Посадка космоплана «Буран» на аэродром Байконура 15 ноября 1988 года
Специалисты и сами понимали, что забегают вперед, но уж больно заманчивые перспективы давала новая ракета, возникшая как бы ниоткуда и пробуждающая понятную ностальгию по героическим временам лунных экспедиций «Аполлона». Причем ее перспективы обсуждали не только в СССР, но и в США, и в Европе. Готовая ракета позволяла резко сократить расходы на марсианский проект, который потихоньку начинали возрождать в НАСА – благо Советский Союз больше не считался закрытым государством и с радостью готов был участвовать в больших международных программах. Пространство возможностей вновь расширилось, и ради этого стоило пожертвовать красивым, но слишком боевым «Бураном».
Впрочем, планам по использованию «Энергии» в международных космических программах так и не суждено было воплотиться в жизнь. Крах Советского Союза и экономическая вакханалия закономерно сказались на перспективных проектах. Правительство реформаторов, на которое обрушился вал проблем, в принципе не могло думать о масштабных программах, финансируемых из оскудевшего бюджета, даже если те имели оборонно-стратегическое значение. Лишившись финансовых гарантий, руководство отрасли в принципе не могло предлагать какую-либо стратегию развития. История ракетно-космического комплекса «Энергия-Буран» завершилась, так и не начавшись.
Казалось бы, уроки США и СССР в области создания шаттлов должны были усвоить другие страны. Но не тут-то было. Проекты крылатых кораблей продолжали множиться. В Германии разрабатывался двухступенчатый космоплан «Зенгер-2» (“Sanger-2”) грузоподъемностью до 15 т. Во Франции проектировали многоразовую транспортную систему «Гермес» (“Hermes”) грузоподъемностью 3 т, использующую в качестве носителя ракету «Ариан-5» (“Ariane-5”). Японцы тоже пошли по советской схеме, соединив крылатый корабль «Хоуп» (“Hope”, в пер. с англ. «Надежда») грузоподъемностью 3 т с ракетой-носителем Н-2. Китайцы сначала представили перспективную аэрокосмическую систему 921-3, похожую на немецкий «Зенгер», потом передумали и взяли в качестве образца французский «Гермес», но с грузоподъемностью всего 1,8 т. Англичане также несколько раз меняли схему своей многоразовой космической системы. Сначала они хотели делать космоплан “HOTOL” (“Horizontal Take-Off and Landing”) с комбинированной двигательной установкой; потом рассматривали возможность его старта с тяжелого советского самолета Ан-225 («Мрия»); затем вообще отказались от этого интересного проекта в пользу беспилотного космолета «Скайлон» (“Skaylon”) грузоподъемностью 12 т. Даже российские конструкторы, невзирая на печальную кончину «Бурана» (единственный летавший корабль не сохранился даже для музея, погребенный под рухнувшей крышей Монтажно-испытательного корпуса), предложили космоплан «МАКС» («Многоразовая авиакосмическая система») грузоподъемностью до 9,5 т, стартующий с того же самолета-носителя Ан-225.
Как видите, грузоподъемность этих перспективных систем весьма скромна, что понятно: сам космоплан имеет значительную массу, которая и «съедает» львиную долю мощности носителя, будь то тяжелый самолет или баллистическая ракета. Почему же космические агентства разных и столь непохожих друг на друга стран упорно пытались построить свою версию шаттла? Оказывается, заложенная в проект многоразовость позволяла снизить себестоимость выводимых на орбиту грузов, что имеет решающее значение для стран, у которых нет развитой ракетно-космической индустрии. Так, выходом на окупаемость считается стоимость 3000 долларов за один килограмм полезного груза на орбите – т. е. все, что дороже, само по себе убыточно и должно поддерживаться государством за счет налогоплательщиков. Для беспилотных запусков на одноразовых баллистических ракетах стоимость килограмма на околоземной орбите варьируется от 2800 (ракета «Днепр») до 20 000 (ракета «Ариан-5») долларов. Для пилотируемых одноразовых с учетом необходимости жизнеобеспечения и возвращения экипажей цена резко возрастает: выше 12 000 долларов за килограмм для самых «дешевых» систем типа «Востока». «Спейс Шаттл» был утвержден еще и потому, что проектанты обещали на начальном этапе снизить стоимость выводимого груза до 7000 долларов за килограмм, а в перспективе при активной эксплуатации – до 2500 долларов. После гибели «Челленджера» и ужесточения требований к надежности цена сразу подскочила до неподъемных 17 000 долларов при полной загрузке отсека шаттла и 40 000 долларов – при неполной. Конструкторы надеялись, что, создав более легкие, более гибкие и более высокотехнологичные аэрокосмические системы, они так или иначе обойдут проблемы «Спейс Шаттла» и «Бурана», снизив стоимость орбитальной доставки до 1000–2000 долларов за килограмм. А уменьшение перегрузок при старте и возвращении на Землю до приемлемых 3 g позволяло расширить и возможности пилотируемой космонавтики – например, за счет массового туризма. Очень соблазнительно!
На всех этих эффектных проектах пришлось поставить крест в 2003 году. 1 февраля, возвращаясь из своего 28-го космического рейса, погиб американский корабль «Колумбия» с семью членами экипажа на борту. Причиной катастрофы стало «тонкое» место технологии шаттла – теплозащита, вызывавшая проблемы и нарекания еще до начала его эксплуатации. Во время запуска «Колумбии» с топливного бака сорвался здоровый кусок полиуретановой пеноизоляции – он ударил по левому крылу, пробив в теплозащите полуметровую дырку. В космосе это никак не сказалось на работе, однако при входе в атмосферу плазма прожгла алюминиевое крыло, корабль потерял устойчивость, и скоростной напор буквально разорвал его на части.
После этого участь шаттлов была предрешена. 14 января 2004 года в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне выступил президент Джордж Буш-младший. В своей речи он провозгласил программу «Новые горизонты» (“New Horizons”), включающую полный пересмотр стратегии в пользу классических кораблей «капсульного» типа. Аэрокосмические системы были дискредитированы, а все масштабные проекты по их дальнейшему развитию законсервировали на неопределенный срок.
Сегодня, когда тридцатилетняя эпоха «Спейс Шаттл» закончилась, можно сказать, что крылатые корабли опередили свое время. И тут мы видим очередной исторический парадокс. Когда вся космонавтика была исключительно теоретической, ее основоположники уверенно заявляли, что самым прямым и надежным путем к завоеванию околоземных орбит будет развитие пилотируемых ракетопланов (самолетов с ракетными двигателями), которые с течением времени станут космопланами. Когда дело дошло до практических разработок, более надежными, дешевыми и эффективными оказались баллистические ракеты и герметичные модули, возвращающиеся из космоса не на крыльях, а на парашютах.
Американский беспилотный шаттл X-37B после атмосферного испытательного полета в октябре 2007 года
Но есть ли в этом парадокс? Может быть, мечта о крылатых кораблях – еще одна иллюзия, порожденная слабым пониманием законов природы и утопическими ожиданиями?.. Думается, что нет. От аэрокосмической схемы не стоит окончательно отказываться, ведь она и впрямь имеет неоспоримые преимущества перед баллистической. Некогда и коммерческие дирижабли сошли с исторической сцены из-за череды катастроф, стоившей жизни многим воздухоплавателям, но сегодня они возвращаются – на другом техническом уровне и для решения других задач. Нужно лишь точно понимать, зачем нужен новый шаттл, и проектировать его под готовую стратегию, а не в угоду текущей политической конъюнктуре.
Именно по такому осознанному пути пошли конструкторы американских ВВС, создав миниатюрный беспилотный шаттл Х-37В, запускаемый в космос с помощью ракеты «Атлас-5» (“Atlas V”). Информация о нем до сих пор строго засекречена, но известно, что он может полноценно работать на орбите много месяцев, хотя весит всего 5 т. Первый испытательный полет нового аппарата состоялся в 2010 году – шаттл провел на орбите 224 дня. Затем последовали еще два рейса на орбиту: в 2011–2012 годах (469 суток) и 2012–2014 годах (674 суток). Сейчас продолжается четвертый полет: X-37B вышел на орбиту 20 мая 2015 года и продолжает выполнять свою секретную миссию. Обратим внимание: изначально представители Пентагона говорили о том, что их новый шаттл рассчитан на работу в течение 270 дней, но уже во втором полете этот условный барьер был преодолен. Бюджет программы изначально составлял 500 млн долларов – хотя и выглядит солидно, но не идет ни в какое сравнение с заявленными бюджетами любого другого крылатого корабля.
Ракетопланы и космопланы завязаны не столько на ракетостроение, сколько на авиацию. Посему чем больше будет развиваться авиация, тем больше мы увидим новых проектов. Шаттлы возродятся, хотя и будут выглядеть иначе. Ведь они расширяют пространство возможностей, делая космос более доступным. И такая технология не может исчезнуть без следа.
Ракетопланы и космопланы завязаны не столько на ракетостроение, сколько на авиацию. Посему чем больше будет развиваться авиация, тем больше мы увидим новых проектов. Шаттлы возродятся, хотя и будут выглядеть иначе. Ведь они расширяют пространство возможностей, делая космос более доступным. И такая технология не может исчезнуть без следа.
2.5. «Вавилон» на орбите
В первой главе я уже высказывал тезис, что, пожалуй, единственным главой советского государства, который по-настоящему «болел» за космонавтику, был Леонид Брежнев. 1970-е годы подтверждают мою точку зрения. Достаточно перечислить направления, по которым в то десятилетие развивалась космонавтика. Межпланетные станции «Венера» и «Марс». Пробы грунта с Луны и два телеуправляемых «Лунохода». Сотни спутников военного и гражданского назначения. Амбициозные проекты «Звезда» и «Вулкан». Многоразовая ракетно-космическая система «Энергия-Буран». Но главное – долговременные орбитальные станции, которые и по сей день остаются предметом нашей гордости.
Строительство орбитальных станций должно было поправить международный имидж СССР после проигрыша в «лунной гонке». Ко всему прочему в то время они считались идеальным инструментом для ведения военной разведки. Тут интересы политического и военного руководства слились, но кое-что перепало и науке. Важно еще, что создание и эксплуатация орбитальных станций не требовали каких-то новых носителей. Саму станцию можно было выводить на орбиту ракетой УР-500К («Протон-К»), а экипажи к ней доставлять трехместными пилотируемыми кораблями «Союз», запускаемыми одноименной ракетой (все та же модернизированная Р-7 с новой третьей ступенью).
Стратегическую линию на строительство долговременных орбитальных станций (ДОС) Главный конструктор ОКБ-1 Сергей Королёв обозначил в одной из своих новогодних «программных» статей, которые с определенного времени стала печатать газета «Правда». Вот что он, выступая под псевдонимом К. Сергеев, писал в своей статье «Космические дали», опубликованной 1 января 1965 года:
«Интенсивное развитие исследований околоземного космического пространства является вместе с тем важным и необходимым условием для развития дальних межпланетных полетов. Видимо, со временем все большие по своим размерам и численности экипажа космические корабли будут совершать все более длительные полеты вокруг Земли. Основной состав космических экипажей будут составлять ученые самых различных специальностей. На борту кораблей появится самая разнообразная научная аппаратура и оборудование.
Было бы, например, непростительным упустить такую возможность, как осуществление астрономических наблюдений непосредственно с борта космического корабля без помехи со стороны земной атмосферы, во все века мешавшей астрономам вести наблюдения. Можно ожидать, что с помощью кораблей-спутников получат широкое развитие служба погоды, служба Солнца и найдут свое решение такие чисто прикладные задачи, как космическая радио- и телевизионная связь, служба навигации для морских судов и самолетов и, наконец, сперва почтовые, а затем и пассажирские сообщения через космос между удаленными районами земного шара.
Плавая в космическом океане, человек должен научиться выходить из корабля и свободно передвигаться в пространстве для наблюдений и для работы, например для ремонта, для монтажа научного оборудования, устанавливаемого рядом со своим кораблем, что вполне осуществимо в среде невесомости. По всей видимости, окажется необходимой достаточно простая техническая система для встречи на орбите, стыковки и взаимодействия космических кораблей, а также для удобной и надежной их связи с Землей. Появятся орбитальные депо – существующие в космосе обитаемые спутники-станции с периодически заменяемым научным и обслуживающим персоналом. <…>
Одной из самых важных современных проблем является тщательное изучение влияния условий невесомости на человеческий организм при длительном пребывании в космосе. Будет ли необходимо создание “искусственной тяжести” (быть может, даже периодически, на короткое время), либо это окажется ненужным; какие изменения в человеческий организм при длительном пребывании в космосе внесут условия невесомости, различные излучения и многие другие еще малоизученные факторы. Безграничный космический океан станет в ближайшие годы одной из самых крупных областей приложения новейших человеческих познаний в различных областях науки и техники для того, чтобы люди в космосе могли надежно и безопасно работать и отдыхать».
Орбитальная станция «Салют-7»
Я позволил себе эту пространную цитату, чтобы показать, какие именно задачи предлагалось решать с помощью орбитальных станций на уровне открытых деклараций в середине 1960-х годов. Круг этих задач понятен и предопределен тем обстоятельством, что мало было известно о космическом пространстве и его влиянии на человеческий организм. Коротких полетов на «Востоках» и «Восходах» явно не хватало, поэтому требовалось поместить человека в новую среду обитания на более длительный срок. Первой наукой пилотируемой космонавтики становилась наука о человеке. Но сначала нужно было научиться стыковать отдельные корабли друг с другом, научиться переходить из одного в другой, научиться жить и работать внутри и снаружи.
Выход на новый уровень освоения околоземного пространства начался уже без Сергея Королёва – напомню, что он скончался в результате неудачной хирургической операции 14 января 1966 года. Поскольку испытания корабля «Союз» (7К-ОК) и стыковочные маневры были частью лунной программы, которая начала явно отставать от американской, подготовка к запускам шла в авральном режиме, сопровождаясь сбоями и авариями. Первый беспилотный «Союз» («Космос-133») был потерян из-за ошибок монтажа. Второй так и не улетел – ракета взорвалась на стартовом столе, разрушив его; при этом погиб офицер. Третий «Союз» («Космос-140») совершил приземление в нерасчетном районе на лед Аральского моря, после чего затонул. Ни один из беспилотных полетов не прошел без нарушений программы, однако было принято решение пускать пилотируемый корабль. Главным аргументом стало соображение, что наличие на борту космонавта-инженера поможет справиться с неполадками. Кроме того, приближалось пятидесятилетие Октябрьской социалистической революции, и от руководства отрасли требовали «порадовать» советский народ новым космическим достижением. К тому времени в СССР почти два года не было пилотируемых полетов, а американцы на своих «Джемини» брали один рекорд за другим. Решение оказалось роковым. 23 апреля 1967 года на орбиту отправился Владимир Комаров. Следом за его «Союзом-1» должен был стартовать «Союз-2» с космонавтами Валерием
Быковским, Алексеем Елисеевым и Евгением Хруновым. Но сразу после выхода на орбиту у Комарова начались серьезные проблемы – второй запуск отменили и приказали садиться. Парашют не раскрылся, и спускаемый аппарат врезался в землю на скорости более 50 м/с. Владимир Комаров погиб. Позднее был проведен натурный эксперимент с парашютной системой «Союза-2», и выяснилось, что если бы второй запуск состоялся в срок, то неизбежно погибли бы еще трое космонавтов.
«Союз» снова доработали. В октябре 1967 года начались беспилотные летно-конструкторские испытания. Пятый корабль («Космос-186») и шестой («Космос-188») вышли на орбиту и успешно состыковались. Затем их развели, но вновь спускаемые аппараты сошли с орбиты по нерасчетным траекториям. В апреле 1968 года испытание повторили. На этот раз седьмой («Космос-212») и восьмой («Космос-213») состыковались и приземлились безукоризненно. Осенью состоялся еще один «зачетный» полет «Союза» («Космос-238»), после чего Госкомиссия разрешила вернуться к пилотируемым запускам.
25 октября 1968 года стартовал беспилотный «Союз-2», а через сутки вслед за ним – «Союз-3» с космонавтом Георгием Береговым на борту. Точность выведения была такова, что корабли оказались всего в 11 км друг от друга. Однако космонавт не сумел пристыковаться из-за того, что подошел к цели в перевернутом положении, а такой вариант почему-то не предусматривался даже в теории.
Анализ и устранение неполадок заняли еще два с лишним месяца. Наконец 16 января 1969 года пилотируемые корабли «Союз-4» и «Союз-5» состыковались – этот комплекс в советской печати тут же назвали «первой экспериментальной космической орбитальной станцией». Алексей Шаталов и Евгений Хрунов, облачившись в скафандры «Ястреб», перешли через открытый космос из «Союза-5» в «Союз-4», корабли разошлись и через трое суток после старта совершили мягкую посадку. При этом реально мог погибнуть «Союз-5» с Борисом Волыновым – отсеки корабля не разделились и спускаемый аппарат едва не прогорел при входе в атмосферу. Таким образом был преодолен этап, который дался американцам с показной «легкостью», но оказался неожиданно трудным для советской космонавтики.