Б.И.Губанов

ТРИУМФ И ТРАГЕДИЯ "ЭНЕРГИИ"

РАЗМЫШЛЕНИЯ ГЛАВНОГО КОНСТРУКТОРА

том 3: "ЭНЕРГИЯ" - "БУРАН"

Нижний Новгород

издательство НИЭР

1998

Новый вызов - "Спейс Шаттл"

Официальной датой начала работ по созданию ракетно-космической системы "Спейс Шаттл" считается 5 января 1972 г., когда президент США Р.Никсон утвердил эту программу НАСА, согласованную с Министерством обороны.

По мнению военных специалистов США, космический корабль "Спейс Шаттл" должен был совершить качественный скачок в области использования космоса в военных целях. Во-первых, как средство развертывания на орбите и регулярного технического обслуживания военных космических систем нового поколения, во-вторых, для решения прикладных военных задач: для инспекции спутников на орбите, в ходе которой допускается возможность принятия решения на их уничтожение или возвращение на Землю, технического обслуживание военных космических аппаратов на орбите, текущего или аварийного ремонта, дозаправки топливом, ввода в оперативное использование резервных аппаратов, ведения оперативной разведки и испытания экспериментальных образцов оружия в космосе.

"Спейс Шаттл" при определенных условиях, как утверждают некоторые специалисты, может быть применен в качестве носителя ударных средств.

Работы по поиску технического облика и целесообразности создания такого рода системы начались в НАСА в сентябре 1969 г., через два месяца после высадки человека на Луну. По поручению Президента США была создана группа ведущих специалистов -"Группа космических задач", которая изучила ближайшие пути развития американской программы использования космического пространства.

В разгар впечатляющих полетов американских астронавтов на Луну в Соединенных Штатах уже подводили итоги лунно-космической дуэли двух противостоящих государств. Престиж Америки был восстановлен уже с первым полетом "Аполлона". Ракетная система "Сатурн" особых преимуществ в дальнейших шагах в околоземное космическое пространство не давала, кроме достигнутых. Перспектива полетов к другим планетам сулила дополнительные затраты. Реальное применение этой ракетной системы в других целях из-за громоздкости небольшой массы в ближайшее время не проглядывало. Для ее использования как транспортного средства, решающего околоземные заботы, требовались разработки космических объектов размерностью, существенно превосходящей космические аппараты прикладного назначения.

Решающей в определении перспективы ракетно-космической техники стала концепция использования космического околоземного пространства в качестве базы для размещения средств ведения боевых действий в целях "обеспечения безопасности", как это формулировалось при ее выработке. Идея "найти эффективные средства превратить ядерное оружие в ненужный и устаревший вид вооружений" была не единственным аргументом республиканской администраций США и лично президента в пользу развертывания широкомасштабной программы милитаризации космоса. Для нового витка гонки вооружений требовались, прежде всего, транспортные средства. А через десять лет появится программа поиска новейших технологий этого направления.

А пока группа "космических задач" в части транспортных систем сделала ряд выводов и рекомендаций, в которых указывалось, что "...Соединенные Штаты считают основной задачей сбалансированное развитие двух направлений космической программы: пилотируемых космических полетов и запусков автоматических космических аппаратов. Для достижения этой цели США должны... разрабатывать совершенно новые космические системы... в рамках программы, обеспечивающей новые возможности транспортных космических операций..." Уже с начала 1970 г. НАСА вело интенсивные проектные и технико-экономические исследования в области ракетно-космических транспортных систем. Были рассмотрены полностью многоразовые пилотируемые транспортные системы, орбитальные корабли с одноразовыми подвесными твердотопливными и жидкостными ускорителями. Каждый вариант был подвергнут тщательной оценке с точки зрения риска разработки и затрат.

В январе 1972 г. Президент Р.Никсон объявил, что НАСА должно приступить к разработке экономичной многоразовой системы.

Закон о создании НАСА был принят в США в октябре 1958 г. в ответ на запуск в СССР первого спутника Земли. Под его началом были объединены все гражданские космические программы, выполняемые правительственными органами, университетами и частными фирмами. По своему фактическому статусу, объему финансирования, численности персонала и характеру деятельности это ведомство практически является одним из правительственных министерств, располагающим собственной научной, экспериментальной и производственной базой.

На НАСА была возложена ответственность за развитие научно-технической базы космонавтики, за разработку и использование космических средств для исследования и освоения космического пространства, за разработку космических средств прикладного значения, а также за создание научно-технического задела для космических систем военного назначения.

Организационная структура НАСА: штаб-квартира, три научно-исследовательских центра, два центра космических полетов, два космических центра, национальная лаборатория космической техники и полигон на острове Уоллонс. Каждый из этих центров имеет собственную специализацию. Кроме того, по контрактам НАСА на основе правительственного решения работает лаборатория реактивного движения, которая является подразделением Массачусетского технологического института и расположена в городе Пасадена, штат Калифорния. Штат сотрудников управления НАСА в 1991 г. составлял около 24 тысяч человек. В привлекаемых к контрактным работам фирмах-подрядчиках, в университетах и других организациях по программам НАСА работает от 100 до 150 тысяч человек.

Штаб-квартира НАСА в Вашингтоне осуществляет планирование и организует выполнение космических программ, взаимодействие с правительственными органами при составлении и утверждении проекта бюджета.

Научно-исследовательские центры. Центр имени Эймса, штат Калифорния, осуществляет исследования и эксперименты в области динамики жидкости и газов, термодинамики, полета высокоскоростных летательных аппаратов; биомедицинские исследования, применение вычислительной техники в этих областях для расчетов и моделирования. Центр имени Лэнгли, штат Виржиния, осуществляет исследования аэродинамики и конструкции перспективных воздушно-космических и авиационных летательных аппаратов и их систем управления, влияние воздействия космических условий на космические аппараты; руководит работами по дистанционному зондированию Земли и ее атмосферы из космоса, по созданию бортовых датчиков и аппаратуры получения и передачи данных космических аппаратов. Центр имени Льюиса, штат Огайо, возглавляет работы по двигательным установкам космических, воздушно-космических и авиационных летательных аппаратов, бортовым источникам энергопитания, перспективным космическим системам радиосвязи и исследованием в области микронавигации.

Центры космических полетов. Центр имени Маршалла, штат Алабама, осуществляет работы по двигателям и другим компонентам ракет-носителей и космических аппаратов, по оборудованию и средствам управления полетом космических аппаратов. Центр имени Годдарда, штат Мериленд, осуществляет разработку и эксплуатацию космических аппаратов и их аппаратуры, эксплуатацию сети станций слежения НАСА.

Космические центры. Центр имени Кеннеди, штат Флорида, осуществляет разработку и эксплуатацию оборудования стартовых комплексов, подготовку и проведение пусков транспортных космических средств. Персонал Центра насчитывает около 2,5 тысяч сотрудников НАСА, по контрактам с НАСА к работам в Центре привлекается до 15 тысяч специалистов частных фирм. Центр имени Джонсона, штат Техас, осуществляет разработку и эксплуатацию пилотируемых космических аппаратов, а также полезных нагрузок.

Испытательные полигоны и лаборатории. Национальная лаборатория космической техники имени Стенниса, штат Миссисипи, занимается в основном испытаниями ракетных двигателей и ступеней. Тесно связана с Центром имени Маршалла. Лаборатория реактивного движения, штат Калифорния, работает по контрактам с НАСА в области создания и эксплуатации автоматических межпланетных станций для исследования Солнечной системы. Испытательный полигон на острове Уоллонс осуществляет запуски зондирующих ракет для исследования атмосферы.

Национальная космическая политика США. Работы по исследованию, освоению и использованию космического пространства в военных и гражданских целях в США введены в ранг национальной политики. Формирование политики в области космоса осуществляется в рамках Совета национальной безопасности, одним из рабочих органов которого является так называемая группа по космосу, в функции которой входит подготовка проектов директив и меморандумов Президента США по космической тематике.

Руководство планированием работ США по реализации Основных положений национальной политики в области космоса было возложено на Национальный совет по космосу, созданный по постановлению Президента США в апреле 1989 г. вместо высшей межведомственной группы по космосу, функционировавшей в составе правительственных органов с 1982 г.

Главой Национального совета по космосу является вице-президент США, членами - помощник Президента США по национальной безопасности, министр обороны, директор НАСА, госсекретарь, министры торговли и транспорта, директор административно-бюджетного управления, директор ЦРУ и руководитель аппарата сотрудников Белого дома.

Перспективные направления работ на ближайшие 10 лет определяет периодически создаваемый специальный межведомственный комитет.

Устранением дублирования работ между НАСА и Министерством обороны США занимается координационный совет по аэронавтике. Специальные отделы связи при штаб-квартире НАСА и в видах вооруженных сил организуют обмен информацией и прямую связь между исполнителями, в то время как непосредственное взаимодействие осуществляется через специальные представительские отделы ВВС США при каждом из Центров НАСА.

Связи HACA с промышленностью выражаются, в первую очередь, в привлечении частных фирм к выполнению заказов на конструкторские разработки и изготовление космических аппаратов или оборудования для них. Потенциальные исполнители заказов привлекаются к участию в работах над конкретными программами еще на этапе предварительных работ - при определении целей.

Круг фирм, с которыми сотрудничает НАСА, насчитывал к 1991 г. свыше тысячи компаний, однако главными промышленными партнерами НАСА являются авиакосмические корпорации - "большая восьмерка": "Боинг", "Дженерал Дайнемикс", "Грумман", "Локхид", "Макдонелл Дуглас", "Мартин Мариетта", "Рокуэлл" и "ТРВ".

Взаимоотношения НАСА с американской промышленностью не ограничиваются коммерческими контрактами на выполнение тех или иных заказов. На НАСА законом возложена обязанность обеспечения внедрения "побочных" результатов космических программ, имеющих ценность для других отраслей промышленности. С этой целью НАСА проводит программу утилизации технологий, регулярно организует симпозиумы, встречи с представителями промышленности, заключает много соглашений о совместных разработках и предоставляет партнерам бесплатные услуги по подбору технических решений.

В качестве консультантов и партнеров НАСА при разработке долгосрочных и текущих планов, конкретных программ исследований, определения приоритетных направлений работ выступает научное сообщество США - университеты, институты, общественные организации ученых. Они составляют большинство постоянно действующего Консультативного совета НАСА.

НАСА осуществляет тесное сотрудничество с HOAA (NOAA, National Oceanic and Athmospheric Administration) - Управление по исследованию океана и атмосферы, которое отвечает за разработку и эксплуатацию гражданских метеорологических спутников США. Услуги, предоставляемые этому ведомству, являются платными.

В плане международного сотрудничества НАСА имеет более тысячи соглашений более чем со ста странами. Взаимоотношения с основными странами-партнерами США строятся чаще всего на взаимокомпенсационной основе.

Основой для выполнения гражданской космической программы США служат принципы, заложенные в законопроект о создании НАСА. В период 1950 - 1960-х годов основной движущей силой в этих работах были успехи СССР в области освоения космоса. В настоящее время основными стимулами для создания передовой космической техники и сохранения лидерства США являются возрастающая экономическая конкуренция со стороны других стран и экологические проблемы.

Цели гражданской космической программы сформулированы следующим образом:

- сохранить способность нации к поиску, исследованиям и открытиям;

- обеспечить ее техническую конкурентоспособность на мировом уровне;

- повысить качество жизни всех народов Земли;

- внести вклад в национальную безопасность и способствовать достижению целей внешней политики США.

Три главные цели политики США в области космоса:

- развернуть космическую станцию "Фридом" до конца XX столетия;

- создать постоянную лунную базу;

- осуществить пилотируемую экспедицию на Марс.

На церемонии выпуска в Техасском университете 11 мая 1990 г. Президент США Дж.Буш сказал: "Еще до празднования 50-й годовщины высадки "Аполлона" на Луне американский флаг будет поднят на Марсе".

Финансирование разработок по космическим программам НАСА осуществляется на основе ежегодно корректируемого пятилетнего плана исследования и использования космического пространства, составляемого исходя из основных положений национальной космической политики. Около 75% бюджета НАСА направляется на гражданские программы и 25% - на военные.

Бюджет НАСА на 1991 финансовый год составил 13,9 млрд долл., в том числе на станцию "Фридом" - 1,9 млрд долл. Сформированный правительством запрос НАСА на 1992 финансовый год составлял 15,7 млрд долл., что на 13% больше, чем было выделено в 1991 финансовом году. В том числе на программу станции "Фридом" предусматривалось затратить 2,1 млрд долл.

