Аннотация: Альтернативная история ракетостроения в СССР. 1953-1990-е. Архивировано c ФАИ. 2013. 03/2015 добавлены иллюстрации.
Точка бифуркации сей альтернативы советско-российской космонавтики скрывается в 1953-м. Именно тогда некий гениальный советский физик-атомщик посчитал предположительный вес термоядерного заряда для межконтинентальной ракеты и получил цифру в 5,5 тонн.
В другом мире всё было не так. Замечательный советский физик провёл расчёты и получил цифры, говорящие о том, что для десятимегатонного заряда хватит и трёх тонн веса. Товарищи, получившие к ним доступ, вздохнули с облегчением и не стали менять ТЗ на только-только поступившую в разработку ракету 8К71.
Товарищ Королев меж тем не собирался отступать от идеи Тихонравова с параллельным делением ступеней многоступенчатой ракеты, которое мы знаем как "пакет".
Научно-исследовательские работы по темам Т1 и Т3 привели к рождению проекта, который мы знаем как "семёрка". Трехтонная "семёрка", или "тройка" - дальше я буду называть её так.
Создаваемая на освоенных диаметрах и технологиях, ракета 8К71 представляла собой связку- пакет из 4-х блоков первой ступени и одного блока второй ступени, работающих параллельно с самого старта. Изначально предполагалось установить ещё и систему перелива топлива между блоками, чтобы к концу работы пакета во второй ступени оставалось 100% топлива.
Технологию производства ракеты предполагалось взять от ракеты Р-5 почти без изменений.
Была небольшая проблема с двигателем - коллега Глушко просто не мог сделать сейчас и в срок двигатель тягой более 20 тонн на камеру. А требовалось поставить на каждый блок двигатель тягой не менее 45-50 тонн, чтобы ракета полным весом в 170 тонн могла взлететь...
В результате доработок проекта систему перелива топлива сняли, а двигатели стали многокамерными... Но связка цилиндрических "сосисок" - центральная подлиннее, боковые покороче - всё же осталась и полетела. В 1957-м.
И забрасывать она реально могла 3-тонную БЧ на 8 тысяч километров, а не 5,5 туда же - но что важно, не полторы тонны на орбиту, а едва-едва 700 кило. Причём семьсот - это не на первой серии 1957-го года, для которой товарищ Глушко, сокрушаясь, поставил двигатели с удельной импульсом в вакууме на десять секунд меньше заданного значения. Первая серия могла вытащить едва сотню кг...
Но тем не менее могла. А поэтому и первый спутник, и даже собака Лайка слетали по расписанию нашего мира. И спутник-3 слетал по плану на ракете второй серии, просто он был в полтора раза легче... Что не помешало открыть с его помощью радиационные пояса.
А вот чуть позже начались проблемы. Уже с первыми Лунами. Всё-таки ракета была значительно слабее... Но всё-таки относительно простые шарики "Луны-1" и "Луны-2" сумели ужаться в предельный вес полезного груза для "тройки" с третьей ступенью. С Луной-3, фотографом, так не получалось... Но коллега Косберг, сделавший двигатель для третьей ступени, блока Е, тоже не сидел на месте, и сумел выжать из РД-0107 ещё чуть больше импульса - и Луна-3 тоже со скрипом влезла.
Впрочем, все эти достижения точно так же не избавили королёвцев от проблем с отработкой пакета и третьей ступени(ступеней). Что поделать, ракета-то была та же самая.
Проблема вылезла чуть позже. Не очень, но позже. И звалась проблема "Восток", ну, или "Зенит", в зависимости от цифры - 3К или 2К.
Корабль-фоторазведчик, он же пилотируемый корабль-спутник. Разработка спускаемого аппарата велась с 57-го, а сам ПКС вошёл в план в 59-м... И к тому времени товарищи уже давно представляли себе, что такое "весовой кризис". Ужать спутник меньше, чем в 4 тонны, они не могли. "Тройка" же с блоком Е вывести больше 3 с половиной тонн не могла в принципе. Не делать же новую ракету - тем более за год её и не сделать... И не говорите мне про "навесить ещё пару блоков" - натрахавшиеся с пакетом товарищи не имели желания влезать туда ещё раз... Тем более "ещё пара блоков" - это и переделанный напрочь центральный блок, и вообще новая ракета. И даже старт новый.
Выход знал коллега Глушко. Его двигатель на гептиле и жидком кислороде РД-119, опоздав к пускам первых "Лун" и не превосходя поначалу творение коллеги Косберга, пережил модернизацию и в 60-м стал выдавать огромный удельный импульс в 352 секунды - и с ним появилась возможность вытащить "тройкой" на орбиту больше 4-х с половиной тонн. С ним - и новой третьей ступенью, блоком Ж.
Блок был разработан и сделан меньше чем за год, и в 60-м же совершил первые полёты, подбрасывая в космос кораблики 1К, отработочные версии "Востока".
А Хитрый План отправить к Марсу и Венере "Зонды" с его помощью, увы, накрылся медным тазом - то есть, весовым кризисом. Не влазили проектируемые зонды... Даже с ещё одним блоком, 4-й ступенью Л - только тогда можно было отправить хоть что-то 400-килограммовое к другой планете.
Запуски 1М к Марсу 60-го не случились, к Венере в 61-м, тем не менее, что-то слетало - а что поделать, нужная скорость ниже, а дальность ближе - что-то сильно обрезанное от 1В. Лишь чуть больше, чем Луна-3.
Короче говоря, когда старт Гагарина в апреле 61-го прошёл не совсем по плану - товарищ Гагарин слетал не на орбиту, а практически как американские попрыгунцы, по суборбитальной траектории - товарищ Королёв знал, что так жить нельзя. И даже полёт товарища Титова летом 61-го, уже полноценно на орбиту, ситуацию не менял.
Нужна была достаточная ракета.
Королёва просто коробило ощущение "недостаточной мощности" тройки... И он не желал допустить такого ещё раз.
