Невозможно? Нет такого слова!
Черепаший галоп.
В ноябре 1964 года Генеральный Конструктор Сергей Павлович Королев получил окончательный вердикт конструкторов – разрабатываемая в рамках советской лунной программы суперракета «Н-1» с грузоподъемностью 75 тонн на низкую околоземную орбиту не в состоянии решить задачу экспедиции на Луну в один пуск. Как затем писал Черток в своем труде «Ракеты и люди», Королев выглядел крайне обескураженным.
Тем более, что вновь избранный Генсеком КПСС Брежнев в порядке своеобразной инвентаризации назначил доклад по советской лунной программе на начало декабря.
В КБ было спущено указание: срочно пересмотреть конструкцию ракеты с целью увеличения ПН до 95 -100 тонн. Черновые расчеты были сделаны в кратчайшие сроки. Однако случилось непредвиденное.
Выслушав докладчика, увлеченно повествующего о переходе космонавта из лунного орбитального корабля в посадочный модуль и обратно через открытый космос, Брежнев повел своими уже знаменитыми бровями и заметил: «Напоминает цирк. Хм… Сергей Павлович, а что там планируют американцы? Такую же акробатику?»
Со времен Сталина не прошло и 12 лет и привычка втирать очки (особенно по важным вопросам) еще не успела распространиться. А сухое изложение известных к тому времени фактов о программе «Аполло» прозвучали поразительным контрастом. Не в пользу СССР, что характерно.
После чего из-под нависших бровей прозвучал сакраментальный вопрос: «А почему?» читать дальше
Это напоминало прорыв плотины. Отсутствие мощных двигателей, неразвитость электроники, отсутствие стендовой базы – все эти частные факты, конечно, прозвучали – но главным было не это. В советской лунной – и вообще космической - программе царил БАРДАК. Три проекта суперракет – Королевская Н-1, Челомеевская УР-700, Янгелевская Р-56, два отдельных проекта по облету Луны на УР-500 (ныне более известной как «Протон» – и по собственно посадке… И все эти дублировавшие друг друга направления финансировались, что размазывало и без того невеликий по сравнению с США «лунный» бюджет.
Вопрос «А что там у американцев?» прозвучал опять. Выяснилось, что имел место забавнейший парадокс – во вполне себе капиталистических Штатах финансирование осуществлялось согласно единому утвержденному Конгрессом правительственному плану, а в плановом СССР деньги выделялись тому, кто первым откроет дверь. Второму и третьему, впрочем, тоже выделялись.
После второго бровастого «А почему?» у Королева прихватило сердце. Но инфаркта удалось избежать.
На совещании Правительства СССР в январе 1965-го было принято решение о реорганизации космической отрасли. По историческому образцу Главсевморпути было создано Главное Управление Космических Исследования – Главкосмос. Профильные министерства выступали как контракторы и исполнители. Однако возникла серьезнейшая проблема. Отношения ведущих Главных к тому времени, мягко говоря, были весьма непростыми. Сцена с участием Королева, Глушко и Челомея на совещании Главных в конце января впечатлила даже куратора вопроса – Первого Зама Предсовмина Д.Ф.Устинова, привыкшего в Политбюро ко многому. Стало ясно, что если кого-то из них назначить начальником Главкосмоса, КБ конкурентов ждут поток и разорение.
В результате вопрос был решен просто – «так не доставайся же ты никому» - на Главкосмос был поставлен генерал-полковник Н.П.Каманин – полярный летчик, один из первой семерки Героев Советского Союза, начальник Центра подготовки космонавтов, заместитель Главкома ВВС по космосу. С намеком, что маршальские звезды генерал-полковника лежат на Луне.
Королев, имевший веские основания считать место своим, был взбешен. Однако состояние дел в его собственном проекте, в отличие от 57-61 годов года не позволяло переть танком – то, что в датском королевстве (королёвстве) неладно, стало очевидно уже всем.
Работы по программе Н-1/Л-3 были заморожены, по УР-500/Л-1 (облет Луны без выхода на орбиту) еще велись. Советская разведка рыла землю носом, и вскоре стало ясно – при любых разумных (а хоть бы и неразумных, но возможных) затратах опередить астронавтов на Луне не удастся. Создать ракету нужной грузоподъемности раньше, чем в 70-71 году не представлялось возможным.
К тому же, перед ракетно-космической отраслью страны стояли и более насущные проблемы – следовало озаботиться достижением реального, а не декларативного ракетно-ядерного паритета, наладить работу космической фоторазведки и связи, военные требовали боевых станций на орбите.
Апрельский доклад Каманина Политбюро был обескураживающим (в том числе и для него самого – маршальские звезды манили), но содержал худо-бедно приемлемый выход – в пилотируемой космонавтике ограничиться освоением околоземной орбиты в целях обороны и народного хозяйства, оставив лишь облет Луны по схеме Л-1. Часть снятых с проекта Л-3 средств – перебросить на автоматические исследования с помощью самодвижущихся лунных лабораторий. Доставку лунного грунта также предлагалось осуществить посредством автоматических миссий. При увеличении финансирования КБ Челомея, Пилюгина и Бабакина (и запрещении Челомею тратиться на монстроидальную УР-700) шансы опередить американцев хотя бы таким образом резко возрастали.
Королеву было предложено сконцентрироваться на новом орбитальном пилотируемом корабле, благо программа «Восходов» подходила к завершению, а тема «Север» (будущий «Союз») развивалась успешно. Тему «Е-6» (мягкая посадка на Луну) также передали КБ Лавочкина.
Тема носителя сверхбольшой грузоподъемности должна была стать темой отдельного заседания коллегии Главкосмоса – такой носитель нужен был не только для Луны, но и для военных.
… «Это маленький шаг для одного человека, но огромный скачок для всего человечества!» - ЦТ СССР продлило свои передачи на глубокую ночь специально для трансляции прямого репортажа о высадке американцев на Луну. Живая картинка шла не очень долго, ее сменили другие кадры. В лаборатории ГЕОХИ очень похожие на космонавтов в своих «чистотных» скафандрах ученые рассматривали пробирки и лоточки с серым порошком. «Луна-15» то ли наткнулась на незапланированную горку, то ли при выдаче тормозного импульса взорвался двигатель – но ее сестренка за номером 16 таки доставила сто грамм реголита еще месяц назад. Теперь советские дикторы выражали надежду, что полеты американцев внесут свой дополнительный вклад в основанную советскими учеными селенологию. Во благо всего прогрессивного человечества, а как же.
В Овальном кабинете Джонсон шепотом материл Стаффорда. Ну что ему стоило пойти на нарушение инструкций и сесть на Аполло-10 в мае! А теперь впечатления от посадки Армстронга были смазаны успехом советского робота. Нет, конечно, понимающие люди могли оценить разницу – одно дело сотня грамм пыли, а совсем другое – следы ботинок в той самой пыли. Но публике-то не объяснишь, какого черта мы вбухиваем миллиарды и рискуем жизнью наших парней, когда большевики достигают той же (ну почти) цели раньше, дешевле и без риска.
Кроме того – сейчас уже в сторону красной планеты летели еще два русских робота – «Марс-2» и «Марс-3». А их дальние родственники – «летающие телеграфные столбы» сейчас рвали на части тела славных американских ребят во Вьетнаме.
Истерия по поводу русских автоматов достигла предела. Конгресс требовал крови. Шон Коннери – агент 007 – с трудом загнал жуткого русского киборга по имени Иван Пьотр под гидравлический пресс. Фильм с названием «Терминатор» собрал полные залы.
Тем временем разведка приносила новые сведения. Под Москвой, рядом со станцией Крюково, строился новый город Зеленоград. Судя по всему, русские решили серьезно вложиться в электронику.
В Самаре КБ Кузнецова продолжало ковыряться с двигателем НК-15 (или его наследником), несмотря на то, что ракета, для которой он создавался, была, без сомнения, похоронена – циклопические ямы под Тюратамом так и оставались ямами.
Новые стыковочные узлы русских уже обеспечивали герметичное соединение и проход. Более того, русские производили стыковку автоматически – за последний год они запустили 5 пар беспилотных кораблей. 4 пары успешно состыковались.
Вообще, после гибели Комарова русские стали осторожнее – они по-прежнему не жалели ракет, добиваясь надежности методом «настрела». Пилотируемые запуски были редкими. Пока?
Тем временем в советской космической программе подковерные схватки уступили место подводным течениям – Каманин, старой школы человек, по мнению некоторых – солдафон – хватку не потерял и местоположение своих маршальских звезд помнил четко. Параллельные разработки отсекались на стадии эскизного проекта. За гибель Комарова и провал темы по переконструированию Н-1 вылетел в начальники серийного завода сменивший было покойного Королева Мишин.
Дорвавшегося-таки до вожделенного места Глушко Каманин осадил в одно касание. Делать надо было не то, что нравилось Глушко, а то, что было нужно стране. В конце концов, серийных заводов в стране мно-ого…
А то, что было нужно стране, определялось в течение всего 65 и половины 66 года.
Первую строчку, как водится, заняли военные: «Тетенька, дай водички попить, а то так жрать хотца, что переночевать не с кем». Значит, разведка, связь, спутники-истребители – ну и станция – эдакий разведывательно-командный пункт рулить всем этим богачеством.
