Становление и развитие советской космонавтики

Глушко, Ю.П. Семенов, О.Н. Шишкин (заместитель министра), О.С. Беляков.

В НПО «Энергия» и в  КБ «Салют» были развернуты работы по подготовке штатного изделия. В процессе работы было принято решение использовать модули, выводимые ракетой-носителем  «Протон». В качестве основы их конструкции  использовалась схема одного из модулей, ранее планировавшегося для доставки на станцию «Салют-7» (модуль 37КЭ). Был  выпущен проект на модули дооснащения  станции (37КД), исследований в области  технологии (37КТ), исследования природных  ресурсов Земли и для решения  военно-прикладных задач (37КП), грузовой (37КГ). Однако эффективность применения таких модулей была недостаточно высокой, так как доставку модулей  на орбиту обеспечивал функциональный грузовой блок массой около 10т, а отсек  доставки, сделанный на базе, например, агрегатного отсека базового блока, мог быть легче более чем вдвое.

С таким предложением НПО  «Энергия» и вышло в МОМ. Однако КБ «Салют» вышло с альтернативным предложением: использовать в качестве исследовательских модулей корабли  ТКС. По мнению руководства НПО «Энергия» (В.П. Глушко, Ю.П. Семенов), такое решение  было бы неправильным, так как эти  корабли сложны и трудоемки в  изготовлении. Возникали большие  сомнения в том, что они могут  быть изготовлены к планируемому запуску станции. Так впоследствии и оказалось. Они не были готовы не только к первому году полета станции (как планировалось), их изготовление растянулось на многие годы (третий из четырех модулей «Спектр» был  запущен только на девятый год  полета станции «Мир»). Это не позволило  использовать в полной мере возможности  станции.

Тем не менее НТС МОМ  в целях использования уже  созданного задела по станции «Алмаз»  принял решение поддержать предложение  КБ «Салют», и работа над исследовательскими модулями началась. В программу станции  «Мир» были введены модули: для  дооснащения станции (77КСД). технологический (77КСТ), для работ по так называемой программе «Октант» - исследование спектральных характеристик поверхности  Земли в интересах Министерства обороны (77КСО) и для исследования ресурсов Земли (77КСИ). Впоследствии эти  модули будут названы соответственно «Квант-2», «Кристалл», «Спектр», «Природа». Незадолго до этого принимается  решение о переориентации модуля 37КЭ на программу «Мир». Модуль 37КЭ в дальнейшем стал первым исследовательским  модулем новой станции (модуль «Квант»). Но главное внимание всех было приковано  к подготовке базового блока.

Для эффективного решения  вопросов были созданы Межведомственная оперативная группа, которая не реже двух раз в месяц анализировала  обеспечение своевременной поставки комплектующих от смежных организаций, и оперативно-техническое руководство, которое еженедельно рассматривало  и принимало технические решения. Это позволило уже в 1984 году изготовить макет для статических испытаний, после завершения которых корпус его был использован для изготовления еще двух экспериментальных макетов. В августе 1984 года изготовлено полноразмерное изделие с установленными габаритно-массовыми макетами систем и передано на динамические испытания в ЦНИИМАШ.

Серьезный вопрос возник, когда  была выпущена конструкторская документация по бортовой кабельной сети. Масса  кабелей оказалась выше, чем закладывалось  в проектной документации, почти  на тонну. И мероприятия по компенсации  пришлось проводить, когда изделие  уже находилось на сборке, что существенно  осложняло работы. Если бы прогноз  по массе кабелей был сделан раньше, те же мероприятия проводить было бы гораздо легче. За ошибки в прогнозе массы кабелей начальника проектного отдела 171 Л.А. Горшкова временно освободили от занимаемой должности. Основные мероприятия  по обеспечению баланса массы  сводились к снятию части оборудования, которое в дальнейшем доставлялось на борт с помощью грузовых кораблей.

Очень осложнило работы по станции опаздывание математического  обеспечения системы управления с использованием БЦВМ «Салют-5Б». И  в конце концов было принято решение: в начале полета использовать для  управления контур БЦВМ «Аргон», а в  процессе полета по готовности математического  обеспечения доставить на борт БЦВМ «Салют-5Б».

В декабре 1985 года был собран и передан на ЗЭМ комплексный  стенд для отработки и электроиспытаний бортовых систем базового блока. Включение  комплексного стенда проведено в  марте 1985 года после завершения монтажа  и отладки наземного испытательного оборудования. Комплексный стенд  был предусмотрен на этой станции  впервые. Это полноразмерное изделие, выполненное по штатным чертежам. Именно на нем и была проведена  проверка и выявление всех ошибок в схемах.

На совещании 12 апреля 1985 года у министра О.Д. Бакланова с  участием В.П. Глушко, Ю.П. Семенова, Н.И. Зеленщикова, В.В. Палло принимается  решение о параллельной работе с комплексным стендом на контрольно-испытательной станции ЗЭМ и подготовке штатного базового блока на полигоне Байконур. Штатный блок станции «Мир» после завершения сборки направляется в апреле 1985 года прямо на полигон, впервые без цикла проверок на контрольно-испытательной станции ЗЭМ. Это новаторское решение потребовало четкой организации работ на комплексном стенде в НПО «Энергия» и на технической позиции полигона на летной станции и оперативной связи между Москвой и Байконуром.