"Мне нужна достаточная ракета, " - говорил он: "- Без большой ракеты мы не долетим до Марса, а без достаточной - не построим большую."
Достаточной он счёл ракету на 10-13 тонн полезного груза.
В работе в ОКБ-1 к тому моменту была "большая ракета" - на 40, 50 тонн полезного груза. Два десятка 150-тонных двигателей на первой ступени, управление разнотягом, три ступени...
Ракета Н-1.
Чтобы из большой Н-1 сделать достаточную Н-11, товарищ Королёв взял от неё две верхние ступени. Но там была проблема. По плану на второй и первой ступенях стояли 150-тонные двигатели. Их ещё не было, их только начинали разрабатывать... Зато в концепцию вписались 40-тонные двигатели НК-9 из ОКБ Кузнецова, которых на первую ступень достаточной Н-11 требовалось 16. Даже меньше, чем 150-тонников на 1-ю ступень большой Н-1. Третья(вторая) ступень всё равно летала на высотных НК-9В... Да, одной из фишек проекта была сборка не умеющающейся в ЖД-габарит ракеты прямо на космодроме.
Ракета Н-11.
Со всем возможным давлением товарищ Королёв продавил этот проект... Но его подсидели коллеги Янгель и Глушко.
Коллега Глушко тихой сапой делал для товарища Янгеля ЖРД на АТ-НДМГ, амил-гептиле. И доделался до того, что предложил ему 150-тонный двигатель. Однокамерный. От "большой ракеты".
А "тройка", напомню, летала на многокамерных 70-тонниках. А 4-камерник на Р-9 имел тягу в 144 тонны.
То есть, в 61-м, когда он выдохнул после гонки за первый пилотируемый полёт и продавливал проект Н-11, появились товарищи Глушко и Янгель с проектами ракет Р-46(сверхтяжелая МБР, почти такой ж достаточный десятитонник) и Р-56(та самая большая ракета). Ещё что-то предлагал Челомей - такое же, но чуть побольше... Но тащ Королёв приложил все силы и влияние на продвижение своей ракеты. Ему не отказали.
Впрочем, товарищ Брежнев не отказался и от ракеты, которую ракетный завод в Днепропетровске мог начать делать в течении пары лет. Если будет двигатель, конечно же - но двигатель тащ Глушко обешал к тому же времени. А чуть позже, собрав из таких блоков пакет, можно было сразу получить Большую Ракету Р-56. Даже несмотря на то, что пакет делать было сложнее, чем моноблочный тандем, который так же был возможной компоновкой Р-56 - по аналогии с Р-46.
Варианты компоновок РН Р-56. Слева - вариант с продольным делением 1-й и 2-й ступеней, по центру - с поперечным делением и моноблочной второй ступенью, справа - с поперечным делением и полиблочной второй ступенью. В итоге в 1964-м был принят левый вариант. В трехблочном варианте 1-й ступени РН «Каскад», в пятиблочном - РН «Раскат».
Пока же... Пока же нужно было как-то выкручиваться. Выжимать крохи импульса из двигателей, килограммы лишнего веса...
Впрочем, ничего плохого о них сказать нельзя. Выжимали. Делали что могли. Но "весовой голод" был бичом всех королёвских проектов 61-65. Лунная станция мягкой посадки Е-6, спутник связи "Молния", межпланетные зонды 2МВ и 3МВ... И даже коллеги-конкуренты помочь не могли - их ракеты могли ещё меньше.
В 62-м к ракетостроителям присоединился товарищ Челомей. Его предложение по серии универсальных ракет УР нашло отклик в сердце товарища Хрущева. Проще говоря, тяжелая ракета УР-500 тоже была в работе с 62-го... Как УР-200, нелицензионная копия Р-16, с 61-го. Впрочем, товарищ Челомей не унывал, и добавил в копилку малую МБР УР-100 - лёгкую и дешевую.
Но не суть. Все труды товарища Челомея на фоне трудов Янгеля не смотрелись...
А тем временем грянул август 64-го. Год и месяц, ознаменованные для советских ракетчиков фразой Хруща: "Луну американцам не отдавать!"
ОКБ-1 вздрогнуло. Работы по лунным кораблям не то чтобы велись... Под десятитонник уже год с лишним делался корабль. Но околоземный. 5К Север. Но вот дальше низкой орбиты глядели в основном на Марс... Да и лунная посадочная станция всё никак не долетала.
С ракетами было интересней - особенно докладывать по очереди коллегам Янгелю и Королёву.
У Янгеля всё было хорошо - ракеты уже освоены в производстве, старт на Байконуре готов, старт в Плесецке для особо хитрых разведчиков и баллистического варианта Р-46 строится, на Байконуре уже проведены тренировки расчётов с упрощённой ракетой и готовятся принять первую лётную ракету. Пуск под неё с очередным фоторазведчиком запланирован на конец года.
РН Р-46 / Р-46К "Рокот" на стартовой площадке
У Королёва, выступившего следом, всё было гораздо печальней. То есть коллега Королёв заявлял, что всё хорошо и уже почти уже... Но судите сами - старт перестраивается под очередное изменение проекта. Монтажно-испытательный, а по факту сборочный комплекс, ещё не достроен, вести в нём сборку ракеты невозможно. Двигатели для самой ракеты коллегой Кузнецовым ещё недопоставлены - их попросту не полный комплект даже для одной ракеты. Технологии сборки таких сложных и больших конструкций рабочие в Подлипках ещё только осваивают... Но пуск запланирован на 12 апреля 1965-го.
На них отечески посмотрели и предложили нарисовать лунные ракеты под проект лунной экспедиции.
Коллега Королёв честно выдал расклад по большой Н-1 и троепусковой экспедиции... Его не поняли.
Коллега Янгель предложил разрабатываемую Р-56 на 40 тонн под любой удобный вариант - многопуск или однопуск, неважно. Его тоже не очень поняли.