Связисты вписались отдельной строчкой – им очень хотелось на геостационар. А «каменный цветок» легче 5-6 тонн «чистыми» пока не выходил никак. А лучше – 7-8.
Ну и «Луна, Марс, далее везде» - в конце списка, побочно.
В общем, на совещании в сентябре 67-го были сформулированы требования к новой РКС – выводимая масса на низкую орбиту – 50-60 тонн, к Луне и планетам – не менее 14 (определялось массой «Союза»), на геостационар – тонн 7-8. Янгеля от конкурса отсекли – было еще дофига работ по БР. Остались Челомей и Глушко.
Положение Глушко было хуже губернаторского – все его наработки, в том числе по 600-тонному двигателю на АТ-НДМГ остались у недавнего партнера а ныне конкурента. К керосин-кислороду душа не лежала, причем по вполне объективным причинам – так и не побежденные высокочастотные колебания в КС не позволяли поднять тягу керосинки выше 170-200 тонн. Причем в директора серийного завода хотелось не очень. Однако же выход был, причем был он буквально на виду.
После совещания в Самаре со своими недавними врагами, а ныне, вынужденно, коллегами, Глушко вылетел в Подлипки. КБ Кузнецова старых обид решило не припоминать. НК-15 было решено дорабатывать, а на его базе создать еще два движка – двухкамерный НК-215 и 4-камерный НК-415.
(Примечание – в реале на базе КС и сопла НК-33, развития НК-15, был создан 4-камерный двигатель РД-171/170, использующийся в РН «Зенит» и боковых блоках РКС «Энергия». В многокамерном двигателе один турбоагрегат – самая ответственная и аварийно-опасная часть двигателя – подает топливо и окислитель к нескольким камерам сгорания.)
Здраво рассудив, что военным и связистам сколько на орбиту не закинь – все мало, Глушко решил плясать все-таки от Луны, хотя и втихомолку. Данные по американской программе и наработки по Л3 давали необходимую массу посадочного модуля на лунной орбите около 14 тонн. При этом при использовании вполне обычных керосиновых движков с вакуумным соплом масса на низкой околоземной орбите получалась порядка 58 тонн. В пределах задания.
У Челомея считать, что характерно, тоже умели. В результате представленные в январе 68-го на комиссию Главкосмоса проекты подозрительно напоминали друг друга. 5 «сосисок» 4-метрового диаметра «крестом», третья ступень сверху. В боковых «сосисках» – 600-тонники, в центре – 300. Разница была в топливе и движках. Челомеевцы использовали гептил и тетроксид азота, ОКБ-1 – керосин-кислород. У челомеевцев в боковушках стояли глушковские монстры РД-270, в центре – испытанные протоновские РД-253, 2 штуки. У ОКБ-1 – кузнецовские четырехкамерники по бокам и двухкамерник в центре. «У дураков мысли сходятся» - пробурчал про себя Каманин.
(Примечание – существуют разные мнения насчет РН из унифицированных блоков – наряду с достоинствами, такая схема обладает и существенными недостатками. В частности, массовое совершенство таких ракет, как правило, ниже. Однако в реале и Челомей, и Глушко в то время отдали дань именно этой схеме. В настоящее время схожую концепцию использует Боинг в «Дельте» и Хруничев в «Ангаре»)
Рубились более цивилизованно, чем еще три года назад. Характеристики ракет были практически одинаковыми. Все блоки вписывались в железнодорожный габарит, все делались на освоенной оснастке. Все решил вопрос гептила – мощностей химзаводов не хватало, учитывая стремительно разворачивающиеся количественно РВСН.
Тему без особых затей обозвали «Н-2» - «чтоб никто не догадался». На базе кузнецовских движков планировалось целое семейство:
Младший его представитель – «Н-20», со взлетной массой 200 тонн, на первой ступени имел двухкамерный «НК-215», на второй – тоже кузнецовский, НК-9В с тягой 40 тонн. На орбиту выводилось порядка 4 тонн. Эта ниша была прочно оккупирована «Востоком» и посему такой носитель рассматривался как малообязательная опция.
А вот «Н-21» вдвое большего стартового веса, с «НК-415» на первой ступени и парой «НК-9В» на второй был интереснее. Масса выводимого груза должна была составить 10 тонн, что было уже значительно больше «Союза». При этом количество турбонасосов было 3 против 6 «Союзовских», а количество камер сгорания (без учета рулевых) уменьшалось аж в 4 раза – 6 против 24. Конечно, кузнецовские двигатели были больше и дороже – но стоимость ракеты при серийном производстве обещала быть ненамного выше «Семерки». Массовое совершенство было достаточно высоким – первая ступень на 270 тонн керосина и кислорода имела сухой вес 20 тонн, вторая, на 90 тонн, весила 8.
Примечание – описана РН «Зенит» http://www.astronautix.com/lvs/zenit2.htm, масштабированная в соответствии с меньшей тягой двигателя относительно РД-171. Есть более ранний аналогичный проект Глушко, также основанный на применении унифицированных блоков: http://www.astronautix.com/lvs/rla120.htm
Следующий носитель в гамме, «Н-23» выглядел как удар под дых Челомею. Два боковых блока, в большой степени унифицированных с первой ступенью «Двадцать первой» - и центральный блок тех же габаритов с двухкамерным «НК-215». Двигатели центрального блока, как и на «Семерках», работали с самого старта, но к моменту отделения ускорителей в ЦБ оставалась еще половина заправки топлива. При стартовом весе 1000 тонн ПН предполагалась порядка тридцати тонн – в полтора с копейками раза больше, чем у тогдашнего «Протона».
Примечание – см. проект РЛА-135 от Глушко http://www.astronautix.com/lvs/rla135.htm
А вот со старшей моделью в линейке возникли проблемы. Перегрузки, тяговооруженность по ступеням и прочие параметры «не бились». Признак «Н-1» заглядывал в окна и незримо шлялся по коридорам и курилкам ОКБ. Челомей опять показал краешек папочки со своим проектом, однако старый полярный летчик Каманин знал твердо – приняв решение – исполняй, метания до добра не доводят. В результате на ЦБ тяжелого варианта появился четырехкамерный «НК-415», двухкамерную версию за малой востребованностью отложили в шкаф, а на ЦБ тридцатитонника решили ставить два «НК-15» той же общей тягой. Центральный блок потолстел до пяти с половиной метров и перестал вписываться как в железнодорожный габарит, так и в планировавшийся универсальный стартовый комплекс. Ну, «не очень-то и хотелось» (с)
Примечание – опять-таки аналог из ранних разработок Глушко, смещенный на 6 лет ранее и масштабированный под двигатели тягой на Земле ок. 600 тонн. См. здесь: http://www.astronautix.com/lvs/rla150.htm
Зато выводимый на орбиту груз подскочил аж до 68 тонн. Военные издали восторженный вопль и с удовольствием выдали пару мясищевских стратегов для переоборудования в целях перевозки негабаритного ЦБ. КБТМ плевалось – вместо одного универсального старта приходилось городить три – для легкого, среднего и тяжелого вариантов.
Отработку решили начать с моноблока. 11 апреля 68-го (
– родился некто SerB ), всего через 3 месяца после утверждения ЭП, основная документация на «Н-21» была утверждена. Благо к тому времени опыт проектирования систем такой размерности был уже богатейший. Опытный старт, совмещенный с испытательным стендом решили строить в Плесецке – подальше от любопытных глаз супостата. Тем более, что основной ПН предполагались разведспутники на солнечно-синхронную орбиту. Супостат работы засек, но не впечатлился. Аналитики предположили, что старт предназначен для «Протона», на чем сердце и успокоилось.
Самара, хотя и не испытывала недостатков в деньгах и фондах, тормозила с движком. Сказывалось отсутствие опыта. Первый экземпляр четырехкамерного «НК-415» поставили на стенд в конце 68-го. Приемлемого уровня надежности, однако, удалось достичь только к маю следующего года. Миссия «Аполло-11» погрузила всю космическую отрасль СССР в уныние, если бы не Челомей с Бабакиным, получившие лунный грунт месяцем ранее, дело вообще было бы швах. Первый старт нового носителя назначили на август. Он состоялся и завершился пожаром двигателя и взрывом на 68 секунде полета.
Примечание: По этой же причине 21 февраля 1969 года взорвалась первая из четырех «Н-1». Задержка в дате запуска связана с потерей времени на реорганизацию отрасли и с проектированием новой ракеты и разработкой новых двигателей.
Вторая попытка, месяц спустя, закончилась еще большей неприятностью. Двигатель отрубился прямо на старте, ракета провалилась в отверстие газоотводного лотка и взорвалась внизу. Подброшенная взрывом бетонная плита упала в 20 метрах за командным бункером.
