Skip to content
 

Каким быть космическому кораблю XXI века? Часть 6.3

Предыдущая часть статьи

Предыдущая статья серии

Первая статья серии

То ли «Полюс», то ли просто весо-габаритный макет...

Как мы уже говорили в этой серии, окончательные «пользовательские» параметры «Спейс шаттла» были определены американскими военными, исходя из весо-габаритных характеристик разрабатывавшегося тогда в их интересах космического аппарата видовой оптико-электронной разведки KH-II. Потому и получилась грузоподъёмность при выведении – 29,5 т. У нас же в то время были нагрузки и потяжелее.

…Боевая космическая станция «Скиф» разрабатывалась для поражения низкоорбитальных объектов бортовым лазерным комплексом, создававшимся в НПО «Астрофизика». Станция в окончательном виде должна была иметь длину около 40 м и массу 95 т. Уже из этого понятно, что сверхтяжёлая ракета-носитель нужна была не только для того, чтобы доставлять на орбиту ОК «Буран».

Впрочем, «Буран» тоже имел отношение к «Скифу» – в случае развёртывания этой системы космического оружия советские челноки должны были периодически проводить дозаправку боевых станций для увеличения срока их активной службы.

Статья 6. «Энергия» – универсальный носитель сверхтяжёлого класса. Окончание

Хотя здесь это и не очень к месту, хочется сказать буквально несколько слов о том, что должен был представлять собой «Скиф» как боевая система.

Первый его вариант предполагалось оснастить углекислотным газодинамическим лазером мегаваттного класса. Излучение такой мощности способно разрушить космический аппарат-цель на весьма значительном расстоянии. Во втором варианте это была «космический корвет» с десятью «пушками» – инфракрасными лазерами для подавления оптических, инфракрасных, тепловизионных датчиков вражеских спутников. Причем ИК-лазеры были уже испытаны в наземных условиях, а прототип углекислотного, мегаваттного, во второй половине 1980-х годов проходил испытания на самолёте – летающей лаборатории Ил-76.

Эти работы были начаты за семь лет до объявления Рейганом своей знаменитой «Стратегической оборонной инициативы»!

*

Полезная нагрузка для первого пуска…

Разработка «Скифа» начиналась в НПО «Энергия», но в 1981 году была передана в ОКБ-23 (КБ «Салют»). Был момент, когда, пытаясь продолжить политику разрядки, по сути исчерпавшую себя к началу 1980-х годов, высшее руководство СССР «закрыло» программу, явно нацеленную на «милитаризацию космоса». Однако после того как президент Рейган о запуске программы СОИ, по приказу президента Горбачева работы были возобновлены.

«Полюс»
Стартовая конфигурация космического аппарата «Полюс» («Скиф-ДМ», 17Ф19ДМ)

Для первых лётных испытаний стали строить экспериментальный аналог «Скифа» – станцию «Скиф-ДМ», на которой предполагалось отработать конструкцию и бортовые системы будущего боевого комплекса. Вследствие сроков типа «должно быть готово вчера» и постоянного жёсткого нажима «сверху» на «Салюте» решили в максимальной степени использовать готовые отсеки, приборы, оборудование, уже испытанные механизмы и узлы, чертежи с других изделий.

«Скиф-«ДМ», называвшийся в открытой печати «космический аппарат «Полюс», состоял из двух основных отсеков: функционально-служебного блока (ФСБ), который представлял собой немного видоизменённый 20-тонный транспортный корабль, давно освоенный в КБ «Салют», и целевого модуля (ЦМ). В ФСБ размещались обычные для любого космического аппарата системы: управления движением и бортовым комплексом, телеметрического контроля, командной радиосвязи, обеспечения теплового режима, энергопитания, разделения и сброса обтекателей, антенные устройства, система управления научными экспериментами. Отсек двигательной установки содержал четыре маршевых двигателя, 20 двигателей ориентации и стабилизации, 16 двигателей точной стабилизации и все топливные, пневматические, гидравлические системы для их обслуживания. На его поверхности размещались солнечные батареи.