Работа над лунной программой закипела.
Р-46 "Рокот" стартовал в январе 65-го. Успешно. "Зенит-2" вышел на заданную орбиту.
Н-11 не успела к началу апреля 65-го... Только в начале мая Н-11 Љ2Л встала на старт с отработочным макетом корабля 5К Север.
Орбитальный корабль 5К Север
Увы. Все планы Королёва и Мишина пошли прахом. 16 не очень хороших НК-9 и нюансы авральной сборки, сложившись вместе, дали очень печальный результат. Через три секунды после подъёма отказало 5 из 16 движков, через секунду - ещё 2. Ракета перевернулась набок и рухнула на старт. 400 тонн керосина и кислорода превратились в замечательную оксиликвитную взрывчатку, разнёсшую в хлам стартовый комплекс и даже выбившую стёкла в МИКе.
На фоне успехов Р-46 это было расценено правильно. Проект Н-11 был закрыт в пользу янгелевских ракет. Проект Н-1 для Луны был признан недостаточно надёжным. Р-56 оказалась нужна "как хлеб, как воздух".
Впрочем, не будем о грустном
Годы с середины 65-го до конца 68-го стали годами реванша. И спутники "Молния" залетали, и лунная станция новой, потяжелевшей раза в два версии сразу села, и даже межпланетные зонды улетали и почти не дохли по пути. Да и взлетевший в начале 66-го пилотируемый корабль 5К-ОК "Север" подлил масла. Полноценный пилотируемый корабль, маневрирующий и даже в чём-то просторный. И даже стыкующийся порой с орбитальной станцией 5К-Р "Сибирь".
Малая орбитальная станция 5К-Р "Сибирь" с пристыкованным "Севером"
Челомею - не повезло. В 65-м у него разом отобрали космические самолёты, закрыли ракеты УР-200 и УР-500. Всё, что ему оставалось - малые МБР УР-100 и проект большой военной ОС "Алмаз", копия американской MOL. А после полётов "Сибири" - и закрытия в Штатах MOL - закрыли и Алмаз.
Янгелю - повезло. Его Р-46 успешно летала, практически без провалов, а на месте разбитого в 65-м старта Н-11 городили старт для Р-56. Один из.
Сам проект Р-56 за осень 64-го и весну 65-го, да за консультации с ОКБ-1, претерпел некоторые изменения.
Теперь под ником Р-56 скрывались две ракеты. Исходный 4-блочный пакет был признан ненужным. Малый, 3-блочный пакет, был принят Королёвым для облёта Луны, темы Л-1, и высадки самоходной лунной станции, лунохода, Л-2. Большой, 5-блочный - для высадки, темы Л-3. Предположительно Р-56-3 с весом ПГ на НОО в 35 тонн готовилась к старту в начале 67-го. Р-56-5 с ПГ в 57 тонн - в 68-м, после окончания ЛКИ Р-56-3.
Сама тема Л-3 претерпела ряд изменений. От исходной трех(четырех)пусковой схемы - лунный корабль+ракетный блок и два танкера-заправщика, плюс один орбитальный корабль с экипажем - ушли сначала к однопусковой схеме, подсмотренной у американцев - лунный посадочный корабль плюс орбитальный корабль для возвращения плюс ракетный блок - а после перехода к Р-56-5 в качестве лунной ракеты - к двоепусковой схеме с сохранившимся разделением на орбитальный и посадочный корабль. Запущенные разными ракетами корабли стыковались на орбите Луны, экипаж лунника переходил из корабля в корабль, и лунник совершал посадку.
Стыковаться можно было и не только с лунником - тема Л-4 предполагала изучение Луны с окололунной орбиты при помощи усовершенствованной станции "Сибирь-Л".
Первый Р-56-3, получивший имя "Каскад", взлетел летом 67-го. Неудачно. Хорошо хоть не так, как Н-11 - отказал один из РД-253 первой ступени на боковом блоке, и ракета, хоть и пыталась вытянуть асимметрию тяги, не смогла.
Доставка РН "Каскад" на стартовую площадку
Второй старт - через каких-то три месяца - тоже окончился нештатно. Отказала вторая ступень.
Первый успешный старт "Каскада" случился в феврале 68-го. Что удивительно - как раз к моменту готовности первого полноценного Севера-Л. Разгонный блок К на ЖК-НДМГ спокойно отправил на отлёт 12-тонный корабль...
Потребовалось ещё шесть полётов - почти в каждое стартовое окно - чтобы набрать необходимую надёжность в беспилотном варианте. В августе на Севере-Л - "Зонд-5" - слетали мелкие животные и командование дало добро. Октябрьский старт Каскада был пилотируемым. Первым пилотируемым.
И почти что первым пилотируемым за 68-й - изрядную долю пусков Рокотов пришлось сократить ради лунной гонки. Из-за этого даже было развёрнуто второе производство Р-46 на заводе "Прогресс".
Облёт Луны советские космонавты выполнили раньше американских.
Весной 69-го на старт встал Раскат, Р-56-5. Полезным грузом под него пока считали Север-Л на лунную орбиту. С лунником было пока тяжко - сложный аппарат.
Но чуть раньше, в феврале, Каскад отправил к Луне Луноход-1.
Mission complete.
Впрочем, что-то делать с американцами на Луне делать надо было, и проект Сибирь-Л, оно же Салют, двинули вперёд...
Тема Подъём.
В АИ инициирована в 1968-м, когда производство Рокотов просело из-за лунной гонки в пользу Каскадов и Раскатов.
Коротким и быстрым способом решения проблемы стало разворачивание производства Р-46 на заводе "Прогресс".
А для длинного - инициирована тема перевода универсального ряда ракет Янгеля на минимум частичное повторное использование первых ступеней и перевод на менее нужное и более дешёвое топливо ЖК-керосин - "гептила, с учётом стремительно разворачивающихся количественно РВСН, не хватало"(с)SerB.