Примечание: Описана реальная катастрофа при одном из запусков. В принципе, две аварии подряд по реальным показателям кузнецовских движков маловероятны, однако «авторский произвол» (с)
Стало ясно, что двигатели «НК» не соответствуют требованиям по надежности. Челомей опять прошелся по коридорам с папочкой, однако Каманин предпочел серьезно поговорить с двигателистами и Глушко. В результате было принято решение пересмотреть требования к двигателям по надежности и, соответственно, их конструкцию. Требования к ресурсу устанавливались невиданные – 600 секунд непрерывной работы. Каждый серийный двигатель после изготовления должен был отработать на стенде 240 секунд и только после переборки и диагностики мог был отправлен заказчику. Новые двигатели получили новые имена – НК-33 и НК-433 соответственно. Двигатели были готовы почти одновременно – к марту 70-го. Первый же экземпляр тридцать третьего отработал тестовый прогон, был перебран, вновь поставлен на стенд… и отработал 862 секунды до разрушения. Четырехкамерный после подобной процедуры выдержал 723 секунды. Вплоть до декабря 93-го ни одной аварии РН по вине двигателей этого семейства не произошло. Видимо, лимит неудач был выбран.
Первый успешный старт «двадцать первой» (естественно, ее быстро переименовали в «очко») состоялся 29 апреля 1970 года. Второй и третий – в течение месяца. Опыт разработки стартовых комплексов позволил сократить цикл подготовки до недели.
К этому времени в конструкцию тяжелого варианта внесли дополнительные изменения – ускорители ставили парами с углом 60 градусов внутри пары – освободили место для навески в дальнейшем еще двух. Чуть ли не дивизия инженерных войск копалась на недостроенных стартах «Н-1» на Байконуре. Еще дивизия строила по 2 старта для легкого и среднего варианта.
Тем временем Челомей, так и не допущенный до «большой» лунной темы, брал реванш в других областях. После майского «гола престижа» «Луны-16» Бабакин и Лавочкин разогнались не на шутку. Челомей обеспечивал вывод автоматов на отлетные траектории и присматривался к геостационару. В 69 году были запущены 12 «протонов» - 2 к Марсу, 4 – к Луне, 3 – с безликими «Космосами», которым вместо номеров вполне можно было бы навесить погоны, и 2 – с «Космосами» «постфактум» - добрая советская традиция маскировать неудачные запуски за завесой секретности. Еще одна ракета взорвалась на участке выведения.
Спускаемые аппараты «Марсов» достигли поверхности, но «Марс-2» замолчал сразу, а «Марс-3» за 20 секунд активной работы успел передать несколько строк панорамы, разобрать что-либо на которых, впрочем, было нереально.
А на Луне за успехом «Луны-16» последовал еще один успех. В ноябре того же года «Луна-17» доставила на поверхность самоходную лабораторию – «Луноход». Восьмиколесная кастрюлька ползала по поверхности, транслировала лунные пейзажи и данные о свойствах лунного грунта, магнитного поля и так далее. Машинка отработала почти год и очень нравилась детям и членам Политбюро. И даже авария «Луны-18» не испортила им предновогоднего настроения. А вот Каманину ситуация нравилась не очень. На 12 запусков – всего 4 («Луна-16, «Луноход» и два военных «Космоса») безусловных успеха. Еще два успеха условных («Марс-3» и третий вояка). Т.е. процентов сорок. И минимум в половине случаев подводила электроника. Наука – ладно, а ну война?
После совещаний с Устиновым электронщики были отданы Каманину на растерзание. Военная приемка мало того, что зверствовала, так еще и вводила в КБ и на производстве свои армейские порядки. Разработка, производство и контроль качества регламентировались так, что устав гарнизонной и караульной службы казался милой сказочкой для детского чтения. Взращенные на «Понедельнике» «не просто программисты, а хорошие программисты», равно как и магистры-электронщики, плакали горючими слезами, материли «сапогов», пищали, но тащили. Советские микросхемы оставались самыми большими микросхемами в мире но, по крайней мере, перестали выходить из строя, когда им заблагорассудится. Более того, не столь возвышенные рода и виды вооруженных сил решили, что пусть у них труба пониже и дым пожиже – но сами они ничуть не хуже. И приняли тот же стандарт. От такого огорчения у некоторых магистров на ушах начала проклевываться шерсть, но основная масса сдюжила. Переломным моментом оказался 71 год. Когда из четверки «Марсов» отработал программу только «Марс-5», передавший с орбиты снимки марсианской поверхности, а остальные либо промазали, либо сдохли, в Воронеже устроили генеральную репетицию очередного 37 года. Посадили только одного (помимо раздолбайства раскопали нецелевое использование средств), но количество высокопоставленных пенсионеров резко возросло.
Впрочем, у Челомея была своя поляна. Освобожденный от участия в создании тяжелой РН и имея приемлемый по грузоподъемности «Протон», он бросил все силы КБ на создание орбитальной станции «Алмаз». На долговременной станции предполагалось отрабатывать системы космической разведки, целеуказания и оружия «Космос-Космос» и «Космос-Земля». Запуск планировался на конец 69 года, но возникли существенные трудности.
Положение с надеждой и опорой всей советской пилотируемой программы – кораблем «Союз» и его родственниками (ЛОК, Л-1, военным «Союз-IV») было отвратительным. После гибели Комарова выяснилось, что как на СА «Союза», так и на СА Л1 парашюты выходят максимум в 30% случаев. Пилотируемые полеты были приостановлены на полтора года.
С отработкой стыковки, несмотря на внешне приемлемое состояние дел, тоже не все ладилось. Две автоматические стыковки в этот период были удачными лишь частично (впрочем, об этом знал ограниченный круг лиц) – механический захват произошел, но стягивание и электрический контакт оставались невозможными. Что уж говорить о герметичном переходе. В мае 68-го Береговой вообще не смог состыковаться, на этот раз уже вручную. Это была просто какая-то феерия – навигационные огни на пассивном корабле «Союз-2» были перепутаны местами, датчик астроориентации не астроориентировал, а топлива в баках двигателей ориентации хватало на одну-две попытки.
Примечание. Описана реальная ситуация за исключением того, что срок перерыва в пилотируемых полетах сокращен с полутора лет до года вследствие отставки Мишина и наличия бОльших ресурсов.
Такая ситуация ставила программу «Алмаз» на грань срыва. И Челомей-таки пробил передачу темы стыковки ему, хотя все поползновения по закрытию темы «Союза» и перехода к его проекту пилотируемого транспортного корабля были в очередной раз пресечены. Не в силах повлиять на ОКБ-1 в части увеличения запаса топлива для двигателей ориентации, он занялся оптимизацией процесса стыковки. Использовав бортовой компьютер ЛОК-а (отсутствующий на «Союзе»-7К-ОК), лазерный дальномер с него же, его КБ в сотрудничестве с Пилюгиным принялось за серьезную модернизацию системы «Игла». Новая система, в отличие от «Иглы», использовала метод свободных траекторий и позволяла совершать стыковку вне радиовидимости наземных контрольных комплексов. Правда, активному кораблю требовалось получать информацию с пассивного.
Стыковочные шпангоуты предусматривали переход к андрогинным стыковочным узлам при замене системы «Штырь-Конус» на лепестковую конструкцию (см. узлы АПАС, использовавшиеся в проекте «Союз-Аполлон» и в полетах Шаттла к «Миру» и МКС). Однако такая конструкция была значительно тяжелее, и система «Штырь-Конус» осталась. Для активного аппарата было разработано устройство центрирования и совмещения осей КА после контакта – многорычажная конструкция на штыре. Узел обеспечивал герметичный переход, передачу информации, электропитания и в перспективе – дозаправку КА компонентами топлива.
Система получилась тяжелой, тяжелее стандартной на 70 кило. В ОКБ-1 устроили было скандал, но когда два «Космоса» состыковались с первой попытки и благополучно стянулись, крыть им стало нечем. Учитывая кратковременность полета к станции (2-3 дня) штатную автономность корабля в одиночном полете сократили до недели. Порывались выбросить стокилограммовый балансировочный груз в СА, но уменьшенный стараниями Феоктистова с 2.4 до 2.2 метров диаметр не позволял правильно расположить центр тяжести без него. Вторая стыковка «Космосов» с новым узлом не удалась – активный аппарат внезапно перешел в неуправляемый режим из-за нештатной работы компьютера. Пилюгин разобрался и навешал программистам. В результате регламентация по разработке программных кодов стала как бы не жестче, чем при разработке «железа». Третье испытание новой системы прошло как иллюстрация к учебникам.
16 августа 1969 года «Союз-4» состыковался с «Союзом-5». Выход в открытый космос не понадобился. Космонавты открыли люки, Елисеев и Хрунов перешли из корабля в корабль. Ходили слухи, что скорость касания была выше расчетной и кто-то из экипажа «Союза-5» заявил, что это грубое насилие. Однако стык был плотным, утечки воздуха не было зафиксировано. Дорога к орбитальным станциям была открыта, хотя при возвращении СА «Союза» произошла нештатная ситуация – из-за того, что не полностью отделился ПАО, СА вошел в атмосферу люком вперед. К счастью, ферма, соединявшая СА и ПАО прогорела раньше, чем люк.
Примечание. Дата стыковки «Союза-4» и «Союза-5» смещена на 8 месяцев позднее. Это связано с работами по новой системе стыковки и по оснащению «Союза» БЦВК. В реале стыковочные узлы с гермопереходом появились только на «Союзе-10» в апреле 1971, а гермопереход получился только на «Союзе-11» в июне того же года. Двухгодичная фора объясняется высвобождением гигантских средств, в реале занятых в программе УР-700 и их переброской на программу «Алмаз», в том числе – на разработку системы стыковки.
