Секретный «Буран-Т» - строитель марсианского корабля
15 ноября 1988 года состоялся первый и единственный полёт советского многоразового орбитального корабля «Буран». Он также стал вторым и последним пуском гигантской ракеты «Энергия». Между тем, в рассекреченных архивах есть информация о другом "Буране" - последнем и самом амбициозном космическом проекте СССР. С его помощью предполагалось строить на околоземной орбите гигантские, по сравнению с "Миром" или МКС, станции и даже собрать огромный корабль для доставки людей на Марс.
Космическое эхо холодной войны
Проект «Энергия-Буран» возник в начале 1970-х годов в условиях холодной войны. После высадки человека на Луну, NASA начало разработку многоразового космического корабля Space Shuttle. Пентагон поддержал эту идею, определив размеры грузового отсека для крупногабаритных спутников-шпионов, таких как KH-9 Hexagon.
Участие американских военных в разработке вызвало беспокойство. Советские власти опасались, что Space Shuttle, взлетающий с космодрома Ванденберг в Калифорнии, может быть использован для нанесения превентивного ядерного удара: по их мнению, «нырнув» в атмосферу, корабль мог изменить плоскость орбиты, чтобы избежать обнаружения советскими радарами раннего предупреждения, пролететь над Москвой и сбросить ядерные боеголовки.
Специалисты по баллистике и военные консультанты утверждали, что подобный сценарий возможен, но не имеет стратегического значения. Однако Кремль не хотел рисковать.
В связи с тем, что NASA и министерство обороны США инвестировали значительные средства в создание пилотируемого корабля Space Shuttle, который, возможно, имел военное применение, СССР не мог остаться в стороне. В результате в середине 1970-х по прямому указанию руководства страны была запущена советская программа разработки многоразовой транспортной космической системы (МТКС), способной выполнять задачи, аналогичные тем, что стояли перед американским шаттлом.
Ракетно-космическая промышленность предлагала варианты, отличные от Space Shuttle, но более подходящие для наших нужд, например, ряд тяжелых и сверхтяжелых ракет-носителей, названных «реактивными летательными аппаратами» (РЛА). С этой идеей выдающийся советский конструктор-двигателист Валентин Глушко пришёл на руководство предприятия, которое раньше возглавлял Сергей Королёв. Изначально оно называлось ОКБ-1, а после смерти основателя — ЦКБЭМ. Теперь его стали именовать НПО «Энергия».
Тоже шаттл, но лучше
Сам Валентин Петрович был категорически против слепого копирования американской разработки, хотя среди предложенных вариантов носителей имелся РЛА-130, предназначенный для запуска многоразового крылатого орбитального корабля, напоминавшего шаттл. Однако Кремль настаивал именно на копировании, из-за чего на повестку был поставлен вопрос создания средства выведения, аналогичного системе Space Shuttle, с установленными на орбитальном аппарате маршевыми двигателями и стартовыми ускорителями на твердом топливе (проект ОС-120). Но возможности отечественных технологий не позволяли создать такую систему в требуемые директивами сроки.
Из-за различных факторов орбитальный аппарат стал похож на шаттл, но с существенными отличиями в конструкции. На нем отсутствовали маршевые ракетные двигатели, но впервые использовалась объединенная двигательная установка на жидком кислороде и керосине для управления ориентацией и изменения параметров орбиты. Конструкцию корабля предполагалось выполнить из титана, а не из алюминия, и установить воздушно-реактивные двигатели для облегчения предпосадочных манёвров. Корабль мог совершать полностью автоматический полёт от старта до посадки без экипажа.
Ракета-носитель могла применяться не только для запуска многоразового корабля, но и для других целей, таких как полёты на Луну и Марс или выведение на орбиту гигантских космических станций. Военные же хотели использовать ее для запуска в космос других крупногабаритных объектов.
21 ноября 1977 года был официально утвержден проект МТКС «Буран». Ответственным за ракету было назначено НПО «Энергия», за орбитальный корабль – НПО «Молния». Чуть позже система получила название МКС вместо МТКС.
При стартовой массе около 2400 тонн она должна была выводить на переходную орбиту с высотой апогея 155 километров, высотой перигея - минус 6 километров и наклонением 50.7 градусов орбитальный корабль стартовой массой 102.5 тонны. Последний изготавливался как из титана, так и из алюминиевых сплавов, воздушно-реактивных двигателей не имел, мог нести на орбиту в грузовом отсеке, закрытом при старте двумя створками, полезный груз массой до 30 тонн, или возвращать с орбиты – до 20 тонн. Вместо крылатого корабля на орбиту высотой 200 км и наклонением 50,7 градусов мог запускаться полезный груз массой до 82 тонн. Подробности проекта были опубликованы к 35-летию полета многоразового корабля «Буран» на официальном сайте Госкорпорации «Роскосмос» в ноябре 2023 года.
