Техника - молодёжи 2004-03, страница 19
Носители, созданные на базе межконтинентальных баллистических ракет, позволили сделать первый шаг в космос. Дальнейшее освоение новой среды ограничивали их транспортные возможности, наращивать которые не позволяло «боевое» прошлое. Однако новую грузоподъемность предстояло еще выбрать: очевидно же, что ракеты на 20 и на 120 т полезного груза — разные ракеты. А величина полезного груза определяется теми задачами, которые этот груз будет решать. Логичным шагом представлялась сборка на околоземной орбите больших конструкций разного назначения, как орбитальных станций, так и межпланетных кораблей. Тогда первостепенное значение приобретала бы не грузоподъемность отдельного носителя (хотя ее увеличение тоже не мешало бы), а регулярность полетов; больших усилий требовала сама космическая сборка, технологию которой еще предстояло создать. Однако естественный ход развития космической техники был грубо нарушен политикой... 25 мая 1961 г. Президент США Д.Ф. Кеннеди—в ответ на только что состоявшийся триумфальный полет Ю.А. Гагарина — объявил национальной задачей Америки высадку человека на Луну до конца текущего десятилетия. Ее решение было поручено NASA, соответствующее подразделение которого возглавил В. фон Браун. Роль этого человека в американском, да и мировом ракетостроении окружена легендами, к созданию которых он сам приложил руку, и в чем заключаются его ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ заслуги, многие до сих пор не поняли. Дело не в том, что Браун спроектировал самую большую ракету в мире. Гораздо важнее, что он изначально создавал ТЕХНИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ, призванную решить совершенно конкретную задачу: доставить человека на поверхность Луны и вернуть его обратно! И с самого начала понимал: ракету, корабль мало просто построить, их нужно довести до работоспособного состояния... Без стыковки не обойтись, но от сборки на орбите Браун отказался — рискованно... Стало быть, одной ракетой, к Луне нужно отправить 40 т, а на околоземной орбите, соответственно, иметь около 130 т. Разработка начиналась не с нуля. Еще тремя годами раньше несколько американских фирм под общим руководством NASA начали (без привязки к конкретной задаче) разработку семейства сверхтяжелых носителей «Nova» грузоподъемностью от 60 до ... 400 т. Рассматривались самые разные конструктивные схемы, двигатели (от пороховых до ядерных), компоненты топлива; до стендовых испытаний дошел двигатель М1 на жидком водороде и кислороде тягой 600 т; изучались разные способы спасения ступеней для их последующего повторного использования. От «Новы» «Сатурн-5» (такое название получил новый носитель) унаследовал моноблочную — наиболее легкую — компоновочную схему (каждый ракетный блок состоял из одного несущего бака горючего и одного — окислителя, размещенных последовательно) и широкое использование наиболее энергоемкого горючего — водорода (на двух из трех ступеней). Двигатели первой ступени работали на «традиционных» компонентах «керосин + жидкий кислород»: оказалось, что там лучше иметь может и менее энергоемкое, но более плотное топливо. С установленными на 1-й ступени двигателями F-1 связана уникальная черта «Сатур-на- 5», в значительной степени обеспечившая удачу программы: дабы уменьшить нагрузки на конструкцию, их удельные характеристики (температура и давление в камере сгорания, отношение тяги к массе) были сознательно ухудшены. Это привело к росту размеров ОБРЕЧЕННЫЕ ШЕДЕВРЫ агрегатов, но позволило успешно провести испытания и отработать ЖРД до требуемого уровня надежности. И результат не замедлил сказаться. 9 ноября 1967 г. с флоридского мыса Кана-вералл (тогда он носил имя Кеннеди, сейчас в честь президента — инициатора лунной гонки называется только сам космодром) стартовал первый «Сатурн-5» с беспилотным кораблем «Аполлон-4». Успешно отработавшие 1 -я и 2-я ступени вывели на орбиту высотой 185 км 3-ю ступень вместе с кораблем и весовым макетом лунного модуля, суммарной массой 126 т. В ходе последующего маневрирования связка достигла высоты 17 400 км, а затем отделившийся корабль поднялся на 18 315 км. Кроме самой ракеты, в этом полете отрабатывалась и теплозащита при входе в атмосферу со скоростью больше круговой. Второй беспилотный пуск (4 апреля 1968 г.) сопровождался рядом серьезных отказов: на участке работы 1-й ступени возникли продольные колебания, раньше времени выключились два из пяти двигателей 2-й ступени, не удался повторный запуск двигателя 3-й ступени, частично разрушился обтекатель, закрывавший макет лунного модуля. Однако полет корабля «Аполлон-6» посчитали успешным, а меры по устранению выявленных отказов — достаточными для перехода к пилотируемым полетам. А потом был триумф. 21 декабря 1968 г. «Са-турн-5» отправил корабль «Аполлон-8» с астронавтами Борманом, Ловеллом и Андерсом в облет Луны, а 16 июля 1969 г. стартовал «Аполлон-11» с Армстронгом, Олдриным и Коллинзом, чтобы через 5 дней двое из них первыми из землян оставили свои следы на поверхности другого небесного тела. Всего состоялось 15 пусков самого мощного в мире носителя. В последнем на околоземную орбиту была выведена пилотируемая станция «Скайлэб», переделанная из 3-й ступени носителя. На этом, 30 лет назад, история ракеты «Сатурн-5» закончилась... Ачтожеу нас? С 1959 г. ОКБ-1 С.