В октябре 69-го состоялся тройной запуск кораблей – «Союз-6», «-7» и «-8». Программой полета предусматривалась стыковка «Союза-7» с «Союзом-8» и выход 2 человек (по одному из экипажа каждого корабля) в открытый космос. БО «Союза-7» должен был использоваться как основной шлюз», БО «Союза-8» - как резервный. Полет прошел успешно, хотя потребовалась ручная перезагрузка БЦВК как на «Союзе-7, так и на «Союзе-8». Качество работы программистов оставляло желать лучшего - как оказалось, в программу были внесены недокументированные изменения. Контроль над производством программ был усилен еще – хотя, казалось, куда больше.
Это был всего-навсего второй выход в открытый космос. Выяснилось, что использующиеся скафандры обеспечивают недостаточный теплоотвод, сложны в использовании и обеспечивают отвратительную свободу движений. Выдано задание на разработку полужесткого скафандра в орбитальной и лунной модификации. Руководитель «Звезды» Гай Северин заявляет, что с использованием имеющихся наработок скафандр может быть создан за 5-6 месяцев.
Декабрь 69 года – 18-суточный полет «Союза-9». Полет прошел без особых происшествий, однако состояние экипажа по возвращении на Землю было ужасным. Длительное воздействие невесомости на человека сильнейшим образом влияло на кровообращение, тонус мышц, вестибулярный аппарат, кости. Назначенный на январь 70-го запуск ОС «Алмаз» был отменен – медики не гарантировали здоровье экипажей.
Такая вереница запусков – 6 кораблей за полгода – была вызвана двумя факторами. С одной стороны, обозначился прорыв во многих технологиях, которые нуждались в отработке. С другой – хоть как-то обозначить свою активность на фоне американской лунной миссии было необходимо. Это частично получилось – способность запускать в среднем по кораблю в месяц произвела впечатление как на публику, так и на политиков и, что самое важное, на специалистов. Именно в это время было заложено требование к будущей многоразовой космической системе Space Shuttle - способность осуществлять полет раз в месяц.
Медики задержали старт «Алмаза» на полгода. В феврале 70-го стартовал очередной «Союз» - десятый. Космонавты отряда ВВС – Попович и Артюхин – опробовали на 3 ступени ракеты-носителя установленную в БО на месте стыковочного узла пушку Нудельмана. Испытания увенчались относительным успехом – наведение по РЛ и оптическому каналу работало, лазерный дальномер действовал, БЦВК исправно считал траектории. Однако теоретически скомпенсированная по отдаче пушка вносила такие возмущения в ориентацию аппарата, что топливо в баках ДУ ориентации почти закончилось после второй короткой очереди. В результате дальнейшие операции пришлось прекратить. Ограниченная емкость баков, беда 7К-ОК, проявилась и здесь. Корабль и ступень вращались на очень низкой – ок. 180 км – орбите, с целью избежать замусоривания пространства. Огонь велся вне зоны контроля радаров США и НАТО, так что об испытании оружия стало известно только в 1990 году после рассекречивания сведений о полете. Появившиеся на орбите осколки (немногочисленные – снаряды были болванками) приписали взрыву 3 ступени. На эту версию работала и аномально низкая орбита, и быстрая, всего через сутки, посадка корабля
Наконец, в сентябре 70-го года «Алмаз» был запущен под именем «Салют-1». Станция имела оригинальную двигательную установку, «размазанную» вокруг 2.9-метрового цилиндрического модуля и 2 солнечных батареи бОльшей, чем у «Союза» плошади. В 4-метровой секции находился стыковочный узел. В зауженной 2-метровой в диаметре секции на противоположном конце был установлен комплекс оптических приборов, включая объектив с метровой апертурой, смонтированный в блоке с фотоаппаратом и спектрометром. 1 октября 1970 года «Союз-11» с экипажем в составе Волкова, Добровольского и Пацаева со второй попытки вручную состыковался со станцией. Стыковка получилась не очень удачной – рассогласование осей было великовато, но конструкция стыковочного узла оказалась способной его парировать. Несмотря на ряд неисправностей (короткое замыкание в целевой аппаратуре, задымление станции) задача полета была выполнена. Кассеты с отснятой пленкой уложили в СА. Корабль отстыковался от станции. Однако, на этапе спуска, уже после участка торможения аварийно открылся клапан стравливания давления и космонавты погибли.
На коллегии Главкосмоса Челомей и Глушко обращались друг к другу исключительно в третьем лице, не глядя на собеседника. Вопросов к «Союзу» накопилось много. Припомнили все – и голодный паек системы ориентации, и Комарова (хотя за того уже ответил Мишин), досталось Пилюгину – за неспособность надежно сделать что-то сложнее часового механизма и гальванического интегратора. Каманин пресек перепалку. В результате на базе соответствующего отдела ОКБ-1 и профильного отдела фирмы Челомея было создано отдельное КБ «Союз» под руководством Семенова. Документация при переезде заняла десяток грузовиков. К январю 71-го Семенов заявил: повышение надежности «Союза» потребует либо 300-400 кило дополнительного сухого веса, либо придется сокращать экипаж. Форсировать РН пока не получалось. И тут кто-то заметил, что за 8 месяцев «Н-21», «очко», без каких-либо серьезных замечаний отлетала уже 7 раз подряд. При этом ее удельная стоимость оказалась меньше «союзовской». Да за три с лишним дополнительных тонны грузоподъемности Семенов был готов на убийства! Массовые! Но убивать никого не пришлось. Идею поддержали. Но с оговоркой – вес зря не тратить. Обеспечить новому кораблю запас скорости в 1100 метров в секунду. Не меньше. Эта цифра получалась исходя из требований лунной программы – операции на лунной орбите, стыковка и отлет к Земле с последующей коррекцией требовали именно столько. Ну а при полете к ОС запас топлива был нужен для поднятия орбиты.
Глушко занялся «настрелом». За 71 год из 12 запущенных ракет одна «ушла за бугор» (опять подвела автоматика!), остальные отработали штатно. В аварийном полете опробовали новую САС «в боевых условиях». Заботливо спасенный СА фоторазведчика запустили в одном из следующих пусков – это был первый советский многоразовый КА. Ну, почти.
Пилюгин представил новый БЦВК. Трехпроцессорный. 9-разрядный. 9 разряд использовался для контроля четности во всех операциях сверху донизу, с точки зрения приложений процессор был 8-разрядным. Масса и энергопотребление остались прежними – все-таки какой-то прогресс был налицо. Кодовое наименование было «Домбай». Сидящим сейчас за терминалами локалок под «Радугой» это слово должно быть хорошо знакомо. Правда, тактовая частота мерилась в десятках килогерц, а не гигагерцах, как сейчас.
Исаев колдовал над объединенной двигательной установкой. Повысить надежность ценой удельного импульса не получалось – 1100 метров в секунду – не шутки. Удалось достичь импульса 326 секунд при тяге 2 тонны и ресурсе порядка часа. Сдача двигателя проходила по кузнецовской методике – прожиг, переборка, контроль. Особо одаренный экземпляр продержался 3 часа до прогара сопла. Дублирующие движки малой тяги давали УИ и тягу поменьше, но позволяли достаточно энергичные маневры. Баки с двумя независимыми системами наддува вмещали 3050 килограмм топлива. В результате масса «сухого» ПАО с баками выросла на 400 килограмм.
Семенов занялся СА. Были подняты первые проработки, с базовым диаметром 2400 мм. Всех поразило, что уменьшение диаметра не привело к облегчению СА – из-за тесноты скомпоновать оборудование оптимальным образом не удалось и пришлось вводить стокилограммовую балансировочную плиту. Решили вернуться к старому диаметру. Оснастку пришлось переделать, аэродинамику – пересчитать. Фактически, проектировать объект пришлось заново, зато теперь в СА можно было разместить трех космонавтов в легких скафандрах и 50 килограммов груза. Аэродинамическое качество на гиперзвуке также немного выросло, что немного расширило баллистический коридор при возвращении с Луны. Челомеевцы притащили наработки по теплозащите на основе пропитки из эпоксидных смол – такая ТЗ была легче и, самое интересное, позволяла достичь многоразовости. В результате СА потяжелел не так страшно, как ожидали – всего на 200 кило.
Оставался резерв – еще 200 килограмм. В орбитальном отсеке установили дополнительный пост управления стыковкой с обзорной башенкой – плюс сто. Еще сотню Каманин недрогнувшей рукой ухнул на полную андрогинность стыковочного узла – для возможных спасательных операций на орбите.
Сухая масса нового корабля «Союз-М» выросла с 6050 до 6750 килограмм, масса с полной заправкой – до 9.8 тонн.
Примечание. За счет очередного сокращения параллельных разработок в данном варианте соединены фичи ВА ТКС Челомея, СА Шеньчжоу, вероятно созданного на базе оригинального проекта Союзовского СА, ЛОК-а, «Союз-19» из программы «Союз-Аполлон» и КК «Союз-ТМ/ТМА» реала.
Продолжение следует...