Наивысший уровень ассигнования НАСА (в постоянных ценах 1991 финансового года) был в 1964-1965 финансовых годах и составлял около 21,5 млрд долл., т.е. 0,8% валового национального продукта США, в 1991 финансовом году - около 0,2% валового национального продукта. В процентах к общей сумме государственных расходов США ассигнования НАСА составляют около одного, а в 1964-1965 финансовых годах - около 4,5.

НАСА и аэрокосмические фирмы, продолжая проектные исследования, в марте 1972 г. опубликовали основные черты многоразового транспортного космического корабля, названного по существу его функции "Космическим челноком" - "Спейс Шаттлом".

Он выполнен по двухступенчатой схеме (точнее, полутораступенчатой) с параллельным расположением ступеней. При старте включаются двигатели обеих ступеней. Первая ступень - два твердотопливных ускорителя. После отделения в полете на высоте порядка 40 км они с помощью парашютной системы опускаются в океан, затем после возврата на ремонтно-восстановительную базу могут быть повторно использованы до 20 раз. Вторая ступень, орбитальная крылатая, пилотируемая - это орбитальный космический корабль. Основные маршевые двигатели используют топливо - жидкий кислород и водород, размещаемое в подвесном топливном отсеке, который сбрасывается по завершению полетной программы. Довыведение осуществляется двумя двигателями маневрирования корабля, которые обеспечивают кроме этого коррекцию орбиты, сближение с другими объектами и торможение для схода космического корабля с орбиты. После схода с орбиты орбитальный корабль совершает планирующий спуск с самолетной посадкой на полосу вблизи стартового комплекса.

Стартовая масса "Спейс Шаттла" более 2000 т. Максимальный полезный груз при выводе на круговую орбиту высотой 185 км с наклонением 280 составляет 29,5 т. С орбиты "Спейс Шаттл" доставляет на Землю груз до 14,5 т. Длительность орбитального полета космического корабля - до семи суток. Численность экипажа - до семи человек. Орбитальный корабль обеспечивает необходимые условия для размещения экипажа и полезного груза. По своим габаритам и массе он похож на транспортный самолет ДС-9. Отсек полезного груза имеет все условия для размещения различных по форме беспилотных космических аппаратов и полностью снаряженных оборудованием научных лабораторий. Масса орбитального корабля с максимальным по массе полезным грузом -114,3 т. Поверхность орбитального корабля покрыта тепловой защитой, выдерживающей температуру до 12600С в течение ста полетов с незначительным ремонтом.

Три маршевых двигателя ССМЕ (SSME) создают суммарную тягу 5 МН (510 т) на Земле и 6,27 МН (640 т) в пустоте, удельный импульс на Земле - 3562 м/с, в пустоте - 4464 м/с. Запуск маршевых двигателей производится на старте и в течение более двух минут они работают совместно с твердотопливными ускорителями. Общее время работы маршевых двигателей на участке выведения составляет 520 с, а в аварийном режиме - 823 с. Гарантированный ресурс - 7,5 ч, что соответствует 55 полетам. Возможность регулирования тяги двигателей в широком диапазоне позволяет иметь высокую тягу на момент старта и запрограммированную в течение всего полета, поддерживая перегрузку не выше трех единиц. Качание двигателей в кардане обеспечивает управление полетом по каналам тангажа, рыскания и крена. Большинство узлов двигателя выполнено в виде быстросменных блоков, которые могут даже на старте быть заменены без трудоемких операций, что позволяет иметь высокую эффективность операций межполетного обслуживания.

Для поглощения продольных колебаний, возникающих в замкнутом контуре "конструкция пакета - камера сгорания двигателя", введен POGO-демпфер в магистрали подачи окислителя.

Другим важным элементом двигателя является контроллер, выполняющий все функции управления работой двигателя. Компьютер выдает команды системе управляющих клапанов, контролирует параметры двигателя, управляет продувками до запуска и во время работы двигателя. Компьютер двигателя, а в нашей терминологии система управления двигателем, обеспечивает управление в замкнутом контуре тягой двигателя, соотношением расхода компонентов топлива, осуществляет требуемое резервирование и контроль параметров. Контроллер с максимальной вероятностью гарантирует безопасную работу двигателя. Эта функция адекватна назначению системы аварийной защиты. Безопасность обеспечивается с помощью контроля достижения критических значений температуры характерных элементов двигателя, давления и числа оборотов. При превышении критического значения любого контролируемого параметра контроллер останавливает двигатель. Данные о состоянии двигателя непрерывно передаются в систему управления орбитального корабля.

В состав двигателя входит система воспламенения с тремя искровыми воспламенителями, размещенными в центральной части форсуночной головки камеры сгорания, и по одному - на головках газогенераторов.

Двигатель выполнен по схеме с дожиганием. Около 20% топлива сгорает в газогенераторе, образуя восстановительный газ сравнительно низкой температуры, который используется для привода турбонасосного агрегата и затем поступает в камеру сгорания, где дожигается в оставшейся части топлива.

Подвесной топливный oтceк является стержневым конструктивным элементом. В момент старта топливный отсек воспринимает суммарную тягу от трех маршевых двигателей и двух твердотопливных ускорителей. В составе пакета топливный отсек единственный крупный элемент одноразового использования. Отсек состоит из бака окислителя, бака горючего и межбакового отсека, в котором закомпонованы приборы и вписаны передние узлы связи с твердотопливными двигателями. Наружная поверхность покрыта теплозащитным слоем из пенополиизонианурата толщиной 25 мм, который поддерживает заданный уровень температур компонентов топлива и предохраняет от аэродинамического прогрева.

Конструкция баков состоит из элементов, изготовленных из алюминиевых сплавов 2024, 2219, 7075. Общая длина cваpных швов более 917 м. Масса сухой конструкции порядка 35,5 т. Бак жидкого кислорода - конструкция оживальной формы - вмещает в себя более 600 т кислорода. Панели и секции днищ баков по внутренней поверхности оболочек механически и химически фрезерованы. Внутри бака устанавливаются демпфирующие перегородки.

Бак горючего вмещает 100 т водорода. Масса сухой конструкции 14 т. Оболочки цилиндрических секций имеют продольный стрингерной набор. Устойчивость оболочки секций обеспечивается тринадцатью промежуточными шпангоутами.

Перед заправкой топливные баки продуваются газообразным гелием, обеспечивающим сушку баков и удаление остатков воздуха.

Твердотопливный двигатель SRM (СРМ) - самый большой из применяемых в космических программах. Двигатель таких размеров впервые используется в составе пилотируемого ракетно-космического комплекса. Проводились наземные огневые испытания более крупных твердотопливных двигателей, однако их разработка не была доведена до конца.

Проектные проработки НАСА показали, что риск и стоимость разработки твердотопливных ускорителей будут минимальными. Однако основным доводом в пользу твердотопливных двигателей была необходимость поддержания развитой на то время промышленной базы, производящей твердотопливные двигатели для боевых ракет типа "Минитмен".

Общая масса двух твердотопливных ускорителей чуть более 1180 т. Тяга одного двигателя достигает 11,760 MH (1200 m).

Корпус двигателя изготавливается из 11 отдельных стальных обечаек. Каждая секция подвергается термообработке, закалке и механической обработке. Соединение секций штифтовое. Герметизация стыков обеспечивалась каучуковым бандажом, приклеиваемым к корпусу. Внутренняя теплоизоляция выполнена из каучукового материала на основе нитрилбутадиена, применявшегося в других твердотопливных двигателях. Поверх теплоизоляции днища задней сборочной секции корпуса наносится мономер этиленпропилендиена с наполнителем из углеродного волокна. В заключительном этапе технологического процесса на теплоизоляцию напыляется толстый слой облицовочного материала. Облицовка образует связующую прослойку между топливом и теплоизоляцией. Затем - вулканизация облицовки, и по завершению процесса сборочные секции устанавливаются в вертикальном положении в шахте для заливки топлива. Масса топлива распределена почти поровну между четырьмя секциями.

Топливо для двигателей широко применяется в американских ракетах. В состав топлива входит горючее: связка из терполимера полибутадиена акриловой кислоты и акрилонитрила - 12 % общей массы, окислитель на основе перхлората аммония - 70%, присадка из алюминиевого порошка - 16 %, эпоксидная смола для вулканизации топлива - примерно 2% и следы окиси железа для регулирования скорости горения. Заливка топлива в сборочные секции производится в вакууме. Затем выдержка в течение четырех дней. Высокий начальный уровень тяги и последующее программированное значение тяги двигателя обеспечивается профилированием центрального канала в виде одиннадцатиконечной звезды в передней секции и круглым - в сопловой.

Система воспламенения заряда осуществляется композицией зажигающих пиротехнических блоков. Пламя внутри топливного заряда двигателя распространяется за 0,15 с и полное рабочее давление в двигателе достигается менее чем за 0,5 с.

Управление вектором тяги в плоскостях тангажа и курса осуществляется отклонением сопла твердотопливного двигателя, опирающегося на гибкий подшипник. Основу подшипника составляют чередующиеся стальные и каучуковые кольцевые пластины, склеенные в единый блок.

Двигатель имеет парашютную систему спасения, состоящую из вытяжного, тормозного и основных парашютов. Приводнение корпуса двигателя происходит со скоростью около 95 км/ч.

Экспериментальная отработка ракетной системы

Испытания маршевых двигателей. Отделение "Рокетдайн" фирмы "Рокуэлл интернэшнл" начало разработку маршевого двигателя в 1972 г. по контракту с Центром Маршалла. Испытания маршевых двигателей проводились в Национальной лаборатории космической техники НСТЛ на стендах, ранее использовавшихся для отработки двигателей ракетно-космического комплекса "Сатурн-Аполлон". Имеются два стенда для испытаний одиночных двигателей и стенд для испытаний связки трех маршевых двигателей (двигательной установки) и топливных систем корабля.

Первое огневое испытание одиночного двигателя было проведено в мае 1975 г., а первое испытание маршевой двигательной установки в составе стендового варианта ступени МРТА - в апреле 1978 г. Основное внимание уделялось автономной отработке агрегатов и систем двигателя. В ходе испытаний двигателей столкнулись с рядом технических проблем. Основные из них были связаны с установлением требуемого распределения нагрузок на подшипники турбонасосного агрегата, разработкой уплотнений, усталостными характеристиками лопаток и турбин, устранением трущихся элементов в кислородных трактах, динамическими характеристиками двигателя.

После завершения поиска решений по возникшим техническим проблемам была проведена программа сертификационных испытаний маршевого двигателя. Испытывались два двигателя штатной конструкции с общей наработкой до 20 тыс. с в диапазоне изменения тяги 65-100%. Параллельно с сертификационными испытаниями одиночных двигателей проводились испытания двигательной установки в связке МРТА с комплексной отработкой топливных систем. В состав стендового варианта ступени, или стендовой маршевой двигательной установки, входили штатная задняя секция фюзеляжа с тремя маршевыми двигателями, топливные системы орбитального корабля, подвесной топливный отсек и другие системы, связанные с функционированием маршевых двигателей.

Программа квалификационных испытаний на летную годность двигательной установки включала в себя 12 огневых испытаний до первого экспериментального пуска "Спейс Шаттла".

Программа создания двигателей строилась исходя из концепции проведения ужесточенных испытаний критических узлов и успешной опытно-конструкторской разработки. Особое внимание было уделено планированию испытаний и тщательному проектному анализу. Сравнение суммарной продолжительности огневой отработки маршевого двигателя ССМЕ и двигателя Джей-2 в ходе сертификационных испытаний показывает, что вся опытно-конструкторская разработка маршевого двигателя была осуществлена с меньшим числом испытаний. Первое успешное испытание связки маршевых двигателей на полную продолжительность работы было проведено уже в девятом испытании, тогда как аналогичное испытание связки двигателей Джей-2 было осуществлено лишь во время шестнадцатого испытания. Успешное испытание связки двигателей Джей-2 проведено в то время, когда общая программа отработки была выполнена примерно на 75%, тогда как этот же этап для двигателей ССМЕ был пройден значительно раньше.

К первому пуску "Спейс Шаттла" было наработано порядка 110 тыс. с на одиночных двигателях и 11 тыс. - на стендовой маршевой двигательной установке, в пересчете на единичный двигатель.