Базовый блок станции «Мир»  прибыл на полигон 6 мая 1985 года, однако работы с ним начались лишь 12 мая  из-за неготовности помещения монтажно-испытательного корпуса (превышение допустимых норм по пыли). После проведения вакуумных  испытаний в барокамере и готовности наземного испытательного оборудования изделие 26 мая 1985 года установлено в  монтажный стенд.

Для своевременного проведения доработки штатного изделия по результатам  электроиспытаний бортовых систем на комплексном стенде была организована регулярная связь, вначале через  курьеров, а затем - по фототелеграфу  для передачи откорректированной документации по выявленным замечаниям на комплексном  стенде и штатном изделии. Особенно большой объем доработок выпал  на долю бортовой кабельной сети. Всего  за время подготовки изделия на полигоне было доработано свыше 1100 кабелей из общего числа ~ 2500 кабелей.

В составе станции впервые  использовалась система связи через  спутник-ретранслятор «Альтаир». Для  проверки этого тракта на полигоне станцию вывезли из монтажно-испытательного корпуса прямо на улицу, направили  остронаправленную антенну на спутник  «Альтаир» и проверили все  режимы связи. Такие проверки делались впервые. Этот опыт использовали потом  на корабле «Буран» для проверки аналогичной системы связи.

При проведении электрических  испытаний заметную роль сыграли  заместитель главного конструктора - заместитель технического руководителя А.В. Васильковский и руководитель бригады испытателей ЗЭМ В.П. Кочка, имеющие большой опыт в разборе  отказов и замечаний при испытаниях, а главное, - умение выделить суть каждого  из них и обнаружить причину конкретного  отказа. Общее руководство на технической  позиции по подготовке станции к  запуску осуществлял заместитель  главного конструктора Н.И. Зеленщиков. Одновременно на полигоне шла подготовка корабля «Буран», что существенно  усложняло работы по станции.

Запуск базового блока  станции «Мир», намеченный на 16 февраля 1986 года, не состоялся. За несколько  секунд до команды «Контакт подъема» из-за неустойчивого приема телеметрической  информации (отказ основного передатчика) главный конструктор НПО «Энергия»  Ю.П. Семенов выдал запрет на запуск. При несостоявшемся запуске, учитывая сильный ветер при низкой температуре, специалисты направили все усилия на скорейшую наладку термостатирования  головного блока, чтобы сохранить  работоспособность средств жизнеобеспечения. Повторный запуск базового блока  станции «Мир» прошел успешно 20 февраля 1986 года.

Мир был одной из самых  удивительных конструкторских идей ХХ в. Станция, созданная в СССР, пережила страну создавшую её, и принесла пользу уже другой стране – России. На борту станции побывали экипажи  из СССР, США, России и других стран. На борту мира было поставлено много  рекордов по продолжительности полёта и др. Также Мир установил еще  один рекорд – стал первой столь  крупной конструкцией в космосе. Мир был детищем не только СССР, в его строительстве принимали  участие и другие страны, но основную роль наряду с СССР внесли США.

В каком-то смысле можно сказать, что Мир был экспериментом, экспериментом  который удался. Станция на 15 лет  превысила свой рабочий ресурс, что говорит о высоком качестве сборки и изготовлении деталей, а также о высоком уровне мастерства специалистов.

Причин затопления много. Но одной из них стало создание в то время станции нового поколения  – космической станции «Альфа» (МКС). Затраты на обслуживание станции, к моменту её затопления, превысили  сумму в 500 млрд. рублей. В этот период экономика страны переживала трудные  времена и чтобы стабилизировать  состояние было принято решение  об уничтожении станции мир.

6. Ракетно-космический комплекс «Буран» - «Энергия».

Комплекс «Буран» - «Энергия»  является одним из двух вариантов  универсальной ракетно-космической  системы «Энергия». Последняя создана  на базе тяжелой двухступенчатой  ракеты-носителя (РН) с продольной схемой деления ступеней. Особенность конструкции  РН - несимметричная компоновка, связанная  с необходимостью размещения на себе как контейнера с полезным грузом, так и орбитального корабля (ОК) «Буран». С этой целью четыре боковых блока  первой ступени (блоки «А») смещены  относительно продольной оси центрального блока (блок «Ц») в сторону, противоположную  полезному грузу. Для компенсации несимметричного расположения полезного груза во время работы второй ступени четыре жидкостных ракетных двигателя (ЖРД) блока «Ц» также смещены относительно продольной оси.

Из-за плотного расположения блоков «А» при разделении ступеней для исключения соударений они отделяются попарно; с этой целью они соединены  с помощью двух поясов межблочных связей в так называемые «параблоки». Отделившись на высоте около 40 км и  скорости 1,8 км/с, параблоки совершают  полет по баллистической траектории, на нисходящей ветви которой происходит их разделение.