В ноябре 1964 года Генеральный Конструктор Сергей Павлович Королев получил окончательный вердикт конструкторов – разрабатываемая в рамках советской лунной программы суперракета «Н-1» с грузоподъемностью 75 тонн на низкую околоземную орбиту не в состоянии решить задачу экспедиции на Луну в один пуск. Как затем писал Черток в своем труде «Ракеты и люди», Королев выглядел крайне обескураженным.
Тем более, что вновь избранный Генсеком КПСС Брежнев в порядке своеобразной инвентаризации назначил доклад по советской лунной программе на начало декабря.
В КБ было спущено указание: срочно пересмотреть конструкцию ракеты с целью увеличения ПН до 95 -100 тонн. Черновые расчеты были сделаны в кратчайшие сроки. Однако случилось непредвиденное.
Выслушав докладчика, увлеченно повествующего о переходе космонавта из лунного орбитального корабля в посадочный модуль и обратно через открытый космос, Брежнев повел своими уже знаменитыми бровями и заметил: «Напоминает цирк. Хм… Сергей Павлович, а что там планируют американцы? Такую же акробатику?»
Со времен Сталина не прошло и 12 лет и привычка втирать очки (особенно по важным вопросам) еще не успела распространиться. А сухое изложение известных к тому времени фактов о программе «Аполло» прозвучали поразительным контрастом. Не в пользу СССР, что характерно.
После чего из-под нависших бровей прозвучал сакраментальный вопрос: «А почему?» читать дальше
Это напоминало прорыв плотины. Отсутствие мощных двигателей, неразвитость электроники, отсутствие стендовой базы – все эти частные факты, конечно, прозвучали – но главным было не это. В советской лунной – и вообще космической - программе царил БАРДАК. Три проекта суперракет – Королевская Н-1, Челомеевская УР-700, Янгелевская Р-56, два отдельных проекта по облету Луны на УР-500 (ныне более известной как «Протон» – и по собственно посадке… И все эти дублировавшие друг друга направления финансировались, что размазывало и без того невеликий по сравнению с США «лунный» бюджет.
Вопрос «А что там у американцев?» прозвучал опять. Выяснилось, что имел место забавнейший парадокс – во вполне себе капиталистических Штатах финансирование осуществлялось согласно единому утвержденному Конгрессом правительственному плану, а в плановом СССР деньги выделялись тому, кто первым откроет дверь. Второму и третьему, впрочем, тоже выделялись.
После второго бровастого «А почему?» у Королева прихватило сердце. Но инфаркта удалось избежать.
На совещании Правительства СССР в январе 1965-го было принято решение о реорганизации космической отрасли. По историческому образцу Главсевморпути было создано Главное Управление Космических Исследования – Главкосмос. Профильные министерства выступали как контракторы и исполнители. Однако возникла серьезнейшая проблема. Отношения ведущих Главных к тому времени, мягко говоря, были весьма непростыми. Сцена с участием Королева, Глушко и Челомея на совещании Главных в конце января впечатлила даже куратора вопроса – Первого Зама Предсовмина Д.Ф.Устинова, привыкшего в Политбюро ко многому. Стало ясно, что если кого-то из них назначить начальником Главкосмоса, КБ конкурентов ждут поток и разорение.
В результате вопрос был решен просто – «так не доставайся же ты никому» - на Главкосмос был поставлен генерал-полковник Н.П.Каманин – полярный летчик, один из первой семерки Героев Советского Союза, начальник Центра подготовки космонавтов, заместитель Главкома ВВС по космосу. С намеком, что маршальские звезды генерал-полковника лежат на Луне.
Королев, имевший веские основания считать место своим, был взбешен. Однако состояние дел в его собственном проекте, в отличие от 57-61 годов года не позволяло переть танком – то, что в датском королевстве (королёвстве) неладно, стало очевидно уже всем.
Работы по программе Н-1/Л-3 были заморожены, по УР-500/Л-1 (облет Луны без выхода на орбиту) еще велись. Советская разведка рыла землю носом, и вскоре стало ясно – при любых разумных (а хоть бы и неразумных, но возможных) затратах опередить астронавтов на Луне не удастся. Создать ракету нужной грузоподъемности раньше, чем в 70-71 году не представлялось возможным.
К тому же, перед ракетно-космической отраслью страны стояли и более насущные проблемы – следовало озаботиться достижением реального, а не декларативного ракетно-ядерного паритета, наладить работу космической фоторазведки и связи, военные требовали боевых станций на орбите.
Апрельский доклад Каманина Политбюро был обескураживающим (в том числе и для него самого – маршальские звезды манили), но содержал худо-бедно приемлемый выход – в пилотируемой космонавтике ограничиться освоением околоземной орбиты в целях обороны и народного хозяйства, оставив лишь облет Луны по схеме Л-1. Часть снятых с проекта Л-3 средств – перебросить на автоматические исследования с помощью самодвижущихся лунных лабораторий. Доставку лунного грунта также предлагалось осуществить посредством автоматических миссий. При увеличении финансирования КБ Челомея, Пилюгина и Бабакина (и запрещении Челомею тратиться на монстроидальную УР-700) шансы опередить американцев хотя бы таким образом резко возрастали.
Королеву было предложено сконцентрироваться на новом орбитальном пилотируемом корабле, благо программа «Восходов» подходила к завершению, а тема «Север» (будущий «Союз») развивалась успешно. Тему «Е-6» (мягкая посадка на Луну) также передали КБ Лавочкина.
Тема носителя сверхбольшой грузоподъемности должна была стать темой отдельного заседания коллегии Главкосмоса – такой носитель нужен был не только для Луны, но и для военных.
… «Это маленький шаг для одного человека, но огромный скачок для всего человечества!» - ЦТ СССР продлило свои передачи на глубокую ночь специально для трансляции прямого репортажа о высадке американцев на Луну. Живая картинка шла не очень долго, ее сменили другие кадры. В лаборатории ГЕОХИ очень похожие на космонавтов в своих «чистотных» скафандрах ученые рассматривали пробирки и лоточки с серым порошком. «Луна-15» то ли наткнулась на незапланированную горку, то ли при выдаче тормозного импульса взорвался двигатель – но ее сестренка за номером 16 таки доставила сто грамм реголита еще месяц назад. Теперь советские дикторы выражали надежду, что полеты американцев внесут свой дополнительный вклад в основанную советскими учеными селенологию. Во благо всего прогрессивного человечества, а как же.
В Овальном кабинете Джонсон шепотом материл Стаффорда. Ну что ему стоило пойти на нарушение инструкций и сесть на Аполло-10 в мае! А теперь впечатления от посадки Армстронга были смазаны успехом советского робота. Нет, конечно, понимающие люди могли оценить разницу – одно дело сотня грамм пыли, а совсем другое – следы ботинок в той самой пыли. Но публике-то не объяснишь, какого черта мы вбухиваем миллиарды и рискуем жизнью наших парней, когда большевики достигают той же (ну почти) цели раньше, дешевле и без риска.
Кроме того – сейчас уже в сторону красной планеты летели еще два русских робота – «Марс-2» и «Марс-3». А их дальние родственники – «летающие телеграфные столбы» сейчас рвали на части тела славных американских ребят во Вьетнаме.
Истерия по поводу русских автоматов достигла предела. Конгресс требовал крови. Шон Коннери – агент 007 – с трудом загнал жуткого русского киборга по имени Иван Пьотр под гидравлический пресс. Фильм с названием «Терминатор» собрал полные залы.
Тем временем разведка приносила новые сведения. Под Москвой, рядом со станцией Крюково, строился новый город Зеленоград. Судя по всему, русские решили серьезно вложиться в электронику.
В Самаре КБ Кузнецова продолжало ковыряться с двигателем НК-15 (или его наследником), несмотря на то, что ракета, для которой он создавался, была, без сомнения, похоронена – циклопические ямы под Тюратамом так и оставались ямами.
Новые стыковочные узлы русских уже обеспечивали герметичное соединение и проход. Более того, русские производили стыковку автоматически – за последний год они запустили 5 пар беспилотных кораблей. 4 пары успешно состыковались.
Вообще, после гибели Комарова русские стали осторожнее – они по-прежнему не жалели ракет, добиваясь надежности методом «настрела». Пилотируемые запуски были редкими. Пока?
Тем временем в советской космической программе подковерные схватки уступили место подводным течениям – Каманин, старой школы человек, по мнению некоторых – солдафон – хватку не потерял и местоположение своих маршальских звезд помнил четко. Параллельные разработки отсекались на стадии эскизного проекта. За гибель Комарова и провал темы по переконструированию Н-1 вылетел в начальники серийного завода сменивший было покойного Королева Мишин.
Дорвавшегося-таки до вожделенного места Глушко Каманин осадил в одно касание. Делать надо было не то, что нравилось Глушко, а то, что было нужно стране. В конце концов, серийных заводов в стране мно-ого…
А то, что было нужно стране, определялось в течение всего 65 и половины 66 года.
Первую строчку, как водится, заняли военные: «Тетенька, дай водички попить, а то так жрать хотца, что переночевать не с кем». Значит, разведка, связь, спутники-истребители – ну и станция – эдакий разведывательно-командный пункт рулить всем этим богачеством.