Испытания твердотопливных ускорителей. До начала огневых испытаний двигателя СРМ были проведены все виды прочностных, динамических и циклических испытаний корпуса двигателя. С 1977 по начало 1980 г. были успешно осуществлены программы отработочных и квалификационных испытаний твердотопливного двигателя - были проведены четыре отработочных огневых испытания и три квалификационных огневых испытания. При этом была получена полная информация по внутренней баллистике, параметрам системы воспламенения, по прочности конструкций корпуса и сопла, характеристикам тяги, управления вектором тяги и по общему подтверждению летной годности твердотопливного двигателя. Семи огневых испытаний было достаточно, чтобы дать полную оценку конструкции двигателя.

Испытания подвесного топливного отсека. Прежде всего необходимо сказать об особенностях конструкции и программ прочностных испытаний подвесного топливного отсека, в состав которого входят кислородный бак, межбаковый отсек, водородный бак.

Кислородный бак. Корпус - сварная тонкостенная оболочка, прочность которой определяется в основном гидростатическими нагрузками при контрольной опрессовке. При расчете толщины оболочки учтено криогенное упрочнение материала конструкции.

Межбаковый отсек - каркасированная оболочка, удовлетворяющая требованиям прочности при работе на общую и местную продольную устойчивость и панельный флаттер.

Водородный бак. Корпус - сварная цилиндрическая оболочка с эллипсоидными днищами. Четыре цилиндрические секции (обечайки), каждая из которых состоит из восьми панелей с продольными подкрепляющими элементами. Панели выполнены из плит путем мехобработки. Продольный набор подкрепляется шпангоутами. Прочность бака при работе определяется величиной внутреннего давления, продольный набор обеспечивает работоспособность конструкции при наземных операциях без наддува. Расчетный случай при определении толщины оболочки - давление внутри бака при приемочных (пневматических) испытаниях и нормальной температуре (200С). Давление при контрольных опрессовках выбирается так, чтобы напряжение в каждом сварном шве на 5% превышало эксплуатационное (в полете). Это условие обеспечивает четырехкратный ресурс с учетом криогенного упрочнения.

Программа прочностных испытаний. Основная цель программы испытаний кислородного бака - подтверждение конструктивной целостности при критических расчетных нагрузках. Испытывалась сборка: кислородный бак + межбаковый отсек + имитатор водородного бака + нагрузочное кольцо. Предусматривались четыре основные режима: опрессовка (испытание внутренним давлением); нагружение силой, возникающей на начальном участке максимального ускорения при работе первой ступени для проверки цилиндрической обечайки и нижней секции оживального днища; нагружение силами, действующими при отрыве ракеты от стартовой платформы для проверки цилиндрической обечайки и нижней секции оживального днища на устойчивость от сдвига; проверка на устойчивость верхней секции оживального днища при действии на нее одновременно усилий сдвига и сжимающих усилий на момент окончания заправки. Все испытания проводились при нормальной температуре с учетом уменьшения нагрузок на эффект захолаживания.

При испытаниях межбакового отсека испытывалась сборка: верхнее кольцо + имитатор кислородного бака + межбаковый отсек + имитатор водородного бака + нижнее кольцо. Испытания проводились на семи режимах нагружения с моделированием температурных режимов межбакового отсека на стыках с имитаторами емкостей.

Водородный бак испытывался в составе сборки: верхнее кольцо + имитатор кислородного бака + конструктивно подобный "межбак" + водородный бак + нижнее опорное кольцо. Испытания проводились на трех режимах нагружения по двум программам: при температуре 200С и приведенных нагрузках, при температуре жидкого водорода и расчетных нагрузках.

Для комплексных наземных испытаний были изготовлены три опытных образца топливного отсека штатного исполнения.

При прочностных испытаниях использовались опытные конструкции, представляющие собой различные комбинации из имитаторов баков жидкого кислорода, водорода, двух межбаковых отсеков и полных баков кислорода и водорода. В дополнение к статическим испытаниям проводилось определение динамических и частотных характеристик, используемых в аналитической модели "бак - жидкость".

Вибрационные и частотные испытания проводились на динамическом стенде Центра Маршалла, который позволил определить собственные частоты, формы колебаний и характеристики демпфирования.

Испытания полностью собранного пакета. Первый этап динамических испытаний проводился на макете, выполненном в масштабе 1:4 и собранном из составляющих его элементов топливного отсека, ускорителей и корабля. Модельные испытания, проходившие полтора года - до начала 1978 г. - подтвердили правильность аналитических моделей.

В начале 1978 г. в огромном сооружении, созданном ранее для динамических испытаний ракеты "Сатурн-5", в Центре Маршалла начались вертикальные динамические испытания полностью собранного пакета на вибрационном стенде. Испытания проводились с целью оценки реальных динамических характеристик конструкции и их влияния на систему управления полетом "Спейс Шаттла". По результатам этих испытаний были проверены параметры всей сборки и математические модели, использованные для прогнозирования реакций системы управления полетом на реальные нагрузки, возникающие во время старта и полета на участке выведения. При испытаниях использовались различные композиции входящих элементов многоразовой системы. Первый вариант состоял из орбитального корабля и подвижного топливного отсека. Бак кислорода заполнялся до нескольких уровней водой для имитации расхода окислителя с момента отделения твердотопливных ускорителей до выключения маршевой двигательной установки. Второй вариант представлял собой полностью собранный пакет, в том числе и с двумя твердотопливными ускорителями, снаряженными инертным зарядом. Имитировались полетные условия в момент отрыва многоразового комплекса от стартовой платформы. Третий вариант отличался от второго неполной заправкой твердотопливных двигателей, соответствующей моменту времени перед началом отделения ускорителей от подвесного топливного отсека.

После завершения программы динамических испытаний все конструкции, входящие в состав пакета, были направлены на заводы-изготовители.

Динамический стенд в своем составе имел систему подвесок и гидродинамических опор. Важнейшим элементом явилась система вибровозбудителей SMTAS (СМТАС), которая обеспечивала создание заданного режима вибрационного и силового воздействия и получение данных по реакциям полетной конструкции. Система обеспечивала управление одновременно по 24 каналам работой 56 вибраторов электродинамического типа с разными усилиями.

Стартово-посадочный комплекс. Сооружение стартового комплекса LC-39 (ЛСи-39) и техническая база промышленного комплекса Центра Кеннеди были созданы в начале 60-х годов для обеспечения программы пилотируемых полетов к Луне.

Программа "Спейс Шатт" предусматривала использование этих сооружений и оборудования с необходимой модификацией. Строительство новых объектов допускалось лишь в исключительных случаях. Полностью новыми сооружениями стали здание для технического обслуживания орбитального корабля и посадочная полоса.

Сборочные и предпусковые работы по программе "Спейс Шаттл" в центре Кеннеди явились усовершенствованным продолжением аналогичных работ по программе "Сатурн-Аполлон", в основе которых был старт ракетного комплекса с подвижной пусковой платформы. Сборка и подготовка пакета, всесторонняя проверка производятся в закрытом помещении перед доставкой его на стартовую площадку. У такого способа подготовки ракеты достаточно много доводов в его пользу.

Здание вертикальной сборки VAB (ФАБ) является основным сооружением стартового комплекса. Здание крупнейшее в мире: высота 160 м, занимаемая площадь порядка 3,3 га. Высотная часть здания разделена на четыре пролета: два для работы с твердотопливными ускорителями и два для вертикальной сборки пакета на подвижных пусковых платформах. Доступ к ракетному комплексу для выполнения сборочных операций и испытаний осуществляется при помощи выдвижных площадок, модифицированных под конфигурацию "Спейс Шаттла". По окончании контрольных проверок ворота здания вертикальной сборки открываются и гусеничный транспортер начинает перемещение подвижной платформы на стартовую позицию. Нижний пролет служит участком для восстановительных операций и предварительной сборки секций твердотопливных ускорителей.

По прибытии в Центр Кеннеди секции твердотопливных ускорителей направляются в высотный пролет для расчехления, разгрузки и проверки. Общая сборка ускорителей проводится по готовности других частей в пролете 4. Задние секции твердотопливных ускорителей доставляются со сборочного участка высотного пролета 4 в высотные пролеты 1 и 3 и устанавливаются на опорные узлы передвижной платформы, затем предварительно устанавливаются задние и передние центральные сборочные секции и передние секции двигателей. После сборки - юстировка собранных двигателей и комплексные испытания ускорителей.

Подвесной топливный отсек по прибытии проходит все начальные операции в пролете 4. Проходит контрольные и функциональные испытания всех систем топливного отсека. Для перемещения отсека в высотный пролет 1 или 3 для стыковки с твердотопливными ускорителями используется грузоподъемный кран.

Орбитальный корабль из горизонтального положения в вертикальное поворачивается двумя кранами.

После окончания общей сборки пакета проводятся проверочные испытания и осуществляется монтаж пиротехнических устройств. При необходимости доступ к полезному грузу осуществляется через кабину орбитального корабля.

Подвижные пусковые платформы эксплуатировались по программе "Сатурн-Аполлон". Для использования их по программе "Спейс Шаттл" потребовалась значительная модификация. Наиболее заметным изменением явилась ликвидация 121-метровой башни обслуживания с башенным краном. Необходимость в этой башне отпала в связи со строительством вблизи каждой из стартовых площадок А и В неподвижных башен обслуживания.

Внутри платформы в два этажа расположены отсеки, в которых размещаются модули сопряжения систем управления, испытательные стойки, система заправки топливом и электрическое оборудование. В состав систем на платформе введены система дожигания выбросов водорода и система охлаждения заднего отсека орбитального корабля после выключения маршевых двигателей. Система обеспечивает охлаждение после предполетного огневого испытания двигательной установки или после ее аварийного выключения. Для доступа к двигателям на старте имеются выдвижные площадки.

Использовался (с заменой только устаревшего электронного оборудования) гусеничный транспортер, работавший в программе "Сатурн".

Строительные работы на стартовой площадке А были закончены в середине 1978 года. Наиболее важные модификации: реконструкция систем обеспечения компонентами топлива, ликвидация системы подачи горючего RL-1 (РЛ-1), строительство неподвижной башни обслуживания и добавления к ней поворотной башни, замена единого пламеотражателя для ракеты "Сатурн" тремя новыми пламеотражателями. Доступ в космический корабль обеспечивается системой устройств типа стрел связи, мачт и разделительных колодок.

Неподвижная башня обслуживания обеспечивает доступ к орбитальному кораблю и поворотной башне. В верхней части расположен кран. От башни к ракете протянуты три стрелы, одна из которых используется для входа экипажа в кабину орбитального корабля, а остальные две обеспечивают дренаж из газовых подушек баков топливного отсека. Башня имеет канатную аварийную систему покидания экипажем корабля. Поворотная башня обслуживания обеспечивает защищенный доступ к орбитальному кораблю для смены и обслуживания полезного груза на стартовой площадке.

Газоотводящий канал пересекает насыпь стартовой площадки на уровне земной поверхности. Глубина канала 12,2 м, ширина 17,7 м, длина 150 м, пламеотражатель двигателей орбитального корабля имеет высоту 11,6 м, длину 22 и ширину 17,6 м. Верхняя часть пламеотражателя твердотопливных ускорителей примыкает к пламеотражателю орбитального корабля. Отражатели стальные и покрыты теплозащитным материалом абляционного типа.

Для защиты орбитального корабля от акустических нагрузок во время старта применяется водяная система подавления акустических колебаний.

Криогенные компоненты - жидкие водород и кислород - хранятся в сферических емкостях, представляющих собой сосуды Дьюара. Подача компонентов происходит по магистралям с вакуумированными рубашками.

Межполетное техническое обслуживание орбитального корабля выполняется в здании OPF (ОПФ), напоминающем самолетный ангар. В подпольном пространстве высотных пролетов проложены системы электропитания, связи, измерений и управления, а также магистрали гидравлических систем, рабочих газов и воздуха. В этом здании проходят обслуживание два корабля.

Техническое обслуживание полезного груза осуществляется в различных зданиях Центра и базы ВВС на мысе Канаверал. Эти здания использовались для обслуживания космических кораблей "Аполлон" и многочисленных беспилотных аппаратов. Неотъемлемым элементом для всех сооружений, где выполняются операции технического обслуживания полезного груза, является вспомогательное оборудование многократного использования, включающее контейнер, транспортер и опорную платформу для перевозки полезного груза и выполнения погрузочно-разгрузочных операций.

