Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Первая ступень ракеты «Зенит» оснащена самым мощным в мире четырехкамерным двигателем РД171(11Д521) замкнутого типа на карданном подвесе, разработанным в НПО «Энергомашиностроение» в Химках (бывшее ОКБ456), с тягой на уровне моря 740 тонни удельным импульсом 309 секунд при давлении в камере сгорания 245 атмосфер (рекордная величина). В вакууме двигатель развивает тягу в 806 тоннпри удельном импульсе 337 секунд. Связка из четырех первых ступеней ракеты-носителя «Зенит» использовалась в качестве первой ступени ракеты-носителя «Энергия», но уже с двигателем РД170 (11Д520), который отличается от своего собрата только плоскостью качания двигателей.

На второй ступени установлен разработанный на той же фирме двигатель замкнутого типа РД120(11Д123) тягой 85 тоннв вакууме при удельном импульсе 350 секунди давлении в камере сгорания 162,8 атмосферы. Двигатель создавался с учетом наработок и технологической оснастки, использовавшихся при создании двигателя РД268 для днепропетровской МБР МРУР100. Двигатель РД120 установлен неподвижно. Для управления полетом используется управляющий четырехкамерный двигатель разработки НПО «Южное». Каждая камера развивает тягу 3 тонны, а суммарная тяга двигательной установки второй ступени достигает 97 тонн.

Ракета имеет классическую схему с последовательным расположением ступеней. Ее длина составляет 55 метров, а диаметр всех ступеней – 3,9 метра (третья степень негабаритности). При стартовом весе 450 тонн «Зенит» способен выводить с Байконура на орбиту полезную нагрузку массой 13,5-14 тонн. При пусках из районов, расположенных в приэкваториальной зоне, возможно выведение космических аппаратов массой до 15,7 тонн. Для ее подготовки и запуска на площадке №42 космодрома Байконур рядом со старым было построено новое здание МИК. Стартовая позиция площадки №41, на которой при взрыве МБР Р16 погиб М. И. Неделин и еще 125 человек, была демонтирована. Зато чуть подальше были построены две стартовые позиции ракеты-носителя «Зенит» (площадка №45). При этом стартовое устройство было рассчитано на пилотируемые запуски. А сама подготовка к пуску проводится в автоматизированном режиме по безлюдной технологии: время подготовки от момента установки на стартовое устройство до запуска занимает не более 1,5 часов. Этот автоматизированный стартовый комплекс был разработан в КБ ТМ под руководством В. Н. Соловьева.

Изготовление ступеней ракеты 11К77 производится на Южном машиностроительном заводе в Днепропетровске, однако большая часть комплектующих поступают из Росси, в частности, двигатели для обоих ступеней изготавливают в Химках, а систему управления – в НИИАП.

Первый запуск ракеты-носителя 11К77( «Зенит-2») с эквивалентом полезной нагрузки состоялся 13 апреля 1985 года, то есть значительно позже запланированных сроков. Это произошло из-за задержек с отработкой двигателя РД170. В связи с этим летные испытания уже готового спутника радиотехнической разведки «Целина-2» вынуждены были проводить с помощью ракеты-носителя «Протон-К» (8К82К). При первом запуске 11К77 груз на орбиту не вышел из-за неправильной настройки регулятора расхода топлива второй ступени. При втором пуске в июне этого же года в результате отклонений в работе рулевых двигателей второй ступени произошел взрыв в конце активного участка. Только в октябре был запущен первый спутник – «Космос-1697». Но в декабре 1985 года, при четвертом полете ракеты, не сбросился головной обтекатель. Зато последующие пуски пошли удовлетворительно.

Предполагалось, что со временем ракета-носитель «Зенит» станет самым массовым носителем, заменив «семерку», в том числе, при пилотируемых пусках. Однако этого не произошло. С одной стороны стоимость «Зенита» оказалась гораздо выше стоимости «семерки», а с другой стороны – экономический кризис и распад СССР привели к закрытию программы «Буран» и резкому сокращению финансирования космической отрасли в нашей стране. Из-за этого даже летно-конструкторские испытания не были проведены по полной программе. В частности, так и не была создана разгонная ступень для «Зенита», не были созданы средства спасения первой ступени, не вышел из бумажной стадии проект тяжелой ракеты носителя 11К37. Эта ракета-носитель при стартовом весе около 1000 тонн должна была выводить на орбиту полезный груз массой около 40 тонн. Первая ступень ракеты 11К37 состояла из трех блоков первой ступени «Зенита» (11К77), размещенных вокруг второй ступени, созданной на базе аналогичной первой ступени «Зенита», но с двигателем РД120 или с «четвертованным» РД170. Забегая вперед, можно сказать, что эта идея модульного построения ракеты воплощается в жизнь ГКНПЦ имени М. В. Хруничева при создании семейства ракет «Ангара», о котором уже упоминалось чуть ранее.

Однако «Зениту» в этом плане не повезло. Создание полезных нагрузок для него было свернуто. К тому же Южный машиностроительный завод в Днепропетровске, производящий ракеты «Зенит», оказался на территории «незалежной» Украины, хотя на 70% эта ракета состоит из российских компонентов. В результате «Зенит» используется для выведения только небольшого перечня нагрузок, например: спутников радиотехнической разведки «Целина-2», метеорологических спутников «Метеор-3»и океанографических спутников «Океан»с радиолокатором бокового обзора, один из которых был назван первым национальным спутником Украины «Сiч1».

Всего же за 15 лет эксплуатации было осуществлено 33 запуска ракеты-носителя «Зенит», из них восемь – аварийных. Самые громкие аварии произошли 4 октября 1990 года, при которой была полностью разрушена одна стартовая позиция, и 9 сентября 1998 года, когда «ушли за бугор» сразу 12 спутников связи «Глобалстар». Это, конечно же, не прибавило авторитета «Зениту». В результате был свернут проект строительства пусковой установки для «Зенита» на мысе Йорк в Австралии, заморожено создание стартового комплекса на площадке №35 космодрома Плесецк (степень готовности 70%), а сейчас его и вовсе переделывают под новую ракету-носитель «Ангара». Российские модули Международной космической станции, проектировавшиеся в расчете на «Зенит», теперь переориентированы на «Протон» и «Союз». Да и зарубежные заказчики после ряда аварий перевели свои полезные нагрузки на другие носители, в том числе «Протон» и «Союз».

Одним словом, «Зенит» ждала незавидная судьба. Однако спасение пришло с неожиданной стороны. Большой спрос на средства выведения полезных нагрузок, и, в первую очередь, спутников связи на стационарную орбиту, привели к созданию международного консорциума «Sea Launch»(«Морской старт»), в который вошли компания «Боинг» (США), РКК «Энергия» (Россия), НПО «Пiвденне» (Украина), больше известное как НПО «Южное», и судостроительная компания «Квернер» (Норвегия). Этим консорциумом был разработан проект запуска ракеты-носителя «Зенит-3SL» с морской платформы из приэкваториальной акватории Тихого океана. В качестве разгонного блока используется хорошо известный блок Д. Первый запуск ракеты «Зенит-3SL» с платформы «Одиссей» состоялся 27 марта 1999 года.