Связисты вписались отдельной строчкой – им очень хотелось на геостационар. А «каменный цветок» легче 5-6 тонн «чистыми» пока не выходил никак. А лучше – 7-8.
Ну и «Луна, Марс, далее везде» - в конце списка, побочно.
В общем, на совещании в сентябре 67-го были сформулированы требования к новой РКС – выводимая масса на низкую орбиту – 50-60 тонн, к Луне и планетам – не менее 14 (определялось массой «Союза»), на геостационар – тонн 7-8. Янгеля от конкурса отсекли – было еще дофига работ по БР. Остались Челомей и Глушко.
Положение Глушко было хуже губернаторского – все его наработки, в том числе по 600-тонному двигателю на АТ-НДМГ остались у недавнего партнера а ныне конкурента. К керосин-кислороду душа не лежала, причем по вполне объективным причинам – так и не побежденные высокочастотные колебания в КС не позволяли поднять тягу керосинки выше 170-200 тонн. Причем в директора серийного завода хотелось не очень. Однако же выход был, причем был он буквально на виду.
После совещания в Самаре со своими недавними врагами, а ныне, вынужденно, коллегами, Глушко вылетел в Подлипки. КБ Кузнецова старых обид решило не припоминать. НК-15 было решено дорабатывать, а на его базе создать еще два движка – двухкамерный НК-215 и 4-камерный НК-415.
(Примечание – в реале на базе КС и сопла НК-33, развития НК-15, был создан 4-камерный двигатель РД-171/170, использующийся в РН «Зенит» и боковых блоках РКС «Энергия». В многокамерном двигателе один турбоагрегат – самая ответственная и аварийно-опасная часть двигателя – подает топливо и окислитель к нескольким камерам сгорания.)
Здраво рассудив, что военным и связистам сколько на орбиту не закинь – все мало, Глушко решил плясать все-таки от Луны, хотя и втихомолку. Данные по американской программе и наработки по Л3 давали необходимую массу посадочного модуля на лунной орбите около 14 тонн. При этом при использовании вполне обычных керосиновых движков с вакуумным соплом масса на низкой околоземной орбите получалась порядка 58 тонн. В пределах задания.
У Челомея считать, что характерно, тоже умели. В результате представленные в январе 68-го на комиссию Главкосмоса проекты подозрительно напоминали друг друга. 5 «сосисок» 4-метрового диаметра «крестом», третья ступень сверху. В боковых «сосисках» – 600-тонники, в центре – 300. Разница была в топливе и движках. Челомеевцы использовали гептил и тетроксид азота, ОКБ-1 – керосин-кислород. У челомеевцев в боковушках стояли глушковские монстры РД-270, в центре – испытанные протоновские РД-253, 2 штуки. У ОКБ-1 – кузнецовские четырехкамерники по бокам и двухкамерник в центре. «У дураков мысли сходятся» - пробурчал про себя Каманин.
(Примечание – существуют разные мнения насчет РН из унифицированных блоков – наряду с достоинствами, такая схема обладает и существенными недостатками. В частности, массовое совершенство таких ракет, как правило, ниже. Однако в реале и Челомей, и Глушко в то время отдали дань именно этой схеме. В настоящее время схожую концепцию использует Боинг в «Дельте» и Хруничев в «Ангаре»)
Рубились более цивилизованно, чем еще три года назад. Характеристики ракет были практически одинаковыми. Все блоки вписывались в железнодорожный габарит, все делались на освоенной оснастке. Все решил вопрос гептила – мощностей химзаводов не хватало, учитывая стремительно разворачивающиеся количественно РВСН.
Тему без особых затей обозвали «Н-2» - «чтоб никто не догадался». На базе кузнецовских движков планировалось целое семейство:
Младший его представитель – «Н-20», со взлетной массой 200 тонн, на первой ступени имел двухкамерный «НК-215», на второй – тоже кузнецовский, НК-9В с тягой 40 тонн. На орбиту выводилось порядка 4 тонн. Эта ниша была прочно оккупирована «Востоком» и посему такой носитель рассматривался как малообязательная опция.
А вот «Н-21» вдвое большего стартового веса, с «НК-415» на первой ступени и парой «НК-9В» на второй был интереснее. Масса выводимого груза должна была составить 10 тонн, что было уже значительно больше «Союза». При этом количество турбонасосов было 3 против 6 «Союзовских», а количество камер сгорания (без учета рулевых) уменьшалось аж в 4 раза – 6 против 24. Конечно, кузнецовские двигатели были больше и дороже – но стоимость ракеты при серийном производстве обещала быть ненамного выше «Семерки». Массовое совершенство было достаточно высоким – первая ступень на 270 тонн керосина и кислорода имела сухой вес 20 тонн, вторая, на 90 тонн, весила 8.
Примечание – описана РН «Зенит» http://www.astronautix.com/lvs/zenit2.htm, масштабированная в соответствии с меньшей тягой двигателя относительно РД-171. Есть более ранний аналогичный проект Глушко, также основанный на применении унифицированных блоков: http://www.astronautix.com/lvs/rla120.htm
Следующий носитель в гамме, «Н-23» выглядел как удар под дых Челомею. Два боковых блока, в большой степени унифицированных с первой ступенью «Двадцать первой» - и центральный блок тех же габаритов с двухкамерным «НК-215». Двигатели центрального блока, как и на «Семерках», работали с самого старта, но к моменту отделения ускорителей в ЦБ оставалась еще половина заправки топлива. При стартовом весе 1000 тонн ПН предполагалась порядка тридцати тонн – в полтора с копейками раза больше, чем у тогдашнего «Протона».
Примечание – см. проект РЛА-135 от Глушко http://www.astronautix.com/lvs/rla135.htm
А вот со старшей моделью в линейке возникли проблемы. Перегрузки, тяговооруженность по ступеням и прочие параметры «не бились». Признак «Н-1» заглядывал в окна и незримо шлялся по коридорам и курилкам ОКБ. Челомей опять показал краешек папочки со своим проектом, однако старый полярный летчик Каманин знал твердо – приняв решение – исполняй, метания до добра не доводят. В результате на ЦБ тяжелого варианта появился четырехкамерный «НК-415», двухкамерную версию за малой востребованностью отложили в шкаф, а на ЦБ тридцатитонника решили ставить два «НК-15» той же общей тягой. Центральный блок потолстел до пяти с половиной метров и перестал вписываться как в железнодорожный габарит, так и в планировавшийся универсальный стартовый комплекс. Ну, «не очень-то и хотелось» (с)
Примечание – опять-таки аналог из ранних разработок Глушко, смещенный на 6 лет ранее и масштабированный под двигатели тягой на Земле ок. 600 тонн. См. здесь: http://www.astronautix.com/lvs/rla150.htm
Зато выводимый на орбиту груз подскочил аж до 68 тонн. Военные издали восторженный вопль и с удовольствием выдали пару мясищевских стратегов для переоборудования в целях перевозки негабаритного ЦБ. КБТМ плевалось – вместо одного универсального старта приходилось городить три – для легкого, среднего и тяжелого вариантов.
Отработку решили начать с моноблока. 11 апреля 68-го (
– родился некто SerB ), всего через 3 месяца после утверждения ЭП, основная документация на «Н-21» была утверждена. Благо к тому времени опыт проектирования систем такой размерности был уже богатейший. Опытный старт, совмещенный с испытательным стендом решили строить в Плесецке – подальше от любопытных глаз супостата. Тем более, что основной ПН предполагались разведспутники на солнечно-синхронную орбиту. Супостат работы засек, но не впечатлился. Аналитики предположили, что старт предназначен для «Протона», на чем сердце и успокоилось. Самара, хотя и не испытывала недостатков в деньгах и фондах, тормозила с движком. Сказывалось отсутствие опыта. Первый экземпляр четырехкамерного «НК-415» поставили на стенд в конце 68-го. Приемлемого уровня надежности, однако, удалось достичь только к маю следующего года. Миссия «Аполло-11» погрузила всю космическую отрасль СССР в уныние, если бы не Челомей с Бабакиным, получившие лунный грунт месяцем ранее, дело вообще было бы швах. Первый старт нового носителя назначили на август. Он состоялся и завершился пожаром двигателя и взрывом на 68 секунде полета.
Примечание: По этой же причине 21 февраля 1969 года взорвалась первая из четырех «Н-1». Задержка в дате запуска связана с потерей времени на реорганизацию отрасли и с проектированием новой ракеты и разработкой новых двигателей.
Вторая попытка, месяц спустя, закончилась еще большей неприятностью. Двигатель отрубился прямо на старте, ракета провалилась в отверстие газоотводного лотка и взорвалась внизу. Подброшенная взрывом бетонная плита упала в 20 метрах за командным бункером.