С момента прибытия "Спейс Шаттла" на стартовую площадку управление всеми операциями осуществляется Центом управления пуском. После установки подвижной платформы на опоры стартовой площадки подводится поворотная башня обслуживания, выполняются механические и электрические стыковки платформы с системами стартовой площадки. Затем проводятся все виды испытаний и проверок, и заканчивается процесс подготовкой к заправке. На время заправки стартовая площадка освобождается от обслуживающего персонала. Завершение заправочных операций и отвод башни означает перевод в состояние готовности комплекса, соответствующее примерно моменту (Т - 2 ч) в предстартовом отсчете. В этом состоянии обеспечивается возможность задержки дальнейших работ до 24 ч. В (Т - 1 ч и 51 мин.) завершаются операции входа в кабину экипажа, закрываются люки и начинается проверка герметичности, которая заканчивается за 25 мин. до старта. В (Т - 20 мин.) в память бортовых компьютеров засылается полетная программа. В (Т - 9 мин.) - переход на автоматическое управление операциями предстартового отсчета. За семь минут до cтарта отводится стрела доступа к орбитальному кораблю. Орбитальный корабль переходит на автономное питание во время (Т - 4 мин. и 30 с). Далее:

Т - 2 мин. и 55 с - начало предпускового наддува бака окислителя топливного отсека;

Т - 2 мин. и 30 с - отвод стрелы дренажа паров кислорода;

Т - 1 мин. и 57 с - начало предпускового наддува бака горючего топливного отсека;

Т - 27 с - время, до которого при любой задержке после (Т - 2 мин.) предстартовый отсчет автоматически возобновляется с момента (Т - 9 мин.);

Т - 25 с - переход на управление предстартового отсчета от бортовых компьютеров;

от (Т - 3,46 с) до (Т - 3,22 с) - запуск маршевых двигателей,

Т - 0 - маршевые двигатели на 90 % тяги;

Т + 2,64 с - запуск твердотопливных ускорителей и освобождение болтов на опорных узлах твердотопливных ускорителей;

Т + 3 с - старт "Спейс Шаттла".

Комплекс отработки данных полета системы выполняет обработку командной, траекторной и телеметрической информации, а также сигналов системы связи. Компьютеры рассчитаны на обслуживание критических полетных участков - старта и посадки орбитального корабля. Система обеспечивает надежность 0.9995 в течение 50 часов непрерывной работы. Большая часть функциональных возможностей этого комплекса обеспечивается четырьмя прикладными программами: расчета траекторий, обработки телеметрических данных, формирования команд и обеспечения связи. Программа для расчета траекторий определяет, прогнозирует и планирует полеты. Руководители полета могут выполнять оценки траектории, возможные варианты во время выведения и возвращения на Землю.

Программа для обработки телеметрических данных выполняет оценку, калибровку и специальные вычисления по телеметрической информации. Программа также обеспечивает показ данных в реальном масштабе времени.

В создании многоразовой транспортной космической системы принимала участие вся аэрокосмическая индустрия Соединенных Штатов Америки, в том числе ведущие фирмы и научно-исследовательские центры НАСА. Полностью использовались существующие производственная и стендовая базы, стартовые комплексы и сеть наземных станций слежения и обеспечения полета. Использование всех этих сооружений и промышленных объектов осуществлялось с проведением необходимой модификации и переоборудования. Это позволило свести к оптимальным затраты на строительство новых объектов и фундаментальные исследования.

В 1971-1972 гг. затраты НАСА на опытно-конструкторскую разработку "челнока" составили 5,15 млрд долл. по курсу 1971 финансового года. В начале 1980 г. суммарные затраты оценивались по тому же курсу в 6,2 млрд долл., т.е. превысили на 20 % заявленную ранее сумму. Общие потребные затраты на создание системы составляли 13,6 млрд долл. в ценах 1980 г. (в ценах 1971 г. - 8,93). Фактические затраты в 12-летней космической программе составили 16,16 млрд долл. в ценах 1979 г.

Орбитальный полет корабля при соответствующем оснащении может продолжаться до 30 суток.

Стартово-посадочные комплексы "Спейс Шаттла" расположены в штате Флорида, Центр Кеннеди, и в штате Калифорния, авиабаза Ванденберг. С Восточного стартово-посадочного комплекса "Спейс Шаттл" стартует в восточном направлении, а с Западного - в северном и южном.

Орбитальный самолет возвращается на Землю не по баллистической траектории, как другие пилотируемые космические аппараты, а выполняет маневры в атмосфере вправо и влево относительно входной траектории на расстояние более чем 2 тыс. км.

Корабль приземляется на посадочную полосу Центра Кеннеди или авиабазы Ванденберг со скоростью около 335 км/ч. "Корабль" и "самолет", встречающиеся в тексте, -термины неравнозначные, если оценивать строго. К космическому кораблю "Спейс Шаттл" более грамотно применять термин "самолет". Дело в том, что в основе его схемы сам взлетающий аппарат в виде самолета с большим подвесным топливным отсеком, который значительно больше его самого, что не очень вяжется с привычным для нас представлением о небольших сбрасываемых в полете по израсходовании топлива емкостях - баках, подвешиваемых под крылом истребителя для увеличения дальности его полета, и стартовыми ускорителями, применяемыми в аналогичных схемах крылатых ракет и самолетов. "Корабль" - это космический аппарат, который выводится ракетой-носителем, не являющейся принадлежностью этого аппарата. Посадка же обеих схем космических аппаратов на Землю осуществляется по-самолетному.

Основные этапы работ по программе.

1973 г. Во втором квартале начались проектные проработки по модификации стартово-посадочного комплекса на мысе Канаверал. Во второй половине года были заключены контракты НАСА с фирмами "Мартин Мариетта" и "Тиокол кемикл" на первый этап работ по подвесному топливному отсеку и двигателю для твердотопливных ускорителей соответственно.

1974 г. Проводились испытания газогенераторов и воспламенительных устройств кислородно-водородного двигателя SSME. Начались аэродинамические продувки моделей орбитального корабля.

В 1975 г. начались строительные работы посадочной полосы, стартовой площадки зданий вертикальной сборки и межполетного техобслуживания. В конце года проведено стендовое испытание маршевого двигателя продолжительностью 60 с.

1976 г. В сентябре проведено первое испытание продолжительностью до 660 с маршевого двигателя с тягой в 50% от номинальной. Начался второй этап разработки маршевого двигателя. Проведен демонстрационный вывоз орбитального корабля ОК-101. (В Советском Союзе правительство принимает решение о начале создания собственной многоразовой ракетно-космической системы.)

1977 г. Начат первый этап испытаний по программе ALT - отработка захода на посадку и приземление, - включающий пять совместных полетов орбитального корабля и самолета-носителя В-747. В июне начат второй этап испытаний по программе ALT, совершено три полета с экипажем на борту и с самолетом-носителем. В июле проведено первое огневое испытание двигателя твердотопливной установки. Завершено строительство посадочной полосы в Центре имени Кеннеди, здания межполетного обслуживания орбитального корабля и модификация здания вертикальной сборки. Проведены третий и четвертый этапы по программе ALT во второй половине года, включающие в себя пять полетов с отделением корабля от самолета-носителя и четыре длительных совместных полета ОК-101 и В-747. Суммарная огневая наработка на четырех отработочных маршевых двигателях составила 9800 с - по плану должно было быть 20000 с.

1978 г. Проведено второе и третье огневые испытания двигателя твердотопливного ускорителя. Суммарная продолжительность огневых испытаний маршевых двигателей доведена до 30000 с. Проведено четыре стендовых испытания связки двигателей второй ступени. Сданы в эксплуатацию комплекс ремонта и разборки твердотопливных двигателей, здание технического обслуживания орбитального корабля, посадочная полоса, высотные пролеты здания вертикальной сборки, подвижная пусковая платформа. Начаты наземные вибрационные испытания полномерного пакета в Центре Маршалла.

1979 г. Проведено четвертое отработочное испытание твердотопливного двигателя и (во второй половине года) два квалификационных испытания. Проведено 520 испытаний маршевых двигателей с суммарной огневой наработкой более 55 тыс. с, из которых более 27 тысяч - на номинальном режиме. Проведены 2 испытания двигательной установки в стендовом варианте ступени. Сдан в эксплуатацию Центр управления полетами в Центре Джонсона. Проводились вибрационные испытания корабля и топливного отсека, квалификационные испытания малых двигателей.

1980 г. В феврале проведено последнее, третье квалификационное испытание твердотопливного двигателя. Суммарное время огневых испытаний маршевых двигателей составило более 87,5 тыс. с, включая 7,5 тысяч работы двигателей в составе стендовой двигательной установки. Проведено 5 испытаний ступени стендового варианта. Велась подготовка орбитального корабля ОК-102 к полету. Завершились квалификационные испытания двигателей корабля. 29 декабря многоразовый транспортный космический корабль с подвесным топливным отсеком и твердотопливными ускорителями из здания вертикальной сборки был доставлен на стартовую площадку. В декабре были завершены сертификационные испытания маршевых двигателей общей продолжительностью до 5000 с.

1981 г. Проведено двенадцатое испытание стендовой R-ступени. 2 и 24 января проведены первые заправки бака жидкого водорода и бака кислорода. 29 января проведена заправка топливных баков реактивной системы орбитального корабля и маневрирование. 4 февраля начались серии пробных демонстраций предстартового отсчета. 20 февраля проведено предпусковое огневое испытание маршевой двигательной установки продолжительностью 20 с. 26 февраля начались контрольно-проверочные испытания по программе полета. С 11 марта - контрольные проверки. 12 апреля - первый пилотируемый полет орбитального корабля, названого "Колумбией", пилоты Дж.Янг и Р.Криплен. Второй полет "Колумбии" состоялся в ноябре, пилоты - Дж.Энгл и Р.Трули.

"Челнок" вступил в строй. Летные испытания или, как называют американские специалисты, экспериментальные полеты "Спейс Шаттла" завершились четырьмя запусками орбитального корабля "Колумбия".

В ходе опытных пусков были проверены системы стартово-посадочного комплекса и служб Центров управления пуском и управления полетом, а также сеть наземных станций связи и слежения. Пуски показали, что многоразовая система "Спейс Шаттл" практически готова к эксплуатации, несмотря на необходимость проведения дополнительных мероприятий и доработок для достижения некоторых проектных параметров, в частности по массовым характеристикам конструкции корабля и топливного отсека, максимальной массе выводимого на орбиту полезного груза.

В ноябре 1982 г. с пятого полета "Колумбии" началась эксплуатационная многоразовая космическая транспортная программа. Был составлен график использования "Спейс Шаттла" до сентября 1987 г. В апреле 1983 г. на орбиту вышел новый орбитальный самолет "Челленджер" (в переводе с английского challenge - вызов на соревнование, на дуэль...).

Советский Союз ответит на вызов через пять лет.

В декабре 1983 г. был выведен на орбиту в составе "Спейс Шаттла" лабораторный блок "Спейслэб". Космическая лаборатория разрабатывалась западно-европейскими странами, космическим агентством ЕСА (ESA) совместно с НАСА. Западная Европа поставляла матчасть космической лаборатории, а основная доля, примерно 90%, научной и экспериментальной аппаратуры, монтируемой в лаборатории, разрабатывалась и изготавливалась в США. Примерно такая же доля исследований и экспериментов приходится на НАСА, Министерство обороны и другие организации США. В составе экипажа "Колумбии" с лабораторией на борту был космонавт ФРГ. Позднее флот челноков пополнился новыми кораблями - "Дискавери" и "Атлантис". "Индевор" придет на замену трагически погибшему в январе 1986 г. "Челленджеру".

Исключительный интерес представляют одиннадцатый, четырнадцатый и двадцатый полеты. В ходе четырнадцатого полета были сняты с орбиты и возвращены на Землю для восстановительного ремонта и последующего запуска два спутника связи, выведенные на нерасчетные орбиты при десятом полете МТКК. А в одиннадцатом и двадцатом полетах проведен ремонт на орбите научно-исследовательского искусственного спутника Земли для изучения солнечной активности "СММ" и спутника военной связи ВМС США "Лисат-3".

Впечатляющим событием стали ремонтные работы на космическом телескопе "Хаббл", которые проводились в несколько приемов. В декабре 1993 г., например, экипаж космического челнока "Индевор" провел замену двух блоков гироскопов системы наведения телескопа, двух панелей солнечной батареи новыми, установил новую широкоугольную камеру и два магнитометра, новые блоки памяти электронно-вычислительной машины аппарата, отремонтировал источники питания спектрометра.

Однако главным достижением этой транспортной схемы стала возможность возврата с орбиты на Землю космических аппаратов, агрегатов и систем для возможного ремонта, восстановления или просто безопасного возврата отработавших свой ресурс энергетических блоков, использующих ядерные источники, и ядерных зарядов. "Челнок" может транспортировать на своем борту массу до 14,5 т (позднее было заявлено до 20 т).