Вместе с целевым модулем «Скиф-ДМ» имел общую длину почти 37 м и диаметр до 4,1 м, массу около 80 т, внутренний объём около 80 м3. Целевой модуль, вследствие дефицита времени, должен был представлять собой просто габаритно-весовой макет боевого отсека будущей станции. Но потом поступило указание министра общего машиностроения сделать из «Полюса» космический аппарат для проведения ряда конструкторских, геофизических и военно-прикладных экспериментов в околоземном пространстве. То есть «Полюс» – он же «Скиф-ДМ» – становился полноценным исследовательским космическим аппаратом.

*

…и собственно пуск

Пуск первого экспериментально-лётного образца ракеты «Энергия» с космическим аппаратом «Полюс» был назначен на 15 мая 1987 года. В этом полёте стартовая масса комплекса равнялась 2320–2365 т, запас топлива в блоках А 1220–1240 т, в блоке Ц 690–710 т. При отделении масса боковых блоков должна была составить 218–250 т, центрального – 78–86 т, а самого космического аппарата – 75–80 т.

Подготовка к пуску шла трудно, общее время задержки составило около восьми часов. Причинами были неполадки и на борту ракеты, и на стыках между бортом и наземным оборудованием, и в самой наземной аппаратуре. Тем не менее, в назначенный день, в 21 час 30 минут по московскому времени, ракетно-космическая система ушла в полёт.

Вспоминается, что сразу после пуска разговоры о нём были разные. В частности, у меня – по сообщениям прессы, из разговоров с коллегами – сложилось впечатление, что ракета отработала всю траекторию нормально, но вот на этапе отделения полезной нагрузки что-то с нею произошло не так.

Надо сказать, что схема выведения аппарата «Полюс» была довольно непростой. То есть поначалу всё было как обычно: сброс головного обтекателя на 212-й секунде полёта, на высоте 90 км; разделение носителя и КА на высоте 117 км, через 460 с после отрыва от стартового стола, с выключением маршевых двигателей РН за 0,6 с до этого момента и включением РДТТ увода ракеты с траектории через 0,2 с после разделения.

Дальше было посложнее. И важно не перепутать: это работает уже «Полюс» в автономном полёте. Вот как это должно было выглядеть по штатной циклограмме.

Для того чтобы выдать первый импульс довыведения двигателями «Полюса», он должен был предварительно развернуться на 180° (так как располагался на ракете двигателями вперёд), да ещё повернуться на 90° вокруг своей продольной оси. На эти манёвры выделялось 200 с. Во время их выполнения в определённом порядке сбрасывались различные обтекатели и защитные крышки КА, производилась расчековка антенн радиолокационного комплекса и открытие крышек инфракрасной вертикали.

Схема полёта КА «Полюс»

На 925-й секунде, на высоте 155 км, проводилось первое включение двигателей коррекции и стабилизации ДКС длительностью 384 с. На 2220-й секунде начинали раскрываться солнечные батареи. На высоте 280 км ДКСы включались вторично, чем и заканчивался процесс довыведения; аппарат должен был выйти на круговую орбиту высотой 280 км и наклонением 64,6°.

Отметим специально: ракета-носитель не должна была придать аппарату скорость, достаточную для выхода на какую бы то ни было устойчивую орбиту – для этого и вводятся импульсы доразгона средствами самого КА. Так что в момент отделения от РН он, КА, находится не на орбите, а на траектории, максимальная высота которой равна 155 км, а минимальная – минус 15 км – говоря попросту, на 15 км ниже поверхности земного шара. То есть, если не получится доразгон, то аппарат упадет на Землю…

Всё шло хорошо до того момента, когда двигатели стабилизации должны были остановить вращение аппарата после его разворота на 180°. Они этого не сделали. Дальнейшая циклограмма, задаваемая программно-временным механизмом, реализовалась в условиях вращения аппарата в вертикальной плоскости (плоскости тангажа). В положенный момент включились ДКСы, но включились-то они на вращающемся аппарате, то есть направление их тяги не только не соответствовало требуемому, но и постоянно менялось. Понятно, что выйти на нужную орбиту «Полюс» не мог. Он не мог выйти ни на какую орбиту. «Полюс» упал в Тихий океан вслед за блоком Ц ракеты-носителя.

Причина неудачи была установлена быстро и точно – ею оказалась не предусмотренная циклограммой команда на отключение питания усилителей мощности в контурах управления двигателями стабилизации, прошедшая на 568-й секунде от момента срабатывания контакта подъёма. А ложная команда явилась следствием ошибки разработчиков (досадной, наказуемой, но… совершенно неудивительной в условиях той гонки, в которой проходили изготовление и испытания «Скифа-МД»).

И, тем не менее, несмотря на потерю космического аппарата, этот пуск дал очень много позитивных результатов.

*

«Энергии» – зачёт!

Даже сам «Скиф-ДМ» смог выполнить все запланированные конструкторские эксперименты и часть геофизических. Но не это главное. Главное – первый полёт «Энергии» прошел успешно. Можно было считать, что советская ракета сверхтяжёлого класса создана.

Были получены необходимые уточняющие данные по нагружениям, которым подвергнется орбитальный корабль, и другим условиям выведения. Отработана сложнейшая технология подготовки и пуска нового ракетно-космического комплекса – во всяком случае, в части ракеты-носителя. Испытаны «в деле» многие элементы конструкции, нашедшие потом применение на других КА и РН. В конце концов, были начаты испытания новой, уникальной 100-тонной космической платформы, которая способна выполнять функцию транспортного средства при решении широкого круга задач с различными составами установленного на ней целевого оборудования.

Старт...

В части же собственно ракеты-носителя пуск прошел практически без замечаний. Все параметры движения в реальном полёте соответствовали той картине, которая была получена в ходе предварительного моделирования. Имевший место резкий «нырок» ракеты по тангажу на начальном участке полёта также соответствовал данным моделирования. И, хотя он не был реально опасен, алгоритмы управления были откорректированы, и больше такое не повторялось.

Общая успешность этого полёта по числу решённых задач была оценена в 80%. И в конечном итоге это стало основанием для принятия решения о возможности начала лётных испытаний многоразовой космической системы «Энергия»-«Буран» по программе первого беспилотного пуска.

*

Частное резюме №6

Когда задумываешься об истории создания ракеты-носителя «Энергия», о том, какой она получилась, приходишь к выводу, что отечественная наука и производство сделали очень хорошее, правильное дело. И это видно с разных точек зрения.

Во-первых, исходная, стратегическая установка на то, что конкретная ракета «Энергия» создаётся как одна из конфигураций в унифицированном (более или менее) ряду ракет-носителей разных классов грузоподъёмности. В этом её отличие от аналогичной по мощности американской «лунной» ракеты «Сатурн-5». Выполнив свою почти спортивную задачу, «Сатурн-5» стал гордым воспоминанием нации. И не потому, что в США, как у нас, случились изменения, на много лет похоронившие любые крупные проекты в космической отрасли. «Сатурн» стал просто более не нужен; подтверждением этому служит тот факт, что даже сейчас, после того как Буш объявил приоритетом Америки программу практического освоения Луны, никто всерьёз не думает о восстановлении производства «Сатурнов». Потому что космическая технология «Сатурн-5»-«Аполлон» не приспособлена для такого практического освоения. «Сатурн-5» – это «актер одной роли», и он её уже сыграл.

А вот этот самый унифицированный ряд носителей мог бы найти самое широкое применение в космонавтике, как пилотируемой, так и беспилотной. Возможность существования этого ряда подтверждается сегодня успешной эксплуатацией нескольких уже модификаций РН «Зенит»; как мы помним, её 1-я ступень – это тот же блок А ракеты «Энергия». И не надо объяснять, что любая унификация упрощает и удешевляет производство и эксплуатацию технических объектов.

Какая, всё-таки, громадность!

