ПОСЛЕДНЯЯ КОСМИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА М.В. КЕЛДЫША
Первый (и, как оказалось, последний) полёт советского орбитального корабля "Буран" 15 ноября 1988 г. вызвал в американских и международных научно-технических журналах восторженные отклики. Посадку "Бурана" в автоматическом режиме оценили как самое крупное достижение нашей страны наряду с запуском первого спутника и полётом Юрия Гагарина.
После распада Советского Союза программа "Энергия"—"Буран" была закрыта. Однако до сих пор среди специалистов (и не только) продолжаются жаркие споры относительно целесообразности реализации этой дорогостоящей программы и той роли, которую сыграл в создании многоразовой космической системы Мстислав Всеволодович Келдыш, бывший в то время президентом Академии наук СССР.
Мне посчастливилось с 1968 г. работать в отделе № 5 Института прикладной математики (ИПМ) АН СССР. Заведовал отделом Дмитрий Евгеньевич Охоцимский, а директором института был М.В. Келдыш. Я оказался участником событий тех лет, связанных с многоразовыми системами "Спейс шатл" и "Энергия"—"Буран", и хочу рассказать о деталях, которые раньше были недоступны широкой аудитории в силу своей закрытости.
Д.Е. Охоцимский пригласил меня на работу в ИПМ сразу на должность старшего научного сотрудника. (К тому времени я проработал в конструкторском бюро 9 лет, был кандидатом технических наук, ведущим конструктором и руководителем группы баллистического проектирования.) По заведённому в институте порядку каждый претендент на эту должность должен был сделать доклад о своих научных достижениях на общеинститутском семинаре в присутствии директора. Так состоялась моя первая встреча с М.В. Келдышем.
Если отбросить переполнявшие меня эмоции, то основная трудность заключалась в наличии у меня только одной открытой научной публика-
ции. Поэтому я акцентировал своё выступление на закрытых научно-технических отчётах на производственные темы. Сначала рассказал о предложенной в 1959 г. оптимальной компоновке крыла двойной стреловидности, которая обеспечивала минимальное смещение аэродинамического фокуса при увеличении скорости от дозвуковой до сверхзвуковой. В подтверждение расчётов была сделана модель и проведены продувки в аэродинамической трубе от дозвуковой скорости до М = 2.5. Эксперимент подтвердил смещение аэродинамического фокуса всего на 2.5% от средней аэродинамической хорды. Малое смещение фокуса особенно важно для сверхзвуковых самолётов типа "бесхвостка". Поэтому генеральный конструктор В.М. Мясищев принял компоновку для проектируемого сверхзвукового стратегического бомбардировщика М-56. К сожалению, проект не был реализован. По указанию Н.С. Хрущёва, который отдавал предпочтение баллистическим ракетам, авиационную тематику конструкторского бюро заменили на ракетную, а бюро вместе с заводом им. М.В. Хруничева было отдано под начало В.Н. Челомея. Тем не менее позднее крыло двойной стреловидности использовалось в компоновках сверхзвуковых пассажирских самолётов "Конкорд" и Ту-144, а также орбитальных кораблей "Спейс шатл" и "Буран".
Высококлассное конструкторское бюро в короткие сроки освоило ракетную тематику. За считанные годы были созданы "универсальные ракеты" - УР-200, УР-100 и УР-500. М.В. Келдыш прекрасно знал, о чём шла речь. Именно он возглавлял комиссию, которая принимала судьбоносные решения относительно этих ракет. Лётные испытания УР-200 были прекращены, так как аналогичная баллистическая ракета была ранее создана в конструкторском бюро М.К. Янгеля (Р-16). Ампулизированная баллистическая ракета УР-100 явилась ответом на американские твердотопливные ракеты "Минитмен" и долгое время служила ключевым элементом ракетно-ядерных
сил страны. Сейчас снимаемые с боевого дежурства ракеты с блоком "Бриз" в качестве третьей ступени используются для выведения лёгких спутников на низкие околоземные орбиты (ракета-носитель "Рокот").
М.В. Келдыш решительно выступил против попыток "закрыть" УР-500 под предлогом того, что в ней в качестве горючего используется крайне токсичное вещество — несимметричный диме-тилгидразин. Модернизированная "пятисотка" под названием "Протон" и сегодня применяется для выведения тяжёлых полезных грузов массой около 22 т на низкую орбиту, в частности модулей международной космической станции. Я доложил участникам семинара и о выборе оптимального направления вектора тормозного импульса скорости для схода с орбиты, обеспечивающего максимальный по величине угол входа на высоте условной границы атмосферы. Такая задача возникла при разработке "глобальной ракеты", способной поразить любую цель. Наконец, последней темой моего сообщения была оптимальная "встреча на орбите" космических аппаратов, включая "мягкое" сближение и перехват. Я упомянул, что удалось найти ошибку в известной американской работе при оценке возможного числа включений двигателя активного аппарата для сближения на орбите.