На зиму 1994 г., точнее на 8 февраля, "Спейс Шаттл" совершил 60 полетов, в том числе "Дискавери" -18.

Новая концепция ядерной войны

Полеты с экипажем на борту с первого пуска "Спейс Шаттла" демонстрировали высокую надежность вступившей в строй ракетно-космической многоразовой системы. Первый крупный шаг был сделан.

В марте 1983 г. Президент США Р.Рейган в Обращении к нации обнародовал выработанную программу изменения на основе возросших возможностей техники создания средств космического базирования для подавления и поражения ракетных целей. В официальной терминологии это звучало как сдвиг политической линии Соединенных Штатов в сторону опоры на оборонительные системы. Рейган призывал отказаться от стратегии гарантированного взаимного уничтожения и сделать ставку на оборонительную стратегию с созданием глобальной противоракетной обороны, которая должна была обеспечить США и их союзникам эффективную защиту от упреждающего удара советских межконтинентальных баллистических ракет с ядерными боеголовками. Утверждалось, что "путем ограничения или устранения возможностей для выбора эффективных контрмер будет уменьшена угроза использования стратегического и тактического ядерного оружия и тем самым отодвинута опасная граница возникновения ядерного конфликта, поскольку у противника не будет уверенности в успехе его нападения". Ключевым фактором этой системы противоракетной обороны являлся перехват боевых ракет Советского Союза на их активном участке полета с помощью различного оружия направленного действия, а также перехватчиков, уничтожающих цель прямым попаданием.

Космическая система должна была дополняться наземными противоракетными средствами.

Однако щит есть щит. Он может применяться как защищающее средство в дуэльной ситуации при обороне и в равной степени при нападении. Причем страна, владеющая этим щитом, нанося первый удар, по логике ведения войны межконтинентальными ракетами должна получить ответный ослабленный удар - тогда в этой схеме оборонительные средства нападающей стороны могут быть менее насыщенными.

Рейган призвал к интенсивным и широким мероприятиям по выработке программы научных исследований и технологических разработок в этом направлении.

Было учреждено несколько экспертных комиссий, в том числе "группа по изучению оборонной технологии", "группа изучения перспективной стратегии обеспечения безопасности" и комиссия Миллера. Группа по изучению оборонной технологии, известная более широко под названием "комиссия Флетчера", призывала сконцентрировать усилия на широком направлении научных исследований и разработках технологий с целью установления технической осуществимости широкомасштабной системы обороны от баллистических ракет, основанной на новейших технологиях. Работы должны быть организованы таким образом, чтобы дать возможность новому президенту принять в начале девяностых годов решение о том, переходить или нет к стадиям технических разработок и развертывания этой системы противоракетной обороны в двадцать первом столетии.

Один из официальных лиц Администрации заявил, что необходимо забыть об использовании существующих средств для создания новой оборонительной системы. Взоры военных были обращены к использованию для этой системы оружия, построенного на новых физических принципах. Предполагалось применение высокоэнергетических лазеров и пучкового оружия.

Выводы доклада Флетчера относительно перспектив создания оружия направленного действия неожиданно оказались оптимистическими и привели в замешательство многих. Предусматривалось к концу девяностых годов, сосредоточив усилия, создать коротковолновые лазеры и пучковое оружие, включая лазеры на свободных электронах и рентгеновские лазеры с ядерной накачкой, разрабатываемые Лос-Аламосской научной лабораторией и Ливерморской лабораторией имени Лоуренса.

Технические достижения в разработке оружия направленного действия существенно повысили уверенность в возможности создания этой глобальной системы. Появился целый ряд новых факторов в пользу разработок лучевого оружия:

- использование водородной ячейки Рамана с коротковолновыми лазерами для улучшения качества лазерного луча. Ожидалось, что новый способ управления лазерным лучом позволит создать системы из нескольких относительно небольших эксимерных лазеров, способных поражать цели непосредственно с земной поверхности;

- успешные лабораторные эксперименты с адаптивными оптическими устройствами, которые сулили возможность скомпенсировать воздействие турбулентных процессов в атмосфере на распространение лазерного луча;

- подземное испытание в штате Невада рентгеновского лазера с ядерной накачкой, где использовалась энергия взрыва небольшого ядерного заряда; оно открывало возможность создания мобильных рентгеновских лазеров наземного базирования;

- теоретические оценки дали возможность утверждать, что коэффициент полезного действия преобразования энергии лазеров на свободных электронах в световое излучение может достичь 25% при однократном воздействии переменного магнитного поля, что обеспечивает увеличение мощности луча;

- фирмой "Локхид" было показано, что лазерный луч, создаваемый химическим лазером мощностью 5 МВт (с зеркалом диаметром 4 м), способен разрушить цель.

Для выработки предложений в программу создания такого вида вооружения было вовлечено большое количество аэрокосмических фирм. Основное внимание в поисках направления разработок уделялось фундаментальным техническим решениям, а не технологиям сегодняшнего дня.

Комиссия по бюджетным ассигнованиям уже в 1984 г. выделила дополнительно около 80 млн. долл. на стратегические лазерные устройства. Фирма "Вестерн рисерч" должна была в 1988 г. провести демонстрационные испытания эксимерного лазера. Предполагалась демонстрация с учетом реальных условий действия этого оружия. Мощная наземная установка в виде объединения сравнительно малых эксимерных лазеров со значительной электрической мощностью источников энергии с ретрансляцией лазерного луча через космическое зеркало должна была обеспечить прямое поражение баллистической ракеты на активном, среднем и конечном участках ее траектории. Возникала масса проблем создания устройства.

Комиссия Флетчера выработала оценки уровня технологии по лазерным разработкам. Эти оценки давали возможность продолжить дальнейшие работы. Планировалось в 1985-1988 гг. провести демонстрационные испытания лазерных устройств почти всех видов, на подготовку и проведение предполагалось выделить около 30 млрд. долл. Комиссия акцентировала внимание президента на то, что только "перспективные системы позволяют рассчитывать на достижение высокой эффективности и надежное противодействие всем советским контрмерам".

"Своевременная демонстрация отдельных технических средств противоракетной обороны будет способствовать укреплению позиции Соединенных Штатов в отношениях с Советским Союзом. Необходимо при этом поставить дело так, чтобы СССР убедился в серьезности намерений США и поверил в реальную неизбежность успешного осуществления Соединенными Штатами своих планов. В создавшейся ситуации Советский Союз будет вынужден вкладывать деньги в поддержание на должном уровне своих стратегических сил, а США - разрабатывать средства, соответствующие советским контрмерам и новым угрозам, и демонстрировать свою решимость осуществлять обдуманные и уверенные действия", - говорилось в отчете комиссии.

Ключевым требованием к новой системе являлась ее способность перехватывать и поражать цели на активном участке ракет-носителей до отделения и развертывания кассетных боевых частей, чем сводится до минимума эффективность тяжелых ракет с большим числом боевых головок. Однако было понятно, что для поддержания надежности поражения ракет система должна быть дополнена средствами перехвата и на среднем, и на конечном участках траектории. Во всех случаях используются боевые устройства космического базирования.

Масштабы программы были сопоставимы с программой "Аполлон". Более того, не исключалась возможность разработки ракеты-носителя класса "Сатурн-5". "Система космического базирования может также потребовать постоянного присутствия человека в космическом пространстве. Свыше ста сложных и дорогостоящих спутников будут находиться на орбите в готовности выполнить задачи первостепенной важности для нации... Ремонтопригодная система может оказаться решающим фактором для эксплуатационной жизнеспособности и рентабельности средств противоракетной обороны космического базирования", - утверждал отчет комиссии.

В 1960-х годах не было технических возможностей для создания систем, обеспечивающих перехват ракет на активном участке. Перехват на среднем участке траектории затруднялся из-за отсутствия надежных средств выделения ложных целей. Новые создаваемые средства позволяют сегодня отличать на больших высотах ложные цели от боевых головок. Реальным стало создание перспективных средств для поражения целей на конечном участке траектории их полета.

Доклад предостерегал: "Советский Союз способен в сравнительно короткое время развернуть широкомасштабную систему противоракетной обороны. С некоторыми модификациями эта система могла бы послужить основой для создания антиспутников, разгоняемых ракетами с Земли. Ожидается, что к концу восьмидесятых годов Советский Союз сможет вывести на орбиту одним запуском носителя полезный груз массой 150-250 т. Вполне возможно, что при этом будет продемонстрирован прототип космического оружия направленного действия".

Способность поражения межконтинентальных баллистических ракет на активном участке их полета - принципиальная особенность эшелонированной оборонительной системы. Однако функционирование такой системы осложняется малым временем, отводимым на перехват и поражение, которое могло быть не более 150-300 с - продолжительности активного полета баллистической ракеты. Осложняется также большим числом целей. Эти особенности приводят к необходимости создания систем наблюдения и боевого управления на основе автоматической реакции системы. Оружие пускается в ход, автоматически действуя по логике, заранее заложенной в систему.

Перехват на активном участке должен осуществляться средствами, способными доставить к цели в короткое время достаточное количество энергии, обеспечивающее поражение стартующей ракеты. Это требование может быть реализовано либо размещением средств перехвата вблизи границ вероятного противника, либо с помощью большого числа спутников на околоземной орбите. При этом предполагалось развертывание такого рода системы в период повышенной напряженности или значительных перемен в глобальном политическом климате.

Для обнаружения баллистических ракет на активном участке необходима система, способная отследить в короткое время большое количество целей (до нескольких тысяч) при естественных помехах Земли, Солнца и активного противодействия со стороны противника. Система должна захватить и сопровождать относительно холодную ракету при наличии горячего факела работающих маршевых двигателей. Точность наведения при этой операции должна обеспечить эффективное функционирование высокоэнергетических лазеров, пучкового оружия или микроволновых устройств. Успешное поражение цели определяется системой по изменениям параметров траектории пораженной ракеты.

Для наблюдения предполагалось применение аппаратуры, разрабатываемой для спутников раннего предупреждения, и инфракрасных датчиков. Для обнаружения, сопровождения и наведения предполагалось применение коротко- и средневолновых инфракрасных приборов, обеспечивающих одновременное сопровождение и сканирование. Точное наведение и выделение целей на фоне помех требовало применения лазерных следящих устройств, работающих в видимом диапазоне спектра, и коротковолновых систем.

Уверенный расчет на эффективность средств космического базирования на основе инфракрасных датчиков выработался по результатам десятилетнего наблюдения со спутников пусков советских баллистических ракет всех типов и со всех полигонов. При наблюдениях пусков советских ракет использовались коротковолновые инфракрасные датчики, работающие на длине волны 2,7 микрометра, и ограниченно средневолновые инфракрасные устройства.

Поражение цели при использовании термических лазеров осуществлялось прожиганием оболочки ступеней ракет. Воздействие лазерного луча либо непрерывное, либо импульсное на длинах волн от инфракрасного до ультрафиолетового диапазона. Рентгеновские лазеры с мягким Х-излучением и одноимпульсные лазеры, работающие в видимом диапазоне, производят ударную волну. Уровень энергии мягкого рентгеновского излучения ограничивается высотами целей не менее 100 км, пучковое оружие обеспечивает выведение из строя электронного оборудования. Исследовались самонаводящиеся аппараты-ракеты перехватчики на химическом топливе, а также электромагнитные пушки.

Обнаружение, сопровождение и выделение боеголовок, ложных целей и других фрагментов являются главными задачами переходного и всего среднего участка траектории. В это время цель представляет собой ступень разведения. Отчетливый комплекс признаков инфракрасного излучения факела работающих двигателей сменяется более умеренными признаками, обусловленными прерывистой работой двигательной установки ступени разведения и ее меньшей мощностью.

Для перехвата целей после активного участка используются те же боевые системы, которые работали на активном участке. Функциональные требования по обнаружению целей, сопровождению и наведению по существу такие же, как и для активного участка, но имеют некоторые отличия. Нет больше необходимости в определении местоположения цели среди большого числа маскирующих признаков. Точное наведение в пределах нескольких десятков нанорадиан осуществляется на цели, обладающие пониженными и меняющимися ускорениями. Хотя отличительные признаки целей немного слабее, чем на активном участке, тем не менее они достаточно велики для дальнего обнаружения и сопровождения. Индикация объектов на этом участке при разрешающей способности средств слежения 10-20 см с частотой 0,1-1 с позволяет, например, видеть заполнение шаробаллонных ложных целей, раскрутку боеголовок и образование маскировочного облака. Заложенные в память следящих систем характерные признаки этих элементов уменьшают трудность выделения истинных целей.

