Ракета SLS

Space Launch System (SLS) — это американская сверхтяжёлая ракета-носитель, разрабатываемая Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) для пилотируемых и грузовых миссий в дальний космос, в первую очередь в рамках программы «Артемида» (Artemis). SLS является самой мощной ракетой, способной выводить полезную нагрузку на траекторию к Луне, и была спроектирована на основе технологий, использовавшихся в программе Space Shuttle.

История создания

Предпосылки и программа Constellation

Разработка SLS началась в 2011 году после отмены программы «Созвездие» (Constellation), в рамках которой создавалась ракета-носитель «Арес V» (Ares V). Ключевым фактором стало решение Конгресса США использовать существующую инфраструктуру и технологии, разработанные для Space Shuttle, включая твердотопливные ускорители и двигатели RS-25. Это позволило сократить время и стоимость разработки, но привело к значительной зависимости от устаревших компонентов.

Закон о разрешении NASA 2010 года

В 2010 году президент Барак Обама подписал Закон о разрешении NASA (NASA Authorization Act of 2010), который предписывал агентству создать новую ракету-носитель для пилотируемых полётов за пределы низкой околоземной орбиты. Первоначально проект назывался «Space Launch System», а его разработка была поручена Центру космических полётов имени Маршалла (Marshall Space Flight Center) в Хантсвилле, штат Алабама.

Разработка и испытания

Первый этап разработки (Block 1) был завершён в 2022 году. Ключевые этапы включали:

• 2011–2014 гг.: Определение концепции, выбор двигателей RS-25 из запасов программы Space Shuttle.
• 2015–2017 гг.: Изготовление и испытания основных конструкций, включая топливные баки и межступенчатые отсеки.
• 2018–2021 гг.: Интеграция первой ступени, проведение статических огневых испытаний ускорителей и двигателей.
• 2022 г.: Запуск миссии Artemis I с беспилотным кораблём «Орион» (Orion) вокруг Луны.

Конструкция

SLS представляет собой трёхступенчатую ракету (в конфигурации Block 1 — двухступенчатую, с дополнительными разгонными блоками). Основные компоненты:

Первая ступень (Core Stage)

Основной блок длиной 65 метров и диаметром 8,4 метра. Он состоит из двух топливных баков (жидкий водород и жидкий кислород) и четырёх двигателей RS-25. Двигатели RS-25, первоначально использовавшиеся на Space Shuttle, были модернизированы для работы в одноразовом режиме с повышенной тягой. Каждый двигатель развивает тягу около 2 280 кН на уровне моря.

Твердотопливные ускорители (SRB)

Два боковых ускорителя, также унаследованные от Space Shuttle, но модернизированные. Они имеют длину 54 метра и диаметр 3,7 метра. Каждый ускоритель развивает тягу около 16 000 кН. Время работы — примерно 126 секунд. После отделения ускорители падают в океан и не подлежат повторному использованию.

Вторая ступень (Interim Cryogenic Propulsion Stage — ICPS)

В конфигурации Block 1 используется разгонный блок ICPS на основе двигателя RL-10 (одного или двух), работающего на жидком водороде и кислороде. ICPS обеспечивает выход на траекторию к Луне. В будущих конфигурациях (Block 1B и Block 2) планируется замена на более мощный Exploration Upper Stage (EUS) с четырьмя двигателями RL-10.

Разгонные блоки

В зависимости от миссии, SLS может использовать дополнительные разгонные блоки для отправки грузов к другим планетам (например, к Марсу или астероидам).

Конфигурации и характеристики

SLS проектировалась как семейство ракет с наращиваемой грузоподъёмностью. Основные конфигурации:

Примечание: Точные характеристики могут варьироваться в зависимости от миссии и версии разгонного блока.

Запуски

Artemis I (16 ноября 2022 года)

Первый запуск SLS в конфигурации Block 1. Миссия прошла успешно: беспилотный корабль «Орион» совершил облёт Луны, вышел на ретроградную орбиту и вернулся на Землю через 25,5 дней. Запуск состоялся в 06:47 UTC с площадки 39B Космического центра имени Кеннеди (Флорида). Это был первый полёт ракеты, способной выводить людей за пределы низкой околоземной орбиты со времён «Сатурна V» (Saturn V).

Artemis II (планируется на 2025 год)

Первый пилотируемый полёт SLS. Экипаж из четырёх астронавтов (включая одного канадца) совершит облёт Луны без посадки. Миссия продлится около 10 дней.

Artemis III (планируется на 2026–2027 годы)

Пилотируемая посадка на Луну. SLS доставит корабль «Орион» к Луне, где он состыкуется с посадочным модулем Starship HLS (разрабатываемым компанией SpaceX). Два астронавта (в том числе первая женщина) высадятся на поверхность в районе Южного полюса.

Критика и проблемы

Высокая стоимость

SLS является одной из самых дорогих ракет в истории. По оценкам NASA, стоимость одного запуска в конфигурации Block 1 составляет около 2–4 миллиардов долларов, включая производство и эксплуатацию. Это значительно превышает стоимость коммерческих аналогов, таких как Falcon Heavy (около 90 миллионов долларов за запуск) или Starship (разрабатываемый SpaceX). Критики, включая некоторых членов Конгресса США, называют SLS «программой занятости» для подрядчиков в штатах, где расположены производственные мощности (Алабама, Техас, Луизиана).

Зависимость от устаревших технологий

Использование двигателей RS-25 и твердотопливных ускорителей, разработанных в 1970-х годах, привело к значительным задержкам и перерасходу средств. Например, модернизация двигателей RS-25 для одноразового использования обошлась в 1,5 миллиарда долларов. Кроме того, SLS не может быть повторно использована, что резко контрастирует с современными многоразовыми ракетами (Falcon 9, Starship).

Конкуренция с частными компаниями

Развитие SLS происходит на фоне стремительного прогресса частных космических компаний. SpaceX, Blue Origin, Rocket Lab и другие предлагают более дешёвые и гибкие решения. В 2023 году NASA объявило о планах использовать Starship для доставки грузов на Луну, что может снизить потребность в SLS в долгосрочной перспективе.

Задержки и технические проблемы

Изначально первый запуск SLS планировался на 2016 год, но был отложен на шесть лет из-за технических проблем, включая неполадки с двигателями RS-25, утечки водорода и проблемы с программным обеспечением. Во время предстартовой подготовки Artemis I было зафиксировано несколько утечек водорода, что потребовало дополнительных проверок.

Перспективы

Несмотря на критику, SLS остаётся ключевым элементом программы «Артемида». В 2024 году NASA объявило о планах по модернизации ракеты до конфигурации Block 1B, которая позволит отправлять к Луне более тяжёлые грузы (например, модули лунной станции Gateway). В перспективе Block 2 может использоваться для миссий к Марсу, хотя конкретные сроки не определены. В 2023 году Конгресс США выделил дополнительное финансирование на производство ещё двух ракет SLS (для миссий Artemis IV и Artemis V).

Источники

• NASA. «Space Launch System (SLS) Overview». NASA Facts, 2022.
• National Aeronautics and Space Administration. «Artemis I Mission Overview». NASA, 2022.
• U.S. Government Accountability Office. «NASA: Assessments of Major Projects». GAO-23-105, 2023.
• Congressional Research Service. «NASA’s Space Launch System (SLS): A Brief Overview». CRS Report R44717, 2024.
• Berger, E. «The Space Launch System: A Monument to the Past». Ars Technica, 2022.
• SpaceX. «Starship Users Guide». SpaceX, 2020.