X-37B — беспилотный космический корабль похожий на уменьшенный Спейс Шаттл. Корабль, способный годами быть на орбите Земли. Он навел немало шороху: его называли и военным аппаратом для превентивного ракетного удара, и космическим шпионом, и средством для кражи спутников и много чем ещё. Секретность подпитывала самые абсурдные предположения.
Идея создания космоплана (орбитального самолета) не нова, проектировать подобные системы пытались еще в 40-ых годах XX века. В 1944 году NACA (Национальный консультативный комитет по воздухоплаванию, проводил исследования и решал практические проблемы авиации и космонавтики, предок NASA), американские военно-морские и военно-воздушные силы начали совместную программу по разработке и испытаниям экспериментальных летательных аппаратов X-planes (X от experimental). Это были самые разнообразные самолеты и ракеты: X-1 — первый развивший сверхзвуковую скорость в горизонтальном полете, X-8 — для исследования верхних слоев атмосферы, X-13 — испытания вертикального взлета и посадки, X-15 — для изучения полета на гиперзвуковой скорости. Но X-серия была не только для исследования и обкатки новых технологий. Эти аппараты также использовались военными напрямую. В рамках этой программы разрабатывали ракеты и самолеты слежения. Например X-16 стал прототипом высотного разведчика U-2 (его еще в 1960-ом сбили под Свердловском). А X-20 вообще должен был стать военным космическим кораблем с возможностью похищать или уничтожать спутники и наносить ракетные удары по земле. Что интересно, программа была утверждена через 20 дней после полета первого спутника – 24 октября 1957 года, - а занимались ей (не)бывшие нацисты, разработавшие орбитальный бомбардировщик для Третьего Рейха (о нем писал Евгений Норин). Тема американских экспериментальных ЛА и роли немцев в развитии американского аэрокосмоса огромна. Дайте знать, если нужно об этом написать подробнее.
Позднее в конце шестидесятых начали разрабатывать советские космопланы “Спираль”, “Энергия-Буран”, и американский “Space Shuttle”. Такие аппараты имеют ряд преимуществ перед привычными космическими кораблями. Например обычные корабли маневрируют с помощью двигателей, как железный человек из мстителей, что крайне затратно. Космопланы же могут менять наклонение орбиты (угол меж двумя плоскостями через экватор и через плоскость орбиты спутника) во время “нырка” в атмосферу. Используя подъемную силу своих крыльев, аппарат совершает боковой маневр (кренится на один бок, держа нос ровно), в результате направление подъемной силы меняется. После этого корабль выравнивается и включает двигатели, чтобы набрать скорость и не упасть на Землю. Таким маневром можно изменить наклонение орбиты на несколько десятков градусов, в то время как при использовании бортовых двигателей на спутниках можно поменять наклонение орбиты всего на доли градусов при намного большем расходе топлива.
Отлично, корабль может так сделать! Но что это дает? А такой маневр тяжело предсказать противнику и отследить, особенно радарами. Так происходит потому, что в верхних слоях атмосферы, где и совершается маневр, находится ионосфера Земли (на высоте 50-1000 км). Она-то и мешает наблюдению, отражая, искажая или поглощая радиоволны. Космоплан может внезапно появиться там, где его не ждали, а дальше все зависит от целей и технических возможностей машины: проследить переброску войск врага, заснять секретные объекты, украсть или уничтожить спутник, нанести превентивный ядерный удар… Вариантов много.
Одним из таких аппаратов и был орбитальный самолет X-37, который разрабатывали с 1999 года. Это многоразовый беспилотный космоплан, схожий по характеристикам со спейс шаттлом. Собственно шаттл и должен был доставлять беспилотник X-37 на орбиту. Схема была такая: Шаттл крепился на внешний топливный бак (большой и оранжевый), по бокам крепились твердотопливные ускорители (не такие большие, и белые), а в сам спейс шаттл устанавливался X-37. Выходит очень мудреная отсылка на кощея бессмертного. А еще очень дорогая. Так что после того, как финансисты посмотрели на стоимость таких пусков, то дали подзатыльник NASA с просьбой удешевить запуск космического корабля. Так X-37 начали запускать на ракете Atlas-5, а после ей на смену пришла ракета Falcon Heavy от Илона Маска.
Схожестей со спейс шаттлом у космического беспилотника много, но также есть и различия. Дельтовидная форма крыла, V-образное хвостовое оперение. Для долгого автономного полета из грузового отсека могут быть развернуты солнечные панели. Движок работает на монометилгидразине и тетраоксиде азота: крайне токсичном топливе, из-за которого аппарат обслуживают в стильных серебристых защитных костюмах. Размером корабль 8,9 метров в длину (в 5 раз меньше спейс шаттла), размахом крыльев 4,55 метра, весом 5 тонн (что сравнимо с “классическими” космическими кораблями как Союз и Crew Dragon), а грузоподъемность небольшая, ориентировочно, 200-250 кг (сам груз помещается в открывающимся грузовом отсеке прям как у шаттла). И скажу сразу, в отличие от космического челнока, вряд ли он может носить в себе оружие — размеры не позволяют делать это эффективно. Увы, никакого неожиданного удара ядерной ракетой с орбиты :(
Но для чего тогда предназначен этот космоплан? Бóльшая часть информации о проекте засекречена, а согласно заявлению ВВС США, это экспериментальный аппарат для демонстрации возможности долгих орбитальных полетов с возможным изменением орбиты, а еще выводом спутников или испытанием оборудования в грузовом отсеке беспилотника. Но секретность проекта, его известные характеристики и проведенные миссии показывают, что цель состоит не только в этом.
