Схема функционирования ракетно-космического комплекса «Волна» с использованием космического аппарата «Демонстратор-2».

«Демонстратор-2» с полностью развернутым ПТУ.

Пневматическое тормозное устройство разработано для увеличения аэродинамического сопротивления спускаемого аппарата с целью его торможения и обеспечения необходимой скорости посадки. Оно представляет собой двухкаскадное надувное устройство, изготовленное из специальной ткани. Первый, основной, каскад выполнен в виде шести надувных торов и наружной конической оболочки, его максимальный диаметр составляет 2,3 м. Второй, дополнительный, каскад также имеет вид конуса (коническую оболочку), но состоит лишь из одного надувного тора, его максимальный диаметр 3,8 м.

За 150 с до входа спускаемого груза (аппарата) в атмосферу начинается наполнение первого каскада надувного тормозного устройства, который обеспечивает снижение скорости аппарата с 7 км/с (перед входом в атмосферу) до дозвуковой. Ввод же дополнительного каскада производится, когда скорость аппарата значительно снизилась (до звуковой) и обеспечивает снижение скорости к моменту посадки до 15— 17 м/с.

Условно трассу спуска в атмосфере можно разделить на два участка:
-  участок аэродинамического торможения (первый каскад ПТУ);
-  участок предпосадочного торможения (добавился второй каскад ПТУ).

На участке аэродинамического торможения перед лобовым экраном образуется ударная волна, при проходе через которую набегающий поток воздуха нагревается до температуры порядка 6000 К. При этом жесткое теплозащитное покрытие закрывает металлический лобовой экран от воздействия высокотемпературных потоков.

Для обеспечения сохранности оболочки основного ПТУ в таких температурных условиях была создана гибкая тепловая защита (ГТЗ), которая нанесена на наружную поверхность конической оболочки ПТУ и состоит из двух частей — сублимирующего (уносимого) теплозащитного покрытия и теплоизолирующего слоя. Такая теплозащита обеспечивает внутри контейнера с аппаратурой температуру не выше 25—30°С.

Наполнение обоих каскадов ПТУ производится газообразным азотом, который находится в специальных шаровых баллонах.

Следует отметить, что этот международный проект стал одним из первых космических проектов в России и в мире, финансирование которого изначально стало осуществляться из негосударственных источников. В проекте принимают участие Планетарное сообщество Пасадены (основано в 1980 г.), компания, или, как ее еще называют, общественная организация Cosmos Studio group (основана в 2000 г.), а с российской стороны — упомянутый Космический центр им. Г.Н. Бабакина, ряд организаций оборонно-промышленного комплекса при поддержке МГУ им. М.В. Ломоносова и Международной программы Сороса в области образования и точных наук.

На этом этапе к программе также подключились российские подводники: для вывода аппарата в космос было решено использовать конверсионную ракету-носитель «Волна», запуск которой должен был производиться из подводного положения ракетным подводным крейсером стратегического назначения «Борисоглебск» (проект 667БДР).

Ракета-носитель «Волна» представляет собой конверсионную разработку, выполненную коллективом расположенного в городе Миассе Государственного ракетного центра «Конструкторское бюро им. академика В.П. Макеева» на базе их же баллистической ракеты для подводных лодок РСМ-50 (двухступенчатая БРПЛ Р-29Р корабельного ракетного комплекса стратегического назначения Д-9Р, технологический индекс БРПЛ — 3М-40).

По информации разработчиков, ракетно-космический комплекс «Волна» предназначен для проведения научных и технологических исследований в условиях микрогравитации. Для этого ракета-носитель оснащается специальным спасаемым летательным аппаратом типа «Волан», получившим такое название за свою схожесть с воланом для игры в бадминтон. В корпусе аппарата размещаются исследовательская аппаратура, парашютный отсек, источники электропитания, система управляющих приборов и телеметрических измерений, а также система для осуществления оперативного поиска аппарата после приземления. После завершения эксперимента «Волан» совершает баллистический спуск, а на конечном участке задействуется двухкаскадная парашютная система спасения.

Стартовая масса РН «Волна» составляет 35 т, ее длина — 14,2 м, а диаметр — 1,8 м. Согласно данным компании-разработчика, РН «Волна» может выводить в космос спасаемые летательные аппараты массой до 720 кг, а масса исследовательской аппаратуры может достигать 200 кг. В ходе эксперимента, проводимого во время полета по суборбитальной траектории, может быть достигнута фаза невесомости длительностью от 15 до 30 мин.

Экипаж российского атомохода-ракетоносца прекрасно справился с порученной задачей и в назначенное время, в 4 ч 31 мин (мск), произвел успешный запуск ракеты с глубины 60 м, а чуть позже ракета-носитель «Волна» вышла в космос. Однако на завершающей стадии в расчетное время космический аппарат «Демонстратор» не отделился от ракеты-носителя. Как впоследствии было выяснено, произошло это по причине сбоев в системе управления ракетой-носителем. В результате спускаемый аппарат вместе с третьей ступенью «Волны» упал в районе затопления и, как говорится, пошел на дно. Впрочем, неудачи начались еще до старта: «солнечный парус» получил повреждения во время штатной проверки в сборочном цехе.