В этот день… №2-19 (1-10 мая)



Александр Грищенко Главный конструктор ракетно-космических систем должен иметь не только обширные знания, позволяющие организовать работу коллектива разработчиков на многие годы вперёд, но и способность убеждать возможных заказчиков, в том числе и руководителей государства, в необходимости проведения определённых работ. Владимир Николаевич Челомей в полной мере обладал такой способностью.
 
 
4 мая 1976 года – запуск искусственного спутника Земли «Лагеос» (LAGEOS, США).

Американский пассивный геодезический ИСЗ «Лагеос» (LAGEOS – Laser Geodynamic Satellite) предназначен для регистрации сдвига тектонических плит и региональных сбросов, исследования вращения Земли, движения полюсов и материковых приливов. Масса спутника 410 кг, диаметр сферического корпуса 0,6 м. На нём смонтированы 426 уголковых отражателей лазерного излучения, изготовленных из спечённой двуокиси кремния. Для подобных геодезических спутников важно свести до минимума возмущения орбиты под воздействием аномалий гравитационного поля Земли, аэродинамического торможения и давления солнечных лучей. Устойчивая орбита позволяет очень точно определять изменение положения наземного источника лазерного излучения и таким образом регистрировать смещение тектонических плит в месте установки источника, обнаруживая присутствие напряжений, способных вызвать землетрясения, трещины или оседание.

ИСЗ «Лагеос»Для уменьшения возмущений орбиты отношение массы к площади миделя ИСЗ должно быть возможно более высоким. Увеличение массы спутника ограничено энергетическими характеристиками ракеты-носителя («Торад-Дельта», Thorad-Delta) (о её предшественнице РН «Тор-Дельта» см. обзор
№1-12 16–30.04.2016
), уменьшение площади миделя – необходимостью разместить на поверхности корпуса достаточное число лазерных отражателей. Достигнутое отношение является компромиссным. Корпус спутника имеет латунную сердцевину и алюминиевую оболочку (для того, чтобы масса не превысила допустимую величину). Высота орбиты в перигее – 5837 км, высота орбиты в апогее – 5945 км.

Послание к «отдалённым потомкам»Устойчивая орбита ИСЗ «Лагеос» обеспечит его баллистическое существование в течение почти 9 млн. лет! В связи с этим на спутнике разместили две идентичные таблички с посланием к «отдалённым потомкам». На них выгравированы, в частности, положение земных материков примерно 270 млн. лет назад, современное их положение и предполагаемое положение через 9 млн. лет.

За 41 год нахождения на орбите спутник «Лагеос» помог измерить движение тектонических плит Земли, зафиксировать неравномерности во вращении планеты, «взвесить» Землю, отследить мельчайшие изменения положения её центра масс, а также разработать ранние модели гравитационного поля.

Первая ступень РН «Тор» LV-2A (слева) и РН «Торад» (справа)В настоящее время спутник входит в группировку спутников, помогающих уточнять и поддерживать земную систему координат, которая связывает навигационные системы и служит основой для межпланетной навигации космических аппаратов. «Лагеос» позволил повысить точность измерений до 1 см.

В 1992 году был запущен почти идентичный спутник «Лагеос-2», совместное детище Итальянского космического агентства и НАСА. Совместная работа этих аппаратов позволяет проводить более широкий спектр исследований.

Модификация РН «Тор» (Thor), обозначавшаяся «Торад» (Thorad – Long Tank Thor), была получена удлинением I ступени LV-2A, с увеличением вместимости баков на 45%. Это позволило увеличить массу полезной нагрузки на 20%. «Thorad» (Long Tank Thor)Во всех случаях I ступень оснащалась маршевым двигателем Roketdyne LR79-NA (обзор №1-24 1–10.09.2016).

РН «Тор» и её модификации были в середине 70-х годов ХХ века «рабочей лошадкой» американской космонавтики. В том же 1976 году из 36 стартов различных носителей (за исключением СССР), 12 приходилось на семейство РН «Тор». Из них – 9 РН «Торад-Дельта», 2 – РН «Тор-Бёрнер 2», 1 – лицензионная японская РН N-1. Да и в следующем, 1977 году, из 26 зарубежных стартов космических ракет, 10 были РН «Торад-Дельта». В последующем появились и другие модификации этих надёжных носителей.


