Все новости
ХРОНОМЕТР
21 Мая 2020, 18:42

"Буран" и "Shuttle": космические многоразовые

Официально считается, что в 1969 году американцы высадились на Луне. Как известно, истинность этого события многими оспаривается, однако, как бы то ни было, после рапорта о «лунном успехе» американское космическое агентство NASA оказалось в трудном положении. Дело в том, что освоение космоса всегда преследовало не только научные или военные, но и, что немаловажно, политические цели. А на рубеже 60-70-х СССР и США, два безусловных лидера в космической гонке, достигли относительного паритета в своих возможностях.

Самое же главное – в околоземном пространстве были сделаны, казалось, все возможные достижения. Запуски автоматических станций продолжались, но такие масштабные задачи, как полет на Марс или создание постоянной базы на Луне, были отложены «в долгий ящик». Проще говоря, исчезла Большая Цель, ради которой надо было соперничать.
Над американской программой освоения космоса нависла угроза – руководство США склонялось к тому, чтобы урезать финансирование NASA. Естественно, такая перспектива не радовала агентство, привыкшее жить на широкую ногу. И тогда в NASA решили сделать «ход конем». Был предложен проект, который, как клялись специалисты NASA, «произведет революцию в освоении космоса». Этим проектом стал многоразовый транспортный космический корабль (МТКК), или челночный корабль многоразового использования.
Американский вызов…
Справедливости ради надо сказать, что в этом вопросе американцы, прочтите как каламбур, вовсе не открыли Америку. Первые шаги – как теоретические, так и практические – в этом направлении были сделаны несколькими десятилетиями ранее. Например, еще в 30-х австриец Эйген Зенгер предложил проект «бомбардировщика-антипода» (проект «Silber Vogel» – «Серебряная птица»). Этот ракетный самолет, описав дугу после старта, должен был «удариться» о плотные слои атмосферы, «срикошетить» и вновь уйти в пространство. Больше всего это напоминает картину, известную каждому, кто «пускал блинчики». Только здесь в роли камушка выступал бомбардировщик весом в 100 тонн, и лететь он должен был более чем на 20 тысяч километров. Реализован этот проект, к счастью, не был. Почему к счастью? Потому что бомбить этот самолет, исследования по программе которого велись в нацистской Германии, должен был не каких-то мифических антиподов, а вполне определенные цели. Так, одним из названий проекта было «Ural-bomber». Что должно было стать его целью, из названия вполне очевидно.
В середине 60-х под руководством гениального конструктора Глеба Евгеньевича Лозино-Лозинского в СССР, в ОКБ Микояна, начались работы над проектом «Спираль», предполагавшим создание двухступенчатого воздушно-космического самолета многоразового использования. Частично при создании «Спирали» использовались наработки по проектам межконтинентальных крылатых ракет, выполненные в 50-х, – речь идет о проектах «Буря» (КБ Лавочкина) и «Буран» (КБ Мясищева). Предполагалось, что «Спираль» сможет выводить на орбиту полезный груз массой до 10,5 тонны – то есть до 9-10, а то и более процентов от собственного веса, что намного превышает КПД обычных ракет. Немаловажно и то, что стоимость вывода на орбиту 1 кг груза с помощью «Спирали» должна была обходиться в 3-3,5 раза дешевле, чем при помощи обычных ракет.
Не будем скрывать – разработки по программе «Спираль» велись, в первую очередь, в интересах военных. Но, как бы то ни было, именно СССР первым сделал попытку создать космический аппарат многоразового использования. К сожалению, работы по программе «Спираль» были свернуты, так и не завершившись созданием действующего образца.
Однако вернемся к американской космической программе. В сентябре 1970 года правительству США были предложены два варианта. Первый вариант («максимальный») предусматривал экспедицию на Марс, создание пилотируемой станции на окололунной орбите и тяжелой околоземной станции с экипажем в 50 человек, обслуживаемой «челноками». Второй вариант («минимальный») ограничивался созданием космической станции и космического челнока. Но президент Никсон отверг оба варианта – даже самый дешевый требовал 5 млрд. долларов в год.
