Автоматическая посадка бурана

«Падение» с орбиты

Ор­би­таль­ная часть по­лёта была наибо­лее пред­ска­зуемой для конс­трук­то­ров. К 1988 го­ду бла­года­ря запускам «Союзов» в этой сфе­ре бы­ло накоплено дос­та­точ­но опы­та, и ма­ло кто сом­не­вал­ся, что «Бу­ран» справится с этой задачей. Поэто­му ко­рабль про­был на орбите всего 94 минуты, хо­тя был спо­собен на­ходить­ся в космосе до 30 су­ток.

2 оборота вокруг Земли совершил «Буран»

Всех вол­но­вала по­сад­ка, ко­торая дол­жна бы­ла впер­вые в истории прой­ти полностью в ав­то­мати­чес­ком ре­жиме: пилотов в кабине «Бурана» не было. Успех операции за­висел от дей­ствий бор­то­вого компь­юте­ра и ра­боты на­зем­ных сис­тем на­вига­ции. В этом, кстати, ещё одно принципиальное отличие «Бу­рана» от Space Shuttle: в последнем автоматическая посадка не предусмотрена.

Александр Лавейкин,
лётчик-космонавт, участник программы «Буран» У американцев основной режим управления кораблём ручной. У нас основной режим — автоматический. По плану пилот просто сидит на подхвате, даже ручку не держит. Почему? Потому что как только он берётся за штурвал, автоматическая система «Бурана» отключается.

По сути, возвращение с орбиты любого космического корабля — это падение. «Буран» начинал снижаться на скорости, почти в 30 раз превышающей скорость звука. Сектором, в котором он сойдёт с орбиты, определялась и точка его приземления: основная — Байконур или одна из запасных — в Крыму или в Приморье. Изменить место посадки после входа в атмосферу было уже невозможно — у «Бурана» (как и у Space Shuttle) отсутствовали авиационные двигатели. После начала снижения ракетоплан взял курс на космодром Байконур.

Этапы приземления «Бурана» 250 км 200 км 150 км 100 км 50 км Низкая околоземная орбита Условная граница атмосферы Земля 1 2 3 4 5 Орбитальный полёт Точка 1: Разворот корабля двигателями по курсу, тормозной импульс, начало снижения Точка 2: Выключение двигателей, разворот корабля носом по курсу, подготовка к вхождению в плотные слои атмосферы Точка 3: Вход в плотные слои атмосферы, интенсивное торможение, нагрев обшивки корабля Точка 4: Полёт в режиме планирования, выход на посадочную траекторию Точка 5: Мягкая посадка на ВПП

Пережить воздействие раскалённой плазмы при прохождении плотных слоёв атмосферы кораблю помогала термозащитная плитка со специальным покрытием. Она препятствовала проникновению тепла внутрь корпуса ракетоплана, что поз­во­ляло ему вы­дер­жи­вать нагрев до 1260 °C. Для защиты «Бурана» было изготовлено 37 500 плиток. За время полёта корабля всего шесть из них было потеряно и ещё около ста — повреждено.

Тепловая защита (вид сверху) Белая плитка (крупная): Белая плитка (малая): Иллюминатор: до 370 °C до 700 °C до 750 °C Тепловая защита (вид снизу) Чёрная плитка: Носовой обтекатель и передняя кромка крыла: до 1260 °C до 1650 °C

Наиболее напряжённым для наблюдателей оказался момент, когда «Буран» при приближении к взлётно-посадочной полосе резко отклонился от заданного курса, повернув не в ту сторону. Действия бортового компьютера были настолько неожиданными, что сотрудники ЦУПа даже предлагали взорвать корабль, считая, что автоматика вышла из строя. По воспоминаниям ведущего разработчика «Бурана» Глеба Лозино-Лозинского, несколько человек уже начали готовить для ТАСС сообщение о том, что полёт закончился неудачей. Но чел­нок сделал плавную петлю и аккуратно приземлился на полосу, опередив расчётное время задания всего на 1 секунду.

205 минут длился полёт корабля

Позже выяснилось, что причиной неожиданной смены курса «Бурана» стала информация о сильном ветре, поступившая на бортовой компьютер с наземных станций. Автоматика корабля учла её и оперативно поменяла траекторию на более безопасную.