 

10 мая 1960 года – доклад В. Н. Челомея у председателя Совета Министров СССР Н. С. Хрущёва (СССР).

Наши исторические обзоры посвящались самым разным событиям, имеющим отношение к истории ракетно-космической техники. Это были знаковые старты различных ракетных летательных аппаратов, пилотируемых и беспилотных; даты рождения и ухода из жизни выдающихся конструкторов и учёных; публикации пионерских открытий и изобретений; годовщины принятия важных государственных решений, открывших путь выполнения космических программ. Но вот о докладах у первых лиц государства пока не писали. Вспоминаем о встрече главного конструктора ОКБ-52 В. Н. Челомея и первого лица Советского Союза по нескольким причинам. Во-первых, речь пойдёт о первой космической теме авиационного ОКБ-52; во-вторых, мы уже начали разговор о не осуществлённых проектах, которые не менее поучительны, чем примеры успешных разработок, а в-третьих, очень уж фантастический проект, даже по сегодняшним меркам, предлагал Владимир Николаевич Челомей в мае далёкого 1960 года.

ОКБ-52 специализировалось на боевых крылатых ракетах морского базирования. Стремясь войти в космическую программу страны, В. Н. Челомей предложил проект пилотируемого крылатого космического аппарата. Прекрасно понимая сложность технических проблем, связанных с возвращением космоплана на Землю, Челомей предложил защитить аппарат от воздействия тепла, поместив его внутри контейнера, складывая крылья и аэродинамические органы управления – техническое решение, проверенное на крылатых ракетах для подводных лодок. К концу 1959 года в ОКБ-52 была сформирована группа проектантов, которая начала работу над первой космической темой «Космоплан с ядерно-плазменными двигателями».

За этим названием была скрыта обширная космическая программа, предусматривавшая полёты, в т.ч. человека, к планетам Солнечной системы, в первую очередь к Марсу, на специальной исследовательской космической станции с возвращением крылатых экспедиционных кораблей на советские аэродромы. В программе рассматривалась система РН грузоподъёмностью от 7 до 85 т под разные задачи.

В основе программы была заложена схема перелёта между двумя околопланетными орбитами с использованием высокоэнергетических двигательных установок с уникальными параметрами. Это давало возможность снижать стартовую массу и упрощало задачу возвращения аппаратов с экипажем на Землю или посадку корабля на исследуемую планету.
Схема перелёта космоплана Земля-Марс-Земля

№№ участков Наименование участков Продолжительность в сутках Поворот вокруг Солнца
0-I Спиральный разгон у Земли 117,5 116°
II-III Перелёт Земля-Марс 231 154°
III-IV Уравнивание скоростей на орбите Марса 27 12°
IV-V Спиральное торможение у Марса 16,5 7,5°
V-VI Исследование Марса 385 211°
VI-VII Спиральный разгон у Марса 55,6 25°
VII-VIII Перелёт Марс-Земля 199 137°
VIII-IX Уравнивание скоростей на орбите Земли 41 37°
IX-X Спиральное торможение у Земли 80 79°
Продолжительность полного перелёта 1152,6 778,5°

 
Проект предусматривал и военное применение. Предполагалось создание и размещение на околоземных орбитах систем управляемых спутников-разведчиков, работающих в оптическом, радиолокационном и инфракрасном диапазонах излучения для обеспечения эффективного применения боевых ударных космопланов.

Спутники были необходимы для глобального контроля за перемещением боевых средств противника на море и на суше для вновь создаваемых отечественных средств поражения высокоточных манёвренных самонаводящихся крылатых ракет.

Пилотируемый орбитальный истребитель спутниковВ этом же разделе определялся облик управляемого маневрирующего космического аппарата – истребителя вражеских спутников-разведчиков. Завершалась программа проектом системы высокоточного оружия на базе баллистической ракеты специальной разработки – носителя самонаводящейся головной части, создаваемой на базе технологий аэробаллистических возвращаемых аппаратов-космопланов. Этот вид вооружения получил обозначение УКБР – управляемая крылато-баллистическая ракета.

