Тридцать пять лет назад, 27 января 1985 года, вышло секретное правительственное постановление, в котором Научно-производственному объединению «Энергия» предписывалось сконструировать и построить орбитальный корабль нового типа, получивший обозначение 14Ф70 и красивое имя «Заря». Заложенные в проект требования к кораблю были словно взяты из фантастических романов: он мог стать настоящим чудом техники, закрепив космическое лидерство СССР на десятилетия вперёд.
Комплекс «Мир»
На последнем этапе развития советской космонавтики приоритетным направлением стало строительство долговременных орбитальных станций (ДОС). Чтобы расширить возможности эксплуатации, их предлагалось собирать из блоков, доставляемых один за другим.
Базовый блок комплекса «Мир» с модулем «Квант» и кораблём «Союз ТМ-4» в полёте; декабрь 1987 года. РКК «Энергия»
Источник изображения: warspot.ru
В начале 70-х годов на этом принципе под руководством Василия Павловича Мишина прорабатывался Многоцелевой орбитальный комплекс 19К (МОК). Его основным элементом должна была стать 70-тонная база, которую собирались выводить на солнечно-синхронную орбиту наклонением 97,5° сверхтяжёлой ракетой-носителем Н-1 (11А52). Затем на близкие орбиты стартовали бы «самоходные» модули, сконструированные на основе кораблей «Союз». Они могли причаливать к базе для решения тех или иных задач. К сожалению, программа создания ракеты провалилась, и в мае 1974 года Валентин Петрович Глушко, назначенный руководителем Научно-производственного объединения (НПО) «Энергия», закрыл проекты Н-1 и МОК.
В качестве альтернативы рассматривалась станция, состоящая из блоков типа 17К («Салют»). В начале 1976 года НПО «Энергия» выпустило Техническое предложение по созданию ДОС №7 и №8. Основами должны были стать базовые блоки 17КС №12701 и 17КС №12801. На них планировалось установить по два осевых стыковочных узла для кораблей «Союз-Т» и «Прогресс», а на малом диаметре рабочего отсека — два боковых стыковочных узла для целевых модулей, взятых из проекта МОК. Обе станции планировали собирать на орбитах наклонением 65° с обзором территории СССР, что потребовало разработки более грузоподъёмной ракеты «Союз-У2» и модификации пассажирского корабля до варианта «Союз ТМ».
В 1979 году НПО «Энергия» было перегружено выполнением большого количества заказов, поэтому пришлось призвать на помощь специалистов Конструкторского бюро «Салют», которые значительно пересмотрели проект ДОС. После длительного периода согласований началась непосредственная проработка модульной станции, однако она постоянно пробуксовывала, ведь в то же время деятельность по созданию ракетно-космического комплекса «Энергия-Буран» входила в наиболее напряжённый период. В начале 1984 года выяснилось, что уложиться в директивные сроки по «Бурану» невозможно, поэтому правительство приняло решение: срочно доделать ДОС №7 и запустить её к дню открытия XXVII съезда КПСС.
В ночь с 19 на 20 февраля 1986 года ракета-носитель «Протон-К» вывела на орбиту базовый блок комплекса, который получил официальное название «Мир». 15 марта к нему пристыковался первый корабль — «Союз Т-15» с космонавтами Леонидом Денисовичем Кизимом и Владимиром Алексеевичем Соловьёвым на борту. Многолетняя орбитальная эпопея началась.
Универсальный корабль
Базовый блок 17КС №12801 предполагали использовать в качестве «дублёра», если бы произошла авария при запуске в феврале. Но специалисты рассчитывали на лучшее, поэтому ещё в 1984 году приступили к проработке на его основе проекта Орбитального сборочно-эксплуатационного центра (ОСЭЦ).
Задачами ОСЭЦ были определены монтаж и развёртывание крупногабаритных конструкций, а, кроме того, обслуживание спутников, включая их ремонт! Орбитальный центр должен был обладать разветвлённой инфраструктурой: заправочными станциями, стапелями, буксирами. В качестве первого этапа предлагалось, начиная с августа 1993 года, собрать в космосе комплекс 180ГК («Мир-2»).
Один из вариантов орбитального комплекса «Мир-2». РКК «Энергия»
Источник изображения: warspot.ru
Возможности кораблей «Союз» и «Прогресс» явно не соответствовали столь амбициозным планам. Применение корабля «Буран» для сборки орбитальных станций оставалось под вопросом. Поэтому сотрудники НПО «Энергия» пришли к выводу: необходимо создать принципиально новый транспортный корабль, способный решать весь спектр задач, которые возникнут при строительстве ОСЭЦ.
Идея универсального многоразового корабля обсуждалась ещё во времена Мишина. Теперь она получила одобрение в рамках постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 27 января 1985 года.
