Советская ракета-носитель "Энергия" сверхтяжёлого класса

«Энергия» – советская сверхтяжелая ракета-носитель. Она была одной из трех самых мощных когда-либо построенных ракет того же класса – «Сатурна V», а также злополучной ракеты Н-1, которую она должна была заменить. Другим главным предназначением ракеты было выведение на орбиту советского космического корабля многоразового использования, что отличало его от американского, взлетавшего с помощью своих собственных двигателей, питаемых большим внешним топливным баком. Хотя в 1987-1988 годах «Энергия» дважды побывала в космосе, после этого запуски больше не проводились, несмотря на то, что в Советском Союзе она должна была стать основным средством доставки грузов на орбиту XXI века.

Лунный плацдарм

После того как Валентин Глушко возглавил ЦКБЭМ (бывший ОКБ-1), сменив опального Василия Мишина, он в течение 20 месяцев работал над созданием лунной базы, основанной на модификации ракеты «Протон» конструкции Владимира Челомея, в которой использовались самовоспламеняющиеся двигатели Глушко.

К началу 1976 г., однако, руководство СССР решило остановить лунную программу и сосредоточиться на советском космическом корабле многоразового использования, так как американский челнок рассматривался как военная угроза со стороны США. Хотя в конечном итоге «Буран» будет сильно похож на конкурента, Глушко внес одно существенное изменение, которое позволило ему сохранить свою лунную программу.

Советский челнок

В американском челноке «Спейс шаттл» два твердотопливных ракетных ускорителя две минуты разгоняли корабль до высоты 46 км. После их отделения корабль использовал двигатели, расположенные в его кормовой части. Другими словами, шаттл, по крайней мере, частично, обладал своей собственной ракетной установкой, а большой внешний топливный бак, к которому он крепился, ракетой не являлся. Он лишь предназначался для перевозки топлива для главных двигателей космического корабля многоразового использования.

Глушко же решил строить «Буран» вообще без каких-либо двигателей. Это был планер, предназначенный для возвращения на Землю, который выводился на орбиту двигателями, внешне напоминавшими топливный бак американского шаттла. На самом деле это была ракета-носитель «Энергия». Другими словами, главный конструктор Советского Союза спрятал в системе космического корабля многоразового использования разгонный модуль класса «Сатурн V», который потенциально мог стать основой для его любимой лунной базы.

Третье поколение

Что из себя представляет ракета-носитель «Энергия»? Ее разработка началась, когда Глушко возглавил ЦКБМ (на самом деле название «Энергия» использовалось в наименовании недавно реорганизованного отдела НПО задолго до создания ракеты) и принес с собой новую конструкцию ракетного летательного аппарата (РЛА). В начале 1970 годов Советский Союз имел не менее трех ракет – модификации Н-1–Р-7, «Циклон» и «Протон». Все они конструктивно отличались друг от друга, поэтому стоимость их обслуживания была относительно высокая. Для третьего поколения советских космических летательных аппаратов требовалось создать легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые ракеты-носители, состоящие из одного общего набора компонентов, и РЛА Глушко подходил на эту роль.

Серия РЛА уступила «Зенитам» ОКБ Янгеля, но у этого бюро тяжелые ракеты-носители отсутствовали, что давало возможность продвижению «Энергии». Глушко взял свою конструкцию РЛА-135, которая состояла из большого основного разгонного модуля и отделяемых ускорителей, и снова предложил ее вместе с модульной версией «Зенита» в качестве ускорителей и основной новой ракетой, разработанной в его бюро. Предложение было принято - так родилась ракета-носитель «Энергия».

Королев был прав

Но Глушко должен был принять еще удар по своему самолюбию. На протяжении многих лет советская космическая программа тормозилась по той причине, что он не соглашался с Сергеем Королевым, который считал, что для большой ракеты жидкий кислород и водород являются лучшими видами топлива. Поэтому в Н-1 были двигатели, построенные гораздо менее опытным конструктором Николаем Кузнецовым, а Глушко сосредоточился на азотной кислоте и диметилгидразине.

Хотя это топливо и обладало такими преимуществами, как плотность и пригодность к хранению, но оно было менее энергоемким и более токсичным, что представляло большую проблему в случае аварии. Кроме того, советское руководство было заинтересовано в том, чтобы догнать Соединенные Штаты – у СССР не было больших двигателей на жидком кислороде и водороде, в то время как во второй и третьей ступенях «Сатурна V» они использовались, как и в главном двигателе «Спейс шаттл». Отчасти добровольно, отчасти из-за этого политического давления, но Глушко пришлось уступить в его споре с Королевым, которого уже восемь лет как не было в живых.