Разработка новой сверхтяжелой ракеты, получившей впоследствии название «Энергия», потребовала значительных усилий в области двигательных установок. Для центральной ступени был создан кислородно-водородный двигатель РД-0120, а для боковых блоков — кислородно-керосиновый двигатель РД-170. Последний до сих пор остается самым мощным жидкостным двигателем из когда-либо находившихся в эксплуатации.
Реализация теплозащиты для орбитального аппарата и его бортовых систем оказалось непростой задачей. Однако ракетно-космический комплекс, состоящий из ракеты и корабля, мог использовать инфраструктуру на Байконуре после лунной программы Н1-Л3, которая была крупнейшим проектом советской космонавтики.
Со временем военные стали представлять проект МКС как противодействие стратегической оборонной инициативе (СОИ) президента Рейгана, известной в Советском Союзе как «Программа Звёздных войн». Однако с точки зрения пришедшего к власти Михаила Горбачёва, советский ответ на СОИ воспринимался как досадное препятствие в отношениях двух сверхдержав. Новый генеральный секретарь ЦК КПСС был полон решимости сократить расходы на оборонный комплекс, и "Буран", хотя и не такой дорогой, как другие военные проекты, но заметный по масштабам, стала лёгкой мишенью для критики.
Первый и, как оказалось, последний полет
Летные испытания системы начались в 1987 году, но программа испытывала серьёзные финансовые трудности и не имела твёрдой поддержки в правительстве. Из-за экономических проблем в стране, по слухам из Кремля, разработку могли закрыть. НПО «Энергия», отвечавшее за проект в целом и за ракету-носитель, а также НПО «Молния», занимавшееся созданием орбитального корабля, имели разные взгляды на то, как следует защищать проект. Валентин Глушко считал главным приоритетом сверхтяжёлый носитель, который, по его мнению, мог стать ключом к освоению Солнечной системы. Главный проектант крылатого орбитального корабля Глеб Лозино-Лозинский, напротив, отстаивал идею «Бурана» и хотел как можно скорее продемонстрировать жизнеспособность этой части проекта.
В рамках программы «Буран» предполагалось создать пять орбитальных кораблей, однако сроки их строительства постоянно сдвигались. Руководители проекта решили ускорить работу и пойти на риск. Они планировали запустить первый корабль до того как проект могли закрыть по команде сверху.
15 ноября 1988 года на космодроме Байконур были неблагоприятные погодные условия, но запуск уже несколько раз откладывался, и руководство проекта решило приложить все усилия для выполнения задачи в срок. Старт состоялся и прошёл успешно: «Буран» вышел на орбиту и совершил двухвитковый полёт. В космосе корабль летел с закрытыми створками грузового отсека, так как радиаторы системы охлаждения ещё не были полностью готовы.
Затем «Буран» сошёл с орбиты, выполнил планирующий аэродинамически управляемый полёт в атмосфере и мягко сел в автоматическом режиме на специально построенную взлётно-посадочную полосу на Байконуре. В последний момент полёт едва не закончился катастрофой: центр управления всерьёз рассматривал возможность уничтожения корабля, когда тот зашёл на полосу с нерасчётной стороны. Однако решение, принятое системой управления «Бурана», оказалось верным, и приземление прошло без проблем. Всё сложилось так, как и планировалось. Даже лучше.
После триумфального ноябрьского полёта программа «Энергия-Буран» стала восприниматься как кульминация и символ выдающихся достижений советской космонавтики. Многие западные эксперты были поражены. После долгих лет активной пропаганды на Западе, утверждавшей, что советские космические технологии отстают от европейских и американских, автоматический полёт «Бурана» стал настоящим чудом. Казалось, это было просто невозможно…
Другой «Буран»
Советская сверхтяжёлая многоразовая космическая система явно превосходила американский челнок. В то время как Space Shuttle мог использоваться только с орбитальным аппаратом, «Энергия» была способна работать практически с любыми грузами, а «Буран» мог совершать автоматические полёты без экипажа.
На Западе предполагали, что «Энергия» будет использоваться как с многоразовым орбитальным кораблём, так и с другими аппаратами. Однако реализация этой возможности была не столь очевидной из-за схемы полёта: ракета-носитель выводила полезный груз на траекторию с небольшим недобором орбитальной скорости. Как указано выше, апогей этой траектории находился на орбитальной высоте, а перигей имел фактически отрицательное значение. Так делалось для того, чтобы после разделения последняя ступень ракеты-носителя — огромный пустой кислородно-водородный блок «Ц», близкий по габаритам к внешнему топливному баку американского шаттла — не оставалась на орбите, а самостоятельно входила в атмосферу, где разрушалась под действием аэродинамического торможения. Останки блока должны были упасть в несудоходной части Тихого океана.
