Проблемные вопросы, решаемые при создании космодромов. Тенденции развития космодромов

При создании космодромов приходится решать целый ряд проблему прежде всего это проблемы безопасности и экологии. Такие технологические объекты космодрома, как стартовые комплексы, заправочно-нейтрализационные станции, хранилища компонентов ракетных топлив, твердотопливных двигателей и пиросредств, являются источниками повышенной опасности. Кроме того, стартующая ракета космического назначения создает существенную угрозу по направлению ее полета для окружающей среды и людей. Компоненты ракетных топлив в основном являются высокотоксичными веществами, и при работе с ними требуются особые меры предосторожности. Поэтому технологические объекты космодрома должны располагаться на безопасном расстоянии от жилых районов, а трассы полетов ракет-носителей проходить над малонаселенными пунктами.

Важным фактором при создании космодрома являются вопросы доставки на него элементов ракетно-космической техники. На существующем железнодорожном транспорте действуют определенные ограничения по габаритам груза, что не позволяет осуществить провоз крупногабаритных грузов, которые характерны для космических ракетных комплексов тяжелого и сверхтяжелого классов. Частично эта проблема решается использованием грунтовых транспортных средств для транспортировки грузов на небольшие расстояния по территории космодрома. Применение водного транспорта существенно расширяет возможности по транспортировке элементов ракетно-космической техники. Это преимущество имеют космодромы,расположенные на побережье океанов. Для космодромов, не имеющих водных путей для связи с заводами-изготовителями, приходится решать эту проблему за счет уменьшения габаритов элементов ракетно-космической техники и проведения цикла заводских операций по их сборке (технология работ на космодроме по сборке ракеты-носителя HI) или создания специальных авиационных средств. Так, для доставки на космодром Байконур баков ракеты-носителя «Энергия» и орбитального корабля «Буран» были созданы специальные самолеты-транспортировщики ЗМ-Т и Ан-225 (самолет «Мрия», разработан КБ им. O.K. Антонова по ТЗ НПО «Энергия»). Рассматривались и другие средства для доставки элементов ракетно-космической техники с заводов на кос-модром, а также с мест посадки спускаемых космических аппаратов и частей ракет космического назначения, позволяющие выполнять эти операции в различных условиях. Рационально использовать для этих целей комплекс средств транспортировки, состоящий из аппаратов вертикального взлета и посадки (вертолеты, аэростатические средства и комбинированные вертостаты), аппаратов на воздушной подушке, грунтовых вездеходов и самолетов. Такой комплекс может применяться для обслуживания нескольких космодромов.

Деятельность космодромов в силу своей специфики оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду. Это воздействие определяется технологией работ, проводимых на космодроме, характеристиками применяемых средств выведения и компонентов ракетных топлив.

В настоящее время прорабатываются вопросы, связанные с ограничением воздействия ракетных топлив на окружающую среду, которое можно осуществлять по следующим направлениям:

• снижение воздействия ракетных топлив на поверхность Земли;
• снижение воздействия ракетных топлив на атмосферу Земли.

Снижение воздействия ракетных топлив на поверхность Земли и ее атмосферу может проводиться благодаря применению малотоксичных топлив, новых методов нейтрализации их остатков и выбросов в атмосферу. Совершенствование методов управления полетом ракеты космического назначения и ее отделяющихся частей позволит значительно уменьшить размеры и число полей падения отделяющихся частей.

Для снижения воздействия космодромов на окружающую среду необходимо осуществлять замену в системах и агрегатах космических комплексов хлорфторуглеродов с озоноразрушающими свойствами. На основании Венской конвенции ООН по охране озонового слоя Земли и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, определены мероприятия по сокращению применения и прекращению производства озоноразрушающих веществ. По действующему соглашению сторон Монреальского протокола производство группы веществ, разрушающих озоновый слой Земли, включая определенные хладоны, должно быть полностью прекращено. Применением нового альтернативного хладона можно решить эту проблему в сжатые сроки. Постановлением Правительства РФ от 24 мая 1995 г. № 526 «О первоочередных мерах по выполнению Венской конвенции об охране озонового слоя Земли и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой» предусмотрена модернизация существующего парка холодильных машин с заменой запрещенного хладона R12. Реализация намеченных мероприятий позволит провести модернизацию находящихся в эксплуатации холодильных машин, разработать ряд базовых холодильных машин, которые будут отвечать современным экологическим требованиям и обеспечат решение проблемы унификации холодильной техники космодромов.