Работы по мягкой посадке блоков первой ступени пошли сразу и сурово, как в реале - и надолго, да.
А вот с переводом на керосин была засада - требовались многоразовые керосиновые двигатели для замены ставящихся на Р-46/56 глушковских РД-253/254.
ТЗ, немного поблуждав по кабинетам выползло наружу в виде требований на однокамерный двигатель 150-тонного класса в земном и вакуумном исполнении и двигатель 600-тонного класса для замены четвёрки РД-253 на боковых блоках Р-56.
Ответить на ТЗ вызвались ОКБ Глушко и Кузнецова.
Первый, недолго думая, предложил те же 253/254 на керосине, назвав их РД-153/154, а под второе требование выдвинул проект своего "близнеца F-1" РД-270, тем же способом заменив топливную часть и обозвав двигатель РД-270К. Правда, при этом немалую часть элементов движка, поодиночке отрабатываемых с 66-го, пришлось делать заново.
Кузнецов на тот момент тихой сапой наконец допилил свой 150-тонный однокамерный НК-15, который продолжал делать, несмотря на отмену Н-1. Но вот под требования многоразовости темы Подъём НК-15-й всё же не тянул - и потому коллега Кузнецов предложил в 150-тонном классе многоразовую переделку 15-го, обозвав его НК-33/43, а в 600-тонном, поскрипев зубами на возможности Глушко, счетверёнку тех же камер с новым единым турбонасосом, НК-46.
В дело пошли оба.
Со 150-тонником коллега Глушко справился раньше. Осенью 70-го РД-153 прошёл госиспытания. Весной 72-го с одного из рокотовских стартов, кое-как перестроенного под ЖК-керосин, ушёл в небо первый Рокот-К.
Осенью же 71-го прошёл госиспытания НК-33, не уступивший сопернику ни в чём, но попросту опоздавший.
В принципе переделывать все старты под более эффективное топливо и новые блоки уже можно было - но для больших ракет решили дождаться больших двигателей. А Рокотовские старты переделывали.
С большими моторами ситуация обстояла на тот момент невесело.
РД-270К, создаваемый по схеме с полной газификацией компонентов и очень высокими параметрами, работать не хотел, несмотря на доводку, ведущуюся с 70-го. НК-46 понемногу горел на стендах с 71-го, но при этом, несколько уступая по характеристикам - попросту более тяжелый и с меньшим удельным импульсом, пусть и незначительно: на 6 секунд у земли и на пару-тройку на высоте - работал.
К весне 74-го турбоагрегаты и прочую топливную систему многокамерника всё-таки довели, и НК-46 свои госиспытания прошёл. В тех же многоразовых условиях, как и НК-33.
Глушковский монстр на тот момент работал стабильно 50% времени... Остальные 50% - догорал после очередного непонятного взрыва вместе со стендом. Конечно, советская наука и советские инженеры изрядно обогатили свои знания и методику получения информации о внутренностях работающего ЖРД, но толку с того для РД-270К было не так много.
Инженеры с горя закапывались в макулатуру, посвященную испытаниям F-1 в Штатах, которые шли примерно таким образом первые лет пять... У них был повод - американцы-то свой F-1 довели. За 8 лет без малого. Вот только им никто эти 8 лет не дал.
После оценки ситуации товарищами возникла заминка.
Стопятидесятитонных двигателей готово два - то есть четыре: РД-153/154 и НК-33/43. Под первую пару из них уже производятся Рокоты...
А вот 600-тонник есть один. НК-46. Но есть.
Вопрос повис в воздухе...
Впрочем, 75-й год стал вообще щедрым на подарки. Даже политические - первый шаг советского космонавта по Луне произошёл тоже в 75-м.
КБХМ и Люлька выдали на-гора водородники на 7,5 и 40 тонн - причем первые вместе с разгонным блоком для Каскада.
Кузнецов выдал НК-46.
А ЦКБМ и лично товарищ Челомей выставили на испытания первую более-менее нормальную многоразовую систему возвращения блоков первой ступени, использовав наработки по крылатой ракете П-700, будущему Граниту. Да, тоже со складными крыльями и автопилотом. Предыдущие опыты с посадкой 1-й ступени Р-46 парашютно-реактивным методом не увенчались успехом.
В результате пошедшие в работу Рокоты-КВ, уже почти Подъём-1, несли всё так же 4 РД-153 или один НК-46 на первой и 1 РД-154 на второй ступени, а ещё блок СР с водородным РД-56 вместо третьей ступени. На Каскадах-КВ и Раскатах-КВ первая ступень несла НК-46, вторая РД-стопятьдесятчетвёртые, а третья - водородный сорокатонник РД-57.
Работы по обеспечению многоразовости - а для начала хотя бы спасению, хотя бы первой ступени - РН Рокот начались в 1968-м году в ОКБ-1.
Представлялось, что проблема возврата с траектории первой ступени менее сложная, чем возврат орбитального корабля или верхних ступеней. Повышенные требования к двигателю этой ступени уже учитывались.конструкторами, а проблема управления ступенью после окончания работы главного двигателя и её посадка на поверхность Земли считалась простой инженерной задачей.
Анализ возможных вариантов спасения первой ступени, проводившийся на протяжении 68-70 гг, привел к выбору парашютной системы. Оценивались варианты спасения всей ступени или её части, например, главного двигателя. Оценивались способы спуска - с планированием ступени, с помощью парашютной системы, реактивной или парашютно-реактивной. Оценивались варианты по средствам управления: аэродинамическими рулями с использованием качества крыла или парашюта и корректирующими двигателями. Торможение в атмосфере - корпусом, крылом, парашютом, щитками. Посадка - горизонтальная, вертикальная, на шасси или амортизирующем устройстве. В конечном счете определились: спасение всей ступени, торможение, снижение и посадка в зону отчуждения с помощью парашютной системы с применением двигателей мягкой посадки на амортизационные стойки блока.
