Небеса с молотка. В погоне за ближним космосом - Эшли Вэнс

Бывало, что я появлялся там и около семи утра, а испытания не то еще, не то уже шли. Одни заправляли баки жидким кислородом и керосином, другие что-то прикручивали и подсоединяли к стенду. За этими их действиями из центра управления зорко следил по видеомониторам инженер-ветеран Ventions по имени Лукас Хандли, остававшийся там за старшего. Так как в тесной камере при стенде людям часто приходилось являть чудеса изворотливости, чтобы что-то куда-то воткнуть, прикрутить или заколотить, Хандли вдоволь насмотрелся на потные раскоряченные задницы ведущих инженеров Stealth Space. Такова вот низменная часть грядущей небесной славы успешного ракетостроителя.

На подготовку двигателя к новому испытанию уходило от четверти часа до двух часов, в зависимости от того, что предполагалось исправить или переделать по результатам предыдущего прогона. В первые недели двигатель либо вовсе не запускался, либо глох на первых же секундах. Бен Брокерт, высокий и грузный молодой циник и скептик, был поставлен отдавать команды по громкой связи в ходе испытаний и подходил к этой своей работе воистину с юмором висельника. Перед одним испытанием он проинформировал команду: «В протоколе сказано, что в случае аварии и возгорания двигателя или появления открытого пламени в прилегающей к двигателю области нам надлежит немедленно залить очаг возгорания водой. Если же пламя вдруг охватит всё, на этот случай никаких планов не предусмотрено – и спасения не ждите». В другой раз, посреди очередной затяжной серии безуспешных испытаний, он гнал воинство в бой репликами наподобие: «Мы пойдем до конца – либо двигатель оживет, либо мы сдохнем!» Как-то раз на мой вопрос, чем он занимается в свободное время, он ответил: «Стихи пишу».

За вечер в Stealth Space готовы были проводить по пять-шесть прогонов испытываемого двигателя, и люди там задерживались порой до двух часов ночи. При этом их здание на Орион-стрит до поры до времени не отапливалось, и сотрудникам приходилось греться у тепловых пушек на пропане. Лондон вышагивал туда-сюда с пакетом картофельных чипсов в руке. Чуть что не так, рявкал: «Фиксируй данные!» или «Так не пойдет, слишком далеко от номинала!». Если же всё шло хорошо, был невозмутим: «Зажигание. Струя пошла. Ура». Иногда Stealth Space отряжала кого-нибудь из инженеров замерить децибелы за оградой, чтобы оценить, не слишком ли они достают своими ракетными испытаниями местных жителей и не вызовут ли жалоб куда следует и не следует.

Эмоциональная атмосфера на каждой сессии испытаний колебалась в типичном для коммерческого ракетостроения ритме: волны лихорадочного возбуждения сменялись провалами тягостного разочарования. Люди, похоже, всякий раз искренне верили, что после очередных правок на ходу двигатель наконец заработает в штатном режиме. Во многих случаях Кемп снимал очередной прогон на смартфон, будучи уверен в успехе, чтобы тут же разослать инвесторам радостную весть с видеодоказательством того, что их деньги потрачены разумно. Иногда он даже успевал позвонить и начать хвастаться, прежде чем двигатель накрывался, после чего Кемп всё с той же широкой улыбкой уводил разговор в сторону и принимался забалтывать очередной провал. Люди изнемогали от голода и усталости, но продолжали не покладая рук работать над устранением нескончаемых проблем и обычно отказывались сигналить отбой до тех пор, пока не иссякнут запасы топлива или не возникнут иные непреодолимые препятствия.

В конце концов их усилия и долготерпение были вознаграждены. Двигатель проработал сначала три секунды, затем тридцать секунд, затем пару минут – и наконец стал гнать в туннель реактивную струю сколь угодно долго, то есть до перекрытия подачи топлива. Параллельно со стендовыми испытаниями не задействованные в них сотрудники Stealth Space занимались постройкой или покупкой других компонентов ракеты и их сборкой в цеху. Кемп был уверен, что вся ракета в сборе будет готова и приведена в состояние, близкое к рабочему, в ближайшие три месяца. В мае 2017 года он позвал Креона Левита, своего старого друга по Эймсу и Радужному особняку, заглянуть в Stealth Space и выступить перед всеми его сотрудниками. Будни Левит проводил за строительством спутников в Planet Labs, а в свободное время увлекался изучением истории аэрокосмической промышленности. Лекцию свою он посвятил причинам, по которым ракеты так трудно строить и запускать. «За последние пятьдесят лет ничего, по большому счету, не произошло, – сказал он. – Мы по-прежнему строим ракеты всё так же. Никакого удешевления в пересчете на килограмм груза, доставляемого на орбиту. Как так? Разве такое возможно?»

Люди, объяснил он, давным-давно прошерстили всю периодическую систему элементов и нашли наилучшие пары химических веществ, вступающих в реакцию между собой с выделением наибольшей энергии. Если не затевать ракет на ядерной энергии, людям не остается иного выбора, кроме сочетания жидкого кислорода с керосином или жидким водородом. «Законы гидро- и аэродинамики делают это трудным, – сказал он. – Законы материаловедения делают это трудным. В эту штуку ежесекундно вливается масса окислителя и горючего, а вы чиркаете спичкой. Если бы вы сделали это вот здесь, в комнате, результатом стал бы так называемый объемный взрыв. А в ракете то же самое называется „сгоранием топлива“, но по сути это один непрерывно тянущийся взрыв, только сдерживаемый и направляемый. И всё это на грани технически возможного».

Все уравнения, описывающие реактивное движение, известны с начала XX века, никто их не отменял и для современных ракет, и эти уравнения – штука жестокая. Лучшие топлива дают энергию, которой едва хватает на преодоление силы тяжести. Из-за этого масса топлива вынужденно составляет около 85 % взлетной массы ракеты, в то время как автомобилю достаточно четырех процентов топлива от общей массы, а реактивному самолету – 40 %. Таким образом, остается лишь 15 % массы на создание структуры, куда вмещается и топливо, и вся механика, электроника и компьютеры, позволяющие делать с помощью ракеты что-нибудь интересное. С учетом всего этого ракетостроитель оказывается перед фактом, что у него остается в лучшем случае два процента от общей взлетной массы ракеты под полезный груз, который нужно доставить в космос.

После отрыва от стартового стола ракете, помимо силы тяжести, нужно преодолевать еще и сопротивление воздуха, и вскоре она достигает скорости, при которой, находясь еще в плотном слое атмосферы, сталкивается с так называемым максимальным динамическим давлением Qmax со стороны встречного воздушного потока. Что это за давление, вы можете понять, выставив ладонь из окна мчащегося автомобиля или полюбовавшись ураганом, сметающим деревья и дома. Правда, представление будет весьма приблизительным, отметил Левит, поскольку Qmax в лоб ракете примерно в 75 раз выше динамического давления, производимого ураганом высшей, пятой категории. «Понятно, что если с ракетой в этой точке будет что-то