Сброс теплозащитного контейнера после входа космоплана в атмосферуВырисовывалась законченная концепция развития советской космической науки и техники, а также обеспечения национальной безопасности. Все предложения В. Н. Челомея, изложенные в проекте «Космоплан с ядерно-плазменными двигателями», базировались на самых последних достижениях отечественной науки, техники и технологии того времени. Особо новаторским было использование не только ЭЯРД, но и недавно созданного А. И. Морозовым в ИАЭ АН СССР плазменного двигателя.

К середине 1959 года проектные материалы в виде плакатов были готовы. В июле этого же года они были доложены Челомеем в его кабинете Н. С. Хрущёву. Это произошло во время посещения руководством страны ОКБ-52 при награждении предприятия орденом Ленина и вручении правительственных наград 500 сотрудникам по случаю сдачи на вооружение Флота крылатой ракеты П-5. Н. С. Хрущёв проникся идеей В. Н. Челомея и предложил ещё поработать над деталями проекта и обсудить его с руководителями привлекаемых государственных структур для дальнейшего рассмотрения и принятия решения.

В ноябре 1959 года проводятся консультации со специалистами ЦАГИ, НИИ-1 Госкомитета по авиатехнике по схемам построения космических аппаратов-космопланов, двигательным установкам для них, схемам спуска с орбиты и торможения в атмосфере. В феврале 1960 года проходят совещания с академиками и ведущими научными работниками НИИ-1, ЦАГИ, ЦИАМ Г. И. Петровым, Г. И. Тагановым, Л. М. Шкадовым, Я. М. Серебрийским, А. И. Макаревским, А. А. Дородницыным, В. В. Струминским, Г. П. Свищеывм и другими, на которых рассматриваются различные типы космических аппаратов, спускаемых с орбиты. В. Н. Челомей настаивал на схеме управляемого спуска с орбиты, в частности на схеме крылатого ракетоплана.

Схема стационарного плазменного двигателя (СПД)В апреле 1960 г. технические предложения ОКБ-52 уже включали несколько РН с различной полезной нагрузкой, выводимой на орбиту: А-150, А-399, А-300-1, А-300-П, А-2000, А-1750. Стартовый вес ракет предполагался в диапазоне от 150 до 1950 т, полезная нагрузка – от 4 до 85 т, двигатели на различных ступенях ракет – С. А. Косберга, Н. Д. Кузнецова, А. М. Люльки, С. К. Туманского.

С подготовленными материалами 10 мая 1960 года В. Н. Челомей сделал доклад у председателя Совета Министров СССР Н. С. Хрущёва в присутствии Л. И. Брежнева, Ф. Р. Козлова, Р. Я. Малиновского, Д. Ф. Устинова, И. Д. Сербина. Предложения получили одобрение руководства страны.

21 мая 1960 г. предложения были рассмотрены и одобрены Научно-техническим советом Госкомитета по авиационной технике.

4 июня 1960 года на заседании у заместителя председателя Совета Министров СССР Д. Ф. Устинова космические проекты ОКБ-52 также получили поддержку. Уже 23 июня 1960 г. вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании управляемых ракетопланов, космопланов, спутников-разведчиков и баллистических ракет с самонаведением. В постановлении особо отмечалось важное значение создания космических летательных аппаратов для исследования космического пространства, ракетопланов для орбитальных полётов вокруг земли с посадкой на заданном аэродроме, управляемых баллистических ракет с самонаведением, а также спутников-истребителей и разведчиков.

Ракетопланы крылатой схемыПостановлением единый проект «Космоплан с ядерно-плазменными двигателями» был разделён на самостоятельные темы: «Р», «К», «УС» и «УБ». Тема «Р» — ракетоплан для осуществления орбитальных полётов вокруг Земли с маневрированием на орбите и посадкой на заданном аэродроме. Этот космический аппарат должен был разрабатываться в беспилотном и пилотируемом вариантах под различные задачи. Тема «К» — управляемый автоматический беспилотный космоплан для исследования космического пространства и полётов к Луне, Марсу, Венере с возвращением на Землю и посадкой на заданном аэродроме. Аппарат задавался к разработке в двух размерностях орбитального веса: 10-12 и 25 т. Пилотируемый вариант космоплана, рассматривавшийся в проектных материалах ОКБ-52, и требовавший вес на орбите около 85 т, не вошёл в данное постановление. Тема «УС» — управляемый спутник-разведчик для осуществления морской разведки в постановлении выделена в отдельную тему, так как создавалась применительно к системе реактивного вооружения П-6. Тема «УБ» — баллистическая ракета с системой самонаведения на последней ступени для поражения кораблей и малоразмерных наземных целей.

