Тридцать лет назад, 15 ноября 1988 года, советская космическая отрасль пропела свою лебединую песню. Полет орбитального корабля «Буран», который впервые в мире автоматически вернулся из космоса самолетным способом, является высочайшим достижением технологий СССР. Как именно советским инженерам удалось добиться такого успеха?
Величайший космический прорыв! «Буран» – символ трудной, но великой победы СССР в космосе! «Энергия–Буран»: наивысшее достижение советской космонавтики! Такими восторженными эпитетами оценивали старт «Энергии» и полет «Бурана» специалисты в области космонавтики и журналисты – как в нашей стране, так и за рубежом.
Новости партнеров
«Чтобы приступить к выводу на орбиту таких же полезных грузов, на какие рассчитана советская ракета, Соединенным Штатам потребуется от шести до десяти лет», – утверждал сотрудник Университета Вашингтона (США) доктор Джон Логсдон.
О новых возможностях Страны Советов рассуждал и ведущий специалист США по советским космическим системам Джеймс Оберг. Он особо подчеркивал, что «никакая другая космическая держава не могла бы за такой короткий срок, начав с нуля, дойти до конструирования ракет, подобных «Энергии». «Со времени запуска первого спутника каждая ракета и каждый ракетный двигатель, создаваемые Советами, всегда соответствовали современному уровню развития и всегда были на голову выше всех остальных разработок аналогичных систем в мире», – вторил британский специалист по аэронавтике Алан Бонд.
«Русские могут гордиться тем, что их усилия в космосе основываются в подавляющем большинстве на технологиях собственной разработки», – говорилось в статье английского журнала «Экономист».
Создание комплекса «Энергия–Буран» – самая, пожалуй, масштабная космическая программа в отечественной истории. Сколько же в СССР смогли создать практически «с нуля» за двенадцать лет (с момента подписания правительственного постановления №132-51 от 17 февраля 1976 года)…
РД-170 – самый мощный в мире кислородно-керосиновый жидкостный ракетный двигатель. РД-0120 – первый отечественный кислородно-водородный ЖРД. Сверхтяжелую ракету-носитель «Энергия» и двухступенчатый носитель среднего класса «Зенит». Многоразовый крылатый орбитальный корабль «Буран» 100-тонного класса, способный осуществлять беспилотный космический полет с авиационным спуском в атмосфере во всем диапазоне скоростей – от орбитальной до посадочной. Систему его автоматической посадки.
УККС – единственный отечественный универсальный комплекс стенд-старт, позволяющий проводить наземные огневые испытания и пуски ракет-носителей сверхтяжелого класса. Технологию воздушной транспортировки крупногабаритных элементов космических систем с заводов-изготовителей на космодром и самолет-транспортировщик ВМ-Т «Атлант».
И это только наиболее крупные достижения – так называемый окончательный продукт, созданный в рамках программы. Но чтобы полетела «Энергия» и автоматически приземлился «Буран», требовалось переоснастить заводы, построить новые производственные мощности, испытательные стенды и полигоны, создать сотни и тысячи новых материалов и технологий.
Новости партнеров
Куда «Бурану» без химии
При создании многоразовой космической системы (МКС) «Энергия–Буран» были разработаны и освоены принципиально новые классы химических материалов, нашедшие позднее широкое применение в различных областях экономики.
Крупнейший советский химик Сергей Голубков (с 1977 по 1992 год в ранге замминистра химической промышленности отвечал за обеспечение оборонных отраслей продуктами химии) подчеркивал, что многоразовые космические корабли – и американские, и советские – сконструированы в большой степени из химических материалов. Он вспоминал, что после составления технического задания на проектирование МКС «Энергия–Буран» от ее создания отказались все ведущие авиаконструкторы страны. «Их позиция сводилась к тому, что такую систему невозможно сделать из металлов, – говорил профессор Голубков. – А в то, что ее можно создать из химических материалов, они не верили».
Требовались стекловолокно и сверхжаростойкие композиты, жаростойкие связующие и микроэлектроника на полиамидных подложках, специальные катализаторы для жидких и газообразных топлив, высокотемпературные резинотехнические изделия.