Примечание: Описана реальная катастрофа при одном из запусков. В принципе, две аварии подряд по реальным показателям кузнецовских движков маловероятны, однако «авторский произвол» (с)
Стало ясно, что двигатели «НК» не соответствуют требованиям по надежности. Челомей опять прошелся по коридорам с папочкой, однако Каманин предпочел серьезно поговорить с двигателистами и Глушко. В результате было принято решение пересмотреть требования к двигателям по надежности и, соответственно, их конструкцию. Требования к ресурсу устанавливались невиданные – 600 секунд непрерывной работы. Каждый серийный двигатель после изготовления должен был отработать на стенде 240 секунд и только после переборки и диагностики мог был отправлен заказчику. Новые двигатели получили новые имена – НК-33 и НК-433 соответственно. Двигатели были готовы почти одновременно – к марту 70-го. Первый же экземпляр тридцать третьего отработал тестовый прогон, был перебран, вновь поставлен на стенд… и отработал 862 секунды до разрушения. Четырехкамерный после подобной процедуры выдержал 723 секунды. Вплоть до декабря 93-го ни одной аварии РН по вине двигателей этого семейства не произошло. Видимо, лимит неудач был выбран.
Первый успешный старт «двадцать первой» (естественно, ее быстро переименовали в «очко») состоялся 29 апреля 1970 года. Второй и третий – в течение месяца. Опыт разработки стартовых комплексов позволил сократить цикл подготовки до недели.
К этому времени в конструкцию тяжелого варианта внесли дополнительные изменения – ускорители ставили парами с углом 60 градусов внутри пары – освободили место для навески в дальнейшем еще двух. Чуть ли не дивизия инженерных войск копалась на недостроенных стартах «Н-1» на Байконуре. Еще дивизия строила по 2 старта для легкого и среднего варианта.
Тем временем Челомей, так и не допущенный до «большой» лунной темы, брал реванш в других областях. После майского «гола престижа» «Луны-16» Бабакин и Лавочкин разогнались не на шутку. Челомей обеспечивал вывод автоматов на отлетные траектории и присматривался к геостационару. В 69 году были запущены 12 «протонов» - 2 к Марсу, 4 – к Луне, 3 – с безликими «Космосами», которым вместо номеров вполне можно было бы навесить погоны, и 2 – с «Космосами» «постфактум» - добрая советская традиция маскировать неудачные запуски за завесой секретности. Еще одна ракета взорвалась на участке выведения.
Спускаемые аппараты «Марсов» достигли поверхности, но «Марс-2» замолчал сразу, а «Марс-3» за 20 секунд активной работы успел передать несколько строк панорамы, разобрать что-либо на которых, впрочем, было нереально.
А на Луне за успехом «Луны-16» последовал еще один успех. В ноябре того же года «Луна-17» доставила на поверхность самоходную лабораторию – «Луноход». Восьмиколесная кастрюлька ползала по поверхности, транслировала лунные пейзажи и данные о свойствах лунного грунта, магнитного поля и так далее. Машинка отработала почти год и очень нравилась детям и членам Политбюро. И даже авария «Луны-18» не испортила им предновогоднего настроения. А вот Каманину ситуация нравилась не очень. На 12 запусков – всего 4 («Луна-16, «Луноход» и два военных «Космоса») безусловных успеха. Еще два успеха условных («Марс-3» и третий вояка). Т.е. процентов сорок. И минимум в половине случаев подводила электроника. Наука – ладно, а ну война?
После совещаний с Устиновым электронщики были отданы Каманину на растерзание. Военная приемка мало того, что зверствовала, так еще и вводила в КБ и на производстве свои армейские порядки. Разработка, производство и контроль качества регламентировались так, что устав гарнизонной и караульной службы казался милой сказочкой для детского чтения. Взращенные на «Понедельнике» «не просто программисты, а хорошие программисты», равно как и магистры-электронщики, плакали горючими слезами, материли «сапогов», пищали, но тащили. Советские микросхемы оставались самыми большими микросхемами в мире но, по крайней мере, перестали выходить из строя, когда им заблагорассудится. Более того, не столь возвышенные рода и виды вооруженных сил решили, что пусть у них труба пониже и дым пожиже – но сами они ничуть не хуже. И приняли тот же стандарт. От такого огорчения у некоторых магистров на ушах начала проклевываться шерсть, но основная масса сдюжила. Переломным моментом оказался 71 год. Когда из четверки «Марсов» отработал программу только «Марс-5», передавший с орбиты снимки марсианской поверхности, а остальные либо промазали, либо сдохли, в Воронеже устроили генеральную репетицию очередного 37 года. Посадили только одного (помимо раздолбайства раскопали нецелевое использование средств), но количество высокопоставленных пенсионеров резко возросло.
Впрочем, у Челомея была своя поляна. Освобожденный от участия в создании тяжелой РН и имея приемлемый по грузоподъемности «Протон», он бросил все силы КБ на создание орбитальной станции «Алмаз». На долговременной станции предполагалось отрабатывать системы космической разведки, целеуказания и оружия «Космос-Космос» и «Космос-Земля». Запуск планировался на конец 69 года, но возникли существенные трудности.
Положение с надеждой и опорой всей советской пилотируемой программы – кораблем «Союз» и его родственниками (ЛОК, Л-1, военным «Союз-IV») было отвратительным. После гибели Комарова выяснилось, что как на СА «Союза», так и на СА Л1 парашюты выходят максимум в 30% случаев. Пилотируемые полеты были приостановлены на полтора года.
С отработкой стыковки, несмотря на внешне приемлемое состояние дел, тоже не все ладилось. Две автоматические стыковки в этот период были удачными лишь частично (впрочем, об этом знал ограниченный круг лиц) – механический захват произошел, но стягивание и электрический контакт оставались невозможными. Что уж говорить о герметичном переходе. В мае 68-го Береговой вообще не смог состыковаться, на этот раз уже вручную. Это была просто какая-то феерия – навигационные огни на пассивном корабле «Союз-2» были перепутаны местами, датчик астроориентации не астроориентировал, а топлива в баках двигателей ориентации хватало на одну-две попытки.
Примечание. Описана реальная ситуация за исключением того, что срок перерыва в пилотируемых полетах сокращен с полутора лет до года вследствие отставки Мишина и наличия бОльших ресурсов.
Такая ситуация ставила программу «Алмаз» на грань срыва. И Челомей-таки пробил передачу темы стыковки ему, хотя все поползновения по закрытию темы «Союза» и перехода к его проекту пилотируемого транспортного корабля были в очередной раз пресечены. Не в силах повлиять на ОКБ-1 в части увеличения запаса топлива для двигателей ориентации, он занялся оптимизацией процесса стыковки. Использовав бортовой компьютер ЛОК-а (отсутствующий на «Союзе»-7К-ОК), лазерный дальномер с него же, его КБ в сотрудничестве с Пилюгиным принялось за серьезную модернизацию системы «Игла». Новая система, в отличие от «Иглы», использовала метод свободных траекторий и позволяла совершать стыковку вне радиовидимости наземных контрольных комплексов. Правда, активному кораблю требовалось получать информацию с пассивного.
Стыковочные шпангоуты предусматривали переход к андрогинным стыковочным узлам при замене системы «Штырь-Конус» на лепестковую конструкцию (см. узлы АПАС, использовавшиеся в проекте «Союз-Аполлон» и в полетах Шаттла к «Миру» и МКС). Однако такая конструкция была значительно тяжелее, и система «Штырь-Конус» осталась. Для активного аппарата было разработано устройство центрирования и совмещения осей КА после контакта – многорычажная конструкция на штыре. Узел обеспечивал герметичный переход, передачу информации, электропитания и в перспективе – дозаправку КА компонентами топлива.
Система получилась тяжелой, тяжелее стандартной на 70 кило. В ОКБ-1 устроили было скандал, но когда два «Космоса» состыковались с первой попытки и благополучно стянулись, крыть им стало нечем. Учитывая кратковременность полета к станции (2-3 дня) штатную автономность корабля в одиночном полете сократили до недели. Порывались выбросить стокилограммовый балансировочный груз в СА, но уменьшенный стараниями Феоктистова с 2.4 до 2.2 метров диаметр не позволял правильно расположить центр тяжести без него. Вторая стыковка «Космосов» с новым узлом не удалась – активный аппарат внезапно перешел в неуправляемый режим из-за нештатной работы компьютера. Пилюгин разобрался и навешал программистам. В результате регламентация по разработке программных кодов стала как бы не жестче, чем при разработке «железа». Третье испытание новой системы прошло как иллюстрация к учебникам.
16 августа 1969 года «Союз-4» состыковался с «Союзом-5». Выход в открытый космос не понадобился. Космонавты открыли люки, Елисеев и Хрунов перешли из корабля в корабль. Ходили слухи, что скорость касания была выше расчетной и кто-то из экипажа «Союза-5» заявил, что это грубое насилие. Однако стык был плотным, утечки воздуха не было зафиксировано. Дорога к орбитальным станциям была открыта, хотя при возвращении СА «Союза» произошла нештатная ситуация – из-за того, что не полностью отделился ПАО, СА вошел в атмосферу люком вперед. К счастью, ферма, соединявшая СА и ПАО прогорела раньше, чем люк.
Примечание. Дата стыковки «Союза-4» и «Союза-5» смещена на 8 месяцев позднее. Это связано с работами по новой системе стыковки и по оснащению «Союза» БЦВК. В реале стыковочные узлы с гермопереходом появились только на «Союзе-10» в апреле 1971, а гермопереход получился только на «Союзе-11» в июне того же года. Двухгодичная фора объясняется высвобождением гигантских средств, в реале занятых в программе УР-700 и их переброской на программу «Алмаз», в том числе – на разработку системы стыковки.
