ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВЛАДИМИР НИКИФОРОВИЧ КУЗЬМИН
доктор военных наук, профессор (Санкт-Петербург),
профессор Академии военных наук, действительный член Академии военных наук
АНАТОЛИЙ ИЗИДОРОВИЧ ВАЙНТРАУБ
кандидат военных наук, профессор (Санкт-Петербург), профессор Академии военных наук
Отечественные средства запуска космических аппаратов: создание, развитие, перспективы
Запуск Советским Союзом 4 октября 1957 г.первого искусственного спутника Земли (ИСЗ) ознаменовал собой начало интенсивных исследований околоземного космического пространства, а затем и его практического освоения.
Наша страна по праву может гордиться многими образцами ракетно-космической техники, прежде всего - ракетами-носителями (РН), которые по многим параметрам превосходят свои зарубежные аналоги.
И в настоящее время Россия, несмотря на переживаемые страной трудности, остается великой космической державой - лидером мирового космического ракетостроения. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что Россией в 2005 г. произведено 26 пусков РН (из них 3 пуска завершились аварией), или 44,3% всех пусков в мире (у США - 23,1%)1.
В значительной мере этому способствовал глубоко продуманный, системный подход к формированию парка национальных средств запуска космических аппаратов (КА) и выбору направлений их развития.
История многих отраслей науки и техники содержит немало драматических, а часто и трагических страниц. Отечественная космонавтика с ее технологической опасностью и сложностью - не исключение. В течение менее чем полувекового пути неоспоримые победы в области покорения космоса достигались за счет неимоверных усилий ученых, инженеров, рабочих, военнослужащих, невосполнимых потерь и горестных утрат. Бесспорным является одно: сегодня создавать, производить и эксплуатировать РН любых классов и типов могут лишь две страны мира - Россия и США.
Развитие отечественного ракетостроения шло по двум основным направлениям.
Первое направление связано с приспособлением боевых стратегических ракет к космическим нуждам. Развитие этого направления позволило быстро и при ограниченных затратах создать основу сегодняшнего парка средств запуска КА. Несмотря на серьезные недостатки, этот путь в решении космических задач имеет хорошие перспективы.
Второе направление связано с созданием РН, предназначенных для выполнения исключительно космических программ. Это направление является более дорогим и ресурсоемким. Однако именно на этом пути можно реально обеспечить доступ нашей страны в космическое пространство и решение всех задач его освоения и исследования.
От межконтинентальных баллистических ракет (МБР) до космических ракет-
носителей
В Советском Союзе первоначально было избрано первое направление развития средств запуска КА - создание ракет-носителей на базе ракет, используемых для поражения объектов противника. Этому способствовали следующие обстоятельства:
• в процессе создания боевых ракетных комплексов были отработаны основные технологии ракетостроения, изучены особенности организации подготовки и пуска баллистических ракет (БР), формировались коллективы профессионалов-ракетчиков;
• активно развивались полигоны Министерства обороны (Капустин Яр, Байконур), на которых испытывалась новая ракетная техника;
• был создан и постоянно функционировал командно-измерительный комплекс, позволявший осуществлять прием и обработку телеметрической и траекторной информации.
В результате в конце 1950-х гг. в СССР были созданы все необходимые предпосылки, позволяющие непосредственно приступить к практической реализации потенциальных возможностей использования космических средств в интересах повышения обороноспособности страны, развития народного хозяйства и научных исследований2.
В процесс создания РН были вовлечены исторически сложившиеся школы отечественных ракетостроителей - коллективы предприятий, у истоков которых стояли выдающиеся конструкторы С.П. Королев, М.К. Янгель, В.П. Челомей. В дальнейшем многие разработки совершенствовались в организациях, возглавляемых их учениками и последователями. Однако следует отметить, что ракетно-космическая отрасль являлась одной из немногих отраслей в Советском Союзе, где при главенствующей роли плановой экономики существовала конкуренция и где не было раз и навсегда утвержденного за кооперацией разработчиков определенного класса ракет-носителей.
Для запуска первых ИСЗ была использована мощная двухступенчатая жидкостная межконтинентальная баллистическая ракета Р-73.
МБР Р-7 и ее более мощная модификация Р-7А были разработаны в знаменитом Особом конструкторском бюро (ОКБ-1) под руководством С.П. Королева (ОКБ-1 с 1966 г. - Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ), с 1974 г. - научно-производственное объединение (НПО) «Энергия», в настоящее время -Ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия»).
Уже после первых удачных пусков ракеты Р-7 разработчикам и ученым стало ясно, что с ее помощью стало возможным опередить сроки запуска первого спутника американских конструкторов, работавших над проектом ИСЗ в рамках программы «Авангард», и, кроме того, вывести на орбиту существенно больший полезный груз, чем планировали американцы. Для запуска ИСЗ баллистическая ракета Р-7 подверглась минимальным конструктивным изменениям, связанным с установкой на нее первого ИСЗ. Доработанная ракета (название «ракета-носитель» утвердилось позднее) получила наименование «Спутник». С ее помощью были запущены три первых советских ИСЗ.