Особенность среднего участка траектории в том, что полет осуществляется вне атмосферы. В этой связи поражение цели может быть осуществлено лазерным оружием, действие которого ограничивается атмосферными помехами.

Для наблюдения за целями после окончания активного участка используются длинноволновые инфракрасные спектральные системы, микроволновые радиолокаторы на базе устройств с синтезированной апертурой или поперечной синтезированной апертурой, радиолокаторы с фазированной решеткой с когерентным ультрафиолетовым излучением, радиолокаторы, осуществляющие опознавание целей после активного участка, выполняют также операции сопровождения и последующую передачу целей боевым системам.

Цели, которые представляют интерес на среднем участке, имеют защиту от тепловых и аэродинамических атмосферных нагрузок. Поэтому поражение их путем теплового и импульсного воздействия - неэффективно. Для более уверенного поражения цели количество необходимой энергии достигает нескольких десятков мегаджоулей. Продолжительный полет цели на среднем участке траектории (не менее получаса) предоставляет возможность многократного повторения попыток ее поражения. Перехватчики цели на среднем участке, разгоняемые ракетными ускорителями до скорости 5 километров в секунду , способны защитить континентальную часть США при запуске с одной стартовой позиции. Если рассредоточить старты в нескольких зонах, то эти перехватчики будут способны осуществить двухэшелонный перехват целей и обеспечат защиту всей территории Соединенных Штатов. Космическое базирование на низкой орбите боевых средств поражения требует в 4-5 раз больше перехватчиков, чем в системе наземного базирования.

В отличие от прежних систем противоракетной обороны, предназначенных для защиты промышленных и военных зон, предусматривалось обеспечение обороны незащищенных наземных объектов, что требует поражения приходящих боеголовок на высоте не менее 15 км. При взрыве на этой высоте 5-мегатонной головки ударная волна, достигшая земной поверхности, будет иметь в фронте давление не более 0,14 атмосфер.

Система наблюдения за конечным участком способна автономно отфильтровать легкие ложные цели. Для этого обнаружение целей осуществляется на высотах более 140 км с использованием таких признаков, как яркость свечения, мерцание и торможение цели. Обнаружение цели, ее сопровождение выполняется при условии, что на каждую угрожающую цель в диапазоне высот 75-110 км имеется перехватчик, который должен быть выведен в заданную точку пространства, где его система наведения осуществит захват цели и последующее самонаведение на нее. При использовании неядерной головки на перехватчике, например, с большим числом шариков-снарядов, поражающих цель, система управления должна обеспечить самонаведение с точностью не менее одного метра. Поскольку поражение целей происходит выше облачного покрова, используются оптические системы самонаведения пассивного типа. Против маневрирующих боеголовок требуется применение ядерного заряда мощностью до двух килотонн.

Американские радиолокационные установки, расположенные в зонах наблюдения за полетом на конечном участке головных частей советских ракет во время их испытаний в начале разработок противоракетной системы, не имели возможности снять соответствующие их характеристики для уточнения параметров средств поражения.

Из проведенного анализа технических средств для эшелонированной системы противоракетной обороны в целом вытекала необходимость в новых разработках:

- прежде всего, обзорного радиолокатора на геостационарной орбите, работающего в диапазоне 60 ГГц, лазерного обзорного радиолокатора, инфракрасной поисковой системы, работающей в длинноволновом диапазоне, самолетной оптической системы, которые составят основу обеспечения наблюдения, захвата и слежения;

- средств поражения цели, в том числе за счет использования кинетической энергии аппарата-перехватчика, внеатмосферных неядерных перехватчиков ударного действия, неядерных перехватчиков, поражающих цель в атмосфере на больших высотах, гиперскоростных пушек;

- средств повышения живучести космических платформ и объектов, входящих в систему противоракетной обороны.

В спутниковую систему наблюдения среднего участка предполагалось ввести 100 спутников, каждый массой 20 т, со средствами опознавания, точного наведения и целеуказания. Система перехвата целей на среднем участке должна включать около 10 тысяч аппаратов-перехватчиков массой порядка 5 кг с инфракрасными средствами самонаведения, поражающих цель прямым попаданием Разгон каждого перехватчика осуществляется ракетой массой 200-500 кг. Самолетная оптическая система состояла примерно из 20 беспилотных или пилотируемых летающих платформ с длинноволновыми инфракрасными и лазерными датчиками. Система перехвата целей на конечном участке траектории образовывалась в составе ракет с устройством поражения в результате прямого попадания.

В докладе Флетчера утверждалось, что использование современного уровня развития техники недостаточно. Однако к началу девяностых годов можно было бы продемонстрировать реальные технические средства, которые составляют основу эшелонированной системы противоракетной обороны.

Наряду с этим американские специалисты отмечали:

"В настоящее время стойкость конструкции советских ракет-носителей такова, что большинство проектируемых лазеров способно вывести их из строя. Однако целенаправленные модификации этих ракет могут резко повысить сопротивляемость воздействию лазерного оружия. Усовершенствованные ракеты-носители с более высокими скоростями полета, вращением относительно продольной оси и абляционным теплозащитным покрытием потребуют от Соединенных Штатов разработки более мощных лазеров".

Многоразовый транспортный космический корабль "Спейс Шаттл" на первом этапе планировалось использовать для проведения демонстрационных орбитальных испытаний образцов оружия космического базирования. Проведение демонстрационных испытаний (причем звучали призывы Министерства обороны к проведению ранней демонстрации) было заложено в планах К.Уайнбергера, который, предлагая президенту США Р.Рейгану развернуть в период 1985-1989 гг. работы по оборонным средствам с общими затратами около 30 млрд. долл., предусмотрел соответствующее финансирование. Советники президента делали особый упор на раннюю демонстрацию, которая, по их представлению, должна была показать уверенность Соединенных Штатов в своих технических возможностях и готовности к "звездной войне" сверхдержав. С легкой руки оппонентов этой системы "стратегическая оборонная инициатива президента" во всех переводах была названа стратегией "звездных войн".

В основном демонстрационные испытания сводились к испытаниям длинноволновой инфракрасной аппаратуры, телескопов, инфракрасных датчиков, размещенных на борту орбитального корабля, в сочетании с телевизионной камерой с различной апертурой, лазера низкой энергии для освещения цели. На конечном этапе предполагалось проведение демонстрационного перехвата цели механическим поражающим устройством, запускаемым с борта орбитального корабля. На президента оказывалось давление с целью заставить принять решение о демонстрации всех возможных технических средств, включая космическое лазерное оружие.

Программа космического челнока становилась частью программы "звездных войн". Удовлетворяя практически всем требованиям этой стратегической системы по построению боевой структуры в космосе, ее обслуживания, поддержания надлежащей готовности, "Спейс Шаттл" в этом интенсивном грузообороте Земля-космос-Земля был эффективной транспортной системой. Планировавшаяся программа пусков от десяти-пятнадцати и более челноков в год выводила их в очень целесообразное и экономичное транспортное средство. Были предложения о запуске нескольких десятков челноков в год. Челнок был незаменимой частью "звездного вооружения". Одного качества не хватало "Спейс Шаттлу" - возможности выноса грузов в 100 и более тонн. Необходимость выноса большой массы на орбиту одним пуском настойчиво звучала в разработке "звездной программы".

Снова о СОИ. Новое звучание приобрела программа "стратегической оборонной инициативы" (СОИ) в связи с выдвинутым в начале 1987 г. предложением администрации президента США о развертывании в середине 1990-х годов противоракетной обороны на базе существующих видов оружия и техники. В этом упрощенном варианте, не требующем никаких фундаментальных открытий в области физики, используются противоракеты космического базирования для поражения боевых баллистических ракет противника на активном участке их полета и противоракеты наземного базирования для поражения боеголовок на подлете к целям. Эта система известна как система перехватчиков "ВР" - "Brilliant Pebbles" ("Би Пи"). Перехватчики "ВР" - это полностью автономные мини-спутники, около метра в диаметре, способные самостоятельно обнаруживать ракеты и разрушать их прямым попаданием.

Концепция системы "Би Пи", разработанная Ливерморской национальной лабораторией как альтернативный вариант концепции космического вооружения на новых физических принципах, была принята за основу для дальнейшей разработки архитектуры космического компонента противоракетной обороны. Разрабатываемая с 1985 года, эта система предусматривала развертывание в составе противоракетной обороны первого этапа нескольких сотен космических аппаратов-платформ с десятком ракет-перехватчиков на борту, целеуказание которым должна обеспечивать общая система обнаружения цели и наведения.

Навигационная функция выполняется самостоятельно. К основным преимуществам новой структуры противоракетной обороны относятся: живучесть при оптимальном показателе "эффективность-стоимость", более низкая стоимость по сравнению с системой поражения ракет средствами на новых принципах, компактность платформ и ракет-перехватчиков и возможность использования платформ для запуска на орбиту гибкой системой относительно малых ракет, включая ракеты воздушного и морского базирования.

Первоначально концепция системы "ВР" предусматривала запуск на орбиты высотой 450 км около 4600 ракет-перехватчиков, имеющих радиус действия до 250 км. По оценке американских специалистов, в зону действия ракет-перехватчиков "ВР" попадают боевые ракеты, имеющие дальность полета не менее 2000 км. Для вывода в космос такого количества противоракет необходимо было осуществить сотни полетов "Спейс Шаттла" или разработать более тяжелый носитель.

Если же у противной стороны будут созданы боевые баллистические ракеты с длительностью активного участка порядка двух минут, то упрощенная система окажется малоэффективной. Однако считалось, что даже эта система сильно затруднит действия баллистических ракет. Считалось, что Советский Союз будет вынужден пойти на большие затраты для того, чтобы создать средства преодоления противоракетной обороны. Наибольшую опасность для Соединенных Штатов представляли советские ракеты Р-36 УТТХ (PC-20, SS-18), имеющие высокие характеристики и обладающие возможностью оснащения их боевыми частями с большим количеством ложных целей наряду с тенденцией сокращения длительности активного участка. Так реально оценивают ситуацию американские специалисты. Сокращение же длительности активного участка боевых ракет до 80 с делают бесполезными средства поражения противоракетной обороны такого вида.

В начале 1991 г. Президент США Дж. Буш сообщил в своем обращении к Конгрессу, что он хочет акцентировать работы по программе оборонной инициативы на создании обороны от ограниченных ракетно-ядерных ударов баллистическими ракетами, в отличие от ранее предусматривавшегося массированного ракетно-ядерного удара. Согласно уточненной концепции, "стратегическая оборонная инициатива" должна была иметь подсистему космического базирования для защиты от случайных пусков баллистических ракет дальнего действия и подсистему наземного базирования для защиты от угрозы ракетного удара по определенным целям. Космическое базирование применяется для перехвата ракет на внеатмосферном участке траектории, наземное - на конечном.

Вариант системы ограниченной противоракетной обороны "Бриллиант пебблз", предложенный фирмой "Рокуэлл", включает 1000 ракет-перехватчиков, размещенных на 10 круговых орбитах высотой 450 км и наклонением 700. По данному варианту предусматривается, что каждая ракета-перехватчик будет иметь не менее шести линий связи с наземными центрами управления, соседними ракетами и другими космическими аппаратами этой системы.

В связи с пересмотром общей концепции построения системы противоракетной обороны, Ливерморская национальная лаборатория предлагала еще в 1990 г. систему "Бриллиант айз". Эта система предусматривала размещение на орбитах высотой 750-900 км легких, малогабаритных космических аппаратов, оснащенных всеми датчиками, лазерными локаторами, которые выполняют те же задачи, что и в предыдущей схеме. Система состояла из 18 космических аппаратов, расположенных на разных орбитах высотой 1000-10000 км для слежения и распознавания боевых ракет на среднем участке траектории полета.

Точка зрения по поводу экономической эффективности противоракет у оппонентов стратегической оборонной инициативы другая. Противоракеты для системы противоракетной обороны с двумя эшелонами защиты должны быть намного сложнее, чем противоракеты "Пэтриот". В то же время каждая ракета "Пэтриот" стоит 1 млн. долл., тогда как перехватываемая ею боевая ракета "Скад" стоит только 0,4 млн. долл.

В январе 1991 г. противоракета наземного базирования ERJS (ИРИС) фирмы "Локхид", запущенная с атолла Кваджелейн в Тихом океане, перехватила на высоте 257 км учебный боевой блок межконтинентальной ракеты "Минитмен-1", которая была запущена с базы ВВС Ванденберг. Пуск противоракеты был произведен, по данным радиолокационной станции целеуказания, через 21,5 мин. после старта "Минитмена". Через 7,5 мин. после пуска противоракеты аппарат-перехватчик обнаружил боевой блок среди облака ложных целей, развернул механизм поражения и разрушил летящий со скоростью 6 километров в секунду боевой блок прямым попаданием. Этим демонстрировался фрагмент "звездной войны".

