочных площадок. В Вашингтоне найдены крупные источники дополнительного неправительственного финансирования; начаты переговоры с крупными финансовыми кругами. Были заключены контракты на поставку российских ЖРД НК-33 и НК-43 и получение права на использование большинства имеющихся двигателей на носителе К-1; заключены первые контракты с подрядчиками на изготовление элементов носителя. Но самое главное, был получен первый контракт от Space Systems/ Loral.

28 января 1997 г. Р.Уонг, председатель совета директоров, сообщил, что отделение космических систем фирмы Loral подписало контракт на 10 запусков с помощью многоразового носителя KK1 (конец 1999 – начало 2002 гг.) Сумма контракта оценивается в 100 млн $. Уонг подчеркнул, что подписание первого контракта на запуск с помощью ракеты К-1 является «важной вехой на пути к разработке и эксплуатации первого в мире флота полностью многоразовых ракет-носителей».

Space Systems/Loral – один из крупнейших в мире производителей спутников; вместе с фирмой Qualcomm участвует в создании системы связи Globalstar, включающей 56 КА, а также планирует изготавливать для других заказчиков спутники, которые могут быть запущены с помощью ракеты KK1 в период с 1999 по 2002 гг.

Так как Kistler Aerospace собиралась не только строить многоразовые носители, но и эксплуатировать их, необходимо было получить соответствующее разрешение FAA на взлет и посадку подобных аппаратов на территории США. И если со взлетом затруднений нет – пожалуйста, взлетайте, – то с посадкой все гораздо сложнее. Корпорация должна была гарантировать не только безопасное приземление элементов носителя, но и минимальное воздействие при этом на окружающую среду, наземную инфраструктуру и т.п., т.е. необходимо получить полный сертификат вроде того, что выдается на самолеты и вертолеты. Но подобного сертификата на многоразовые корабли еще нет на свете (Space Shuttle является исключением – эта программа имеет правительственную поддержку). Однако в качестве временного выхода правительство штата Невада решило предоставить ныне пустующую территорию невадского ядерного полигона в качестве взлетно-посадочной площадки при испытаниях (а возможно, и для коммерческой эксплуатации) К-1. 4 июня 1997 г. законодательный орган штата Невада поддержал ходатайство в Департамент Энергетики США о создании космопорта Невада, а 13 августа министр энергетики Федерико Пенья подписал разрешение на использование полигона для испытаний К-1.

10 июня 1997 г. за особые заслуги перед американской космонавтикой главный исполнительный директор корпорации Kistler Aerospace Дж.Мюллер получил мемориальную награду Национального космического общества – медаль имени Вернера фон Брауна. В ответной речи он упомянул и о своей нынешней работе, сказав, что «Kistler Aerospace стремится создать первый в мире полностью многоразовый носитель. Планы компании включают проведение шести летных испытаний К-1, начиная со второй половины 1998 г., с тем чтобы приступить к орбитальным операциям в 1999 г. Нашей целью является предоставление сервиса (по запуску) на низкие околоземные орбиты с радикальной экономией средств. Мы планируем построить «легкий (космический) грузовик», а спутники станут нашими «посылками». Наши носители будут использоваться повторно с эффективностью транспортных самолетов». Если запуск ракеты Delta II стоит порядка 50 млн $, на доставку фактически аналогичного груза с помощью К-1 заказчик потратит 17 млн $.

К этому времени Kistler Aerospace заканчивал переговоры по поводу подписания контрактов на создание ДУ, электросистем, конструкции, а также систем запуска и приземления К-1.

Более 12 аэрокосмических фирм участвовали в работах по проекту К-1 в ранге основных подрядчиков. Среди них Boeing North American (Rockwell Aerospace), Northrop Grumman, Gen.Corp.Aerojet, Drapper Labs (MIT), Allied Signal, Alenia Spazio (Италия), Scaled Composites, Irvin Aerospace, и Structural Dynamics Research Corporation (SDRC).

11 июня 1997 г. отделение пилотируемых космических систем компании Lockheed Martin получило контракт на сумму 50 млн $ от Kistler Aerospace на разработку и изготовление пяти алюминиевых транспортабельных блоков-баков для жидкого кислорода носителя К-1 с поставкой в марте 1998 г.

Каждый блок включает основной бак диаметром 6.71 м и бак перелива диаметром 2.14 м для использования на первой ступени, а также бак диаметром 4.27 м для использования на второй ступени. Производство будет вестись на сборочном предприятии NASA Michoud в г.НьююОрлеан, шт.Луизиана, где создавались сварные и композиционные герметичные емкости для применения в авиационно-космической сфере, включая внешний топливный бак системы Space Shuttle и бак перспективного технологического демонстратора Х-33.

14 июня 1997 г. стало известно о том, что отделение электронных систем компании AlliedSignal (г. Тереборо, шт. НьююДжерси) – мировой лидер в области создания интегрированных электронных систем и технологий для аэрокосмической, автомобильной и химической промышленности – поставит для К-1 систему управления (СУ), включая
аппаратные средства и программное обеспечение и предоставит техническую поддержку при эксплуатации пяти запланированных носителей. Условия контракта не разглашались. AlliedSystem поставит единую интегрированную электронную линию взаимозаменяемых СУ для носителей К-1, аппаратные средства которых будут включать центральный бортовой компьютер, блок управления силовых систем, транспондер и антенну системы идентификации «своййчужой», а также интегральную платформу. Из других компонентов можно назвать звездный датчик, приемопередающие устройства с антенной, работающие через спутник системы TDRS и интегрированную навигационную систему GPS, а также другое оборудование.