П. Королева приступило к разработке перспективных космических носителей семейства «Н». Первоначальные идеи, вроде «семерки» с шестью боковыми блоками и ядерным ракетным двигателем в центре, быстро сменились более реалистичной схемой. Ракетоноситель H1 должен был состоять из трех конструктивно-подобных ступеней. Каждая из них имела два сферических бака (побольше — для жидкого кислорода, поменьше — для керосина), подвешенных один над другим в силовом корпусе конической формы. В отличие от всех остальных космических носителей, Королев решил вернуться к схеме, от которой сам же и отказался десятью годами ранее: сейчас он обоснованно полагал, что сварить подвесные баки, воспринимающие только внутреннее давление, будет технологически проще, а силовую конструкцию при необходимости можно будет менять. 3-ступенчатый H1 должен был выводить на околоземную орбиту около 60 т. Из 2-й и 3-й ступени предполагалось сделать ракету H11, грузоподъемностью 20 т, а из 3-й ступени и дополнительного блока, позаимствованного с «семерки» — H111 на 5 т. Предполагалось, что на всех ступенях будут стоять одинаковые ЖРД, отличающиеся только размерами сопел. В дальнейшем, используя отработанную конструкцию баков, варьируя силовой каркас и число двигателей, применяя водород, предполагалось создать семейство носителей грузоподъемностью до 180 т. Оно вполне могло бы эксплуатироваться до середины XXI в. Увы... Полеты на Луну (да и Марс) предполагалось выполнять на кораблях, собираемых в космосе из блоков, выводимых носителями «Н». Однако советские ракетчики не решали, как американские, конкретную задачу, а создавали универсальное средство освоения космоса. К сожалению, Королеву не удалось внушить высшему государственному руководству (H.C. Хрущеву и Л.И. Брежневу) именно такой подход к космонавтике. Поэтому достаточно долго — до 1963 г. — разработка H1 не была привязана к конкретной программе, следовательно, не считалась первоочередной. Только после ряда успехов, достигнутых американцами, в нашей стране было принято решение о форсировании лунной программы. Однако времени и сил на создание космического комплекса, собираемого на орбите, уже не было, пришлось разрабатывать самый простой вариант — однопусковую схему. А для этого — максимально наращивать грузоподъемность H1 (с 60—75 до 95 т!), причем в условиях острого дефицита времени и возможностей промышленности, при совершенно феодальных взаимоотношениях руководителей ракетно-космических предприятий... Закономерным результатом стали 4 аварийных пуска, за которыми последовало прекращение работ. Концентрации сил на H1 не способствовало то обстоятельство, что в СССР попытались развернуть работы по... ДВУМ лунным программам. В 1967 B.H. Челомей предложил отправить на Луну человека при помощи тяжелой ракеты УР-700. Она радикально отличалась как от советского, так и от американского конкурентов. Во-первых, в качестве компонентов топлива предполагалось использовать азотосодержа-щие, воспламеняющиеся при соединении асимметричный диметилгидразин (горючее) и четырехокись азота (окислитель). Страшно ядовитые и дорогие в производстве, эти компоненты имели большую плотность (что позволяло уменьшить размеры баков) и меньшую температуру горения (что — теоретически — должно было упростить доводку двигателей). Во-вторых, носитель выполнялся по пакетной схеме. 1-ю ступень образовывали 6 ракетных блоков диаметром 4,1 м каждый, окружавшие 3 блока 2-й ступени того же диаметра но гораздо меньшей длины (9 двигателей запускались одновременно). 3-я ступень состояла из одного 4,1 -м и 3-х 1,6-м блоков и была «утоплена» между блоками 1-й ступени. На ракете предполагалось реализовать давно предложенную, но так и не воплощенную в металл систему перелива топлива между параллельными блоками. По совокупности принятых технических решений УР-700 следовало бы отнести к следующему поколению носителей: разработчики жертвовали эффективностью отдельной машины ради технологичности производства и упрощения эксплуатации, в конструкцию были заложены многократное резервирование и возможность спасения космонавтов на любом этапе полета. Да и топливо в перспективе предполагалось заменить на более энергоемкое и экологически чистое. Однако прекращение создания одной суперракеты (Н1) ради другой относило возможную лунную экспедицию в неопределенное будущее, поэтому «700-я» не пошла дальше чертежей и макетов. Сверхмощные носители 1 -го поколения были обречены. Они остались памятниками героической эпохи, но промышленность, экономика, да и менталитет человечества еще не были готовы к реализации широкомасштабных долговременных космических программ. А политическая ситуация, вызвавшая появление первых суперносителей, имеет свойство быстро меняться... П Сергей АЛЕКСАНДРОВ TEXI ;а-молодежи 3' 2 О О 4 |