Схема посадки была близка к схеме посадки СА корабля "Север" и была уже достаточно проверена на практике. Как казалось.
В 1971-1972 были проведены испытания первой ступени Рокота, оснащенной средствами спасения. Верхние ступени и полезный груз не устанавливались.
Одноразовая первая ступень Р-46(справа) и её многоразовый вариант (компоновка в варианте бокового блока) "Подъем-1П"(слева)
Испытания были частично успешными - снижение полезного груза ракеты за счёт оснащения РН средствами спасения(10 тонн! при сухой массе исходной ступени в 22 тонны) было признано чрезмерным(в потери ушло более двух тонн ПГ из 12, был потерян ряд ключевых возможностей системы, например, вывод фоторазведчиков "Зенит" на полярную орбиту из Плесецка), из пяти пусков только в одном первая ступень была спасена, с оценкой "удовлетворительно" - удалось спасти главные двигатели. Сохранить всю ступень не удалось ни разу.
Перевод РН семейства Р-46 на более эффективное топливо ЖК-керосин, проводимые в это же время, позволил бы поднять вес ПГ даже в варианте "Подъём-П" до стандартных 12 тонн, при достаточно высокой возможности спасения и повторного использования главного двигателя.
Но Т.З. на спасение всей ступени не выполнялось. ОКБ-52 вынесло предложение опробовать другой вариант спасения первой ступени - снижение, приведение и мягкая посадка на аэродром по трассе полёта при помощи крыла, колёсного шасси и возможно дополнительного воздушно-реактивного двигателя.
Разработку варианта системы спасения "Подъём-К" вели в ОКБ-52 с 72-го года. Испытания ракет-носителей "Подъём-1К" вели с 1975-го. Потребовалась разработка БЦВМ управления и приведения блока, системы раскрытия крыльев и лёгкого компактного шасси.
Ступень "Подъём-1К" с разложенными крыльями
Рассматривалось приводнение ступени, но конструкторы ОКБ-586 и ОКБ-1 заявили, что не гарантируют спасения систем ступени в этом случае.
Вес систем спасения в этом случае возрастал до 15(в других источниках 17) тонн. В таком случае обеспечить вес ПГ, выводимый одноразовой РН Рокот-К, можно было только с использованием новой второй, кислород-водородной ступени.
Разработка РН Подъём-1К2В, а так же многоразовых блоков первой ступени для РН Каскад-К, и их испытания проводились в 75-85-м годах. В 1983-м РН "Подъём-1К2В" и "Подъём-3К" были приняты в штатную эксплуатацию.
РН Подъем-1К2В выглядела примерно так. На рисунке - уменьшенный аналог «Ангара-1-Байкал»
Производство многоразовых ступеней "Подъём-1К" окончилось в 1996-м году после нескольких катастроф подряд при запусках с их использованием.
На 2010-е годы ведутся работы по оценке возможного восстановления производства многоразовых ракетных блоков.
Тема ПКК
На 1970-й год ситуация в советской пилотируемой космонавтике выглядела очень неплохо даже для взгляда со стороны.
Первые "Востоки" к тому времени уже давно ушли в историю. Основным и единственным кораблём советских космонавтов был 5К "Север", в двух вариантах - более лёгком орбитальном, 5К-ОК, и более тяжелым, с дополнительным запасом топлива, резервированием ряда систем и усиленной теплозащитой, 5К-ЛК "Север-Л".
Орбитальные полёты 5К-ОК обычно являлись относительно рутинными полётами к малым орбитальным станциям 5К-Р "Сибирь". Впрочем, не только к ним - самостоятельные полёты тоже не были чем-то необычным.
Лунная же версия, обеспечив при запуске на Каскаде облёт Луны с космонавтами в 1968-м, с 1969-го переселилась на Раскат и готовилась к окололунным полётам. Два испытательных пуска Раската в 1969-м с беспилотными кораблями по доброй традиции обломились на участке выведения, а в 1970-м на два успешных пуска пришёлся один неудачный. Отправленная первым удачным стартом лунная орбитальная станция 5К-ЛОС, переделанная из 5К-Р, в феврале 1970-го заняла место на низкой окололунной орбите. К июлю, пропустив мимо аварийный Аполло-17, станция всё-таки дождалась встречи с "Севером-Л". Беспилотный корабль, улетев со второй попытки, успешно состыковался со станцией и провёл довольно широкую программу фотосъёмки Луны с орбиты, обеспечив мягкую посадку Луноходу-2. В марте 1971-го ещё один корабль успешно отфотографировал Луну, так же успешно состыковавшись со станцией - но уже, увы, не той самой. Ресурса первого Салюта, скрывшегося под ником Луна-16, хватило на семь месяцев - немалый срок, пусть и закладывалось 12. Второй Салют фигурировал под своим именем, но номером 1.
В том же 71-м к "Салюту" успешно стартовал и первый пилотируемый Север-Л, запущенный на ракете Раскат. Космонавты успешно обжили станцию, изрядно усовершенствованную по данным с первого аппарата.
Данные, собранные на станциях "Салют" первого поколения, были изрядно другими, чем собрали Аполлоны. Первая, весьма примитивная, карта лунных масконов, спектральный состав поверхности, радар-высотомер, снятый почти без переделок с одного из околоземных спутников...
Программа "Салют-1" закончилась в 1974-м году, когда на испытания у Луны вышел лунный посадочный корабль(ЛПК).
Лунный посадочный корабль
Но это уже не совсем история пилотируемых кораблей.
В марте 1972 г., всего через месяц после принятия решения Президента США о начале широкомасштабных работ по системе Space Shuttle, в Комиссии Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам (ВПК) состоялось первое "официальное" рассмотрение вопросов многоразовой космической системы.
Уже давно идущие работы по обеспечению многоразовости ракеты "Рокот", наиболее широко используемой в советской космической программе, были вполне себе симметричным ответом на проект американской многоразовой системы. Причём в отличие от Шаттла здесь уже имелся практический опыт, показывающий сложности на этом пути. Впрочем, и выгода тоже была вполне видна.
