Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

В этих условиях интересным и весьма своевременным оказалось предложение самарского ЦСКБ. Работая над проектом «Русь», они решили заглянуть в будущее, установив на второй ступени двигатель НК33 тягой 150 тонн, разработанный еще для лунной ракеты Н1. Правда, пришлось при этом увеличить диаметр нижней части второй ступени с 206 см до 266 см, увеличив тем самым заправку. Пришлось также увеличить заправку и третьей ступени за счет цилиндрических вставок. В результате получилась ракета-носитель, которая при стартовой массе 374 тонны способна вывести на низкую орбиту полезный груз массой 11,8 тонны. С добавкой же разгонного блока на базе блока ДМ, получившего название «Таймыр», ракета способна вывести на геостационарную орбиту спутники массой 1,36 тонны. Поскольку она предназначалась для вывода спутников связи «Ямал», то и сама получила то же имя. Правда, в документах РКК «Энергия» ее же называют «Авророй». Самое интересное, что стартовое сооружение, создававшееся еще под баллистическую ракету Р7 массой 280 тонн, спокойно выдержит и «Ямал». Кроме того, существуют планы переоборудования универсального комплекса стенд-старт на площадке 250 космодрома Байконур, оставшегося бесхозным после закрытия программы «Энергия-Буран», для запуска ракеты-носителя «Ямал». Появился также проект строительства коммерческого космодрома на австралийском острове Рождества в Индийском океане для пусков ракеты «Аврора». В общем, легендарная «семерка» получает новую жизнь.

К сожалению, реализация этих планов зависит, в первую очередь, от достаточности финансирования. По крайней мере, в Федеральной космической программе России на 2001-2005 год прописаны сроки летно-конструкторских испытаний:

• ракеты-носителя «Русь» («Союз-2») – 2000 год;

• ракеты-носителя «Ямал» – 2002 год;

• ракеты-носителя «Ангара» тяжелого класса – 2005 год.

Но уже сейчас видно, что сроки сдвигаются.

К середине 70-х годов становилось ясно, что ресурсы повышения грузоподъемности ракеты-носителя «Союз», а следовательно, и возможности кораблей «Союз Т» и «Союз ТМ» практически исчерпаны (хотя в 90-х годах такие резервы у «семерки» были найдены, как показано выше), и вообще, предельная масса корабля «Союз» по конструктивным соображениям не могла превышать 7300 кг. В то же время проектируемый многоразовый корабль «Буран» был слишком велик и дорог для целей снабжения орбитальных станций. Поэтому по инициативе К. П. Феоктистова началась проработка нового многоразового космического корабля, выводимого одноразовыми носителями большей грузоподъемности.

Первый вариант такого корабля представлял собой по форме спускаемый аппарат «Союза» увеличенных размеров и массой около 16 тонн. Вывезти его на орбиту могла только ракета-носитель «Протон». Такой корабль был бы полностью многоразовым, но этот вариант был отвергнут по двум причинам. Во-первых, на «Протоне» использовались токсичные компоненты топлива, что повышало риск для космонавтов при аварии ракеты на старте. Хотя в свое время именно в расчете на УР500 создавались лунные облетные корабли С. П. Королева и В. Н. Челомея, а также ТКС. А во-вторых, размещение двигательной установки и топливных баков внутри корабля создавало угрозу жизни космонавтов при утечке топлива, либо при аварии ДУ.

Что касается второго фактора при проектировании многоразового космического корабля, то двигательную установку решено было перенести в навесной отсек, сбрасываемый перед входом в атмосферу.

Но, прежде всего, в качестве носителя была выбрана двухступенчатая ракета «Зенит» (11К77), использующая экологически чистое топливо – керосин и жидкий кислород. Эта ракета разрабатывалась в КБ «Южное» (г. Днепропетровск) под руководством преемника М. К. Янгеля Генерального конструктора В. Ф. Уткина в рамках создания многоразовой космической системы «Буран». При этом она явилась первой отечественной разработкой, которая создавалась исключительно как ракета-носитель. Согласно первому эскизному проекту, выпущенному в декабре 1974 года, ракета 11К77 со стартовой массой 450 тонн предназначалась для выведения полезных грузов массой 12 тонн и, в первую очередь, новых спутников радиотехнической разведки «Целина-2». При этом первая ступень ее состояла из связки двух блоков трехметрового диаметра, за что получила название «камбала». Диаметр 3 метра был выбран исходя из технологии, уже освоенной при производстве МБР 8К67 (Р36), 15А14 и 15А18, а также ракеты-носителя «Циклон» (11К68). Каждый блок первой ступени оснащался двигателем РД124, состоящим из трех однокамерных двигателей РД124А, общей тягой 337 (3-х112,5) тонн при удельном импульсе 302,4 секунды на уровне моря, разработанным в КБ «Энергомаш». Вторая ступень оснащалась однокамерным двигателем РД125 тягой в пустоте 130,2 тонны при удельном импульсе 350 секунд, унифицированного с двигателем РД124А. Давление в камере сгорания 225 атмосфер. Оба двигателя разрабатывались с учетом опыта разработки КБ «Энергомаш» двигателей ракет Р-36, Р-36М, имеющих близкие параметры: давление, тягу, полноту удельного импульса. Двигатели РД-124 и 125 использовали в качестве горючего топливо керосин (РГ-1) и планировались для модульной ракеты типа РЛА-120 разработки НПО «Энергия». Уже эти двигатели разрабатывались с условием обеспечения повышенной надежности, при этом они должны были позволить многократное использование первой ступени носителя.

Однако такой вариант ракеты одобрения не получил во многом из-за двухблочного построения первой ступени и наличия шести двигателей на ней, что явно понижало надежность. В начале 1975 году закладывается новый двигатель в КБ «Энергомаш». Во главе этой разработки стоял В. П. Глушко. Используя этот двигатель, тяга которого в то время была 680 тонн, почти равной суммарной тяге двигателей «камбалы», перешли на максимальный диаметр (3,9 метра), допустимый для железной дороги, и начали разработку моноблочной конструкции. Ракета предназначалась для выведения автоматических космических аппаратов. Кроме того, предусматривалась возможность запуска пилотируемых кораблей. В зависимости от решаемых задач ракета-носитель проектировалась в двухступенчатом и трехступенчатом вариантах. Позднее ракеты этих вариантов получили наименование «Зенит-2» и «Зенит3». Окончательный вариант ракеты 11К77 был разработан в объеме эскизного проекта в декабре 1975 года.

После начала разработки многоразовой космической системы «Буран» 16 марта 1976 годавышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании универсальной ракеты космического назначения 11К77. Новый эскизный проект на эту ракету был выпущен в феврале 1977 года. Это Постановление подразумевало разработку ракеты таким образом, чтобы первая ступень могла быть использована в качестве стартовых блоков рождавшейся в то же время ракеты системы «Буран». Двигатель был единым – РД-170. Размерность двигателя по тяге на уровне 740 тонн на Земле была принята исходя из необходимой для «Бурана», для 11К77 этот уровень тяги не оптимален, если учитывать реально имеющиеся районы падения первых ступеней.