Полезному грузу предстояло самостоятельно добираться до орбиты. Для этого «Буран» оснащался двигателями орбитального маневрирования, а запущенный ранее с помощью "Энергии" аппарат «Полюс» («Скиф-ДМ») создавался с использованием материальной части транспортных кораблей снабжения (ТКС), которые ранее разрабатывались в рамках программы орбитальных станций. С грузами, не имеющими собственных двигателей, было сложнее: при прямом выходе на орбиту с помощью блока «Ц» грузоподъемность системы падала до 82 тонн, и возникал вопрос: что делать с пустой верхней ступенью
НПО «Энергия» предложило создать транспортный ракетно-космический комплекс (ТРКК) «Буран-Т» с крупногабаритным обтекателем-контейнером полезного груза, устанавливаемым сбоку блока «Ц» вместо многоразового крылатого орбитального корабля.
Контейнер проектировался так, чтобы доставлять полезные нагрузки, используя те же механические и электрические интерфейсы «носитель-корабль», что и «Буран». При стартовой массе около 2400 тонн «Буран-Т» мог выводить на низкую околоземную орбиту высотой 200 км с наклонением 50,7° 82 тонны груза, или на геостационарную орбиту – 18 тонн.
Контейнер с полезным грузом образовывал грузовой транспортный аппарат (ГТА). Это была довольно необычная конструкция, обеспечивающая не только защиту космических аппаратов от аэродинамических и тепловых нагрузок на атмосферном участке выведения: два из трех вариантов ГТА оснащались еще и двигательными установками для довыведения.
Так, для запуска грузов на орбиту высотой до 1000 километров могла использоваться объединенная двигательная установка, заимствованная из корабля «Буран» и установленная в задней части ГТА. Для высокоэнергетических траекторий (в частности, геостационарной орбиты) внутри ГТА ставился большой кислородно-водородный разгонный блок, способный как выполнять довыведение, так и маневры по переводу полезной нагрузки на отлетные траектории или на геостационар.
Для полетов на орбиты с меньшими энергозатратами вместо кислородно-водородного разгонного блока можно было использовать одну или две верхние ступени на основе кислородно-керосинового блока «Д» (заимствовался из ракеты-носителя «Протон-К»).
«Буран-Т» предназначался для размещения крупных модулей космической станции на низкой орбите, сборки пилотируемого космического корабля для полета на Марс или запуска крупных геостационарных космических аппаратов, таких как спутники связи проекта «Глобис».
Судя по рассекреченным документам, первый полёт «Бурана-Т» должен был состояться через десять лет после начала работ над многоразовой космической системой, а через три года после этого планировалось начать регулярные пуски.
Наследие "Энергии-Буран"
Однако распад СССР положил конец этим планам. «Энергия» совершила всего два полета, причем только один из них – с «Бураном», который к тому времени еще и не был полностью готов. Единственная миссия многоразового орбитального корабля стала одновременно и завершением самой дорогостоящей, сложной и амбициозной программы в истории советской космонавтики: всего через три года после ноябрьского полета исчезла сама страна, создавшая эту уникальную систему.
Программа «Энергия-Буран» превзошла по затратам проект ракетно-космического комплекса Н1-Л3, предназначенного для осуществления высадки советского космонавта на Луну. Но, в отличие от лунной программы, технологии которой (с некоторыми изменениями) дали жизнь более прогрессивным решениям, реализованным в рамках программы «Энергия-Буран», последней повезло еще меньше: ее колоссальное наследие после распада Советского Союза оказалось не востребованным. В стремительном водовороте событий всем было не до этой системы.
С трудом удалось отстоять использование в новых ракетно-космических программах отдельных, пусть и довольно значительных элементов проекта, таких как ракета-носитель средней грузоподъёмности «Зенит» (первая ступень была унифицирована с боковым блоком «Энергии»), андрогинно-периферийный агрегат стыковки АПАС-89 (с модификациями использован на Международной космической станции) и уникальный сверхмощный двигатель РД-171.
Увы, разработчикам проекта не довелось стать свидетелями самой амбициозной части программы - пилотируемой миссии на Марс, которая могла быть реализована при нескольких запусках сверхтяжёлого «Бурана-Т».
Может показаться, что карьера американской системы Space Shuttle более удачна, но и она тоже закончилась в 2011 году, после 30 лет эксплуатации, во время которой были потеряны два корабля и погибли 14 астронавтов.