А решения, принятые по Шаттлу в США, вызывали недоумение. Всё вызывало недоумение - и схема построения системы, и расчёты по её применению. Чего только стоило более чем 12-кратное превышение возможностей Шаттла(расчётных) над всеми потребностями американской космонавтики по выводу грузов в космос и ещё большее - над потребностями по возврату грузов. Вес, выводимый на орбиту при помощи одноразовых носителей в Америке, даже не достигал 150 т/год, а тут задумывалось в 12 раз больше; ничего с орбиты не спускалось, а тут предполагалось возвращать 820 т/год.
Общие выводы свелись к следующему:
- МКС, в отличие от МРКС, для вывода полезных грузов на орбиту неэффективны и существенно уступают по стоимости как одноразовым ракетам-носителям, так и МРКС;
МРКС - многоразовая ракетно-космическая система. Тема Подъём, да.
- на данный момент отсутствуют серьезные задачи, требующие возврата с орбиты космических аппаратов;
- по мнению ГУКОС и ВВС, создаваемая американцами МКС не несет непосредственной военной угрозы, однако МКС не как транспортная система, а как самостоятельная (в дополнение к существующим средствам) имеет право на существование;
- необходимо провести серьезную техническую проработку этой проблемы на уровне технических предложений, для чего нужно подготовить и выпустить решение ВПК, подключить НИИ и КБ, определить круг вопросов, которые потребуют своего решения при создании МКС, и задач, решаемых этой системой.
Более полутора лет ушло на обсуждение проблемы. В самом деле - ни авиации, ни космонавтам такое чудо, как Шаттл, было не нужно. Но сам факт многоразовости несколько влиял на умы.
Одно было ясно сразу - для вывода в космос чего-либо МКС не нужна, в отличие от МРКС. Однако ж, имелись и другие соображения. О возврате грузов - таких, как реакторы отказавших на орбите спутников радарной разведки УС-А, о возможности возврата для ремонта различных спутников... Да и тема ДОС нагло тыкала в глаза - для снабжения будущих долговременных станций ресурсами, запчастями и экипажами требовалось много одноразовых кораблей. Может, стоило бы сделать их не одноразовыми?
Решение ВПК "О разработке технических предложений по многоразовой космической системе" наконец было выпущего в декабре 1973 г. Это было первое Правительственное решение по МКС, предписывающее разработать технические предложения по многоразовым КК и КА в трех КБ - ЦКБЭМ(ОКБ-1) на базе разработок КК серии "Север", ЦКБМ(ОКБ-52) на базе проработок по темам ЛК-1 и ЛК-700(хоть и не вышедших за грани ЭП кораблей или их отдельных элементов), ОКБ Микояна - на базе недозакрытой в 1970-м "Спирали" и БОРов. РН для всех вариантов предполагалась из семейства Р-46/Р-56 с модификациями по теме "Подъём". Решением устанавливался и срок окончания работ - 1-е полугодие 1974 года.
Проработки по разным способам возвращения СА корабля 5К велись в ОКБ-1 в 1962-63, но тогда как наиболее простая была выбрана парашютная система с двигателями мягкой посадки. Меж тем эта схема отличалась относительно высокими перегрузками при посадке и невозможностью повторного применения СА из-за повреждения при посадке. Аналогичные же повреждения усложнили применение этой схемы при парашютно-реактивном спасении блока "Подъём-П". Результатом рассуждений теперь стало предложение нового многоразового пилотируемо-транспортного корабля "Заря" - на базе увеличенного СА от 5К с полностью реактивной системой посадки и небольшого одноразового орбитального отсека. После прохождения участка аэродинамического торможения и выпуска стабилизирующего парашюта и посадочных опор спускаемого аппарата по команде радиовысотомера вместо парашютной системы посадки на очень небольшой высоте за несколько секунд до касания земли должно было включиться большое количество ракетных двигателей, смонтированных по кольцу вокруг корпуса СА, и погасить скорость падения корабля практически до нулевой. Кроме функции торможения при посадке, эти двигатели могли выполнять роль двигателей ориентации и причаливания в космосе. Сопла двигателей были наклонены под углом к оси корабля с тем, чтобы их струи не повреждали обшивку аппарата.
Но уже по предварительным расчётам было понятно, что уложиться в ПГ Рокота, а тем более Подъёма такому МКК сложно. Недолго думая, разработчики предложили сдвоить первую ступень ракеты Р-46 типа "Рокот" или "Подъём"(установить два ракетных блока параллельно) для получения более грузоподъёмной ракеты, с ПГ более 15 тонн. Получившийся(в проекте) носитель неофициально назвали "Камбалой".
В ЦКБМ были более свободны в путях следования, да и разработки ракетопланов там успешно велись, пусть и несколько лет назад вся ракетопланная часть КБ отделилась, превратившись в ЭМЗ Мясищева. А ещё дух Протона, витающий над заброшенным стартом, намекал. Нарисованный в аванпроекте небольшой аэрокосмический самолётик ЛКС в итоге умещался как раз в Протон, а с дополнительным одноразовым орбитальным модулем - на Каскад. Внешний вид не особо отличался от зарубежного Шаттла, кроме разве что двойного киля с V около 60 градусов. Возможности - до пяти тонн груза на орбиту и одну-две тонны вниз.
Лозино-Лозинский оставался верен Спирали - его крылатый космоплан легко умещался даже на Рокоте. Правда, на фоне других его проект не смотрелся, да и сами работы велись полуподпольно... Всё равно, к 72-му его опыты по крылатым космолётам были наиболее продвинутыми. Но и только. По возможностям разрабатываемый ОС "Спираль" уступал и Заре, и ЛКС, и даже уже давно летающему "Северу".