10 лет разработок

В течение следующих десяти лет (это долго, но не слишком: на разработку «Сатурна V» ушло семь лет) НПО «Энергия» разработала массивную основную ​​ступень. Боковые ускорители были относительно легче, меньше и использовали двигатели на жидком кислороде и керосине, в создании которых СССР имел большой опыт, так что вся ракета была готова к первому полету в октябре 1986 года.

К сожалению, для нее не было полезной нагрузки. Хотя при разработке «Энергии» и возникали некоторые проблемы, положение с челноком «Буран» было гораздо хуже – он не был даже близок к завершению. До этого момента название «Энергия» использовалось для ракеты-носителя и космического самолета. Здесь и пригодилась уловка Глушко. Ракете не нужно было ожидать, пока другая ее половина будет готова. В последний год ее создания было принято решение совершить запуск без «Бурана».

«Полюс» гонки вооружений

Между осенью 1985-го и осенью 1986 года была создана новая полезная нагрузка «Полюс». Это был один из функциональных грузовых блоков Владимира Челомея, перепрофилированный из модуля космической станции и тесно связанный с модулем МКС «Заря». «Полюс» предназначался для проведения широкого спектра экспериментов, но его главная задача состояла в испытаниях 1-МВт углекислотного лазера – оружия, разрабатывавшегося в СССР с 1983 года. На самом деле все было не так зловеще, как кажется, так как СССР критиковал США за стратегическую оборонную инициативу, и Михаил Горбачев не хотел рисковать тем, что американцы могут узнать о военном противостоянии. Встреча на высшем уровне в Рейкьявике закончилась в октябре 1986 года и страны были близки к радикальному сокращению ядерного оружия, и в декабре 1987 года они собирались заключить договор о сокращении ракет средней дальности. Различные компоненты лазера намеренно не использовались, осталась только возможность отслеживать цели, и даже ту Горбачев запретил испытывать, посетив Байконур за несколько дней до старта. Однако визит Горбачева привел к появлению формального названия ракеты (в отличие от предполагаемого челнока): надпись «Энергия» появилась на ее корпусе незадолго до приезда Генсека.

Ошибка программы

Первый пуск ракеты-носителя «Энергия» состоялся 15 мая 1987 г. В течение первых нескольких секунд полета, до того как корабль покинул стартовую площадку, он заметно наклонился, но затем сам скорректировал свое положение после запуска системы управления ориентацией ракеты. После этого «Энергия» полетела красиво, в сопровождении единственного МиГа, и быстро исчезла в низких облаках. Ускорители отделились правильно (хотя для этого и следующего полета они не были оснащены парашютами, которые бы позволили их повторное использование), а затем основная ступень покинула зону видимости. После выгорания ракета-носитель отделилась от «Полюса» и, как и планировалось, упала в Тихий океан.

«Полюс» весил 80 тонн, и, чтобы достичь орбиты, он должен был запустить собственный ракетный двигатель. Для этого нужно было совершить оборот на 180 градусов, но из-за ошибки программы после пуска модуль продолжил вращение, и, вместо того чтобы перейти на более высокую орбиту, он опустился ниже. Грузовой модуль также разбился в Тихом океане.

Успех?

Хотя запуск и потерпел неудачу, сама ракета имела полный успех. Работа над «Бураном» продолжалась, и в основном завершенный челнок (готовый к полету, но способный генерировать мощность, достаточную лишь на один день на орбите) был соединен со второй ракетой для запуска беспилотной миссии 15 ноября 1988 года. И вновь ракета-носитель «Энергия» была запущена безупречно (с изменением в программном обеспечении, предотвращавшем опасный наклон во время старта), и на этот раз его полезная нагрузка тоже не подвела: «Буран» в автоматическом режиме приземлился на Байконуре, совершив два витка вокруг Земли, три часа и двадцать пять минут спустя.