Постановление определило основными головными исполнителями работ:

  • по комплексу космического аппарата, космоплану, ракетоплану, управляемой баллистической ракете, управляемым спутникам-разведчикам – ОКБ-52 Государственного комитета Совета Министров СССР по авиационной технике (ГКАТ) (генеральный конструктор – Челомей);
  • по маршевому ядерно-плазменному и водородно-кислородному двигателям – ОКБ-165 ГКАТ (генеральный конструктор – Люлька);
  • по первой и второй ступеням ракет-носителей – ОКБ-23 ГКАТ (генеральный конструктор – Мясищев);
  • по третьей ступени ракет-носителей – ОКБ-51 ГКАТ (генеральный конструктор – Сухой) и т.д.

Для обеспечения работ, предусмотренных постановлением, в нём было разрешено ГКАТ строительство в ОКБ-52 (г. Реутов, Московской области) комплекса лабораторно-исследовательских, производственных и испытательных корпусов: лабораторного, приборостроения, общей сборки объектов, лабораторно-конструкторского, двигателей, аэродинамической лаборатории, теплопрочностных испытаний и вспомогательных цехов.

Вот так авиационное КБ В. Н. Челомея пробилось в ракетно-космическую отрасль. В значительной степени, благодаря развернувшимся работам, численность сотрудников ОКБ-52 выросла до 12000 в 1966 году (а начиналась в 1955 году с 7 человек)! Далеко не всё, что было предусмотрено постановлением правительства, было выполнено. Практически все направления работ предполагали пионерские разработки, многие из которых было невозможно осуществить на том уровне знаний и технологий. Так выглядел космический корабль на обложке популярного журнала «Техника-молодёжи» - есть что-то общее с космопланом ЧеломеяЯдерно-плазменный двигатель и сегодня представляется фантастикой. А были ещё и космопланы, ракетопланы и т.д. Но, как ни удивительно, многое было сделано и некоторые известные ракетно-космические системы происходят из этой программы.

ОКБ-52 должно было разработать как пилотируемый одноместный, так и беспилотный космический корабль — ракетоплан под РН с массой полезной нагрузки на опорной орбите 10-12 т. Предполагалось форсировать ракету Р-7 для достижения заданного веса на орбите. Но эта работа была отложена, и организации Челомея пришлось решать проблему собственными силами. Возникла идея создания заданной постановлением ракеты с массой полезной нагрузки 25 т. Проработки показали, что двухступенчатая ракета могла вывести на орбиту 14 т.

Именно этот энергетический параметр ракеты лёг в основу работ не только по ракетоплану, но и по созданию средств его боевого оснащения со сверхмощным ядерным зарядом. Эта особенность ракеты – возможность реализации орбитальных и баллистических траекторий, позволила В. Н. Челомею назвать её «универсальной». При стартовой массе, несколько большей 500 т, новая ракета получила индекс УР-500, а известной она стала под названием «Протон».


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Ежегодник Большой Советской Энциклопедии, 1977.
  2. А. В. Амброжевич. Развитие транспортных систем с ЖРДУ. – Харьков: Рукопись, 2007.
  3. А. В. Благов, В. А. Поляченко. «Космоплан» и «Ракетоплан» — первые пилотируемые космические проекты ОКБ генерального конструктора В. Н. Челомея / В кн. «История развития отечественной пилотируемой космонавтики», сост. М. А. Первов. – Федеральное космическое агентство, Российская академия космонавтики им. К. Э. Циолковского, 2015.
  4. Журнал «Техника-молодежи», №4, 1961.

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru