"Техника-молодежи" №11 — 2004 г

1. МВКС «Буран»: длина — 58,765 (ОК — 35,4) м, высота — 24,52 м, ширина УРКТС -18,0 м, размах крыла — 23,9 м, стартовая масса — 2419 (ОК — 105) полезный груз — 15—30 т, стартовая тяга — 3582 т 2. МВКС «Space Shuttle»: длина — 56,0 м, высота — 26 м, размах крыла — 23,8 м, стартовая масса 2022 т, ОС — 114,3 т, полезный груз —14,5 — 29,5 т Рисунки Михаила ШМИТОВА

Во-первых, нужна эффективная транспортная система Земля-орбита, причем уникальный, но одноцелевой комплекс Сатурн-Аполлон эту задачу решить не способен... Во-вторых, новая транспортная система должна быть многоразовой, Считалось, что это сократит расходы на вывод грузов на орбиту, т.к. сложные и дорогостоящие конструкции не будут сгорать после каждого пуска. Возможность спасения для повторного использования должна была повысить безопасность полета: предполагалось, что в аварийной ситуации машина просто прервет полет и вернется на Землю.

В принципе, задача спасения средств выведения для повторного использования решается разными способами, и крылатый вариант — не самый лучший с точки зрения весового совершенства да и удобства эксплуатации. Крыло хорошо при горизонтальном старте и разгоне на воздушно-реактивных двигателях, но так вопрос был поставлен только в конце 1980-х. Таскать же крыло с собой и использовать его только на посадке во всех смыслах накладно.

Именно тогда появились крыло Рогалло — предок нынешних дельтапланов, надувные тормозные экраны, наконец — чисто ракетные корабли (заслуживающие отдельного рассказа)... Но вмешались факторы вне технические.

К моменту принятия решения о разработке нового комплекса энтузиазм первых космических лет спал, и все громче раздавались требования сократить финансирование космонавтики: страна, увязшая в войне на другом конце планеты и стоящая на пороге очередного экономического кризиса, нашла бы куда деть деньги. Поэтому, помимо создания новой космической системы, предстояло убедить американский конгресс в необходимости этого! Нет, ЧТО-ТО было нужно: к началу 1970-х американские носители представляли собою жуткий конгломерат ракетных блоков разных фирм, работающих на разных компонентах топлива, не слишком надежный и очень сложный в эксплуатации. Но весьма далекие от технических деталей, сенаторы обоснованно сомневались, что надувные экраны или ракетная посадка будут отработаны так же, как уже знакомые и привычные крылья.

Поэтому в качестве базового варианта системы, без особых затей названной SpaceShuttle (Космический Челнок) были выбраны вертикальный ракетный старт и горизонтальная самолетная посадка. Мало того, от первоначального проекта со спасаемой (так же по самолетному) первой ступенью, перешли к твердотопливным стартовым ускорителям и внешнему подвесному топливному баку — этот, утвержденный 5 января 1972 г., вариант выходил дешевле...

В нашей стране ситуация была принципиально иной. В силу большей массы и меньшего ресурса отечественных спутников прикладного назначения, в СССР было развернуто не просто серийное, а — по мировым масштабам — массовое производство ракет-носителей разных классов. И в полном соответствии с законами экономики, себестоимость космического транспорта стала падать, а надежность — расти. В результате, к середине 1970-х гг. Советский Союз имел флот космических носителей, позволяющий решать на околоземных орбитах и межпланетных трассах любые насущные научные и практические задачи. Разумеется, каждая из ракет имела свои недостатки и требовала дальнейшего совершенствования, но срочной необходимости в новом транспорте не было.

С многоразовостью же дело обстоит следующим образом. Исследования военных институтов и ЦНИИмаш показали, что многоразовые космические челноки становятся эффективными только при определенном — и очень большом — объеме грузопотока с Земли в космос. Соответствующие цифры ни разу не прозвучали, но можно полагать, что речь идет о величинах, значительно превышающих нынешние около 100 т/год. Поэтому разговоры об экономической эффективности американского корабля вызвали в нашей стране недоумение.

Однако американская программа стартовала, и отечественные эксперты нашли только одно объяснение: Америка готовится к войне в космосе. Зачем еще нужен аппарат, способный спускать с околоземной орбиты 20 т, если не для испытаний лазерных боевых систем в реальных условиях? Сложнейшие устройства концентрации и преобразования энергии невозможно вывести на орбиту ракетами и чертовски расточительно — бросать после каждого полета! Не беда, что боевые лазеры еще не вышли из лабораторий: рано или поздно это случится, и тогда у страны, имеющей тяжелый челнок, будет преимущество...

И Постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 12 февраля 1976 г. главной задачей создания многоразовой транспортной космической системы ставило... предотвращение технического и военного превосходства потенциального противника! Сначала это, а потом — все остальное. Такая постановка задачи обрекала советских конструкторов на копирование концепции американской системы, с поправкой на отечественные технологии.

В результате получилось то, что получилось. В день 20-летия полета Ю.А Гагарина с космодрома на мысе Канаверал стартовала Колумбия — первый из пяти летных кораблей типа Space Shuttle. Двухсуточный полет завершился успешно. Как и следующие 26 рейсов этого аппарата...

В активе американцев был колоссальный опыт разработки твердотопливных и водородных двигателей, поэтому на шаттлах нашли применение обе эти технологии. Но, к сожалению, задача организации эксплуатации сложнейшей технической системы не была решена, что привело к потере двух кораблей и гибели 14 человек.

Первым 28 февраля 1986 г. на 75 с полета погиб Челленджер. Конкретная причина катастрофы не вызывала сомнений с самого начала: на видеозаписи одной из камер, сопровождающих полет корабля, хорошо видно, как на стенке твердотопливного ускорителя появляется пламя, как оно разрастается, достигает внешнего топливного бака...

Перед пуском Челленджер долго простоял на стартовом комплексе, в условиях нехарактерных для Флориды низких температур, что вызвало промерзание и охрупчивание полимерных уплотнений. Снятие корабля со старта для тщательного контроля вызвало бы значительный перенос сроков полета, что посчитали невозможным по политическим причинам.

1 февраля 2003 г. 28-й полет Колумбии завершился не на посадочной полосе во Флориде, а в техасских степях и луизианских лугах, куда упали ее обломки и... останки семи астронавтов. Официальной причиной катастрофы объявлено повреждение теплозащиты на передней кромке левого крыла. Еще при старте от внешнего топливного бака оторвался кусок пористой теплоизоляции, пропитанный водой и обледеневший; падая, он разворотил кварцевое теплозащитное покрытие в одной из наиболее нагруженных при входе в атмосферу точек корабля. Правда, обломки корабля, найденные гораздо западнее, в Калифорнии (как и большинство КА, шаттлы летали с запада на восток), не укладываются в эту версию, и позволяют предположить, что разрушение началось гораздо раньше, и имело другую причину...

Однако, независимо от конкретной причины, определенно можно сказать, что полеты космических челноков прерваны, и, несмотря на оптимистичные заявления НАСА, перспектива их возобновления туманна. Рад буду ошибиться, но рискну предположить, что эра крылатых челноков первого поколения кончилась.

Наш Буран умер гораздо раньше — вместе с создавшей его страной. Первый и последний беспилотный полет был успешно выполнен 15 ноября 1988 г., полутора годами раньше состоялся испытательный пуск сверхтяжелого носителя "Энергия, который, в отличие от американской системы, мог использоваться отдельно, без крылатого корабля. Поэтому уже после запуска Энергия получила название УРКТС — универсальная ракетно-космическая транспортная система.

Технически задача была решена, и... все кончилось. Интересно, что официально программа так и не была закрыта, но... мародеры разворовали оборудование стартовых комплексов, в стране не осталось промышленного производства жидкого водорода, приватизированные СаМеКо и СибАл вряд ли смогут восстановить выпуск криогенно-упрочняемого сплава 1201, изношены и вряд ли работоспособны уникальные станки, наконец, готовые к полету образцы похоронила крыша монтажного корпуса, обрушившаяся как раз в день 15-летия визита на Байконур небезызвестного М.С. Горбачева...

Но 113 полетов пяти шаттлов и единственный рейс Бурана не дали ответа на принципиальный вопрос: нужны ли в космосе крылья? Аэродинамические несущие поверхности — необходимая часть многоразовых космических систем или лишняя деталь в космонавтике?

С одной стороны, крылья позволяют до предела использовать земную атмосферу, благодаря боковому маневру выходить на заданную посадочную полосу с любого витка, нежно возвращать космонавтов не в чистое поле, а сразу на аэродром, используя нырок менять наклонение орбиты. А вместе с воздушно-реактивными двигателями крылья могут дать качественный рывок — полностью многоразовую транспортную систему, способную из обычных аэропортов выводить нагрузки на орбиты любого наклонения, не требуя полей падения отработанных блоков, а главное — сжигая гораздо меньше топлива.

С другой стороны, крылатый аппарат требует более точного выдерживания внешней формы, что осложняет постройку и эксплуатацию; точнее нужно и ориентировать такую машину при входе в атмосферу; огромные плоскости крыльев нужно защищать от теплового потока, что непросто; в крыльях практически невозможно разместить баки для криогенных — наиболее энергетически эффективных — компонентов топлива (первая попытка сделать уплощенный бак для жидкого водорода с треском — в буквальном смысле — провалилась, похоронив программу челнока 2-го поколения Венчур Стар), нельзя там разместить и баки, используемые в космосе; а уж комплекс проблем, которые предстоит решить при создании воздушно-космических самолетов с ВРД, отодвигает их появление в неопределенное будущее...