Всего с Х-37В провели 7 миссий, самая ранняя датируется 2010 годом, а одна миссия недавно завершилась. Эти миссии назывались OTV - Orbital Test Vehicle (орбитальный испытательный аппарат). Последняя миссия OTV-7 длилась с 29 декабря 2023 до 7 марта 2025 года, с продолжительностью полета от 224 до 908 суток на орбите. Обо всех миссиях информации крайне мало. Скорее всего, первые миссии были тестовыми: отработка орбитальных маневров, открытие грузового отсека и раскладывание солнечных батарей. А уже последующие миссии были куда интереснее, хотя информации по ним тоже немного: например, во время миссии OTV-6 на корабле были проведены бортовые эксперименты по испытанию новой электромагнитной двигательной установки с метаметриальной антенной (это антенны, созданные из особых материалов, улучшающих ее свойства), эксперименты с нанотрубками и интегрированными в корпус камерами; а ещё эта миссия стала самой долгой для этого космоплана. В следующей же за ней OTV-7, проводимой в интересах NASA, проходили испытания seeds-2 по изучению влияния космической радиации на семена растений.
Официально аппарат существует для тестирования самой концепции беспилотных полетов орбитального самолета. По заявлению Хизер Уилсон, бывшей руководительницы ВВС США, космоплан может летать достаточно низко, чтобы менять свою орбиту как бы скользя по атмосфере Земли. Так что он может выводить на орбиту в грузовом отсеке различное оборудование (системы наведения, авионики, системы тепловой защиты,тепловую изоляцию и другое) и летать так достаточно долго, пока на груз и на сам аппарат воздействует агрессивная космическая среда: радиация, метеориты, резкие перепады температур и так далее. Нужно это, поскольку мы еще не до конца понимаем, как ведут себя некоторые материалы или электроника в космосе, а для того, чтобы это понять, нужно провести серию различных испытаний, которые невозможно провести на той же МКС, поскольку оборудование предназначено для военных. А проблема крайне актуальна. Поломка оборудования или целых космических аппаратов все еще не является редкостью (Фобос-Грунт передает привет со дна океана). Исследований свойств материалов, например металлов, после продолжительного космического излучения (оно может повреждать кристаллическую решетку и ухруплять материал) и нагрузок у нас и того меньше. И все эти данные помогут инженерам сделать будущие аппараты надежнее и легче, что критически важно для работы в космосе.
Помимо этого, X-37B может использоваться как корабль-шпион. Так, в 2012-ом заявляли, что беспилотник следил за китайской станцией Тяньгун-1. Хоть эти обвинения оказались ложными (орбиты космических аппаратов различались достаточно сильно, чтобы вести наблюдение за станцией). Однако сама возможность вывода на орбиту аппаратуры для слежки в виде спутника или модуля и возможность маневрировать в атмосфере, чтобы орбиту беспилотника было тяжело определить - хорошие качества для спутника-шпиона. Космоплан может пролетать над интересующими районами тогда, когда этого не ожидают противники, а низкие пролеты над землей могут повысить качество снимков, что делает X-37B потенциально хорошим шпионом.
И последнее, но не менее интересное: космоплан предназначен для вывода на трудно определимую орбиту мини-спутников, захвата спутников и их ремонта, а также отработки маневров уклонения от попыток захвата беспилотника аналогичным аппаратом противника. Например, в 2017 году аппарат совершил ряд маневров, из-за которых долгое время его местоположение было неизвестно (для наблюдателей, естественно) и во время этого маневра вывел 3 кубсата (сверхмалые спутники массой не больше 2 кг) неизвестного назначения на неизвестную орбиту, нарушив конвенцию о регистрации объектов, запускаемых в космическое пространство (про этот корабль много «неизвестно»). И эти кубсаты - не единственные спутники, которые выводил X-37B, но США не разглашали их орбиты и не вносили в международный каталог. Хотя, ровно один раз таки огласили: в мае 2020 вывели учебный кубсат FalconSat 8, созданный курсантами воздушных сил США. И подавалось это как обучение студентов-мечтателей. Верим?
Помимо беспилотных миссий, в 2011 корпорация Боинг планировали создать пилотируемую версию X-37C. Эта версия должна была стать примерно на две трети больше беспилотной версии и вмещать до шести космонавтов в грузовом отсеке. Но из-за возможной конкуренции с уже многострадальным космическим кораблем Старлайнер (испытательный полет к МКС растянулся для экипажа с 8 дней до 9 месяцев. Космонавты передают привет после затянувшейся командировки) от того же Боинга, разработку свернули.
В результате X-37B хоть и спроектирован в интересах военно-воздушных сил США, скорее всего не способен веЗти вооружение, но он способен веСти наблюдение или даже выводить из строя чужие спутники. Он как минимум создан для отработки технологий и вывода на орбиту секретных спутников. Вероятно, в будущем мы увидим другие аппараты X-серии, основанные на этом космоплане или же уже массовые аппараты
Статья написана для паблика CatScience. А ещё у нас есть телега.
Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!