?Ни они, ни копия Шаттла, нарисованная Мясищевым и Глушко, никому не понравились. Разве что Заря успешно укладывалась и в лунную, и в орбитальную программу СССР, и потому пошла в дело. Правда, в несколько видоизмененном виде - СА всё-таки уменьшили, выделив самую емкую часть корабля - двигатель орбитального маневрирования и топливо для него - в отдельный одноразовый отсек. Теперь Заря влёгкую размещалась на Рокоте. Рокоте-К, если быть точным. Лунный вариант на замену Северу-Л пока ещё обдумывали.
В Штатах продолжали делать Шаттл, и тем самым изрядно нервировали вояк. "Нахрена он им!?" - задавались неразрешимым вопросом советские вояки.
Заря-Т, по сути, грузовик и такси для орбитальных станций, летала с 1982-го постоянно. Слабо уступала ей Заря-Л, дополнившая в 83-м году, а позже - и заменившая, лунные Северы. А Заря-М в сочетании с различными дополнительными модулями - да, простой двигательный отсек исходного проекта превратился в специальный отсек, на который ставилась чёртова туча спецоборудования, вроде манипуляторов для работы со спутниками - летала изредка, но всегда очень метко.
Само появление Зари-М обязано реакторам низкоорбитальных спутников серии УС-А. В 78-м году один такой аппарат, не проработав после старта и полугода, вышел из строя - а через полгода выпал дождём обломков над Канадой, на три года сорвав план по работе радарной сети.
Для эвакуации таких - и не только таких - космических аппаратов и возвращения их на Землю и появилась Заря-М. Очень специальный аппарат. Спасший Землю от падения ещё двух реакторов - и за 1980-е понемногу перетаскавший на Землю с орбиты захоронения все отработавшие реакторы.
Заря продолжает летать и на 2010-й год. Успешно.
В 1976-м под челнок создали новую корпорацию - НПО Молния, соединившую в себе ЭМЗ Мясищева, филиал МиГа под руководством Лозино-Лозинского и филиал ЦКБМ, рисовавший ЛКС.
Использовав метод, освоенный на Луне "Своё, пусть и позже, всё равно лучше", был выбран проект ядерного аэрокосмического самолёта М-19 за авторством Владимира Мясищева.
Многорежимный самолёт, использующий на разных этапах обычные турбореактивные двигатели, гиперзвуковые ПВРД с подогревом от ядерного реактора и сам газофазный ядерный реактор в варианте ядерного ракетного двигателя, из своего стартового веса в 500 тонн вывозил на орбиту порядка сорока тонн полезного груза. Работы по этому проекту велись с 1974-го, но всё-таки самым эффективным толчком в этом направлении стала презентация демонстратора газофазоного ЯРД, разработанного в КБ Глушко, в 1976-м году.
Конечно, демонстратор - далеко не двигатель, но очень похож. Этого хватило.
И НПО Молния приступило к разработке ядерного космолёта.
ВКС М-19
К 1989-му году успешно летали самолёты-аналоги М-19 с ТРД и начинали летать гиперзвуковые испытательные аналоги, тоже близнецы М-19. Уже была практически готова газофазная двухконтурная ЯЭДУ и готовилась сборочная линия для полноценного М-19...
Увы. Он так и не слетал. И даже не был никогда достроен.
И только американские экскурсанты из НАСА тихо поминали мать и фак, глядя на огромный скелет "Чёрной птицы".
Большие спутники БС - предвосхищая Хаббл.
Начало работ по орбитальным станциям в СССР относится к 1962-му году, когда в рамках работ над пилотируемым кораблём 5К "Север", С.П.Королёв предложил создать на его базе военные корабли.
В ряду таких военных кораблей с 1963-го года велись работы над темой 5К-Р "Север-Р", позднее "Сибирь", в рамках которой предполагалось создать на базе ПАО Севера и специального обитаемого приборного отсека небольшую орбитальную станцию 11Ф71. Для доставки космонавтов туда предполагалось использование корабля 5К-ТК, но позже работы по ТК были слиты с работами по 5К-ОК. Так же, как позже были соединены работы по 5К-ОК и 5К-ЛК.
В 1964-м году станция 5К-Р вошла в план работ по космической разведке. В 1966-м 5К-Р Љ2П(простой) совершил первый полёт под именем "Космос-110". 10-тонный аппарат, рассчитанный под РН Н-11 и Р-46, с ПАО от Севера.
К этому моменту близкие по тематике работы - тема Алмаз - велись и в ОКБ-52. ОКБ-52 предлагало значительно более мощную и тяжелую станцию под РН "Протон", и в различных совещаниях поднимались те или иные стороны проблем... Тем не менее, работы по 5К-Р продолжились.
К середине 1967-го успел слетать ещё один простой 5К-Р и подняться в космос первый полноценный 5К-Р, уже под именем орбитальной станции Сибирь, к которой пристыковался Север-4. По результатам этих полётов ОКБ-52 оказывалось в некотором пролёте - большая и тяжелая орбитальная станция мало того что лажалась по срокам(несмотря на постановление о первом полёте в 1968-м, не начиналась даже сборка корпусов станции), так ещё и не имела некоторых уже осознаваемых и весьма нужных деталей. Впрочем, второе как раз было поправимо - в отличие от первого.
"Сибири", синицы в руках, были нужны всем - от медиков до вояк. Алмаз был едва видным журавлем.
Работы по 5К-Р ещё больше увеличили свой приоритет.
Отдельным ответвлением 5К-Р стали 5К-ЛОС "Салют", запускавшиеся с 1969-го года.
В 1968-м, а точнее, уже 1969-м году, после успешного завершения полётов "Севера-Л-1" и "Аполло-8", в космической отрасли возник вопрос - а что делать дальше?
В отличие от американской космической программы, советская на тот момент не имела ни достаточной для высадки фотокарты Луны, ни многого другого, в том числе - тяжелой лунной ракеты и лунного посадочного корабля. Но если лунная ракета Раскат уже испытывалась, то с ЛПК нужно было что-то решать.