Хотелось бы напомнить и еще об одном ноу-хау – специальном теплозащитном покрытии (ТЗП) «Бурана». Главный конструктор НПО «Молния» и отец «Бурана» Глеб Лозино-Лозинский поставил перед коллективом Всесоюзного института авиационных материалов задачу: создать принципиально новые материалы, закрывающие диапазон температур от минус 130°С до плюс 1650°С и в первую очередь – теплозащиту, которая бы сохраняла свою форму и геометрические характеристики, обладала минимальной теплопроводностью и максимально возможной прочностью.
Термостойкая обшивка орбитального корабля состояла из отдельных элементов – плиток теплозащитного материала из особо чистых кварцевых волокон с наружным стекловидным покрытием, которые приклеивались к корпусу «Бурана».
«Плитки состояли на 90% из воздуха, чтобы достичь минимальных показателей теплопроводности, – подчеркивает генеральный директор ГНЦ ВИАМ, академик РАН Евгений Каблов в одном из своих интервью. – Разогретую в печи до 1100–1200°С плитку можно было держать на ладони. В зависимости от реальных температур на поверхности «Бурана» размещались черные и белые плитки. И для наиболее разогреваемых частей корабля был создан специальный материал «Гравимол» – это сокращенное название организаций, его разработавших: НИИ «Графит», ВИАМ и НПО «Молния». «Гравимол» выдерживал температуру 1600°С.
Каждая из 39 тысяч плиток крепилась на обшивке строго в своей точке и имела свою геометрию, поскольку требовалось сохранить идеальную аэродинамику корабля. «Если у американцев поверхность плитки обрабатывалась вручную, то у нас был создан автомат, который позволял создавать нужную кривизну поверхности на основе предварительных расчетов, – утверждает Евгений Каблов. – Была создана целая система, позволяющая конкретные плитки выставлять на корпусе «Бурана» под нужным углом».
Новости партнеров
Общая масса ТЗП составляла около девяти тонн, а цена одной плитки равнялась месячному окладу инженера – можно прочитать в книге «Путь к «Энергии» Вячеслава Филина, в те годы заместителя генерального конструктора НПО «Энергия». На оклейку «Бурана» уходило около двух лет кропотливого труда, и он не был напрасным — после первого полета «Бурана» лишь четыре плитки не выдержали теплового и скоростного напора атмосферы. Американские шаттлы во время полета и приземления теряли до ста и более плиток.
Все эти достижения стали возможными благодаря межотраслевой системе управления, позволившей реализовать национальную программу подобного уровня сложности. При создании системы «Энергия–Буран» объединись усилия сотен конструкторских бюро, заводов, научно-исследовательских институтов. Кооперация соисполнителей насчитывала 1206 предприятий и организаций.
«Мы ежедневно принимали важные решения и координировали ход подготовительных работ, – вспоминал О.Д. Бакланов, руководивший Минобщемашем. – Под нашим руководством велось строительство посадочной полосы для космического корабля «Буран», в цехах филиала завода «Прогресс», размещенных на космодроме, шла сборка ступеней ракеты-носителя «Энергия», которые по частям транспортировались на Байконур с заводов-изготовителей. Мы занимались и созданием комплексного «стенда-старта», и проведением полного цикла испытаний».
Над системой «Энергия–Буран» работали свыше 2,5 млн человек, причем более миллиона из них непосредственно были заняты ее созданием – работали как единый организм: конструктор – идея – чертеж, технолог – технология – оснастка, производство – деталь – узел…
«Ты, Глеб, не беспокойся»
Фактом своего существования, единственным уникальным беспилотным полетом и своей автоматической посадкой с высочайшей точностью «Буран» должен был убедить США и весь остальной мир в том, что Советскому Союзу по плечу создание такого орбитального корабля. И советские разработчики ракетно-космической техники показали американцам – СССР способен адекватно ответить на любой вызов.
А «перчатку» американцы нам кинули в начале 1970-х годов, когда стало известно, что свою программу «Спейс Шаттл» (Space Shuttle) Соединенные Штаты Америки разрабатывают для использования в военных целях – шла холодная война.
Сотрудники Института прикладной механики под руководством тогдашнего президента Академии наук СССР Мстислава Келдыша провели анализ возможностей американских «челноков». Они, по мнению советских ученых, смогли бы отклоняться от первоначальной орбиты на 2000 км, да еще и «нырять» – находясь на атмосферном участке полета, снизиться до 80 км, сбросить ядерный заряд на Москву и благополучно долететь до авиабазы Ванденберг в Калифорнии. Резолюция испуганного генерального секретаря ЦК КПСС Леонида Брежнева однозначно давала указание на разработку советского аналога американской системы.