Казалось, проект зашел в тупик. Главной проблемой проекта, за которым уже закрепилось название «Space Shuttle» – «Космический челнок», была бесприбыльность. Тогда в NASA решили умерить аппетиты, «затянуть пояса», и максимально сократить эксплуатационные расходы на будущий корабль. Пришлось даже пойти на откровенное «притягивание за уши» – утверждалось, что «Space Shuttle» сможет решать абсолютно любые задачи, от чисто военных до сугубо гражданских.
Военные выставили свои требования к челноку – он должен был выводить на орбиту груз массой до 29,5 тонны и обладать грузовым отсеком длиной в 18 и шириной в 4,5 метра. Такие параметры были определены не случайно – в них укладывались перспективный разведывательный спутник оптико-электронной разведки KH-II (его гражданская модификация сейчас находится на орбите – это телескоп «Хаббл») и орбитальные буксиры.
Но даже несмотря на заинтересованность военных в проекте, американское руководство не торопилось выделять необходимые средства (на создание полностью многоразовой системы требовалось 9-10 млрд. долларов). Тогда разработчики решили экономить на всем. И именно эта экономия, преследующая ближайшие цели, подвела их в долгосрочной перспективе. Дело в том, что американцы оказались перед выбором – потратить значительные средства на разработку и создать многоразовую космическую систему с небольшой стоимостью каждого запуска (и эксплуатации в целом) либо попытаться сэкономить на проектировании и создать систему, дорогую в эксплуатации из-за высокой стоимости разового запуска («благодаря» наличию одноразовых элементов). Чтобы спасти проект, конструкторы пошли по второму пути, поставив тем самым крест на всех планах будущей окупаемости системы «Space Shuttle».
В конечном итоге, президент Никсон заявил в 1972 году, что правительство США будет финансировать работы по созданию космических челноков.
Первый корабль, «Enterprise», получивший свое название от имени звездолета из сериала «Star Trek», был построен в 1976 году – он предназначался для летных испытаний. Всего было построено шесть кораблей (перечисляются по времени постройки) – «Enterprise», «Columbia», «Challenger», «Discovery», «Atlantis» и «Endeavour». Два из шести кораблей – «Challenger» и «Columbia» – погибли (соответственно, 28 января 1986 года и 1 февраля 2003 года).
При разработке кораблей по программе «Space Shuttle» оказались невыполненными заложенные в начале разработки показатели ни по общим затратам на создание системы, ни по стоимости ее запуска, ни по срокам создания. Так, стоимость разработки возросла с 5,2 млрд. долларов (в ценах 1971 г.) до 10,1 млрд. долларов (в ценах 1982 г.), стоимость одного запуска – с 10,5 млн. долларов до 240 (!) млн. долларов. Не удалось выдержать также и сроки намечавшегося на 1979 г. первого экспериментального полета.
Кроме того, не удалось выполнить самой главной задачи, которая возлагалась на «шаттлы», – обеспечить запуск всех американских спутников. После гибели корабля «Challenger» американцам пришлось «реанимировать» одноразовые ракеты-носители «Дельта», «Атлас» и «Титан».
…и советский ответ
Первые чертежи советского МТКК были созданы в 1975 году. Головным предприятием по разработке системы выступало НПО «Энергия».
Размах работ был колоссальным – в создании проекта, получившего название «Буран» (не путать с вышеупомянутым проектом КБ Мясищева), были заняты 1206 предприятий и организаций, почти 100 министерств и ведомств, крупнейшие научные и производственные центры.
Одной из главных задач при разработке «Бурана» стало создание тепловой защиты. В отличие от одноразовых космических аппаратов, теплозащитное покрытие «Бурана» не должно было выгорать (а по техническому заданию предусматривалось, что в наиболее перегреваемых участках обшивки покрытие должно выдерживать температуру в 1650 градусов!). Эта задача была решена с блеском – «Буран» «одет» в 39 тысяч плиток тепловой защиты (каждая из которых имеет точное место расположения), по своим свойствам превосходящие все зарубежные аналоги. Из этих 39 тысяч плиток после первого полета потребовалось заменить… всего лишь 6 штук!