По мнению членов Конгресса, принимавших бюджет, после развала СССР потерян смысл существования "стратегической обороны". Еще в период президентства М.С.Горбачева в СССР американские представители на переговорах по разоружению неоднократно обсуждали со своими партнерами возможность обмена информацией, а министр обороны США Д.Чейни в январе 1992 г допустил возможность сотрудничества в этой области с государствами СНГ, имея в виду возможность пуска боевых ракет с территории третьих стран. В феврале 1992 г. вице-президент США Д.Куэйл, выступая в Мюнхене, сообщил о намерении США взять Европу под свой будущий космический щит, руководствуясь соображениями грозящей опасности Европе, которая, по его оценке, в большей опасности, чем Америка. Помощник министра обороны в мае этого же года заявил в Сенате, что система глобальной обороны позволила бы республикам СНГ "защитить их население от угроз, возникающих на границах этих государств". Официальный представитель Пентагона Б.Холл в конце мая, отвечая на вопрос о возможности участия России в программе СОИ заявил, что этот вопрос, вероятно, будет вновь затронут на переговорах с президентом России. Участие России имело бы для американцев определенное преимущество, поскольку оно неизбежно повлекло бы за собой пересмотр подписанного в 1972 г. Договора о системах противоракетной обороны, запрещающего распространение ядерного оружия в космосе, а следовательно, и развертывание противоракетной обороны с элементами космического базирования.

Стоимость системы "стратегической обороны" оценивалась в сумму от 100 до 800 млрд. долл. Эта система преподносилась в качестве военной, необходимость разработки которой диктуется соображениями национальной обороны, однако она имеет и стратегическое значение в контексте государственной политики в области промышленной технологии. Последнее обстоятельство обращает на себя внимание в связи с тем, что программа исследований "оборонной инициативы" проводится как раз в тот период, когда во всех промышленно развитых странах, и в США в том числе, всячески подчеркивается стратегическое значение науки и техники и для национальной обороны, и для экономического развития.

Оппоненты СОИ иногда называют "программу века" авантюрой. Действительно, на первый, особенно непросвещенный взгляд, эта программа с ее глобальной масштабностью ближе к фантастике. Однако для ракетчиков возможность "звездных войн" - это реальность. Напомним, что в период рождения ракет Н-1, УР-500, УР-700, Р-56 перспектива использования космического пространства в военных целях обсуждалась как реальная опасность в недалеком будущем. В шестидесятые годы идеи ракетопланов, перехватчиков, разведчиков в космосе и из космоса подходили к рубежам реальной разработки.

На самом деле, если обобщить краткий обзор средств ведения "звездных войн", можно проблемы создания "стратегической обороны" упрощенно разделить на две группы.

Первая группа проблем - создание системы наблюдения, обнаружения, раннего предупреждения, слежения, передачи информации, связи и управления в космосе, из космоса и с Земли. Но эти проблемы (можно легко понять) - проблемы не только "звездных войн", они родились и будут существовать, пока есть межконтинентальные и средней дальности ракеты баллистические, крылатые, наземного, морского и воздушного базирования. Значит, проблемы этой группы систем, имеющих многоцелевое значение, в том числе общепромышленное - не военное, будут решаться независимо от того, будет глобальная система противоракетной обороны или нет.

Вторая группа проблем - это создание средств поражения в космосе и из космоса. В начале разработок поставленная цель использовать новые физические принципы в создании космического оружия была убедительной, эффективной, относительно стойкой к противодействующим мерам, принимаемым разработчиками боевых ракет, но фантастически дорогой. Поздняя идея поражения цели за счет использования кинетической энергии аппарата-перехватчика с ракетами или гиперскоростными пушками приблизила к реальности воплощение этого варианта средств ведения "звездной войны", но он также требует значительных средств, хотя и меньше, чем для первых разработок. Работы продолжаются, тем более, что они по замыслу военных идеологов могут быть направлены против любой третьей стороны. Система поражения этого вида универсальна, она может быть использована не только для уничтожения космических целей.

Средства развертывания, поддержания приземных поражающих космических систем существуют уже давно - это "Спейс Шаттл". Программа СОИ сокращается, но это не значит, что ее не будет. Это не значит, что даже при разоружении одной из противоборствующих сторон отпадут функции превосходства над другими странами. "Звездные войны" - стратегия превосходства и средства будут модернизироваться.

Наш ответ на вызов

Наш ответ "Челенджеру" сформировался, только когда в США был произведен его запуск. Известно, что обоснование создания каждого ракетного комплекса Н-1, УР-500 и Р56 в 1961-1966 гг. в основе своей содержит главное: возможность построения орбитальных систем для ведения в космосе и из космоса активных боевых действий, кроме использования этих ракет как баллистических для переноса на межконтинентальную дальность ядерных зарядов большой мощности. Наметки использования такого рода космических систем были эскизными, априорными, однако по сути это было началом привлечения в военные стратегические действия ближнего космоса. В то время было уже ясно, что "военное вторжение" в космос неизбежно. Ясно было, что нужны средства не только для построения орбитальных систем, но их обслуживания, профилактики, восстановления. Нужен был летательный аппарат, который позволил бы осуществлять операции обеспечения функционирования глобальных систем. Ясно было также, что существование и эффективность орбитальной системы связана с вынужденным применением ядерной техники. Во-первых, как бортового энергоносителя с целью обеспечения во всех условиях долгосрочного пребывания в дежурном режиме орбитальных космических аппаратов системы. Во-вторых, как средство поражения прямого действия или как приводного источника энергии для оружия, создаваемого на новых физических принципах.

В начале 1960-х годов Соединенные Штаты рассматривали возможность создания противоракетной системы космического базирования.

В Советском Союзе шли работы по созданию средств борьбы с американскими военными спутниками. 1 ноября 1963 г. на орбиту вышел "Полет-1", 12 апреля следующего года - "Полет-2" - прототипы спутников-перехватчиков. 1 ноября 1968 г. космический аппарат "Космос-252" сблизился с мишенью "Космос-288" и уничтожил ее. 18 июня 1982 г. в рамках учений советских ядерных сил запустили две ракеты 99-11, мобильную ракету средней дальности 99-20 и с подводной лодки класса "Дельта" стартовала морская ракета. Были пущены две противоракеты и "Космос-1378" поразил космический аппарат, имитирующий навигационный спутник США "Транзит".

По оценке советских специалистов требованиям построения, обеспечения функционирования боевой орбитальной системы полностью отвечал американский "Челнок". "Спейс Шаттл" дал возможность Соединенным Штатам создать космический мост "Земля-Космос-Земля". Более того, "Челноку" были приданы качества, позволяющие ему осуществлять не только операции по выводу космических аппаратов в заданную точку, но и безопасного возвращения груза с орбиты на Землю. Оценка реальных операций, производимых в космосе с помощью "Спейс Шаттла", дает возможность утверждать, что для обычных аппаратов более экономичен ремонт на орбите, чем его возврат на Землю.

Было понятно, что построение орбитальной группировки не может быть осуществлено в одночасье. Глобальная сеть с многочисленными аппаратами на околоземной орбите строится или целым флотом ракет средней грузоподъемности или мощными ракетами с последующим разведением аппаратов по расчетным точкам космической паутины. Но даже с применением сверхмощных ракет в реальном исполнении обойтись в построении двумя-тремя ракетами невозможно по известным законам механики. Поэтому построение многоаппаратной системы как длительной операции на орбите имеет свой рубеж, когда дальнейшее наращивание количества аппаратов приведет при наличии средств обнаружения ядерной техники на орбите к конфликтной ситуации "дуэлянтов". Эта ситуация опасна, если другая сторона обладает такого же рода техникой. Риторическое прикрытие политиков в этом случае не эффективно. Гипнотическое действие на сильного противника бесполезно. Этого тупика можно избежать, если разделить систему на некоторые части, которые дадут возможность преодолеть предполагаемые трудности, строя систему поэтапно. Например, открыто можно строить систему связи. Поскольку она двойного применения, то она может стать и системой боевого управления. Система мониторинга Земли несложно переквалифицируется в систему наблюдения и целеуказания. В этой схеме последним этапом остается только размещение ударных средств. Они могут быть названы политиками "оборонительными" для успокоения мировой общественности. Но возможен вывод одноразовыми носителями на орбиту, или по крайней мере в составе двух-трех объектов. Это средство должно обладать исключительным качеством выведения из строя в чрезвычайной ситуации мозгового центра обороны противника. Поражение центров управления оборонительными системами противника проблематично, так как центры могут быть дублированы, защищены. Нужно парализовать связь центра с боевыми средствами ответного удара. Если это удается, то на некоторое время противная сторона в "наркотическом" состоянии не сможет произвести ответный удар. Это главное в стратегии нападения. Что это за средство? - Опять же ядерная техника.

К первичным факторам ядерного взрыва относится взрывная волна сейсмического характера или прямого разрушающего действия. Механическое воздействие парируемо простой фортификационной защитой боевых ракет, плюс стойкостью самой ракеты в полете, плюс ее ухищрениями, связанными со скоростью прохождения активного участка, то есть с уменьшением времени управляемого полета как наиболее уязвимого участка траектории.

Вся логика создания боевых ракет, как мы отмечали ранее, была построена на защищенности и неуязвимости в полете в условиях ядерного воздействия. Требовалось задействовать и факторы иного рода. Например, воздействие электромагнитным импульсом - ЭМИ. Наиболее подвержена воздействию такого рода электро-радио-телесвязь. Воздействие должно быть внезапным, пока не закрыты капилляры этой "нервной" системы. Безусловно, есть средства защиты и здесь, но с точки зрения эффективного средства подавления противника внезапность - козырная карта нападения. Для осуществления такого акта нужны соответствующие средства.

Исследования, проведенные в институте прикладной механики АН СССР (теперь институт имени М.В.Келдыша) показали, что "Спейс Шаттл" дает возможность, осуществляя маневр возврата с полу - или одновитковой орбиты по традиционной к тому времени трассе, проходящей с юга над Москвой и Ленинградом, сделав некоторое снижение - "нырок", в их районе сбросить ядерный заряд и в совокупности с действиями других привлеченных средств парализовать систему боевого управления Советского Союза. Исследования были проведены известными учеными Ю.Г.Сихарулидзе, Д.Е.Охоцимским. М.В.Келдыш на основе результатов анализа направил доклад в ЦК КПСС. Состоялся разбор, в результате которого с активной поддержкой Д.Ф.Устинова Л.И.Брежнев принял решение о разработке комплекса альтернативных мер с целью обеспечения гарантированной безопасности страны. Советский Союз на то время не располагал организациями специального назначения типа американского НАСА. Головная роль в разработке альтернативных средств была отведена Министерству общего машиностроения, которому к тому времени исполнилось десять лет. Головным КБ стало НПО "Энергия", до 1974 г. - ЦКБЭМ (ОКБ С.П.Королева).

Минобщемаш и НПО "Энергия" приняли вызов Америки...

В мае 1974 г., приехав по нашим текущим делам в ЦК, я случайно встретился с Валентином Петровичем Глушко у лифта в старом здании на Старой площади. Он был у Генсека. "Поздравьте: меня назначили генеральным конструктором и генеральным директором ЦКБЭМ, теперь оно будет называться "Научно-производственное объединение "Энергия"" Мишина сняли. Мы будем делать новые ракеты. Я всегда говорил, что Н-1 - пустая затея," - почти скороговоркой, с блеском в глазах, проговорил Глушко.

Неопределенность перспектив королевского КБ существовала почти два года после закрытия разработки Н-1. В сентябре 1972 г. "инициативная" группа ведущих работников ОКБ написала письмо в ЦК с предложением об "укреплении" руководства разработками королевского конструкторского бюро. "Укрепление руководства" по старым переводным правилам означало снятие нынешнего руководителя В.П.Мишина. В ЦК и Министерстве он характеризовался негативно. Все, даже мы в Днепропетровске, понимали, что назревают организационные пертурбации в этом КБ. Назначение В.П.Глушко на королевское место, по нашей оценке, имело вполне определенную логику - должен восстановиться авторитет организации, особенно в связи с драмой вокруг Н-1, нужен был известный конструктор, который поставил бы последнюю точку в судьбе Н-1 и открыл должную перспективу передовому коллективу. Некоторые наши мудрецы считали, что это - переходная ситуация: Глушко будет в этой организации, пока не стабилизируется обстановка, а выработка перспективы и дальнейшая судьба будут зависеть от других сил.