По-видимому, как знак особого дружеского расположения компаний, 1 августа 1997 г. Дж.Мюллер получил гуманитарную премию AlliedSignal за 1997 г.

25 августа 1997 г. на борту самолета Ан-124 в Америку прибыли 34 российские ЖРД. «Эти двигатели – сердце программы К-1, – сказал Р.Уонг. – Ими будут оснащаться наши аппараты, которые смогут доставить в космос спутники за половину нынешней цены, давая новые возможности для коммерциализации космоса в ближайшие несколько лет». По контракту, полученному от Kistler Aerospace, фирма GenCorp Aerojet начала модернизацию 58 НК-33 и 18 НК-43, созданных на НТК «Двигатели НК» в Самаре. Двигатели изготовлены в начале 1970-х годов в рамках программы «лунного» носителя Н-1, которая была прекращена в 1974 г. По этому же контракту в Мазер Филд (Mather Field) вблизи Сакраменто будет организован центр, включающий три здания общей площадью около 14 тысяч м2, по изготовлению, сборке и обслуживанию флота носителей К-1.

5 января 1998 г. корпорация Northrop Grumman распространила заявление о том, что получила контракт стоимостью 145 млн $ от корпорации Kistler Aerospace на продолжение разработки и изготовления конструкции многоразовой ракеты К-1. Ранее Northrop Grumman уже разрабатывала компоненты для «летающего стартового сооружения» и орбитального аппарата К-1 концепции 1995 г. Нынешний контракт включает оплату работ, выполненных по предыдущему контракту, подписанному в январе 1997 г. В этот момент на программу К-1 работало около 400 сотрудников предприятия Northrop Grumman в Эль Сегундо, шт.Калифорния.

7 января 1998 г. в Kistler Aerospace было объявлено о назначении Уолтера (Чака) Макбрайда (Walter (Chuck) McBride) на пост главного финансового директора, который в паре с Робертом Уонгом будет продолжать привлекать капитал в проекты корпорации. До назначения Макбрайд, имеющий обширный опыт работы с технологическими компаниями, служил главой финансового управления связной фирмы Unplugged Соmmunications с капиталом 120 млн $. Перед этим он был старшим вице-президентом и главным финансовым представителем Emulex Сorporation – лидера на рынке высокоскоростных компьютерных сетевых продуктов. Макбрайд имеет степень бакалавра в области финансов, полученную в университете шт.Огайо, и магистра в области компьютерного управления, полученную в технологическом институте Рочестера.

Через два дня стало ясно, что Макбрайд назначен на пост финансового директора неспроста: 9 января совет директоров корпорации распространил заявление о том, что 79-летний Уолтер Кистлер и 65-летний Боб Цитрон, два пионера коммерциализации космоса, которые основали компанию, покидают свои посты, освобождая место новым членам правления, которые приглашены войти в состав совета директоров Kistler Aerospace. Оба продолжают работать в корпорации в качестве советников с широкими полномочиями.

В настоящее время, после того как 12 марта на стенде GenCorp Aerojet был испытан первый модернизированный двигатель AJ26-НК-33А, работы корпорации идут в ускоренном темпе: заканчиваются изготовление, сборка, интеграция и наземные испытания элементов носителя К-1. Летные испытания планируется провести в конце 1998 г., продемонстрировав работоспособность аппарата, его системы управления, двигательных установок, теплозащитной системы, парашютов и системы посадки с воздушными мешками, а также эффективность наземной и летной инфраструктуры по операциям в воздухе и на земле. III фаза проекта – коммерческая (рутинная) эксплуатация флота К-1 с выведением грузов заказчика на низкую околоземную орбиту – начнется в начале 1999 г.

Корпорация Kistler Aerospace являет собой образец нового подхода к работе в ракетно-космической сфере: «Никакой политики, никакой идеологии – только техника и деньги». С одной стороны, управление полностью «развязано» по каналам – проектанты разрабатывают ракету, не особенно задумываясь над ее стоимостью («динозавр» американской космонавтики Джордж Мюллер, «съевший собаку» на подобных масштабных проектах, следит за аппетитами разработчиков), а финансисты («великий комбинатор» Роберт Уонг вместе с «финансовым гением» Чаком Макбрайдом) изыскивают необходимые средства, не ломая голову над тактико-техническими данными изделия. И, как ни странно, лидирующее положение в этом альянсе занимают именно финансисты.

Начав реальную работу в 1995 г., имея мизерный (с «космической» точки зрения) капитал в 10 млн $, корпорация Kistler Aerospace, в постоянном штате которой состоят порядка 30 человек, стала «распорядителем работ» по одному из самых интересных проектов последнего времени. Уже 17 марта 1998 г. Дж.Мюллер признал, что стоимость программы превысила смету на 250 млн $, достигнув 750 млн $, но он уверен, тем не менее, что все вопросы относительно финансирования проекта будут окончательно закрыты в течение нескольких ближайших недель. «Мы тратим по миллиону в день, – говорил он в одном из своих интервью, – привлекая интеллектуальные и технические силы сильнейших промышленных корпораций страны. Мы полны надежды на успех».

По материалам Kistler Aerоspace, Fortune, NASA, GenCorpAerojet, InfoMOST;
Tags: Новости космонавтики, в порядке бреда, вшивый о бане, информация к размышлению, космос, найденное, переделка, чтобы не пропало
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 14 comments