В дальнейшем эстафету космического ракетостроения на базе МБР Р-7А принял Государственный космический центр (ГКЦ) «ЦСКБ-Прогресс» (до 1974 г. -Куйбышевский филиал ОКБ-1). Долгие годы ГКЦ «ЦСКБ-Прогресс» возглавлял Генеральный конструктор Д.И. Козлов.
Новые типы РН Р-7А создавались, как правило, за счет установки на исходный «пакет» (центральный и четыре боковых блока первой и второй ступеней Р-7А) новых верхних ступеней и проведения минимальных конструктивных доработок остальных элементов4.
Первой трехступенчатой ракетой-носителем, выполненной на базе ракеты Р-7, стала ракета-носитель «Восток». Конструктивно она представляла собой ракету Р-7 с третьей ступенью - блоком «Е».
Первоначально РН «Восток» предназначалась для осуществления полетов космических аппаратов к Луне, поэтому блок «Е» был выполнен как разгонный блок, в задачу которого входил разгон посылаемого к Луне аппарата до второй космической скорости. С помощью РН «Восток» впервые в мире была решена задача достижения поверхности Луны.
Позднее блок «Е» стал использоваться в качестве третьей ступени ракет-носителей семейства «Восток» («Восток-2» и «Восток-2М») для вывода полезной нагрузки на околоземную орбиту. С ее помощью 12 апреля 1961 г. был запущен пилотируемый
космический корабль «Восток» с первым космонавтом Земли, гражданином СССР Ю.А. Гагариным. Таким образом, ракета-носитель «Восток» стала первой космической РН для пилотируемых полетов.
В дальнейшем для выведения на околоземные орбиты многоместных пилотируемых космических кораблей и КА, предназначенных для дистанционного зондирования поверхности Земли, были разработаны РН с более мощной третьей ступенью - блоком «И». Ракета-носитель «Союз-У» обеспечила проведение совместного советско-американского эксперимента «Союз-Аполлон» и открыла широкую программу пилотируемых полетов международных экипажей. С 2001 г. в России для запуска пилотируемых космических кораблей используется РН «Союз-ФГ» с улучшенными энергетическими характеристиками двигательных установок.
В настоящее время ракеты-носители «Союз-У» и «Союз-ФГ» являются базовыми в российской системе средств выведения. На их долю приходится основной объем запусков космических аппаратов в рамках Федеральной космической программы и Программы международного сотрудничества в области освоения космоса.
Для решения задач по осуществлению полетов к Луне, Венере и Марсу в 1958-1960 гг. на базе РН «Восход» была создана четырехступенчатая РН «Молния» с блоком «И» в качестве третьей ступени и разгонным блоком «Л» в качестве четвертой ступени. Четырехступенчатый вариант ракеты-носителя позволил осуществить в 1961 г. полет к Луне автоматических станций массой до 1500 кг, а в последующем - обеспечить выведение на высокие эллиптические орбиты КА связи типа «Молния». С помощью этих РН удалось осуществить запуск КА на траектории полета к Венере и Марсу, положив тем самым начало планомерного изучения Солнечной системы. До настоящего времени ракеты-носители «Молния-М» выполняют задачи по выводу КА на высокие эллиптические орбиты.
Таким образом, среди всех ракет начала космической эры ракета Р-7 оказалась рекордным долгожителем. Идеи, заложенные в конструкцию ракеты, оказались настолько плодотворными, что, начав свой триумфальный путь в 1957 г. в качестве первого в мире потенциального носителя водородной бомбы, Р-7 после нескольких модернизаций в различных модификациях продолжает служить космонавтике и в настоящее время5.
Следует отметить, что беспрецедентное в истории космонавтики долголетие РН объясняется не только удачными конструктивными решениями, позволяющими использовать модификации ракеты для запусков КА в широком диапазоне рабочих орбит, но и ее экологичностью, обусловленной использованием в ней нетоксичных компонентов топлива - керосина и жидкого кислорода.
Ракеты-носители типа Р-7А позволяют выводить на околоземную орбиту полезный груз массой около 7 тонн и относятся к РН среднего класса.
Ракеты-носители легкого класса начали создаваться в процессе реализации долгосрочной программы космических исследований на околоземной орбите. В рамках этой программы оказалось целесообразно запускать сравнительно простые и легкие аппараты для решения соответствующих задач в интересах Академии наук и
Министерства обороны СССР6.
В этих целях в ОКБ-586 (с 1966 г. Конструкторское бюро (КБ) «Южное» г. Днепропетровск) под руководством Генерального конструктора М.К. Янгеля в начале 1960-х гг. на базе боевых баллистических ракет средней дальности Р-12 и Р-14 были созданы РН серии «Космос». Космические ракеты-носители отли
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.