В октябре 69-го состоялся тройной запуск кораблей – «Союз-6», «-7» и «-8». Программой полета предусматривалась стыковка «Союза-7» с «Союзом-8» и выход 2 человек (по одному из экипажа каждого корабля) в открытый космос. БО «Союза-7» должен был использоваться как основной шлюз», БО «Союза-8» - как резервный. Полет прошел успешно, хотя потребовалась ручная перезагрузка БЦВК как на «Союзе-7, так и на «Союзе-8». Качество работы программистов оставляло желать лучшего - как оказалось, в программу были внесены недокументированные изменения. Контроль над производством программ был усилен еще – хотя, казалось, куда больше.
Это был всего-навсего второй выход в открытый космос. Выяснилось, что использующиеся скафандры обеспечивают недостаточный теплоотвод, сложны в использовании и обеспечивают отвратительную свободу движений. Выдано задание на разработку полужесткого скафандра в орбитальной и лунной модификации. Руководитель «Звезды» Гай Северин заявляет, что с использованием имеющихся наработок скафандр может быть создан за 5-6 месяцев.
Декабрь 69 года – 18-суточный полет «Союза-9». Полет прошел без особых происшествий, однако состояние экипажа по возвращении на Землю было ужасным. Длительное воздействие невесомости на человека сильнейшим образом влияло на кровообращение, тонус мышц, вестибулярный аппарат, кости. Назначенный на январь 70-го запуск ОС «Алмаз» был отменен – медики не гарантировали здоровье экипажей.
Такая вереница запусков – 6 кораблей за полгода – была вызвана двумя факторами. С одной стороны, обозначился прорыв во многих технологиях, которые нуждались в отработке. С другой – хоть как-то обозначить свою активность на фоне американской лунной миссии было необходимо. Это частично получилось – способность запускать в среднем по кораблю в месяц произвела впечатление как на публику, так и на политиков и, что самое важное, на специалистов. Именно в это время было заложено требование к будущей многоразовой космической системе Space Shuttle - способность осуществлять полет раз в месяц.
Медики задержали старт «Алмаза» на полгода. В феврале 70-го стартовал очередной «Союз» - десятый. Космонавты отряда ВВС – Попович и Артюхин – опробовали на 3 ступени ракеты-носителя установленную в БО на месте стыковочного узла пушку Нудельмана. Испытания увенчались относительным успехом – наведение по РЛ и оптическому каналу работало, лазерный дальномер действовал, БЦВК исправно считал траектории. Однако теоретически скомпенсированная по отдаче пушка вносила такие возмущения в ориентацию аппарата, что топливо в баках ДУ ориентации почти закончилось после второй короткой очереди. В результате дальнейшие операции пришлось прекратить. Ограниченная емкость баков, беда 7К-ОК, проявилась и здесь. Корабль и ступень вращались на очень низкой – ок. 180 км – орбите, с целью избежать замусоривания пространства. Огонь велся вне зоны контроля радаров США и НАТО, так что об испытании оружия стало известно только в 1990 году после рассекречивания сведений о полете. Появившиеся на орбите осколки (немногочисленные – снаряды были болванками) приписали взрыву 3 ступени. На эту версию работала и аномально низкая орбита, и быстрая, всего через сутки, посадка корабля
Наконец, в сентябре 70-го года «Алмаз» был запущен под именем «Салют-1». Станция имела оригинальную двигательную установку, «размазанную» вокруг 2.9-метрового цилиндрического модуля и 2 солнечных батареи бОльшей, чем у «Союза» плошади. В 4-метровой секции находился стыковочный узел. В зауженной 2-метровой в диаметре секции на противоположном конце был установлен комплекс оптических приборов, включая объектив с метровой апертурой, смонтированный в блоке с фотоаппаратом и спектрометром. 1 октября 1970 года «Союз-11» с экипажем в составе Волкова, Добровольского и Пацаева со второй попытки вручную состыковался со станцией. Стыковка получилась не очень удачной – рассогласование осей было великовато, но конструкция стыковочного узла оказалась способной его парировать. Несмотря на ряд неисправностей (короткое замыкание в целевой аппаратуре, задымление станции) задача полета была выполнена. Кассеты с отснятой пленкой уложили в СА. Корабль отстыковался от станции. Однако, на этапе спуска, уже после участка торможения аварийно открылся клапан стравливания давления и космонавты погибли.
На коллегии Главкосмоса Челомей и Глушко обращались друг к другу исключительно в третьем лице, не глядя на собеседника. Вопросов к «Союзу» накопилось много. Припомнили все – и голодный паек системы ориентации, и Комарова (хотя за того уже ответил Мишин), досталось Пилюгину – за неспособность надежно сделать что-то сложнее часового механизма и гальванического интегратора. Каманин пресек перепалку. В результате на базе соответствующего отдела ОКБ-1 и профильного отдела фирмы Челомея было создано отдельное КБ «Союз» под руководством Семенова. Документация при переезде заняла десяток грузовиков. К январю 71-го Семенов заявил: повышение надежности «Союза» потребует либо 300-400 кило дополнительного сухого веса, либо придется сокращать экипаж. Форсировать РН пока не получалось. И тут кто-то заметил, что за 8 месяцев «Н-21», «очко», без каких-либо серьезных замечаний отлетала уже 7 раз подряд. При этом ее удельная стоимость оказалась меньше «союзовской». Да за три с лишним дополнительных тонны грузоподъемности Семенов был готов на убийства! Массовые! Но убивать никого не пришлось. Идею поддержали. Но с оговоркой – вес зря не тратить. Обеспечить новому кораблю запас скорости в 1100 метров в секунду. Не меньше. Эта цифра получалась исходя из требований лунной программы – операции на лунной орбите, стыковка и отлет к Земле с последующей коррекцией требовали именно столько. Ну а при полете к ОС запас топлива был нужен для поднятия орбиты.
Глушко занялся «настрелом». За 71 год из 12 запущенных ракет одна «ушла за бугор» (опять подвела автоматика!), остальные отработали штатно. В аварийном полете опробовали новую САС «в боевых условиях». Заботливо спасенный СА фоторазведчика запустили в одном из следующих пусков – это был первый советский многоразовый КА. Ну, почти.
Пилюгин представил новый БЦВК. Трехпроцессорный. 9-разрядный. 9 разряд использовался для контроля четности во всех операциях сверху донизу, с точки зрения приложений процессор был 8-разрядным. Масса и энергопотребление остались прежними – все-таки какой-то прогресс был налицо. Кодовое наименование было «Домбай». Сидящим сейчас за терминалами локалок под «Радугой» это слово должно быть хорошо знакомо. Правда, тактовая частота мерилась в десятках килогерц, а не гигагерцах, как сейчас.
Исаев колдовал над объединенной двигательной установкой. Повысить надежность ценой удельного импульса не получалось – 1100 метров в секунду – не шутки. Удалось достичь импульса 326 секунд при тяге 2 тонны и ресурсе порядка часа. Сдача двигателя проходила по кузнецовской методике – прожиг, переборка, контроль. Особо одаренный экземпляр продержался 3 часа до прогара сопла. Дублирующие движки малой тяги давали УИ и тягу поменьше, но позволяли достаточно энергичные маневры. Баки с двумя независимыми системами наддува вмещали 3050 килограмм топлива. В результате масса «сухого» ПАО с баками выросла на 400 килограмм.
Семенов занялся СА. Были подняты первые проработки, с базовым диаметром 2400 мм. Всех поразило, что уменьшение диаметра не привело к облегчению СА – из-за тесноты скомпоновать оборудование оптимальным образом не удалось и пришлось вводить стокилограммовую балансировочную плиту. Решили вернуться к старому диаметру. Оснастку пришлось переделать, аэродинамику – пересчитать. Фактически, проектировать объект пришлось заново, зато теперь в СА можно было разместить трех космонавтов в легких скафандрах и 50 килограммов груза. Аэродинамическое качество на гиперзвуке также немного выросло, что немного расширило баллистический коридор при возвращении с Луны. Челомеевцы притащили наработки по теплозащите на основе пропитки из эпоксидных смол – такая ТЗ была легче и, самое интересное, позволяла достичь многоразовости. В результате СА потяжелел не так страшно, как ожидали – всего на 200 кило.
Оставался резерв – еще 200 килограмм. В орбитальном отсеке установили дополнительный пост управления стыковкой с обзорной башенкой – плюс сто. Еще сотню Каманин недрогнувшей рукой ухнул на полную андрогинность стыковочного узла – для возможных спасательных операций на орбите.
Сухая масса нового корабля «Союз-М» выросла с 6050 до 6750 килограмм, масса с полной заправкой – до 9.8 тонн.
Примечание. За счет очередного сокращения параллельных разработок в данном варианте соединены фичи ВА ТКС Челомея, СА Шеньчжоу, вероятно созданного на базе оригинального проекта Союзовского СА, ЛОК-а, «Союз-19» из программы «Союз-Аполлон» и КК «Союз-ТМ/ТМА» реала.
Продолжение следует...
@темы: Star Trek
-
-
27.03.2007 в 04:49