Корабль «Заря» (7К-СМ, 14Ф70) разрабатывался в 178-м отделе под руководством опытнейшего ветерана предприятия — лётчика-космонавта Константина Петровича Феоктистова. Процесс проектирования лично контролировал Генеральный конструктор НПО «Энергия» Валентин Петрович Глушко.
С самого начала проектанты взялись создать пилотируемый корабль, а затем модификациями приспособить его для выполнения специальных миссий в автономном или совместном с другими космическими аппаратами режимах. Эскизный проект был выпущен в первом квартале 1987 года и защищён на Научно-техническом совете Министерства общего машиностроения. В целом предложенный вариант одобрили, но с замечаниями, которые разработчики учли к маю 1988 года. После этого Главное управление космических средств (ГУКОС) Министерства обороны поддержало проект.
Размерность корабля выбиралась в соответствии с габаритами и энергетикой перспективной ракеты «Зенит-2» (11К77), которая должна была стать штатным носителем «Зари». Кроме того, корабль мог размещаться в грузовом отсеке «Бурана».
В начале разработки корабль массой около 13 т задумывался полностью многоразовым и был одномодульным, то есть строился в виде большого спускаемого аппарата с вертикальной посадкой. В верхней части находились выдвижной стыковочный узел и приборные отсеки, в средней — кабина экипажа, в нижней — тяжёлые агрегаты и посадочные двигатели с топливными баками. Для выхода реактивных струй в лобовом щите располагался открывающийся люк. К тому времени это решение было отработано на возвращаемых аппаратах Транспортного корабля снабжения, но имело ряд недостатков. Для того чтобы при посадке не повредить корабль собственным выхлопом, требовались довольно длинные посадочные опоры. Кроме того, размещение точки приложения тяги ниже центра масс требовало создания мощных органов системы управления. Поэтому был принят иной вариант компоновки. Проектанты убрали двигательный отсек из нижней части и расположили по периферии спускаемого аппарата, получившего название «возвращаемый корабль» (ВК). Связку двигателей разместили вдоль корпуса, обеспечив пересечение векторов тяги выше центра масс и тем самым повысив устойчивость. В верхнем днище отсека, противоположном лобовому щиту, сделали тоннель с люком и иллюминаторы с оптическими визирами для ориентации. Орбитальное маневрирование возложили на отдельную двигательную установку (ДУ), которую с подсистемами вывели в одноразовый навесной отсек (НО), отделяемый перед входом в атмосферу.
Корабль оснащался перспективным андрогинно-периферийным агрегатом АПАС-89, который можно было использовать для стыковки с орбитальным комплексом «Мир» и кораблём «Буран».
Многоразовый пилотируемый космический корабль «Заря» (7К-СМ, 14Ф70): 1 — возвращаемый корабль, 2 — транспортируемые грузы, 3 — посадочный двигатель, 4 — рабочий отсек, 5 — аэродинамический щиток, 6 — иллюминатор, 7 — звёздный датчик, 8 — катапультное кресло, 9 — пульт управления, 10 — антенна аппаратуры сближения, 11 — агрегатный отсек, 12 — бортовая аппаратура, 13 — двигатели причаливания и ориентации, 14 — лобовой теплозащитный экран-амортизатор, 15 — допплеровский измеритель скорости, 16 — система дозаправки и двигательная установка, 17 — навесной отсек, 18 — система электропитания с электрохимическим генератором, 19 — навесной холодный радиатор. РКК «Энергия»
Источник изображения: warspot.ru
Габариты корабля в новом варианте составляли: диаметр — 4,1 м, длина — 5 м, масса — 15 т. «Заря» позаимствовала у предшественников ряд технических решений и систем. В частности, возвращаемый корабль по форме выглядел как масштабно увеличенный спускаемый аппарат «Союза». Теплозащитное покрытие боковой поверхности корабля было «плиточным» — того же типа, что и на «Буране».
Наиболее оригинальной частью проекта стала схема приземления. Во время снижения в атмосфере выпускался стабилизирующий парашют относительно небольшой площади. На километровой высоте начинали работать двадцать четыре двигателя. Их сопла располагались под небольшим углом к продольной оси корабля так, чтобы истекающие струи не повредили обшивку. В качестве компонентов топлива применялись высококонцентрированная перекись водорода и керосин. При этом управление спуском осуществляли ещё шестнадцать однокомпонентных (на перекиси) двигателей. Они должны были обеспечивать точность приземления не хуже 2,5 км и перегрузку не более 10 g.
Посадка возвращаемой части корабля «Заря». РКК «Энергия»
Источник изображения: warspot.ru
Для повышения безопасности экипажа до набора необходимой статистики полётов нового корабля предусматривалась программа использования проверенных систем аварийного спасения. К примеру, на «Заре» начального этапа собирались установить катапультные кресла, хотя их размещение ограничивало численность экипажа до четырёх человек.