Во-вторых, тот факт, что в настоящее время мы не наблюдаем потребности выводить в космос полезные нагрузки 100-тонного класса – это не аргумент. Была бы ракета – нашлись бы и нагрузки. Обходились же мы без Интернета – а теперь он просто жизненно необходим сотням миллионов человек. С «Энергией» сооружение, подобное сегодняшней Международной космической станции, можно было бы вывести на орбиту за 2–3 пуска. И было бы оно более оптимальным конструктивно, более удобным и надёжным, так как состояло бы из малого числа больших блоков, собранных и, главное, всесторонне испытанных на земле.

В-третьих, в процессе разработки «Энергии» наша страна сумела подняться на новую ступень прогресса в области космической техники. Самый мощный в мире ЖРД, ликвидация отставания от США в области кислородно-водородных двигателей, боковое расположение нагрузки, имеющее ряд преимуществ перед традиционным, в носовой части носителя; превосходно задуманная и выполненная система обеспечения безопасности на всех этапах выведения… Там много чего ещё, может быть, менее яркого, но от того не менее полезного.

…Сейчас специалисты практически единодушны в том, что для разных задач надо строить разные средства выведения. Менять раз в месяц экипажи орбитальных станций целесообразно при помощи небольших, высочайшей надёжности многоразовых систем выведения. Снабжение их необходимыми расходными материалами – задача для тоже небольших или средних носителей, может быть, несколько меньшей надёжности, зато умеренной стоимости; эти тоже могут быть многоразовыми, если прогнозируемый трафик оправдает дополнительные затраты на их разработку.

А вывозить на орбиты новые станции или новые модули к ним – что происходит достаточно редко – в ближайшие десятилетия будет экономически выгодно при помощи тяжёлых одноразовых ракет-носителей. И проработки таких ракет ведутся, и в НАСА, и у нас, и, вероятно, где-то ещё. Думается, недалеко то время, когда какие-то из этих проработок начнут воплощаться в реальность.

Так что можно только ещё раз пожалеть, что у нас нет «Энергии» – не то что всей линии глушковских РЛА, а хотя бы такой, какой она слетала два раза в космос.

Картинки с сайтов www.army.lv и http://space-tourism-indonesia.blogspot.com

А это фото – моей сотрудницы, Людмилы Борисовны Лозининой, с которой мы бывали и на Байконуре. Просто: степь, дорога, и вдали – старты…

Я люблю эти пейзажи...

***

И вот здесь я должен с сожалением констатировать, что статьи из серии «Каким быть космическому кораблю…», в большей или меньшей степени готовые, у меня закончились. Следующую надо писать с нуля.

Остановились мы перед «Бураном». А тут мне как раз есть что сказать. Ясное дело, надо дать его общее описание, как тут были описаны все остальные «объекты». Но я же ещё хочу рассказать, как его делали, – рассказать, разумеется, о том, что мне было видно «с точки», на которой я тогда находился.

Ладно, когда-нибудь соберусь. В принципе я же хочу всю серию дописать, до сегодняшних «Ориона» и… чего там у нас теперь? «Русь»? Ну да, была «Заря», был МАКС, был «Клипер», теперь вот «Русь»… Когда до неё добеРУСЬ, через всякие «Венчурстары» и Ту-2000, глядишь, и что-то уже другое настанет. Сейчас с этим быстро, и не только у нас, но и у «них».

Кстати, надо бы «Русь» слегка обсудить. Вот с этим постараюсь не особенно затягивать.

Вот, наконец, обсудил: здесь начал, здесь закончил.

***

Ещё о космосе:

Прошло 30 лет, и нам опять хочется на Луну

Трудности и надежды «космического каботажа»

И снова здравствуйте

Мои поздравления Европейскому космическому агентству!

Просто помечтать, или кто кого обманет?

Кто кого обманет, вторая серия

В 90-е годы мы тоже создавали новую космическую технику

Ракета на заднем дворе

И не важно, есть ли у ракеты задний мост

Полетел шестой турист, и вообще всё в порядке

Три романтики Байконура

Написать отзыв

CAPTCHA изображение
*