При сравнении американского «Space Shuttle» и советского «Бурана» бросается в глаза их внешнее сходство – даже габариты грузового отсека кораблей примерно равны, сопоставим и проектный ресурс орбитальных самолетов – 100 полетов. Это обусловлено сходством задач, которые должны были решать эти корабли. Однако при внешнем сходстве системы имеют и большие различия.
Скажем прямо – советская система «Энергия-Буран» более совершенна. Такое заявление можно сделать в первую очередь потому, что элементы советской системы могут эксплуатироваться отдельно – в отличие от американской. Если американская система создавалась с единственной целью – «забросить» на орбиту челнок, то ракета «Энергия» может работать «сама по себе», в качестве ракеты-носителя для вывода на орбиту практически любых грузов. Практически любых – это не оговорка: со своей стартовой массой в 2400 тонн «Энергия» выводит на орбиту до 100 тонн груза, что в пять раз (!) выше массы полезной нагрузки тяжелого носителя «Протон» и втрое больше, чем выводит на орбиту система «Space Shuttle».
«Буран»: первый и последний полет
В 6.00 по московскому времени 15 ноября 1988 года система «Энергия-Буран» стартовала.
Первый полет проходил полностью в автоматическом режиме (тоже своего рода революция – американцы, при всей развитости их компьютеростроения, ставить такую задачу не решались). Права на ошибку у советских специалистов не было – все должно было пройти без сучка без задоринки. Специально для приема «Бурана» была построена уникальная взлетно-посадочная полоса – отшлифованная алмазными дисками, с колебанием уровня покрытия не более 2 мм на каждые 3 метра.
В 9 часов 11 минут посадочные локаторы «захватили» орбитальный самолет, автоматическая система управления сообщила: «Все системы работают нормально!». В это время «Буран» находился на высоте 50 км и на расстоянии 550 км от полосы, приближаясь к ней со скоростью около 3,5 км в секунду.
В 9 часов 24 минуты 42 секунды «Буран» совершил посадку.
Реакция на запуск советского челнока последовала незамедлительно.
«СССР теперь имеет возможность выполнять космические задачи, которые окажутся недоступными для США даже после того, как вновь начнутся полеты МТКК (приостановленные из-за катастрофы «Челленджера» – Д. Л.), – заявил доктор Джон Логсдон из университета им. Дж. Вашингтона. – Для того чтобы приступить к выводу на орбиту таких же полезных грузов, на которые рассчитана советская ракета, США потребуется от 6 до 10 лет (ракеты, сопоставимой с «Энергией», у американцев нет до сих пор – Д. Л.)».
Однако во время своего визита на космодром Байконур М. Горбачев заявил: «Бурану» мы вряд ли найдем применение. Но ракета, мне кажется, найдет свое место».
По словам главного конструктора Б. Губанова, «это был приговор». Как известно, уникальная ракета «своего места» также не нашла. Оба построенных корабля «Буран» остались на вечном приколе на земле – один на выставке в Москве, где его превратили в ресторан, другой в законсервированном сборочном цехе. Правда, законсервирован цех был плохо, и несколько лет спустя крыша в нем обвалилась, похоронив «Буран» под бетонными плитами.
* * *
Несмотря на то что от программы «Буран» кремлевская власть отказалась, отечественные специалисты не стояли на месте. Сейчас в российских КБ имеется документация на целое семейство «челноков», которые могут решать любые задачи – от экскурсий для космических туристов до вывода на орбиту полезных грузов. Это системы «МАКС» (несколько модификаций, есть натурный макет), МиГ-2000 и МиГ – АКС, проект «Аякс», воздушно-космические самолеты «Нева», «Ту-2000», программы «Заря» и «Холод», ракетоплан «АРС», суборбитальный корабль «Космополис XXI»… Разработка некоторых из них начата еще в 80-х годах, часть – уже после распада СССР. Как бы то ни было, российским специалистам есть что предложить для освоения космоса в будущем.
Ведутся разработки новых МТКК и в США – программы «Venture Star» и ряд других.
Аналогичные проекты есть и в других странах – «Hotol» (Великобритания), «Senger» (Германия), «Hope» (Япония)… Но будут ли они реализованы, неизвестно.
Д. ЛАПИЦКИЙ