Начало космической гонки
В 1957-м и 1961-м годах СССР забил два «космических гола» в ворота своего потенциального противника. Уязвленная Америка бросила огромные силы и средства на космическую гонку, и в 1969-м, отправив астронавтов на Луну (оставим в стороне весьма сомнительные измышления о том, что американская лунная программа была целиком и полностью снята и смонтирована в голливудских студиях), смогла забить «ответный мяч». Безусловно, «спортивный интерес», вопросы престижа двух супердержав имели огромное значение. Однако уже в середине 1960-х и в Советском Союзе, и в Соединенных Штатах пришло понимание того, что космическая гонка не может быть бесконечной, хотя бы и потому, что даже для супердержав расходы на космос становились непомерными.
На первый план постепенно выходила эффективность, отдача от космических полетов. Немаловажным, если не определяющим, был и военный аспект - создание всевозможных ракетных и противоракетных щитов всегда было, есть и будет одной из главнейших целей космических исследований.
Полеты на Луну еще только готовились, когда в НАСА задались вполне естественным вопросом: а что дальше и каковы перспективы? Подстегнуло поиск ответов на этот вопрос решение президента Линдона Джонсона от 1 октября 1968 года - ограничить производство ракет-носителей «Сатурн», предназначенных для вывода кораблей на окололунную орбиту, только первым заказом: 12 ракет «Сатурн-1В» и 15 - «Сатурн-5». Это означало, что миссия «Аполлон» ограничится, по сути, только начальным этапом: высадкой человека на Луну. Об остальных же проектах, вроде устройства обитаемых лунных станций, пришлось (по крайней мере, временно) забыть. Перед НАСА и космической отраслью была поставлена новая цель: создать корабль многоразового использования.
В октябре 1968 года два головных центра НАСА - Центр пилотируемых космических кораблей (MSC) в Хьюстоне и Космический центр имени Маршалла (MSFC) в Хантсвилле - дали четырем американским космическим корпорациям заказ: исследовать возможность создания многоразовой космической системы. Чтобы проект был принят, нужно было сделать упор на экономическую эффективность, а это, в свою очередь, подразумевало большую интенсивность полетов. Фирма «Дуглас» в своем проекте «Астро» исходила из 240 полетов в год. Разработчики из компании «Мартин» пошли еще дальше - в их проекте предусматривалось, что при 400 полетах в год их система «Астро- рокет» будет эффективнее любой одноразовой системы, а при 5000 - любого другого многоразового космического комплекса.
Реальность, конечно, оказалась несколько иной. Космические вокзалы, откуда пригородные электрички отправлялись бы на Луну и Марс, а поезда дальнего следования - к Юпитеру и Сатурну, пока остаются мечтами. «Шаттлы» за всю свою тридцатилетнюю историю не совершили и полутора сотен полетов. Впрочем, идея «многоразовости» достаточно быстро начала обретать реальные черты.
Многоразовые космические корабли «Space Shuttle»
В апреле 1969 года НАСА, при участии представителей военно-воздушных сил, была создана рабочая группа по многоразовым космическим кораблям.
В начале следующего года были заключены контракты с двумя подрядчиками: космическим подразделением фирмы «Норт Америкэн Рокуэлл» и компанией «Макдоннел-Дуглас» (две фирмы как раз объединились в этот момент). В сентябре того же, 1970 года, для определения ближайших перспектив освоения космического пространства создается так называемая Целевая космическая группа под управлением тогдашнего вице-президента США Спиро Агню. Она разработала два детально проработанных проекта программ - Большой и Малый. Первый проект подразумевал создание «космических челноков» и орбитальных буксиров, большой орбитальной станции на околоземной орбите, малой станции на орбите Луны и лунной обитаемой станции, экспедицию к Марсу и высадку людей на его поверхности. Малый проект был гораздо более скромен и предусматривал создание станции на орбите Земли и доставку грузов на нее с помощью кораблей многоразового использования, которые тогда и получили свое название - «Space Shuttle».
Даже самый дешевый проект требовал затрат в размере 5 млрд долларов (заметим: куда более весомых, чем сейчас) в год, что совершенно не впечатлило президента Никсона, который отверг все варианты. Тогда НАСА умерило аппетиты, запросив 9-10 млрд долларов на весь проект создания многоразовой транспортной системы. Аэрокосмическое лобби всегда было одним из сильнейших в США, но и на этот раз оно не смогло продавить правительство.
НАСА оказалось перед нелегким выбором. Что делать дальше? Отказ в финансировании фактически означал сворачивание пилотируемой программы и, как следствие, потерю кадров и многих уже сделанных разработок. Тогда в агентстве решили пойти на компромисс. Во-первых, подать идею «шаттла» не как транспортного корабля, а как средство для доставки на орбиту спутников, в том числе и на коммерческой основе. Во- вторых, отказаться от идеи полностью многоразовой системы. Такая система хоть и обеспечивала низкую стоимость запусков, но в будущем, а сейчас на ее разработку требовались огромные суммы. Которых не было. Зато, пожертвовав дешевизной последующих запусков, можно было сейчас за меньшие деньги сделать «полумногоразовую» систему и, таким образом, спасти проект. И, в-третьих, были учтены требования военных. «Космический челнок» должен был вывести на орбиту разрабатывавшийся в первой половине 1970-х годов спутник видовой оптико-электронной разведки KH-II (фактически военного прототипа космического телескопа «Хаббл») и семейство криогенных межорбитальных буксиров. Для этого «шаттл» должен иметь соответствующие размеры и грузоподъемность: доставлять на орбиту груз массой до 29,5 тонн и возвращать на Землю до 14,5 тонн. Кроме того, чтобы челнок мог садиться на определенные военные аэродромы, была увеличена так называемая величина бокового маневра при спуске: с 600 км до 2500.
Тем временем в СССР
Все эти пертурбации с «шаттлом» привели в замешательство советских экспертов. В СССР прекрасно знали о том, что американцы собираются делать «космический челнок», знали и о его параметрах, но не понимали, зачем «оно» нужно. Экономические расчеты, проведенные в СССР, показали, что такая система никогда себя не окупит (так, собственно говоря, и случилось). Тогда зачем все это? ...Мы начали изучать, для каких целей он создается, - вспоминал директор Центрального научно-исследовательского института машиностроения Юрий Мозжорин. - Ведь все было очень необычно: вес, выводимый на орбиту при помощи одноразовых носителей в Америке, даже не достигал 150 т/год, а тут задумывалось в 12 раз больше; ничего с орбиты не спускалось, а тут предполагалось возвращать 820 т/год... Это была не просто программа создания какой-то космической системы под девизом снижения затрат на транспортные расходы (наши, нашего института проработки показали, что никакого снижения фактически не будет наблюдаться), она имела явное целевое военное назначение».
Вывод о том, что «шаттл» есть по сути своей продукт американской «военщины», напрашивался сам собой. Собственно, советские эксперты отчасти были правы - как мы уже отмечали, требования Пентагона учитывались в программе «Спейс шаттл». Другое дело, что в СССР не знали, во-первых, о существовании спутника KH-II, а во-вторых - что в итоге не «шаттл» создавался под конкретные программы, а задачи и требования эффективности подгонялись под уже определенную концепцию «космического челнока».
ГРУ сумело получить первые чертежи и фотографии «шаттла» в конце 1975 года.
Сразу же в Институте проблем механики под руководством Мстислава Келдыша и нескольких военных НИИ была проведена экспертиза, выводы которой были следующими: «Будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства... Американский шаттл грузоподъемностью 30 тонн в случае его загрузки ядерными боеголовками способен совершать полеты вне зоны радиовидимости отечественной системы предупреждения о ракетном нападении. Совершив аэродинамический маневр, например, над Гвинейским заливом, он может выпустить их по территории СССР». Была и еще одна версия советских экспертов: «шаттл» мог использоваться для инспектирования и захвата пилотируемых орбитальных станций серии «ДОС» и военных орбитальных станций «Алмаз» разработки ОКБ-52 В. Челомея. На последних проектом даже предусматривалась установка авиационной автоматической пушки конструкции Нудельмана-Рихтера. Все это подтолкнуло СССР к созданию ответа - системы «Буран».
* * *
В прочем, «Буран» - отдельная тема, требующая своего рассказа. Мы же вернемся к «шаттлам». Судьбоносным для них стал день 5 января 1972 года, когда президент Никсон утвердил ассигнования на разработку новой космической транспортной системы в размере 5,15 млрд долларов плюс 1 млрд на непредвиденные расходы и инфляцию. В марте того же года были закреплены основные принципы конфигурации системы, принятой к разработке. Правда, в рамки финансирования вписался только многоразовый транспортный космический корабль - собственно «челнок». Остальные компоненты - межорбитальный буксир и межпланетный разгонный блок - в бюджет уже не вписывались.
X-15 - прародитель «шаттла»
Ведущим подрядчиком по разработке «шаттла» стало отделение «Спейс Дивижн» корпорации «Рокуэлл Интернэшнл». Вполне, надо сказать, заслуженно: в конце 1960-х в «Рокуэлл» влилась компания «Норт Америкэн Авиэйшн», которая, в свою очередь, имела большой опыт в создании аппаратов, способных летать с гиперзвуковой скоростью. Речь идет, прежде всего, о Х-15. Со времени создания этого летательного аппарата (это еще, конечно, не был космический корабль, но и назвать его просто самолетом уже язык не поворачивался) прошло более полувека, но многие технические решения и достижения Х-15 по-прежнему остаются непревзойденными.