Согласно проекту, возвращаемый корабль мог использоваться до пятидесяти раз (!), что достигалось применением многоразовой теплозащиты и реактивной посадкой, гасившей скорость приземления почти до нуля.
Полёт многоразового пилотируемого космического корабля «Заря» в представлении современного художника
Источник изображения: aboutspacejornal.net
Мечты и реальность
К 1989 году НПО «Энергия» выпустило полный комплект конструкторской документации, после чего на Заводе экспериментального машиностроения (ЗЭМ) можно было начинать изготовление материальной части. В то же время на пусковой установке стартового комплекса «Зенит» космодрома Байконур смонтировали агрегат обслуживания для «Зари».
Круг задач, которые собирались решать с помощью нового многоразового корабля, был вчерне определён. «Заря» могла доставлять экипажи численностью от двух до четырёх (в перспективе — до восьми) человек на орбитальные комплексы «Мир» и «Мир-2», работать в составе комплексов не менее 195 суток (в перспективе — до 270 суток), возить грузы в беспилотном варианте, выполнять операции по спасению экипажей других кораблей, а также совершать автономные полёты в интересах Министерства обороны и Академии наук.
В целом «Заря» представлялась более рациональным вариантом многоразового корабля, ведь доставка сменных экипажей и расходных материалов на орбитальную станцию вовсе не требовала 30-тонной грузоподъёмности «Бурана». Кроме того, «Заря» выводилась на орбиту носителем «Зенит-2», запуск которого был в десятки раз дешевле сверхтяжёлой «Энергии».
Старт ракеты «Зенит-2» на космодроме Байконур, 9 сентября 1998 года
Источник изображения: denvistorii.ru
Несмотря на очевидные достоинства корабля, в 1989 году все работы по нему были свернуты. Официальной причиной такого решения называют «дефицит финансирования», который начал ощущаться в конце 80-х годов: основная часть средств, выделяемых советской космонавтике, уходила на программу «Энергия-Буран». Впрочем, причины закрытия могли быть и другими. Например, известно, что военные заказчики весьма скептически относились к идее реактивного приземления. Оригинальная схема вызывала закономерные вопросы со стороны тех, кто привык к отработанным средствам: парашютам и двигателям мягкой посадки. Работник НПО «Энергия» Сергей Щербак рассказывал, что в числе претензий фигурировала невозможность дублировать работу посадочного устройства «Зари».
Свою роль сыграл и «человеческий фактор». Ветераны предприятия свидетельствуют, что Константин Петрович Феоктистов вступил в серьёзный конфликт с Юрием Павловичем Семёновым, который в 1989 году стал Генеральным конструктором НПО «Энергия». В результате главный идеолог проекта был вынужден уйти на пенсию, что пагубно отразилось на судьбе корабля.
И всё же некоторые технические решения, придуманные для «Зари», пытались использовать в более поздних программах. Например, в 1995 году обсуждался российско-американский проект восьмиместного корабля-спасателя, доставляемого шаттлом на Международную космическую станцию и находящегося в её составе пять лет в постоянной готовности к спуску. Отдельные элементы «Зари» можно найти в российских многоразовых кораблях «Клипер» и «Федерация» (недавно переименованной в «Орла»). Проблема в том, что все эти разработки до сих пор остаются проектами, которые пока не добрались до космоса.
Агрегат обслуживания пилотируемых космических кораблей «Заря» и ракета-носитель «Зенит-3Ф» на космодроме Байконур. Фото И. Маринина из архива журнала «Новости космонавтики»
Источник изображения: warspot.ru
Источники и литература:
- Афанасьев И. Неизвестные корабли. — М.: Знание, 1991
- Афанасьев И., Воронцов Д. Несостоявшаяся «Заря» // Новости космонавтики. 2014. №8
- Гудилин В., Слабкий Л. Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). — М., 1996
- Лантратов К. «Звезда»: путь в космос // Новости космонавтики. 2000. №9
- Мировая пилотируемая космонавтика. История. Техника. Люди. / Под ред. Ю. Батурина. — М.: Изд-во «РТСофт», 2005
- Молодцов В. Пилотируемые космические полёты. — М., 2002
- Первушин А. Битва за звёзды: Космическое противостояние. — М.: АСТ, 2004
- Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва. 1946-1996 / Гл. ред. Ю. Семёнов. — М.: Менонсовполиграф, 1996
- Соболь С. От поколения к поколению // Техника — молодёжи. 2012. №4
- Филин В., Кутаев Г., Бобков В. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва. От первого спутника до «Энергии»-«Бурана» и «Мира». — М.: Менонсовполиграф, 1994
Антон Первушин