В конце концов, среди специалистов ОКБ-1 до сих пор спорили, что нужно - лунная база на поверхности или орбите, а если на поверхности - то стационарная или мобильная, а если на орбите - то где именно и зачем...
Козлов, творец 5К-Р, молча выложил на стол проект 5К-ЛОС. К стандартной "бочке" "Сибири" добавлялась радиационная защита и комплекс дальней связи, испытанный Луной-14. Оборудование, применявшееся на околоземных станциях - фото- и радиоразведки - можно было использовать для зондирования Луны практически без переделок. Прибор-агрегатный отсек брался без изменений от Севера-Л.
Через месяц по этому проекту было принято постановление с резолюцией - "приложить все усилия!".
Вообще говоря, данную тему - исследование Луны с орбиты - предлагал ещё Королёв, называя её в ряду прочих Л-4.
Ряд состоял из: Л-1 - облёт Луны космонавтами, Л-2 - луноход, Л-3 - посадка, Л-4, названная выше, и Л-5 - мобильная лунная база.
Ну, а теперь это всего лишь припомнили, добавив несколько слов в доклады.
Испытательный полёт 5К-ЛОС 1П - срочно переделанной серийной Сибири - прошёл в октябре 1969-го. ЛОС 2П "Салют", а вообще - Луна-18 - стартовала к Луне на Р-56 Раскат в феврале 1970-го. Испытания вместе с беспилотным Севером-Л прошли успешно и с 1971-го около Луны возникла посещаемая лунная база. Советская. Ну и что, что на орбите?
"Салюты" встретили и проводили четыре лунных американских экспедиции, продолжая свою активную работу. Аполлоны таким не занимались - и карта масконов, пусть грубая, но первая же, и фотокарты полюсов Луны, и радарная карта высот, и спектрограммы лунной поверхности были исключительно советскими.
Главным недостатком ЛОС первого поколения была нехватка ресурса - как топлива для ориентации и поддержания орбиты, так и всяких приборов. Впрочем, этими же недостатками страдали и Сибири... Правда, до 1974-го это не считалось очень критичным недостатком. Но для ЛОС этот недостаток вскрылся особенно - когда был доведен ЛПК, выяснилось, что использование ЛОС совместно с ЛПК очень неудобно - из-за наличия всего одного стыковочного узла. Проще говоря, состыковать ЛПК со станцией и им вместе дожидаться прибытия космонавтов не получается. Впрочем, это не помешало высадке на Луну советских космонавтов летом 1975-го.
Первое поколение ЛОС закончило работу в 1973-м году. По одной-две станции в год. Первое поколение ОС - на год раньше, в 1972-м.
Работы по "Сибири" и "Салюту" не были отложены в дальний ящик. Просто к 1972-му стало ясно, куда следует двигаться.
Более сложные, модульные и снабжаемые орбитальные станции, как на околоземной, так и на окололунной орбитах, являлись не просто самым логичным следствием, но и наиболее поддерживаемым направлением.
Но кроме того, сама идеология станций "Сибирь", особенно поздние экземпляры, когда каждый аппарат по сути являлся очень специализированным спутником, экипаж которого занимался в-основном обслуживанием аппаратуры - из-за чего Сибирь-9 достигла небывалого времени активной работы в 2 года при базовом ресурсе в 6 месяцев - привела к появлению в работе темы БС, больших посещаемых спутников.
Такие полуавтономные аппараты, для обслуживания которых идеально подходили предложенные в 1973-м многоразовые корабли 7К "Заря", позволяли советским спутникам перешагнуть стандартное время жизни в три года путем проведения периодического ремонта и модернизации. Энергетики РН Раскат, особенно Раскат-К, хватало как для выведения таких КА, так и для выведения к ним обслуживающего ПКК "Заря".
Темой предусматривалась разработка таких спутников для низких и средних орбит, а также для геостационарных.
Первый спутник БС-1М был запущен в августе 1975-го.
Первый серийный геостационарный спутник связи БС-2С "Горизонт" был доставлен на целевую орбиту ракетой Раскат-КВ в октябре 1978-го года.
Работы по пилотируемым ДОС - долговременным орбитальным станциям - привели к запуску в 1975-м ОС "Алмаз"(Аналог из ТР "Салют-6").
Первая многомодульная ДОС называлась Алмаз-2(1980-й). В 1988-м стартовал первый модуль новейшей станции Мир...
ЛОС второго поколения летали с 1977-го. Такие двухузловые "пересадочные станции между Землёй и Луной" функционировали до 1989-го года.
![РН Н-1 (1962 г.) [astronautix.com]](/img/z/zaharow_g_w/troika/n119642.jpg)
![РН Н-11 (1965 г.) [astronautix.com]](/img/z/zaharow_g_w/troika/n2.gif)
![Варианты компоновок РН Р-56. Слева - вариант с продольным делением 1-й и 2-й ступеней, по центру - с поперечным делением и моноблочной второй ступенью, справа - с поперечным делением и полиблочной второй ступенью. В итоге в 1964-м был принят левый вариант. В трехблочном варианте 1-й ступени РН «Каскад», в пятиблочном - РН «Раскат». [novosti-kosmonavtiki.ru]](/img/z/zaharow_g_w/troika/6634c222b0d0.jpg)
![Орбитальный корабль 5К Север [novosti-kosmonavtiki.ru]](/img/z/zaharow_g_w/troika/sever.png)
![Ангара-1 с МРУ Байкал. Аналогично выглядел Подъем-1К2В. [buran.ru]](/img/z/zaharow_g_w/troika/baikal2.gif)
![Лунный посадочный корабль [С.Б.Буркатовский]](/img/z/zaharow_g_w/troika/pic_14.png)
![ВКС М-19. Ядерный челнок Мясищева. [http://testpilot.ru/russia/myasishchev/m/19/index.htm]](/img/z/zaharow_g_w/troika/m19-2_3s.jpg)