Поскольку Х-15 является в какой-то мере прародителем «шаттлов», остановимся на нем поподробнее. Еще в 1954 году НАСА разработала требования к новому ракетному самолету, предназначенному для исследования высот от 50 до 100 км. Самым впечатляющим параметром была планируемая скорость - с того момента, как американский летчик Чак Йегер на самолете Х-1 впервые преодолел сверхзвуковой барьер, прошло всего-то семь лет, а в НАСА уже замахивались на в шесть раз большую скорость. Чтобы разогнаться до 7200 км/ч, ракетоплану нужен был двигатель с тягой в 27 тонн. Разработать такой двигатель (в качестве топлива использовался аммиак, окислителя - жидкий кислород) должна была фирма «Реакшн Моторс», однако на первых образцах Х-15 устанавливались два двигателя XLR-11, работавшие на водно-спиртовой смеси. Как и первые сверхзвуковые самолеты, Х-15 стартовал из-под крыла самолета-носителя, в роли которого в данном случае выступал стратегический бомбардировщик В-52.
15 октября 1958 года состоялась официальная презентация Х-15, 19 марта следующего года ракетоплан впервые поднялся в воздух, правда, пока только под крылом носителя, а первый самостоятельный полет он совершил 8 июня 1959 года. На высоте 11 600 м Х-15 отделился от В-52, набрал скорость 830 км/ч, достиг высоты 15 000 м и через 10 минут приземлился на полосу, расположенную на дне высохшего соляного озера. Во втором полете, 17 октября, Х-15 набрал высоту 18 км и достиг скорости 2400 км/ч.
Серьезная работа для Х-15 началась 9 ноября 1961 года, когда на высоте свыше 30 км ракетоплан разогнался до 6548 км/ч. А 22 августа 1963 года пилот Джо Уокер вывел Х-15 на высоту 107,96 км. Этот рекорд для так называемых суборбитальных аппаратов продержался 40 лет (в 2004 году пилот Брайан Бинни на аппарате «Спейс Шип Уан» преодолел рубеж в 112 км). Максимальная скорость составила 7274 км/ч, или 6,72 М. В апогее траектории Х-15 вышел за пределы атмосферы, полет в невесомости продолжался 4 минуты. Спустя 12 минут после отделения от самолета-носителя ракетоплан благополучно приземлился.
Полетная программа Х-15 была завершена в августе 1968 года. Всего ракетоплан совершил 191 полет. Естественно, что каждый из них был сопряжен с огромным риском для пилота, управлявшего этой «адской машиной». Но если бы не полет 15 ноября 1967 года, в ходе которого погиб пилот Майкл Адамс, Х-15 можно было бы считать едва ли не эталоном надежности. Перегрузки до 5g, огромная скорость, обшивка, разогревавшаяся при возвращении в атмосферу до 650°С и т.д. и т.п., и при этом всего три серьезных аварии - для аппарата, которому довелось работать в таких сумасшедших условиях, это был хороший показатель. В США, кстати, все полеты Х-15 на высоте более 50 миль (80 км), признаны суборбитальными, а их участники считаются астронавтами.
Как видим, в общих чертах концепция Х-15 похожа на ту, что впоследствии была реализована в космических челноках. Но так же очевидно, что одно дело - вывести на суборбитальную орбиту аппарат, на борту которого находились только один пилот и небольшое количество исследовательской аппаратуры, и совсем другое - отправить в космос корабль с полезной нагрузкой свыше двадцати тонн. Именно поэтому в «Рокуэлле» не стали тянуть одеяло на себя: по сути, в создании «шаттла» принимал участие весь аэрокосмический комплекс США. Разработкой центральной части фюзеляжа и грузового отсека занималась корпорация «Дженерал Дайнемикс», крыла - «Грумман Аэроспейс», твердотопливными ускорителями - одним из важнейших узлов «шаттла» (впоследствии именно их неисправность привела к крушению одного из «челноков», но об этом немного позже) - компания «Тиокол кемикал», внешний топливный бак делала фирма «Мартин Мариетта». Были также подключены такие гиганты как «Макдоннелл Дуглас», «Юнайтед Эркрафт», «Пратт энд Уиттни».
Статья была опубликована в мартовском номере "Наука и техника" за 2013 год.
Напоминаем Вам, что в нашем журнале "Наука и техника" Вы найдете много интересных оригинальных статей о развитии авиации, кораблестроения, бронетехники, средств связи, космонавтики, точных, естественных и социальных наук. На сайте Вы можете приобрести электронную версию журнала за символические 60 р/15 грн.
В нашем интернет-магазине Вы найдете также книги, постеры, магниты, календари с авиацией, кораблями, танками.