Было известно также, что Валентин Петрович, после четвертой аварии Н-1 обратился к Л.И.Брежневу с письмом с уничтожающей критикой программы Н-1. Выход из положения - создание носителя на совершенно новой основе. "Глушко протаскивал свой сверхмощный двигатель", - так считали в наших кругах, не вдаваясь в суть исторического спора. У нас были свои проблемы.

Так или иначе, я поздравил его, не придавая этому событию особенного значения - мало ли что бывает в жизни. Глушко к этому, времени, совсем недавно, исполнилось 66 лет. Правда, однажды у Н.А.Пилюгина мы составляли очередное письмо Генсеку о наших предложениях по работам Днепропетровского КБ по поручению В.Ф.Уткина, который был в то время на полигоне. Отрабатывали текст трое: Н.А.Пилюгин, В.П.Глушко и я как представитель нашего главного конструктора. В конечном счете текст был отредактирован и этот документ сыграл позднее свою роль. Мне запомнилось два момента этой встречи.

В небольшом перерыве между формулированием и печатанием текста Валентин Петрович решил "размяться". Сделав несколько гимнастических упражнений, составил два стула и, опершись на их спинки, сделал "уголок". Ему было тогда 65 лет. Я был поражен его физической собранностью. То, что он следил за собой, было заметно всем. Одевался с иголочки и без отставания от моды в отличие от других главных, чист, опрятен, следил за своей речью, но если ругался, то с язвительной остротой.

Второй момент - это урок рационального питания. Николай Алексеевич Пилюгин заказал себе на обед три отварных картошки и три стакана: один с чаем, второй с молоком и пустой - третий. В пустой стакан он перелил половину чая и туда же доливал молоко. Съев картошку, медленно пил чай, а окончив, повторял эту операцию со следующей картошкой. Ограничения, которые Николай Алексеевич установил себе, сформировались, когда ему было около 55 лет. Он не был затворником и жил полной жизнью как все главные конструкторы. Однажды Пилюгин, приехав на наш юбилей - двадцатипятилетие КБ "Южное", на банкет пришел с портфелем, в котором стояли две бутылки молока. Попросил два стакана и, заполняя их безалкогольной жидкостью, чокался и пил в ритме звучавших тостов. "Президиум" сразу же это заметил, и начали раздаваться, как это всегда у нас бывает, недвусмысленные реплики. Пилюгин молча взял пустой стакан, подошел к столу "президиума", налил доверху коньяку и, стоя перед всеми, молча выпил... Больше к нему никогда не приставали. Он делал то, что сам себе установил.

Его одногодок, Валентин Петрович, взял кусок черного хлеба, намазал маслом, а на него положил два кусочка сала и ел. На мой вопрошающий взгляд ответил: "Сало жиру в организме не дает и малокалорийно, масло восполняет этот недостаток." Борщ и мясо наравне со всеми за столом съел с приговоркой: "Борис Иванович, мясо есть не будете - семя не будет."

Уникальные "старики". Молодые старики. Ну что же, назначили, так назначили - тогда это нас особо не затрагивало.

Позднее, когда у В.П.Глушко начались конкретные контакты с ведущей верхушкой королевского КБ (взаимоотношения, кстати, складывались неоднозначные), Николай Алексеевич как-то у себя в кабинете выразил свое отношение к назначению Глушко, сказав: "Знаешь, Валентин-то в ракетчики подался... Зачем ему это?.." Тогда уже начинались завязки по ракетным проектам В.П.Глушко.

С 1947 г. Н.А.Пилюгин начал работу в институте НИИ-85 с небольшим, всего в 30 человек, коллективом над автономной системой управления первой советской ракеты дальнего действия. Уже через год она прошла испытания. Затем последовали разработки систем управления ракеты Р-2, Р-5, Р-7.

Первая вычислительная машина, может быть и примитивная по современным понятиям, была установлена им на автоматической станции "Луна-9", совершившей первую мягкую посадку на Луне. Под его руководством разрабатывались системы управления космических кораблей и межпланетных станций, ракеты "Зенит" и боевых современных ракет, до настоящего времени находящихся на вооружении.

Николай Алексеевич - контактный человек, по крайней мере, по отношению к своим смежникам. Любил свою технику, и часто пребывание у него в организации начиналось с того, что он вел в лаборатории и показывал свои новые разработки. Твердый в своем мнении, он слушал и учитывал мнение специалистов. Институт позднее стал называться НПО АП. Долгое время так называемый "почтовый ящик" организации числился под индексом 1001. Сам он часто смеялся, именуя свою организацию "институтом тысячи и одной ночи". Замечательный человек, но со своеобразным характером. У него впоследствии сложились не очень хорошие отношения с Кузнецовым, Челомеем, Рязанским, Соколовым. Некоторые ведущие работники уходили из организации даже с размолвкой. Круто обошелся со своим первым заместителем. Правда, такого рода проявления в характере были у многих главных и генеральных конструкторов. А работать с ним было интересно.

Лично я благодарен Николаю Алексеевичу за поддержку моей диссертации. На защите Пилюгин выступил как соратник Янгеля, как соавтор разработки ракет "днепровского" направления. Я понимал, что академик прибыл на защиту далеко не из-за меня, а как апологет "минометного" старта, который был темой моей диссертационной работы.

В.П.Глушко пришел в ОКБ не с пустыми руками, как он это рассказывал сам. Он и группа проектантов Химкинского двигательного КБ создали ряд ракетных схем, которые назывались РЛА - "ракетные летательные аппараты". Эта аббревиатура РЛА родилась еще в 1930-е годы в Газодинамической лаборатории, когда под руководством В.П.Глушко там разрабатывались жидкостные ракетные двигатели серии ОРМ - "опытный ракетный мотор". Последний проект ракеты тридцатых годов имел индекс РЛА-100. Проект был разработан в 1930-1932 гг. Ракета предназначалась для вертикальных полетов с расчетной высотой до 100 км, стартовая масса ракеты 400 кг, тяга двигателей до 3 т, время их работы 20 с. Теперь, через сорок лет, предполагалось создать ракеты массой более двух тысяч тонн, которые строились по отличному от Н-1 принципу блочной структуры с минимально возможным количеством маршевых двигателей большой тяги. Цель создания - реализация многих космических программ, в том числе и полетов к планетам.

К этому времени в королевском КБ стабилизировалась программа пилотируемых полетов в околоземный космос на базе достижений королевской и челомеевской организаций, которые до сих пор являются рабочими лошадками. Я имею в виду "Союз" и "Протон" - других ракет не было.

Глушко предложил программу создания ракет-носителей большой массы для выведения на орбиту Земли орбитальных станций, организации межпланетных экспедиций и создания лунных баз. Причем суперракета Глушко с индексом РЛА состояла из блоков шестиметрового диаметра, компоненты - кислород и керосин. Было поручено проектному составу королевской организации разработать в течение одного года на базе материалов Глушко единую перспективную программу создания космических систем и средств выведения.

С приходом в ОКБ-1 (ЦКБЭМ) В.П.Глушко под дирижерским руководством Д.Ф.Устинова образовалось входившее в то время в моду объединение организаций -Научно-производственное объединение (НПО) "Энергия".

К 1974 г. ЦКБЭМ включало в себя ряд проектных, конструкторских комплексов, подразделений, курирующих и разрабатывающих системы управления, исполнительные органы системы управления ракет и космических аппаратов, телеметрические системы, двигательные установки:, наземные комплексы, комплексы новых материалов и технологий. В структуру входил также Завод экспериментального машиностроения, директор - В.М.Ключарев.

В НПО "Энергия", кроме конструкторских подразделений и завода в Подлипках, вошли КБ энергетического машиностроения - глушковское КБ в Химках (главным конструктором этого КБ стал В.П.Радовский), КБ "Салют", образованное в июне 1981 года отделением от челомеевского ОКБ, В.Н.Челомей остался в Реутово. Генеральным конструктором "Салюта" стал Д.А.Полухин. Филиал ОКБ-1 в Куйбышеве образовался как самостоятельная организация по разработке космических аппаратов зондирования Земли и из себя выделил конструкторское бюро под руководством Б.Г.Пензина: Д.И.Козлов после драматической истории с Н-1 отказался участвовать в разработке глушковской программы, оставив за собой ведение серийного изготовления Р-7. Таким образом сформировался достаточно мощный конструкторский куст.

Было образовано несколько направлений конструкторских разработок во главе с главными конструкторами: по многоцелевым тяжелым носителям, многоразовым транспортным космическим системам, орбитальным станциям, лунному комплексу и проекту "Союз" - "Аполлон". К тому времени такая организация работ для крупных многоплановых предприятий была рекомендуемой. Матричная структура в общем была не новой.

В период работ по программе межконтинентальной ракеты "Атлас" фирмой "Конвэр" было организовано управление разработкой на основе линейной системы, ориентированной на руководство работами по отдельному проекту. Эта форма организации была эффективна до тех пор, пока вся работа была сосредоточена на разработке в рамках одной системы. С появлением дополнительных вариантов ракет, а также использования этой ракеты в качестве носителя космических объектов возникли проблемы приоритета систем, которые концентрировались в функциональных звеньях управления. Руководство применило так называемую "матричную" систему управления разработками, которая дает возможность постоянно контролировать выполнение отдельных программ. По каждой программе назначается директор. Действуя через линейные и вспомогательные звенья, директор управляет ходом работ по своей программе.

Оказалось рациональным организовывать управление на базе проектов. Участвующие в разработках в рамках проекта образуют линейную организацию, позволяющую решать специфические для данного проекта задачи. Это - проектирование, производство, стендовые и летные испытания, обеспечение надежности, разработки графиков работы, смет, руководство смежниками. Подразделения теоретических и прикладных исследований, органы управления финансами, договорами организуют свою работу на принципах функциональных органов. Личную ответственность нетрудно определить в системе, имеющей дело с одним проектом. Когда же появляются разные проекты, функции одного руководителя становятся расплывчатыми.

Организация работ на основе проектов оказалась эффективной, т.к. каждый руководитель проекта действительно самостоятелен в выборе и определении требований к проектированию, производству и развертыванию системы. Зависимость от центрального управления в рамках компании остается лишь в таких областях, как финансы, учет и трудовые отношения.

Когда в организационной структуре первостепенная ответственность и соответствующие полномочия возлагаются на руководителей программ, то основными задачами руководства организацией в целом становятся планирование, ресурсы и координация.

НАСА пошло по пути создания систем управления на основе целевых программ работ. Одновременно был создан ряд лабораторий и органов, необходимых для обслуживания всех программ и в различных областях науки и техники.

Рациональная структура любой разработки должна охватывать все этапы и стадии создания новой техники: предварительные исследования, проектирование, конструирование, экспериментальная проверка решений, изготовление опытных образцов, испытания и сдача в эксплуатацию, запуск в производство, авторский надзор. Технический руководитель разработки, проекта, программы должен иметь необходимые права и нести ответственность на всех этапах создания техники.

Техническим руководителем в оборонных отраслях промышленности Советского Союза являлся главный или генеральный конструктор разработки, назначавшийся по согласованию с ЦК приказом министра (для главного) или решением Совмина СССР (для генерального). Права, обязанности и ответственность генерального конструктора определялись постановлением Совмина.

Исторически в Минобщемаше до 1968 г. существовал институт только главных конструкторов. Исключение - В.Н.Челомей. Напротив, в Минавиапроме по традиции военных лет руководителям КБ, как правило, присваивалось звание генерального конструктора.

В нормальных условиях организация разработки велась специализированным КБ -головным по теме.

В 1970-е годы стал приживаться метод поднятия ранга обычных ведущих конструкторов приданием им наименования главных по теме, например, главный по разгонному блоку, главный по ракете. Такие "главные" работали в матричной структуре и имели в подчинении минимальный аппарат, осуществляя функции координатора работ.

В 1975 г. КБ НПО "Энергия" был завершен выпуск технических предложений в рамках "Комплексной ракетно-космической программы". Программа предусматривала создание унифицированного ряда ракетных летательных аппаратов для высадки пилотируемой экспедиции на Луну и создание лунной базы. Технические предложения включали в себя также основные конструктивные решения многоразовых систем. В технических предложениях основное внимание было уделено использованию созданного ранее задела ракеты Н-1 и - главное - стартовых полигонных сооружений.

Загрузка...