Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

В 1984 году возобновились работы по поиску рационального варианта ракеты-носителя в диапазоне 30-40 тонн полезной нагрузки. Необходимость создания такого носителя рассматривалась как ближайшая перспектива отечественных ракет для решения проблемы запуска на геостационарную орбиту грузов больших, чем запускает «Протон», и даже с его модернизацией. Определились три направления в решении этой задачи: модернизация «Протона», разработка ракеты 11К37 и ракеты-носителя «Гроза» (РЛА-125).

В декабре 1984 г. постановлением был установлен срок выпуска эскизных проектов – 1985 год – и определен порядок дальнейших работ и объем финансирования по результатам рассмотрения эскизного проекта в 1986 году. Эскизный проект на космический ракетный комплекс «Гроза» был разработан в декабре 1985 года.

Ракета-носитель 11К37строилась на базе трех блоков типа А «Энергии», почти один к одному, и увеличенного по длине блока второй ступени, который составлял центр этой композиции в пакете. Центральный блок имел три двигателя 11Д18 плюс рулевые двигатели. Компоненты кислород-керосин. Ракета выводила на опорную орбиту 40 тонн, 35 тонн – на полярную и на геостационарную орбиту – около 5 тонн. Путем компиляции блоков первой ступени «Зенита» можно было создать неплохую схему, но она не имела старта. Для этой ракеты были необходимы новые монтажно-испытательный корпус и старт. Вырисовывался один выход: внедриться в наземный комплекс «Энергии».

В 1985 году, используя практически все штатные блоки ракеты-носителя «Энергия», как двухступенчатая конструкция был разработан РЛА-125 («Гроза»). Ракета образовывалась простым отсоединением двух блоков А от ракеты «Энергия». Заправка блока Ц составляла 703 тонны. Вновь разрабатывался транспортно-грузовой отсек под полезную нагрузку, который, по замыслу, был частью отсека контейнера, разрабатывавшегося для «Энергии» в грузовом варианте. Масса полезного груза, выносимого на опорную орбиту, составляла 60 тонн. Был создан эскизный проект, который доказывал возможность универсализации перспективного ряда ракет-носителей на базе «Энергии». В этом варианте для ракеты ничего не требовалось. Ни отработки – она использовалась от «Энергии», ни нового старта – он использовался полностью, даже стартово-стыковочный блок был от «Энергии».

В связи с появлением предложения КБ «Южное» (генеральный конструктор В. Ф. Уткин) о разработке ракеты-носителя 11К37, создаваемой на базе «Зенита» «11К77», с грузоподъемностью не меньше РЛА-125, было предложено выбрать тип ракеты-носителя тяжелого класса в 1986 году по результатам эскизного проектирования альтернативных вариантов.

В июле 1987 году Научно-технический совет министерства принял решение образовать экспертную комиссию для оценки разработки ракет-носителей РЛА-125 и 11К37, рекомендовал завершить работы по эскизному проектированию, в том числе в части многоразовых блоков А, эксплуатационных характеристик, времени подготовки к пуску, интервала пусков, годовой производительности стартового комплекса, снижения затрат на выведение полезной нагрузки. Эскизные проекты должны были быть представлены в четвертом квартале 1987 года.

Совместное заседание секций Научно-технического совета Минобщемаша в июле 1989 года одобрило результаты разработки дополнения к эскизному проекту по космическому ракетному комплексу 11К37, который оказался в два раза дешевле «Грозы». Принимая во внимание имеющиеся финансовые ограничения, сочли целесообразным дополнительно проработать возможности использования для подготовки к пуску ракеты-носителя универсального комплекса стенд-старт, корпуса динамических испытаний и других сооружений «Энергии».

В 1989 году прорабатывались варианты РЛА-125 с уменьшенным блоком Ц по диаметру. Рассматривались диаметры 4,1 и 5,5 метров. Наиболее предпочтительными по результатам анализа оказался носитель с диаметром блока Ц 5,5 метров и одним двигателем РД-0120. Заправка компонентами топлива составляла, в зависимости от диаметра, от 200 до 450 тонн. Однако этот изящный вариант, который давал возможность выводить на орбиту порядка 35 тонн и на геостационар до 6,3 тонны, как говорится, без напряжений, был вариантом, проходящим через основную производственную базу, через «Прогресс», разработкой нового центрального блока. Блок, правда, входил в ряд унифицированных диаметров, но базовый оставался без применения. Был рожден менее изящный вариант, но не обходивший базовую конструкцию. Эта разработка получила наименование «Энергия-М», о которой говорилось выше.

Самой мощной ракетой из всего семейства оказалась ракета «Вулкан». По ней было разработано техническое предложение в соответствии с пятилетним планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, утвержденным постановлением правительства в июле 1981 года и техническим заданием главного управления, выданным в июле 1982 года.

Ракета-носитель «Вулкан» сверхтяжелого класса входит в ряд унифицированных ракет типа «Зенит» (11К77), РЛА-125, «Энергия» – «Буран-Т», использующих единые маршевые двигатели и унифицированные ракетные блоки с их основными системами. В состав ракеты космического назначения входят: восемь ракетных блоков первой ступени – блоков А, выполненных на базе блоков А ракеты-носителя «Энергия», ракетный блок второй ступени – блок Ц – соответствует центральному блоку ракеты «Энергия», стартово-стыковочный блок – блок Я новой разработки и космическая головная часть в различных комплектациях и вариантах.

Стартовая масса ракеты-носителя «Вулкан» составляет 4747 тонн. Грузоподъемность при выведении на опорную орбиту высотой 200 км с наклонением 50,7 составляет 200 тонн, наклонением 97 – 172 тонны, на геостационарную орбиту, с использованием разгонного космического блока «Везувий» – 36 тонн, на орбиту искусственного спутника Луны – до 43 тонны, на траекторию полета к Марсу – до 52 тонн.

Блоки А ракеты-носителя «Вулкан», которые объединяются попарно в четыре параблока, не оснащаются средствами возвращения и связанными с ними элементами. Увеличен, по сравнению с блоками А ракеты «Энергия», объем топливных баков за счет цилиндрических вставок длиной 7 метров. Стартовая масса блока А – 449,2 тонны, масса конструкции – 573 тонны, рабочий запас топлива – 386 тонн, из них 278,8 тонны окислителя и 107,2 тонны горючего. Длина блока 46,5 метров. На каждом блоке А устанавливается модифицированный двигатель РД-179 с форсированием тяги у Земли до 860 тонн, в пустоте – 937 тонн. Удельный импульс 308,5 секунд и 336,2 секунды на Земле и в пустоте соответственно.

Центральный блок ракеты-носителя «Вулкан» отличается от блока Ц ракеты «Энергия» увеличением цилиндрической части баков в сумме на 15 метров с изменением формы верхнего днища кислородного бака, новым переходным отсеком, цилиндрической юбкой вместо обтекателей двигателя РД-0120, симметричным расположением внутрибаковых устройств, в том числе и тоннельного трубопровода. Стартовая масса блока Ц – 934 тонны, масса конструкции – 89,7 тонн, рабочий запас топлива – 832 тонны, в том числе кислорода – 713 тонн, водорода – 119 тонн. Двигатель форсированный РД-0120 с тягой у земли 175 тонн, в пустоте – 200 тонн; удельная тяга у Земли, с сопловой вставкой, 396 секунд, в пустоте – 454,9 секунд. Длина бакового отсека блока Ц – 63 метра.