Направление ветра Взлётно-посадочная полоса Проекция расчётной траектории Направление ветра Точка расчётного касания полосы Взлётно-посадочная полоса Реальная траектория «Бурана» Проекция реальной траектории Точка остановки (Смещение от оси на 5 м влево) Точка реального касания (Смещение от оси на 9,4 м вправо) 1620 м 4500 м 80 м 20 км 10 км 4 км

На протяжении всего финального этапа полёта, в том числе во время незапланированного манёвра корабля, его сопровождал МиГ-25 под управлением лёт­чика-испытателя Ма­гомеда Тол­боева. Уни­каль­ные кад­ры, снятые из кабины этого истребителя, бы­ли пре­дос­тавле­ны нам Те­лес­ту­дией Рос­космо­са.

Съёмка «Бурана» с борта МиГ-25 Александр Лавейкин,
лётчик-космонавт, участник программы «Буран» Полоса там идеальная. Когда она строилась, солдаты шлифовали её вручную, я своими глазами видел. Когда Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский проверял её качество, то он поставил на капот машины стакан с водой и проехал по полосе. Вода не пролилась. Такое было качество. Посадка «Бурана»

Посадка прошла гораздо мягче, чем ожидалось, из-за этого тормозные парашюты, которые должны были раскрыться от продавливания стоек шасси при первом же касании полосы, сработали только спустя 9 секунд после приземления, когда челнок уже начал терять скорость. Так «Бу­ран» стал пер­вым в ис­то­рии орбитальным ко­раб­лём, ус­пешно вы­пол­нившим при­зем­ле­ние в ав­то­мати­чес­ком ре­жиме.

Неизвестные факты о «Буране»

Задачи

«Буран» создавался для военных целей, задание на его разработку утверждал министр обороны СССР Дмитрий Устинов. Предполагалось, что помимо политического ответа на американскую программу «Space Shuttle» советский космоплан будет противодействовать мероприятиям вероятного противника по освоению околоземного пространства в военных целях, выполнять военно-прикладные эксперименты, работать грузовиком при создании военных орбитальных систем, доставлять на орбиту и возвращать на Землю космонавтов и космические аппараты.

Руководство США заявило о создании «Шаттлов» в 1972 году. Три года спустя благодаря разведке советские инженеры уже имели чертежи и фотографии американского «челнока». Пригодился и опыт разработки в 60-х годах воздушно-космического самолета «Спираль». В 1984 году на Тушинском машиностроительном заводе был готов первый полномасштабный прототип космоплана. Его на барже, под тентом доставили в Жуковский, а оттуда, по частям, при помощи специально для этой цели построенного самолета ВМ-Т — на Байконур. ВМ-Т сделали на базе стратегического бомбардировщика 3М, установив на поджарый военный фюзеляж огромный круглый контейнер. Из-за необычных очертаний самолет прозвали «летающая бочка».

Конструкторы выполнили поставленную военными задачу и превзошли технические характеристики «Шаттла». Грузоподъемность советского космоплана оказалась в полтора раза выше: он мог поднять на орбиту 30 и вернуть на Землю 20 тонн груза. «Буран» имел две системы спасения экипажа: катапультные кресла пилотов и возможность отделения космоплана от носителя на взлете. «Шаттл» мог садиться только в ручном режиме, «Буран» был способен совершать весь полет под управлением автоматики (ручное управление посадкой в него добавили по настоянию пилотов).

Оснащение

Для посадки «Бурана» была усилена взлетно-посадочная полоса аэродрома «Юбилейный» на Байконуре, на двух запасных аэродромах: Хороль в Приморье и Багерово в Крыму, — реконструировали ВПП и установили специальное радиолокационное оборудование. Имелись еще 14 запасных мест посадки, в том числе за пределами СССР, на Кубе и в Ливии.

За полетом советского «челнока» наблюдали четыре наземных станций слежения и спутник «Луч». Еще пять наземных пунктов космической связи, четыре спутника, три научно-исследовательских судна, корабль измерительного комплекса ВМФ СССР, ЦУП в Королеве и телецентр в Останкино участвовали в приеме и ретрансляции сигналов с «Бурана» на Землю и обратно.

Космическое излучение и радиация вызывают случайные токи и возмущения в полупроводниках, поэтому обе установленных на космическом корабле компьютерных системы управления: центральная и перферийная, — были четырехкратно дублированы, сохраняя работоспособность при отказе половины систем. По той же причине элементную базу «Бурана» изготовили не из кремния, а из других, более дорогих, но надежных материалов. Для синхронизации восьми вычислительных машин использовался кварцевый генератор, подававший единую сетку тактовых сигналов частотой 4 мегагерца. Он был дублирован пятикратно и при разнице показателей работала система голосования «три из пяти».