Полностью автоматизированный «Буран» – очень важный шаг в развитии будущих транспортных космических систем. Как вспоминал его создатель, Герой Социалистического Труда Глеб Лозино-Лозинский, это еще на заре разработки хорошо понимал тогдашний министр обороны Устинов: «Он однажды сказал мне: «Ты, Глеб, не беспокойся. Пойдет «Буран» или нет – он будет основой будущих разработок».
Академик Лозино-Лозинский однажды рассказал о своих зарубежных поездках с лекциями о создании «Бурана»: «Во время моих выступлений выявились два момента, поразившие западных специалистов. Во-первых, они были удивлены тем, как наша страна смогла так организовать и скоординировать работу более 1000 предприятий-смежников, что все предшествующие работы и триумфальный пуск «Бурана» прошли без сбоев. Во-вторых, их поражала полная автоматизация орбитального корабля, обеспечившая беспилотную посадку». Следует также подчеркнуть, что все элементы системы «Энергия–Буран» – от огромных конструкций до микросхем – были только отечественного производства.
Разработчикам системы «Энергия–Буран» изначально поставили задачу – сделать не хуже, чем заокеанские коллеги, а желательно – лучше. В те годы многие считали, что советские разработчики «Бурана» скопировали американский шаттл. Интересную мысль тогда высказал Борис Губанов, главный конструктор МКС и РН «Энергия»: «Системы «Энергия–Буран» и «Спейс Шаттл» похожи друг на друга в той же мере, в какой советский самолет Ту-134 похож на французскую «Каравеллу», а американский истребитель F-16 похож на наш МиГ-29, как английский вездеход «Лэнд Ровер» похож на американский «Джип» или на советский УАЗ-469. Чем ближе целевое применение и функциональное назначение технических систем или машин, тем более они похожи друг на друга по конфигурации, аэродинамике и даже «начинке». Но это всегда совершенно разные конструкции, несущие отпечаток особенностей и возможностей промышленности той или другой страны. Это в полной мере относится и к «Энергии» с «Бураном».
Провал после успеха
До сих пор существует неоднозначная оценка этого достижения отечественной космонавтики. Одни «эксперты» считают проект «Энергия–Буран» затеей партократии, одержимой космической эйфорией, для создания себе необходимого имиджа. Другие – бесполезной затеей, не имеющей практической и технической ценности и нанесшей народному хозяйству ощутимый урон.
Олег Бакланов (бывший министр общего машиностроения СССР, секретарь ЦК КПСС, отвечавший в 1988–1991 годах за военно-промышленный комплекс) считает, что «система «Энергия–Буран» опередила свое время и, зародившись, умерла так же мучительно, как и Союз Советских Социалистических Республик». Триумф советской науки и промышленности, не повторенный и не превзойденный нигде и никем, суливший нашей стране огромные выгоды, востребован не был.
Конечно, в определенной мере этот проект был детищем холодной войны – соперничества двух космических сверхдержав. Не исключено, что он значительно опередил потребности страны по выведению полезной нагрузки на орбиту и тем самым опередил время. Но об инженерной стороне этого проекта нужно говорить как о выдающемся достижении.
И дело даже не в хвалебных речах разработчиков – это реальный успех советской науки и авиационно-космической промышленности. Можно было написать российской, но почему-то рука не поднимается – ельцинская Россия этот проект в 1990-х годах отринула за ненадобностью.
После триумфального полета «Бурана» разработчики строили перспективные планы, но горбачевская перестройка с гласностью привела к обвалу экономики с последующим развалом некогда великого государства. С карты мира исчезла сверхдержава – Союз Советских Социалистических Республик. Особо остро экономические реформы тех лет сказались на наукоемких и высокотехнологических отраслях. Предприятия авиационной и ракетно-космической промышленности теряли квалифицированные кадры и технологии. Сотни не имевших аналогов ноу-хау, разработанные для выполнения программы «Энергия–Буран», оказались фактически невостребованными.
В годы тогдашних «реформ» отечественные наука и промышленность во всеуслышание объявлялись отсталыми и неспособными решать сложные задачи. Хотя одного только пуска «Бурана» было вполне достаточно, чтобы опровергнуть миф о западном технологическом превосходстве.