В целях снижения экологического загрязнения окружающей среды посадочные комплексы оснащаются специальным технологическим оборудованием для сбора и утилизации приземлившихся элементов. В настоящее время ведутся проработки по проблеме перевода ракет космического назначения на экологически чистые компоненты ракетных топлив и дожигания оставшегося топлива в процессе падения ступеней и блоков ракеты-носителя. Значительным шагом в решении этой проблемы является применение многоразовых средств выведения и их элементов. Многоразовые раке-ты и их ступени производят посадку на специальные посадочные площадки и аэродромы. Послеполетное обслуживание многоразовых ракет и их ступеней будет проводиться на оборудованных технических позициях.

Сейчас в мире созданы и активно используются двенадцать космодромов. Каждый космодром — уникальный технологический комплекс, обеспечивающий пуски ракет космического назначения различных типов и классов. Из-за необходимости отчуждения территорий под районы падения отделяющихся частей, а также исключения прохождения трассы активного участка полета ракеты космического назначения над населенными пунктами большинство космодромов расположены на побережье океанов. Близость к экватору расширяет возможности космодрома по массе выводимой на орбиту полезной нагрузки. В последнее время намечается тенденция к созданию автономных, мобильных ракетно-космических комплексов, обеспечивающих пуски ракет космического назначения легкого и среднего классов. К таким комплексам относятся морские комплексы, сухопутные на колесном и гусеничном ходу, авиационные.

Дальнейшее развитие космодромов мира тесно увязано с перспективами развития средств выведения и имеет следующие тенденции:

• использование просторов морей и океанов в качестве мест проведения пусков РКН и районов падения их отделяющихся частей;
• дублирование космодромов ведущими странами;
• строительство космодромов на территории других государств, имеющих выгодное географическое положение рядом с экватором;
• консервация неиспользуемых наземных комплексов или их модернизация для использования под перспективные средства выведения;
• создание новой инфраструктуры для обеспечения функционирования многоразовых средств выведения (взлетно-посадочные полосы, ремонтно-профилактические позиции и т.д.);
• применение новых способов и устройств для обеспечения пусков средств выведения.

Развитие космодромов России может проходить в направлении как модернизации существующей инфраструктуры,так и создания новых наземных комплексов. Создание высокопроизводительных универсальных наземных комплексов позволит производить пуски средств выведения различных классов и типов,что даст возможность снизить затраты на пуск РКН. Использование комплекса средств авиационной транспортировки позволит повысить оперативность транспортировки элементов РКТ с заводов-изготовителей, арсеналов и космодромов, а также решить ряд целевых задач (перехват спускаемых аппаратов и элементов РКН, транспортировка КРТ, дозаправка авиационно-космических комплексов и т.д.).

Выход к широтам, близким к экватору, для России решается путем создания комплексов морского базирования или строительства наземных комплексов на территории других государств, например, Австралии. Применение многоразовых элементов средств выведения требует модернизации существующих комплексов и создания нового наземного технологического оборудования для обеспечения посадки этих элементов и проведения ремонтно-профилактических работ перед их повторным применением.

Для комплексов с использованием аэродинамического качества крыла потребуется усовершенствование аэродромной сети страны. Дооборудование аэродромов должно включать совершенствование взлетно-посадочных полос и создание наземного оборудования для обеспечения приведения ракетно-космических комплексов в различные степени готовности.

Применение аэростатических стартовых комплексов для обеспечения пусков РКН с определенной высоты позволит осуществлять:

• сборку РКН прямо на заводе-изготовителе;
• доставку собранной РКН к месту старта;
• пуск РКН с аэростатического пускового устройства в заданном районе и на определенной высоте.

Морские СК в перспективе могут базироваться на платформах, стационарно установленных на прибрежном шельфе или других неглубоких местах Мирового океана. Применяя отработанные технологии установки морских бурильных установок для создания и эксплуатации морских комплексов, можно менять их место дислокации, а также поэтапно наращивать мощности с учетом различ-ных компоновочных схем.

В перспективе для запусков КА могут применяться различные стационарные наземные ускорители. Так, многоразовая платформа на магнитной подвеске, конструктивно выполненная как линейный двигатель, может создавать необходимый импульс для выведения КА в космическое пространство (из шахты или с использованием рельефа местности).

Таким образом, развитие космодромов в основном определяется развитием самих средств выведения и теми целевыми задачами, которые они решают. При появлении космических аппаратов и средств выведения КА, способных осуществлять вертикальный взлет с любого необорудованного места, космодромы могут существенно изменить свои облик и назначение.