Характерная особенность  блоков «А» - наличие больших обтекателей  парашютно-реактивной системы приземления. Эта система после разделения параблоков обеспечивает торможение и мягкую посадку блоков на дальности около 400 км от стартового комплекса. Стоит отметить, что спасение тонкостенных жидкостных ракетных блоков с посадкой их на сушу представляет собой более сложную техническую задачу, чем спасение твердотопливных ускорителей американского комплекса «Спейс Шаттл» с их последующим приводнением. Правда, отработка данной системы начнется на следующем этапе испытаний, а в первых двух пусках «Энергии» спасение блоков не предусматривалось. Примечательно и то, что для снижения стоимости разработки боковых блоков их конструкция максимально унифицирована с первой ступенью новой одноразовой ракеты «Зенит», эксплуатация которой началась в 1987 году. В обоих случаях двигательной установкой служит четырехкамерный РД-170, работающий на жидком кислороде и углеводородном горючем.

Четыре боковых блока  отличаются друг от друга, в основном, размещением твердотопливных ракетных двигателей (РДТТ) системы разделения. Они установлены таким образом, чтобы обеспечить безударное отделение  параблоков и их параллельный увод в сторону от орбитального корабля (первоначальный зазор между блоками  «А» и ОК меньше метра). При этом крайне нежелательно воздействие струй  ракетных двигателей на блок «Ц», вследствие чего сопла РДТТ развернуты, а блок «Ц» дополнительно защищен теплостойким покрытием, выделяющимся своим серым  цветом. Сходное покрытие нанесено и на верхнюю часть блоков «А»  и «Ц» для защиты от аэродинамического  нагрева во время прохождения  через атмосферу.

На блоке «Ц» впервые  в СССР применены кислородно-водородные реактивные двигатели. Хвостовой отсек  в блоке с четырьмя однокамерными  двигателями имеет сложную форму, образованную цилиндрической частью, цилиндрической и конической обечайками, разделенными коническими обтекателями двигателей. С донной части каждый ЖРД закрыт качающимся вместе с ним  эллиптическим обтекателем-экраном, из которого выступает сопловая часть двигателя. «Буран» устанавливается на блоке «Ц» с помощью верхнего и нижнего узлов связи, из которых опорным является нижний, а верхний выполнен в виде плавающей опоры, что позволяет компенсировать механические и тепловые деформации блока и орбитального корабля (в заправленном состоянии блок «Ц» укорачивается на несколько сантиметров).

Отделение космического «челнока»  происходит на высоте около 120 км и скорости, близкой к первой космической. Блок «Ц» падает в расчетный район  акватории Тихого океана - так называемую «антиподную» точку. Последняя сохраняет  свое положение независимо от различных  азимуте в пуска ракеты-носителя, необходимых для вывода полезных нагрузок на орбиты с различным наклонением. «Буран» с помощью двух импульсов  объединенной двигательной установки (ОДУ), включающей в себя два ЖРД  орбитального маневрирования, довыводится  на опорную круговую орбиту. С помощью  этих же двигателей осуществляется и  торможение многоразового космического корабля для схода с орбиты.

Схема «Бурана» выбрана из условия обеспечения устойчивости и управляемости в диапазоне  скоростей от 0,3 до 15 чисел Маха. Как  и «Спейс Шаттл», он выполнен по схеме  «бесхвостка" с крылом двойной  стреловидности, которое хорошо работает при больших углах атаки на малых скоростях, обеспечивая посадочную скорость около 340 км/ч, и в то же время  обеспечивает балансировку орбитального корабля при различных числах М за счет корневых наплывов и крутки крыла по размаху. Органами управления, помимо ЖРД реактивной системы управления, являются элевоны, подфюзеляжный балансировочный  щиток и руль поворота.

Фюзеляж аппарата можно разделить  на три части: носовую, среднюю и  хвостовую. В носовой находятся  блок двигателей и вставная двухъярусная гермокабина экипажа. В верхней  ее части - командный отсек с местами  пилотов, рабочими местами операторов полезной нагрузки и манипулятора, а в нижней - бытовой отсек. В  последнем имеются два люка - входной  на левом борту фюзеляжа и люк для выхода в отсек полезного груза. Этот отсек занимаетвсю среднюю часть фюзеляжа. Его длина составляет 18,3 м, внутренний диаметр 4,7 м. Он закрыт 8 створками, с внутренней стороны которых находятся радиаторы системы терморегулирования, необходимой во время орбитального полета. По бокам отсека можно видеть 12 малых дренажных створок (половина из них обычно закрыта). Их назначение станет понятным, если учесть, что при выведении корабля на орбиту он за считаные минуты попадает из атмосферного давления в глубокий вакуум. Без дренажа отсека полезного груза его створки раскрылись бы от внутреннего давления, а при спуске с орбиты еще хуже: вакуумированный отсек был бы раздавлен атмосферным давлением.