М.В. Келдыш слушал внимательно, но вопросов практически не задавал. Меня всегда поражала способность Мстислава Всеволодовича быстро схватывать суть вопроса и досконально разбираться в деталях. Однажды на институтском семинаре обсуждалась докторская диссертация математика из другого института. М.В. Келдыш, как всегда, сидел впереди. Глядя на него, можно было подумать, что он дремлет, прикрыв глаза рукой. Но когда после выступлений страсти улеглись, он вдруг в течение пяти минут "на пальцах" объяснил диссертанту, что тот защищает на самом деле, то есть суть представленной работы. Это было почти 40 лет назад, но я до сих пор помню выражение лица того математика, его неподдельное удивление и восхищение проницательностью М.В. Келдыша. Автор честно признался: "Я до этого не додумался".
Прошло восемь лет до моей следующей встречи с директором. Тогда он часто болел и подолгу не появлялся в институте. К тому времени я защитил докторскую диссертацию и решил заняться анализом американской многоразовой системы "Спейс шатл". Основным был вопрос об истинном назначении системы и преимуществах, которые она могла дать США. Д.Е. Охоцимский одобрил моё намерение и, докладывая на учёном совете института о планах нашего отдела, упомянул о нём. М.В. Келдыш скептически заметил: "Что может сделать один человек, если тысячи инженеров в ОКБ и ЦНИИМаше не могут найти
ответ на этот вопрос?" Д.Е. Охоцимский в точности передал мне эти слова, возможно, для того, чтобы сыграть на моём честолюбии и породить желание во что бы то ни стало совершить задуманное.
В январе 1972 г. президент США Р. Никсон принял решение о немедленном развёртывании работ по созданию многоразовой космической системы. В докладе президента Конгрессу о деятельности США в области аэронавтики и исследования космического пространства в 1974 г. отмечалось, что система "Спейс шатл" — многоцелевое средство, призванное обеспечить "повседневное экономичное использование космоса в конце десятилетия". В докладе подчёркивалось, что НАСА является разработчиком, а Министерство обороны выступает как "главный потенциальный потребитель" этой системы. Согласно требованиям Министерства обороны были выбраны наиболее важные её характеристики: максимальная грузоподъёмность и самолётная компоновка орбитального корабля. На низкой восточной орбите с наклонением около 32° грузоподъёмность должна была составить 29.5 т, а на западной орбите с наклонением 104° — 14.5 т. Боковой манёвр при спуске в атмосфере (около 2000 км) обеспечивал возможность посадки орбитального корабля вблизи места старта после выполнения одно-виткового полёта по околополярной траектории. Наибольшая масса возвращаемого груза при посадке также составляла 14.5 т. Грузовой отсек размерами 4.6 х 18 м позволял выводить на орбиту практически любые грузы.
В открытой печати к тому времени была опубликована исчерпывающая информация о создаваемой многоразовой системе "Спейс шатл", предстояло лишь проанализировать её критически, применив системный подход. Чтобы обосновать преимущества, которые могла обеспечить система, было проведено её сравнение с аналогичными по назначению средствами, причём отдельно для участков выведения на орбиту (активный участок), орбитального полёта и спуска в атмосфере. На активном участке многоразовая система не имела существенных преимуществ по сравнению с одноразовой ракетой-носителем "Сатурн-5" за исключением возможности спасения экипажа и полезного груза почти на всей траектории выведения. Даже на этапе проекта расчётная стоимость выведения на орбиту одного килограмма полезного груза не снижалась существенно, что отмечалось в докладе Главного контрольно-ревизионного управления США.
Сравнение орбитального участка показало, что сам корабль не предназначен для широкого маневрирования на орбите из-за тяжёлой конструкции. Запас скорости на манёвр (305 м/с) позволял осуществить доразгон при выходе на ор-
биту и торможение для схода с орбиты. Оставалось меньше 200 м/с для других орбитальных манёвров. Безусловно, это мало. Даже комбинированный ракетно-аэродинамический манёвр с погружением в атмосферу не влияет существенно на изменение параметров исходной орбиты.
Преимущества орбитального корабля самолётной схемы проявляются только при спуске в атмосфере. Располагаемое гиперзвуковое аэродинамическое качество (около 1.5) позволяет выполнить большой боковой манёвр (на 2000 км по требованию Министерства обороны). Как отмечалось, благодаря такому манёвру можно выполнять одновитковые траектории со стартом и посадкой в одном месте даже для околополярных наклонений плоскости орбиты.
Первоначально предполагалось строительство двух стартовых комплексов многоразовой системы "Спейс шатл": в Центре им. Кеннеди (Флорида) для выведения гражданских грузов и на космодроме базы ВВС Ванденберг (юго-западная часть территории США, вблизи Тихоокеанского побережья) для выведения в основном военных грузов.
Объявленный диапазон азимутов выведения при старте с базы ВВС Ванденберг 140°-201° обеспечивал орбиты с наклонениями от 56° до 104°. Анализ возможных трасс, соответствовавших указанному диапазону азимутов, выявил, что на первом витке они покрывали в Восточном полушарии всю территорию о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.