Объем программного обеспечения бортовых компьютеров составлял 100 мегабайт — сумасшедшая по тем временам величина. Программы загружались в компьютеры с ленты бортового магнитофона.

Полет

Полет «Бурана» в космос был назначен на 29 октября 1988 года и отменен за 51 секунду до старта, когда не отошла площадка с приборами прицеливания. С комплекса было слиты компоненты топлива, найдена и устранена причина отказа, новый старт назначили на 15 ноября. Он прошел в штатном режиме, несмотря на то, что на Байконур надвигался циклон, шел дождь со шквалистым ветром, ракета обледенела, а за полчаса до старта командиру пускового расчета Владимиру Гудилину вручили под роспись штормовое предупреждение.

В 5.36 на «Буране» включились бортовые ответчики системы навигации и управления воздушным движением «Вымпел-К». Взошедшее в 5.47 солнце из-за плотной облачности выглядело серым пятном на темном небе. В 5.50 с аэродрома «Юбилейный» взлетел МиГ-25 с телеоператором для наблюдением за стартом над слоем облаков. Вокруг Байконура на разной высоте барражировали пять самолетов метеоразведки и измерений.

В 5.50 испытатель лаборатории комплекса автономного управления Владимир Артемьев нажал кнопку «Пуск», запуская циклограмму старта. С этого момента и до самой посадки все происходило без участия человека. За минуту и 16 секунд до запуска комплекс «Энергия-Буран» перешел на автономное энергопитание. Старт прошел точно по графику — команда «Контакт подъема», фиксирующая отключение последних коммуникаций между кораблем и Землей, прошла в 6.00.1,25. Ракета к тому времени поднялась на 20 сантиметров.

Полет продолжался 205 минут, «Буран» совершил два витка вокруг Земли. Большую часть пути он летел «на спине», подставив Солнцу свое термозащищенное днище. При посадке бортовые компьютеры корабля устроили сюрприз наземным службам, отклонившись от заданного курса. Звучали мнения, что «обезумевший» корабль пора взрывать — на «Буране» была система самоликвидации, — но челнок четко развернулся на ВПП и ювелирно приземлился в 9.24. «Разбор полетов» показал, что автоматика приняла наиболее верное решение, исходя из текущих метеоусловий и реальных параметров траектории.

Рекорды, люди и макеты

Беспилотный полет «Бурана» занесен в Книгу рекордов Гиннеса. Для транспортировки космоплана был создан самый большой в мире транспортный самолет Ан-225 «Мрия». В 1989 году он совершил полет с грузом массой 156,3 тонны, в котором было побито 110 мировых рекордов, что само по себе является уникальным достижением. В общей сложности Ан-225 установил более 250 мировых рекордов.

Для пилотируемого полета «Бурана» был создан экипаж в составе командира Игоря Волка и второго пилота Римантаса Станкявичуса. Экипаж совершил 12 полетов на прототипе БТС-002 ОК-ГЛИ (Большой самолет транспортный второй. Орбитальный корабль для горизонтальных летных испытаний) в «самолетном» режиме. После закрытия программы «Буран» БТС-002 периодически экспонировался на Московском авиакосмическом салоне, побывал на открытии Олимпиады 2000 года в Сиднее и в 2008 году был продан техническому музею немецкого города Зинсхайм, став центром экспозиции.

Другой прототип, БТС-001, созданный для отработки транспортировки орбитального комплекса по воздуху, установлен в Центральном парке культуры и отдыха Москвы на Пушкинской набережной. Еще несколько полноразмерных макетов, создававшихся для разного рода испытаний и измерений, находятся в профильных НИИ.

Слетавший в космос «Буран» погиб в 2002 году при обрушении монтажно-испытательного корпуса на Байконуре. Второй готовый к старту космоплан по имени «Буря» — он предназначался для следующего автоматического полета, — находится в музее космодрома Байконур. Третий корабль, построенный наполовину «Байкал», хранится в Жуковском и позирует на МАКС. Задел на четвертый имеется на заводе в Тушино.

Рейтинг топ блогов рунета

«Во время посадки „Бурана“ едва не было принято решение о его аварийном подрыве»

ru_universe — 17.11.2013 Ровно 25 лет назад состоялся первый и единственный полет на орбиту советского космического корабля многоразового использования

Автор — Игорь Осипчук
«Перед запуском „Бурана“ погода резко ухудшилась, шквальный ветер срывал шапки»
Изначально полет «Бурана» с космодрома Байконур был запланирован на 29 октября 1988 года. Погода в тот день стояла как по заказу — солнечная и теплая. Ракета «Энергия» и корабль были подготовлены к старту, но за 50 секунд до запланированного времени запуска автоматика дала отбой, обнаружив неисправность в одной из систем.
— Полет перенесли на раннее утро 15 ноября, — говорит участник тех событий ветеран Байконура подполковник запаса киевлянин Сергей Грачев. — Накануне ночью пришел мощный циклон с Аральского моря. Я занимал должность руководителя полетами на аэродроме «Юбилейный», построенном на Байконуре специально для посадки космических кораблей многоразового использования. Мы с товарищами по службе тогда ни на минуту не смыкали глаз — такое событие на носу, не до сна. Погода резко ухудшилась. Когда после полуночи я специально вышел на улицу, с меня сорвало ветром шапку. В лицо били снежная крупа и песок. Обложные облака висели низко над землей. Мы рассуждали так: экстремальные метеоусловия не помешают ракете-носителю «Энергия» вывести «Буран» в космос, но как кораблю затем приземляться в такую непогоду? Тем более что пилотов на борту не было — челноком управлял бортовой компьютер.

Сергей Грачев: «Буран» был покрыт теплозащитной «кольчугой», состоявшей из 38 тысяч 600 плиток» (фото Сергея ТУШИНСКОГО, «ФАКТЫ»)
Стартовый комплекс был ярко освещен прожекторами. Все, что там происходило, снимали телекамеры. «Картинка» передавалась нам на мониторы. Мы увидели, что началась заправка ракеты и корабля. Стало ясно: полет состоится. Вначале недоумевали, мол, что за авантюра? А потом сошлись на том, что ученым виднее, как поступить.
Точно в назначенное время все вокруг «Энергии» и пристыкованного к ней «Бурана» озарилось ослепительным светом. Они оторвались от земли и через секунд пять исчезли из виду над нависавшими тучами. Еще некоторое время из-за облаков доносился оглушительный грохот двигателей.
— Полет проходил без осложнений?
— Вскоре после старта начала поступать телеметрическая информация. Ее получала региональная группа управления полетом космической системы «Энергия» — «Буран», которая расположилась на четвертом этаже командно-диспетчерского пункта аэродрома «Юбилейный». Мы находились выше — на шестом этаже. Поэтому одними из первых узнали: ракета благополучно вывела корабль в космос.
После этого с волнением ожидали, включатся ли двигатели «Бурана» — с их помощью челнок должен был подняться еще выше над Землей на заданную орбиту. И вот поступила информация — двигатели «Бурана» заработали. Все шло по плану.
— Сколько времени корабль провел на орбите?
— Он совершил два витка вокруг Земли, общая продолжительность полета составила два часа 25 минут. Возвращение на Землю тоже прошло нормально. Неожиданным было только то, что корабль садился по траектории, которая считалась наименее вероятной — пролетел поперек посадочной полосы, развернулся и лишь тогда пошел на посадку. В небе «Буран» встречал истребитель МиГ-25, которым управлял летчик-испытатель Магомед Толбоев. Совершив неожиданный маневр, космический корабль полетел в лоб этому самолету. Чтобы избежать столкновения, Толбоеву пришлось бросить боевую машину в штопор. Все обошлось благополучно, правда, пилот и находившийся рядом с ним телеоператор пережили большие перегрузки. У оператора была классная японская камера, но во время выполнения головокружительных маневров она изрядно тряслась у него в руках. К тому же было опасно слишком близко подлетать к «Бурану». Все это отразилось на качестве видеозаписи. Вы это увидите, если посмотрите ее в интернете.
Из-за неожиданного маневра «Бурана» едва не было принято решение о его аварийном подрыве — специалисты Центра управления полетами (находится в подмосковном городе Королев), куда поступала вся информация, заподозрили, что автоматика корабля дала сбой. Я узнал об этом спустя годы, когда была рассекречена информация по «Бурану». Понять специалистов ЦУПа можно — челнок мог врезаться в любой из объектов космодрома.
После анализа стало ясно: бортовой компьютер принял в сложных метеоусловиях единственно правильное решение, обеспечившее мягкую посадку. Дело в том, что при предпосадочном маневрировании сильнейший ветер дул в хвост корабля, тем самым еще больше увеличивая и без того высокую скорость. Ее нужно было погасить. Поэтому «электронный мозг» решил вначале пролететь поперек полосы и только затем зайти на посадку. Однако автоматика челнока не сообщала в ЦУП, почему она давала ту или иную команду. Вот так едва не дошло до подрыва. Хорошо, что с этим не поторопились. «Буран» приземлился мягко и почти точно по центру посадочной полосы. Садился он без двигателей — как планер.

«Командиром первого экипажа челнока должен был стать уроженец Харьковской области Игорь Волк»
— «Буран» был покрыт теплоизолирующей «чешуей», защищавшей его от перегрева при возвращении на Землю…
— Эта «кольчуга» состояла из 38600 плиток. После приземления челнок обследовали и обнаружили, что отвалилось меньше десятка из них. Для сравнения: в первом полете американского шаттла оторвалось порядка ста элементов теплозащиты. Плитки «Бурана» легкие, как пенопласт. Выдерживают нагрев до 1700−1800 градусов. Ни одна из них не была одинаковой по форме. Их изготовляли и наклеивали с помощью автоматов. А вот в США теплозащиту на шаттлы клеили вручную.
— Что представляет из себя полоса, на которую приземлился корабль?
— Для ее строительства понадобилось возвести на Байконуре бетонный завод. На многих обычных аэродромах один край взлетно-посадочной полосы на метр, а то и несколько метров выше или ниже другого, а поверхность не совсем ровная. На «Юбилейном» все параметры полосы практически идеальные. Чтобы это проверить, по ней совершал пробежки самолет, шасси которого оснастили датчиками вибрации — они фиксировали малейшие колебания. Это позволило удостовериться, что бетонка ровная, как стекло. Кстати, за штурвалом этой крылатой машины находился уроженец Харьковской области летчик-космонавт Игорь Волк. Планировалось, что он станет командиром первого экипажа, который совершит пилотируемый полет на корабле многоразового использования. Кстати, второй советский челнок, вероятно, получил бы другое название, например «Байкал». Напомню, что у каждого шаттла собственное имя — «Колумбия», «Дискавери», «Анлантис», «Индевор»… Второй советский корабль многоразового использования был готов на 95 процентов, однако его так и не достроили. Вскоре после развала Советского Союза программу полетов этих кораблей закрыли. Напомню, в 2002 году «Буран» был раздавлен обломками рухнувшей обветшавшей крыши монтажно-испытательного комплекса космодрома Байконур. Один из оставшихся макетов корабля установили для всеобщего обозрения в Москве в парке имени Горького.
— У Советского Союза были проверенные временем космические ракеты, зачем в таком случае создали космический челнок?
— Боялись отстать от Америки, создавшей шаттлы. Время от времени появляются публикации о том, что с помощью своих космических челноков США могли сбросить на Москву и другие города Советского Союза ядерные бомбы. Это выдумки. На самом деле, эти корабли создавались не только для военных целей, а были частью программы НАСА по дальнейшему освоению космоса, в том числе подготовке пилотируемого полета на Марс. Программа возникла после завершения серии пилотируемых полетов американцев на Луну. НАСА решила, что следующим объектом, на который Соединенные Штаты отправят астронавтов, будет Красная планета. Огромный марсианский корабль планировалось построить на орбите Земли. Для доставки его элементов в космос создали шаттлы — многоразовые корабли экономически выгоднее, чем ракеты. Однако тогда, в 1970-е годы, высшее руководство США не поддержало амбициозную программу полета человека на Марс из-за ее астрономической стоимости. Но создание многоразовых кораблей продолжили финансировать, признав их перспективными.
В СССР опасались, что в этой программе есть какая-то скрытая военная угроза. В результате коллективу научно-производственного комплекса «Энергия», возглавляемому Валентином Глушко (он родился и вырос в Одессе), поручили создать советский шаттл.
Автоматическую посадку космического корабля отрабатывали с помощью пассажирского самолета Ту-154. На нем установили аппаратуру «Бурана». На борту находились летчики-испытатели, которым предстояло затем летать на челноке. Они снижались на самолете так, как это делал бы корабль при возвращении с орбиты: по очень крутой траектории, сближаясь с землей на впечатляюще большой вертикальной скорости — 80 метров в секунду. Полеты проводились по сценарию, при котором у пилотов оставались лишь считанные секунды на принятие решения о том, посадить самолет вручную или позволить сделать это бортовому компьютеру.
Многие части космического корабля и ракеты «Энергия» были слишком большими, чтобы доставить их на Байконур по железной или автомобильной дорогам. Впрочем, был построен экспериментальный сверхмощный тягач. Попробовали привезти на нем из Куйбышева (город на Волге) очень крупный груз. Но из этого ничего не вышло. Тогда решили использовать стратегический бомбардировщик 3 М. Он доставлял на своем фюзеляже изделия весом до 50 тонн.
— В памяти народа сохранилось, как самый большой в мире самолет «Мрия» перевозит у себя на «спине» «Буран».
— В первый раз «Мрия» (она создана в Киеве в антоновском КБ) поднялась в небо через месяц после полета «Бурана». На этом самолете в 1989 году космический корабль был доставлен на международный авиакосмический салон в городе Ле-Бурже (находится под Парижем). Во Францию «Мрия» с «Бураном» на фюзеляже летела с промежуточными посадками в Москве и Киеве. Затем она привезла челнок обратно на Байконур.
— Как наградили участников программы «Энергия» — «Буран» после успешного полета челнока?
— Я могу сказать о себе — мне дали премию десять рублей. И то примерно через полгода.

«Буран»: триумф и трагедия

Ранним утром 15 ноября 1988 года на Байконуре шел дождь со снегом, порывы шквалистого ветра пытались пробить брешь в низких густых облаках. Установленный на стартовом столе комплекс «Энергия—Буран» подсвечивали ослепительно белые лучи прожекторов. В 5:50 на КП была дана команда «Пуск», и спустя мгновение ракета, самая мощная из когда-либо созданных человеком, с оглушительным ревом начала поднимать ввысь прилепленный к ней сбоку космоплан.

Предтечи

Идея строительства космического корабля многоразового использования возникла в СССР в конце 1950-х как ответ США, которые в 1957 году начали разрабатывать космический бомбардировщик X-20 Dyna-Soar. Помимо ведения разведки он должен был уничтожать спутники противника и, совершая «нырки» в атмосферу, наносить ядерные удары по целям на Земле.

Именно тогда в документах Министерства обороны СССР появилось первое упоминание о «космолетах» — аппаратах типа самолетов, которые были бы способны летать на чрезвычайно больших скоростях (свыше 10 чисел Маха) и высотах свыше 60 километров. Исходя из этого техзадания ведущие авиастроительные КБ разработали несколько вариантов такого рода аппаратов. Это были самолет «136» (Ту-136, или проект «Звезда) и его орбитальный вариант самолет «137» (Ту-137, или проект «Спутник») разработки ОКБ Туполева, а также система «Спираль», разрабатывавшаяся в ОКБ Микояна.

Число Маха — отношение скорости течения в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука в движущейся среде. Названо по имени австрийского физика и философа Эрнста Маха (1838—1916). В упрощенной формулировке число Маха — это истинная скорость в потоке (то есть скорость, с которой воздух обтекает, например, самолет), деленная на скорость звука в конкретной среде. У поверхности Земли M = 1 соответствует скорости 340 м/с, или 1224 км/ч. На высоте 11 км одному Маху будет соответствовать скорость около 295 м/с, или 1062 км/ч.

Пилотируемый Ту-136 предназначался для одновиткового полета вокруг Земли с последующей посадкой, а беспилотный Ту-137 — для нескольких витков с последующей планирующей посадкой на взлетно-посадочную полосу аэродрома.

В проекте «Звезда» прорабатывался вариант вывода ракетоплана на орбиту с помощью авиационно-космической системы, первая ступень которой представляла собой стратегический сверхзвуковой самолет, а вторая ступень — баллистическую ракету воздушного базирования с ракетопланом вместо головной боевой части.

Но самым большим успехом стала разработка системы «Спираль», которая в будущем станет прообразом «Бурана». Идея ее заключалась в том, что мощный воздушный корабль-разгонщик взлетает с аэродрома и затем разгоняется до шестикратной скорости звука. После этого с его «спины» на высоте 28–30 км стартует десятитонный пилотируемый орбитальный самолет.

Проект «Спираль» продвинулся наиболее далеко среди своих «одноклассников», но до реальных летных испытаний дело, увы, не дошло. Приоритет в то время отдавался разработке и строительству мощных межконтинентальных баллистических, а затем и космических ракет, которыми занимался Сергей Королев и другие конструкторы, считавшие их более перспективными, чем многоразовые космические корабли. Ракеты были просты в проектировании, намного дешевле в производстве, постоянно были готовы к пуску.

МИГ-105-11 «Спираль». Дозвуковой самолёт-аналог орбитального самолёта Wikipedia

Наш ответ шаттлам

Но в начале 1970-х ситуация изменилась: Америка решила сделать ставку на создание многоразовых средств выведения в космос, которые должны были заменить все существующие у них к тому времени одноразовые носители. Пятого января 1972 года президент США Ричард Никсон объявил о начале создания многоцелевого транспортного космического корабля Space Shuttle («Космический челнок») в рамках программы NASA «Космическая транспортная система». Он должен был сновать между Землей и околоземной орбитой, доставляя в обе стороны полезные грузы гражданского назначения.

В 1957 году в США началась разработка пилотируемого космоплана X-20 Dyna Soar, который помимо ведения разведки должен был уничтожать спутники противника и, совершая «нырки» в атмосферу, наносить ядерные удары по целям на Земле

Первый шаттл полетел 12 апреля 1981 года. Корабль изначально строился как пилотируемый аппарат, поскольку предполагалось, что он должен будет находиться на орбите две недели, соответственно требовались люди для проведения исследований, монтажных и ремонтных работ.

Идея использовать шаттлы для военных целей была, но от нее отказались (по крайней мере, на словах). Однако в СССР усомнились в правдивости намерений американского руководства. Наши военные были уверены, что реальной задачей шаттлов станет доставка ядерного оружия в любую точку земного шара и даже похищение советских спутников с орбиты.

Проведенные в военных НИИ и в Институте прикладной математики под руководством президента Академии наук СССР Мстислава Келдыша экспертизы и аналитические исследования привели к заключению, что «будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства» и «американский шаттл грузоподъемностью 30 тонн в случае его загрузки ядерными боеголовками способен совершать полеты вне зоны радиовидимости отечественной системы предупреждения о ракетном нападении. Совершив аэродинамический маневр, например, над Гвинейским заливом, он может выпустить их по территории СССР».

Разработчик «Спирали» генеральный конструктор НПО «Молния» Глеб Лозино-Лозинский buran.ru

Исходя из этого, было решено создать советский аналог шаттла, благо определенный задел к тому времени уже имелся. Седьмого февраля 1976 года вышло постановление Совета Министров СССР о создании многоразовой космической системы в рамках работы над программой «Энергия — Буран».

Надо сказать, что поначалу отношение у руководителей страны и специалистов к этому проекту было неоднозначное. Понадобились десятки совещаний и сотни дополнительных экспертиз, чтобы убедиться в целесообразности создания такого аппарата. Разработчик «Спирали» генеральный конструктор НПО «Молния» Глеб Лозино-Лозинский выступал за строительство; главный двигателист наших ракет генеральный конструктор НПО «Энергия» Валентин Глушко и министр авиационной промышленности Александр Дементьев были против. Решающую роль сыграла позиция военных и лично министра обороны, члена Политбюро ЦК КПСС влиятельнейшего Дмитрия Устинова, видевшего в американских шаттлах угрозу безопасности страны.

Идея системы «Спираль» заключалась в том, что мощный воздушный корабль-разгонщик взлетает с аэродрома и затем разгоняется до шестикратной скорости звука. После этого с его «спины» на высоте 28–30 км стартует пилотируемый орбитальный самолет

Неудивительно в этом контексте, что «Буран» изначально имел военное предназначение. Одной из основных задач многоразового корабля была доставка в ближний космос боевых орбитальных аппаратов типа «Скиф» и «Каскад», которые должны были лазерным или ракетным оружием уничтожать баллистические ракеты и космические аппараты противника.

Помимо этого планировалось уничтожение целей на Земле, для чего предполагалось использовать орбитальные головные части ракеты Р-36ОРБ, которые размещались бы на его борту. Боевой блок имел термоядерный заряд мощностью 5 Мт. Всего «Буран» мог взять на борт до пятнадцати таких блоков. Были предложения разместить четыре револьверные установки внутри грузового отсека, каждая из которых могла нести пять ракет, которыми можно было наносить удары из космоса.

