Главные по космосу
Интересное ощущение возникает когда общаешься с нашими космопромышленниками, особенно из старой гвардии. Они работают на самом переднем крае науки и техники, совершают выдающиеся достижения, достойные первых полос мировых изданий и учебников. При этом, к своей реально фантастической работе они относятся как к обычному производству: государство заказало - мы выполнили; да, интересные задачи были, пришлось постараться, освоить новые технологии, сделать пару [десятков] открытий, найти новые оригинальные решения, открыть Вселенную человеку...
Такой подход встречается среди специалистов Ракетно-космической корпорации “Энергия”. Мне, с группой журналистов, блогеров и энтузиастов космонавтики удалось заглянуть на предприятие, которое открыло Человечеству путь в космос.
К сожалению на сборочную площадку попасть не удалось. Туда, где сейчас готовятся к запуску новые модули российского сегмента Международной космической станции, создается новый космический корабль “Федерация”, космонавты-испытатели тренируются к выходу на поверхность Луны, производятся корабли “Союз” и “Прогресс”, обеспечивающие сегодня практически всю международную пилотируемую космическую программу… Надеюсь представится возможность попасть и туда, чтобы увидеть, рассказать и показать. Нам же показали историю, и впечатлений от увиденного хватит надолго.
Встретил нас на пороге Демонстрационного зала РКК “Энергия” прежний директор предприятия Вахтанг Дмитриевич Вачнадзе. Он сразу предупредил: за дверью не музей, а собрание образцов продукции предприятия, для обучения и передачи опыта разработчиков космической техники прежних лет. Водят сюда прикоснуться к космосу и школьные группы, хотя и ограничиваются только городом Королевом и соседним Юбилейным, т.е. теми, кто наиболее вероятно будет работать на предприятии.
Экскурсия для посторонних, в которую я попал, проходила практически впервые, и носила экспериментальный характер. Судя по всему нас воспринимали как непонятных хипстеров, поскольку вместо инструктажа по сохранению гостайны на режимном предприятии, нам еще на проходной настрого запретили ловить покемонов.
Вахтанг Дмитриевич подчеркнул важную и актуальную на сегодня задачу передачи опыта молодому поколению специалистов. Для этого старшие сотрудники предприятия проводят лекции и даже готовится видеокурс. Правда сомневаюсь, что он когда-нибудь окажется в открытом доступе. Хотя они могут рассказать немало интересного, если их об этом попросить. Очевидно, что богатейшая история советской космонавтики дала огромный объем практических знаний, и большой трагедией становится забвение и уход людей, уносящих их с собой.
На “Энергии” делают все возможное для сохранения и передачи знания, используя собранные в Демонстрационном зале и музее образцы.
Путь “Энергии” в космос начался с артиллерии, в Петербурге при Петре Великом. Петроградский орудийный завод в 1919 году был эвакуирован в Подмосковье, где в 1922 году стал Заводом имени Калинина. Тут предприятие продолжило свои артиллерийские работы, создавая, в том числе передовые зенитные орудия, чем заслужило немало правительственных наград, и доверия новой темы после Войны.
Советская и российская космонавтика обязана своим появлением гитлеровской Германии и Уинстону Черчиллю. Именно он своим письмом Сталину в 1944 году обратил внимание на успехи и опасность ракетных разработок Третьего Рейха. Осознание важности темы привело к освобождению Королева и многих других ракетных инженеров из “шарашек”, и началу советской ракетной программы.
Разумеется на первом месте стояла исключительно военная тема: понять что сделали немцы, сделать лучше и обеспечить доставку тяжелой нагрузки на другое полушарие планеты. С этой целью сначала решили воспроизвести разработку немцев - ракету A4 или “Фау-2”.
Как оружие ракета “Фау-2” оказалась неважной: низкая точность, невысокая дальность, низкая эффективность - известно, что при производстве “Фау-2” погибло больше военнопленных чем британцев во время атак. В то же время она оказалась прорывом для ракетостроения. В те годы, что СССР, что США и Британия доводили тягу ракетных двигателей до нескольких сотен килограммов, и не рассматривали их в качестве перспективных технологий. Команда Вернера фон Брауна создала ракетный двигатель тягой в 30 тонн, что было неожиданностью для всех.
Советские инженеры в деталях воссоздали “Фау-2”, которая стала баллистической ракетой Р1. В процессе разработки они поняли сильные и слабые стороны ракеты и создали модернизированный вариант Р2. Если Р1 добивала на 270 км, то Р2 уже на 600. После модернизации тяга выросла до 37 тонн.
Следующая Р5 стала более-менее межконтинентальной - 1200 км.
Легендарная Р7 скверно подходила для военного применения - пусковую площадку не скроешь, подготовка к пуску - сложный длительный процесс. Но в 1957 году это стало прорывом не меньше “Фау-2” - США стали достижимы через океан.
Апофеозом оружейной тематики “Энергии” стала ракета ГР1 - глобальная ракета. Это была трехступенчатая космическая ракета с дальностью “неограничено”. Она выводила боеголовку на низкую околоземную полярную орбиту высотой 150 км. Боеголовка двигалась недостижимая никакими средствами ПРО, говорят, даже радары не ловили. По команде с Земли боеголовка могла поразить любую цель на поверхности планеты (на фото справа).
Но эта беспощадная гордость “Энергии” так и не взлетела - США и СССР подписали договор об ограничении атомных вооружений в космосе.
Были на предприятии и твердотопливные эксперименты (слева и по центру фото две трехступенчатые ракеты), но основная специализация сложилась по жидкотопливной тематике. Топливная пара кислород-керосин плохо подходят для оружейного применения. Задачу оперативной заправки жидким кислородом на заводе смогли решить, но с развитием космонавтики сконцентрировались на ней.
В космосе “Энергия” смогла достичь более громких побед чем в ядерной войне. “Спутник-1” на ракете Р7 открыл космическую эру. Выдающийся прорыв человеческого интеллекта и возможностей, для истории предприятия - лишь важный, но не ключевой этап жизни. Для инженеров и сотрудников более важным достижением стала разработка ракетного двигателя РД-107/108, который сделал возможным полет Спутника, Гагарина, и, фактически, до сегодняшнего дня обеспечивает почти всю пилотируемую космонавтику Земли.
РД-107/108 имеет медную камеру сгорания, в которой поднимается температура 1700 градусов, что в полтора раза превышает температуру плавления меди. Работа двигателя и полет ракеты становится возможен благодаря нескольким техническим решениям. Медь имеет очень высокую теплопроводность, поэтому она способна выдержать высокую температуру, если обеспечить интенсивное охлаждение стенок камеры. Поэтому внутри стенок камера сгорания пронизана сетью каналов через которые проходит жидкое горючее - керосин. В камеру сгорания горячее горючее поступает через тонкие форсунки, равномерно распределенные вперемешку с форсунками окислителя - кислорода.
Дополнительная теплозащита обеспечивается завесным охлаждением - внешний ряд форсунок подают только горючее, что позволяет удерживать ближе к центру камеры очаг горения.
Немало трудов доставили боковые рулевые двигатели. До Р7 управление полета ракет достигалось довольно примитивными графитовыми рулями, отклоняющими поток газов из сопла. Для более мощной ракеты, от которой требовалась высокая точность полета (и поражения цели на другом континенте), требовались более эффективные средства управления.
Рулевую камеру сгорания с возможностью отклонения на 45 градусов удалось создать только обеспечив подачу топлива и окислителя через ось, на которой камера и крепилась и качалась. Это удалось достичь только благодаря высочайше точности подгонки и притирки деталей оси двигателя.
А вообще, ракетный двигатель - это просто...
После успешных полетов “Спутников”, “Востоков” и “Восходов”, изготовленных на “Энергии” (тогда ОКБ-1), пришла пора лунной гонки. Генеральный конструктор Королев и все предприятие были к ней готовы. Они создали серию космических аппаратов “Зонд” и посадочный модуль “Лунник”. Это были два составных элемента пилотируемой системы, призванной доставить двух космонавтов на окололунную орбиту (Лунный орбитальный корабль), и одного - на поверхность Луны (Лунный корабль).
Задачу выведения всей пилотируемой системы возлагали на сверхтяжелую ракету Н1, но из-за серии аварий ракеты, и из-за успешной американской высадки, проект закрыли, а от идеи покорения Луны отказались. Несколько ЛОК, названные в урезанной версии “Зонд”, смогли слетать к Луне и обратно в беспилотном режиме, изучив выживаемость живых организмов за пределами магнитного поля, замерив радиацию в межпланетном пространстве, проведя съемку поверхности спутника Земли.
Лунный посадочный модуль трижды слетал в беспилотном режиме на низкую околоземную орбиту,для проверки работоспособности систем. “Зонды” достигали Луны при помощи тяжелой ракеты “Протон”.
С большим сожалением Вахтанг Дмитриевич говорит, что масса “Лунного корабля” была ниже “Зонда”, что позволяло доставить всю систему с людьми в ходе нескольких пусков “Протона”. Только это была довольно ненадежная ракета, и заправлялась весьма токсичным топливом, создавая дополнительную опасность для экипажа. Впрочем сейчас пилотируемые корабли заправляются не менее ядовитым топливом, но ракеты менее опасны. Сейчас память об этих полетах время от времени возрождается при обсуждении возможных туристических рейсов до “Луны”, но пока дальше слов не дошло, хотя керосиновая “Ангара” выглядит более предпочтительной для этой цели чем “Протон”.
Хотите за $100 млн слетать к Луне и обратно? Приготовьтесь вот здесь провести не меньше недели на пару с пилотом.
В конечном счете, отказ от советского лунного полета был политическим решением, как, собственно, и решение о его реализации.
Заглянув в “Лунник” можно представить условия в кабине пилота: небольшая скамья справа и поручни слева для удержания равновесия во время управляемой посадки.
Хотя от Луны пришлось отказаться, но работа по “Луннику” стала основой одной из самых эффективных космических транспортных систем: пилотируемого корабля “Союз” и транспортного - “Прогресс”.
Несмотря на успешную конструкцию “Союза” и “Прогресса” они больше подходили для доставки людей куда-то, а не для автономной работы. После отказа от амбициозной лунной программы советской космонавтике потребовалась не менее масштабная задача. Ею стали ДОСы - долговременные обитаемые станции.
Наблюдая со стороны развитие и успехи отечественной космонавтики, можно увидеть эволюционное развитие космических станций: от “Алмазов” к “Салютам”, а от них к “Миру”. С точки зрения “Энергии” - это пора жесткой конкуренции между инженерными школами Королева и Челомея, “Энергии” и “НПО машиностроения”. Челомей продвигал свою систему ТКС - транспортного корабля снабжения, который за каждый пуск “Протона” выводил корабль, часть которого могла остаться на орбите в составе космической станции, и часть являлась посадочной капсулой. Сейчас ее прототип можно увидеть в Музее космонавтики в Москве.
ТКС слетал несколько раз в беспилотном режиме, но все-таки, проиграл конкуренцию более простой и надежной схеме “Союз”-”Прогресс”-”Салют”.
Станция “Салют” тоже выводилась “Протоном” и к ней отправлялся пилотируемый “Союз”, а снабжался экипаж продуктами и оборудованием при помощи “Прогрессов”. “Салют” в сравнении с “Союзом” кажется большой квартирой по сравнению с автомобилем. Хотя жилого пространства там совсем не много. Для поддержания мышечного тонуса в отдельном “спортзале” размещался тренажер. Отделка “Салюта”, несмотря на космические технологии, не сильно отличалась от отделки квартиры простой советской семьи.
Хотя условия по космическим меркам были вполне сносные - имелся космический туалет… и даже космический душ.
Станции выполняли не только военные и биологические задачи, но и астрофизические исследования. Сейчас на “Энергии” можно увидеть модель первого инфракрасного космического телескопа, а “Салют-6” смог развернуть космический радиотелескоп. Это подтвердило перспективы космической радиоастрономии и, в конечном счете, обеспечило реализацию проекта “РадиоАстрон”.
Вершиной производственных, конструкторских и технологических возможностей “Энергии” стало участие в проекте “Энергия-Буран”. По значению для промышленности и вкладу в развитие отрасли Вахтанг Дмитриевич сравнивает “Энергию-Буран” с созданием ракеты Р7 и началом космической эры.
Помимо общей разработки конструкции системы, “Энергия” работала в создании Объединенной двигательной установки “Бурана”. Здесь нашли свое применение самые последние достижения завода в материаловедении, обработки металлов, в том числе титана, создании ракетных двигателей.
По мнению Вачнадзе, “Буран” одним своим полетом окупил все затраты страны на свое создание, поскольку похоронил американскую программу “звездных войн” - СОИ. До лазерных перестрелок не дошло, но бесперспективность этой затеи стала очевидна как для американской, так и для советской сторон.
В дальней части гигантского ангара притаилась другая нереализованная мечта "Энергии" - многоразовый космический корабль "Клипер".
Демонстрационный образец далек от реального космоса. Заглянув внутрь мы не увидим ничего похожего на интерьеры "Союза" или "Салюта". Скорее в голове заиграют нотки Штрауса, и захочется похлопать по карманам и проверить с собой ли билет до Луны.
В то же время, при разработке этого корабля использовали весь прежний опыт строительства пилотируемых кораблей. Например в профиль корпус "Клипера" повторяет обводы спускаемой капсулы "Союза".
Из объективных причин, которые не позволили реализовать этот проект, называют неготовность материалов для внешнего корпуса.
Спутникостроительный и кораблестроительный опыт “Энергии”, программа “Союз-Аполлон” и станция “Мир” требуют отдельного разговора, в сопровождении снимков из Музея РКК “Энергия”. И они будут, следите за обновлениями.
Выражаю благодарность пресс-службе РКК "Энергия" Северо-Западной организации Федерации космонавтики, и космонавту-испытателю Марку Серову за организацию экскурсии.
Фоторепортаж произведен на смартфон LG G5se, черновик текста набран на нем же.