Таким образом, к началу 1989 г. Советский Союз имел самую мощную ракету, до сих пор никем не превзойденную. Она могла запустить челнок с полезной нагрузкой, аналогичной нагрузке американских орбитальных аппаратов, а сама по себе могла вывести на низкую околоземную орбиту 88 тонн груза или доставить 32 тонны на Луну (по сравнению с 118 т и 45 т у «Сатурна V» и 92,7 т и 23,5 т у Н-1). Планировалось дальнейшее увеличение этого показателя до 100 тонн, и велись работы по созданию специального грузового отсека вместо приспособленного «Полюса». Уменьшенная версия ракеты, названная «Энергия-М», с одним двигателем и двумя ускорителями, также находилась в завершающей стадии разработки, и была способна выводить полезную нагрузку весом до 34 тонн.

Дорогое удовольствие

Распад Советского Союза стал главной причиной неудачи проекта. Только-только он начинал становиться на ноги, но необходимость в защите интересов безопасности сверхдержавы исчезла, как и деньги, необходимые для масштабных научных миссий. Другая проблема заключалась в том, что ускорители «Зенит» производились компанией, расположенной в независимой Украине.

Правда, еще до того ракета-носитель «Энергия» стала мало востребованной – если нет необходимости лететь на Луну, то подъем на орбиту 100 тонн груза был излишним. У челноков, для которых она разрабатывалась в первую очередь, оказались те же недостатки, что и американских шаттлов, но у ракеты не было преимущества монопольного положения, как это было в США до взрыва «Челленджера» в 1986 году.

Крик отчаяния

Отчаяние НПО «Энергия» можно проследить по предложенным им миссиям:

• Выведение на орбиту массивных лазеров с целью восстановления озонового слоя в течение нескольких десятилетий.
• Построение на Луне базы для добычи гелия-3, используемого в термоядерных реакторах, разрабатываемых международным консорциумом, которые будут готовы к 2050 году.
• Запуск отработанного ядерного топлива в «могильники» на гелиоцентрической орбите.

В конце концов дело дошло до вопроса о том, на что была способна ракета, чего не могли бы сделать меньшие, более дешевые космические корабли – каждый пуск «Энергии» стоил 240 млн $ даже при завышенном курсе рубля к доллару в конце 80-х. Если бы запуски производились только при необходимости, содержание завода по изготовлению ракет было бы роскошью, которую ни Советский Союз, ни Россия позволить себе не могли.

Пиррова победа

Если согласиться с теорией, что Советский Союз распался в первую очередь из-за финансовых трудностей, то можно также обоснованно сказать, что «Энергия-Буран» была одной из главных причин этого краха. Данный проект был примером неконтролируемых расходов, которые погубили СССР, и условием его дальнейшего существования было воздержание от реализации такого рода проектов.

С другой стороны, можно обоснованно утверждать, что наибольший урон супердержаве нанесла реакция Михаила Горбачева на финансовое положение страны, и СССР мог бы дотянуть до сегодняшнего дня, если бы Политбюро вслед за Константином Черненко возглавил кто-то другой.

Возможные перспективы

Если оставить в стороне фантастические идеи, упомянутые выше, «Энергия» могла бы использоваться для выведения на орбиту одного или нескольких крупных модулей космической станции, которые бы потом достраивались модулями, выводимыми с помощью комбинации «Энергия-Буран»: в конце 1991 года станция «Мир-2» была реконструирована на использование 30-тонных модулей.

Также возможной была постройка меньшего челнока, который бы располагался не сбоку, а в передней части ракеты.

Ставка Глушко на то, что советская космическая программа, как это случалось ранее, пройдет через эпоху перемен, оказалась верной. Хотя разрабатывать космические аппараты и ракеты-носители для конкретной миссии более эффективно, история показывает, что после их создания возникают и новые способы их использования. Глушко умер 10 января 1989 года, менее чем через два месяца после второго и последнего полета «Энергии».

«Зенит» славы

По сегодняшний день «Энергия» преемников не имеет. «Зениты», использовавшиеся в качестве ее ускорителей – самые дешевые ракеты-носители мира (2500–3600 $ за килограмм). В 2010 году НПО «Энергия» выкупила долю в консорциуме «Морской старт» и теперь отвечает за запуски с океанской платформы, а также с космодрома Байконур в Казахстане.

Двигатель РД-170, разработанный для «Зенита» и «Энергии» также оказался одним из лучших ракетных двигателей. Его модификациями могут похвастать южнокорейская «Наро-1», российская ракета-носитель «Ангара» и американская «Атлас V», которая не только использовалась для выполнения научных задач, таких как доставка марсохода «Кьюриосити» и запуск зонда «Новые горизонты» к Плутону, но и американскими военными. Такова разница между 1988 годом и сегодняшним днем.