Недосягаемая «Энергия»

Выводить «Буран» в космос должна была до сих пор никем не превзойденная по мощности из летавших ракета-носитель «Энергия». Специально для «Энергии» КБ «Энергомаш» под руководством Валентина Глушко спроектировало кислородно-керосиновый двигатель РД-170 — самый мощный жидкостный реактивный двигатель в мире, имевший тягу 7257 кН у Земли. Для сравнения: двигатель F1 американской лунной ракеты Saturn-V имел околоземную тягу 6869 кН.

Стартовая тяга Saturn-V, творения Вернера фон Брауна, отца американской лунной программы, обеспеченная пятью F1 первой ступени, составляла 34,3 мH, в то время как «Энергия» при старте развивала тягу 35,1 мН. Ее обеспечивали четыре четырехкамерные РД-170 первой ступени (работали первые 150 секунд полета), расположенные в четырех «сигарах» по бокам ракеты вокруг более массивного центрального блока, и четыре однокамерные РД-0120 второй ступени (работали первые 500 секунд полета), расположенные внизу центрального блока.

Наши военные были уверены, что реальной задачей шаттлов станет доставка ядерного оружия в любую точку земного шара и даже похищение советских спутников с орбиты

Номинальная стартовая тяга советской лунной ракеты H1 была еще выше — 45,3 мH, но все четыре ее старта в 1969–1972 годах оказались неудачными, а в 1974-м все работы по советской лунной пилотируемой программе были свернуты. Одной из главных причин неудачи проекта H1 стала недостаточная единичная мощность двигателей НК-15, разработанных для этой ракеты Куйбышевским моторным заводом под руководством Николая Кузнецова, в результате чего первую ступень пришлось оснащать тридцатью двигателями, добиться устойчивой синхронной работы которых так и не удалось (Глушко отказался разрабатывать двигатели для Н1, разойдясь с Королевым по поводу типа используемого топлива).

Наследством, полученным от «Энергии», космонавтика пользуется и сейчас. Двигатели РД-180 экспортируются в Америку и используются на первой ступени ракеты Atlas-V (для них прописано специальное исключение во всеобъемлющем санкционном законе CAATSA 2017 года), а РД-191 работают на российских ракетах «Ангара». Оба изделия — прямые наследники РД-170, правда, существенно менее мощные.

«Энергия» совершила всего два полета — второй с «Бураном», а первый за полтора года до этого, в мае 1987-го. Тогда в качестве полезной нагрузки на ракету-носитель был установлен габаритно-массовый макет еще одной пионерной военной разработки — 77-тонной боевой лазерной орбитальной платформы «Скиф» (другое название — «Полюс»). Две ступени «Энергии» отработали успешно. Через 460 секунд после старта «Скиф-ДМ» отделился от ракеты-носителя на высоте 110 километров, но процесс его самостоятельной ориентации пошел нештатно, и он так и не смог выйти на заданную орбиту, рухнув в итоге в Тихий океан.

Улучшенный клон

Создателей «Бурана» нередко упрекают в том, что он был скопирован с американского шаттла. Отрицать внешнее сходство кораблей трудно — наложенные друг на друга чертежи изделий (это упражнение виртуально демонстрируют посетителям музея «Бурана» на ВДНХ в Москве) позволяют уловить лишь непринципиальные отличия в силуэте фюзеляжа и крыльев космопланов. Собственно, сам по себе факт заимствований принципиальной схемы космолета никто и не скрывал. По мнению Валентина Глушко, сложившаяся конфигурация шаттла уже хорошо себя зарекомендовала и изобретать что-то новое не было необходимости. Кроме того, в условиях продолжающейся гонки вооружений, отставание в которой было недопустимым для каждой из сторон, на самостоятельные изыскания уже не хватало времени. Лозино-Лозинский в одном из поздних интервью признавал, что «челнок пришлось скопировать (чертежи достали разведчики ГРУ), поскольку времени нам давалось мало».

«Энергия» совершила всего два полета — второй с «Бураном», а первый — за полтора года до этого, в мае 1987-го. Тогда в качестве полезной нагрузки на ракету-носитель был установлен габаритно-массовый макет боевой лазерной орбитальной платформы «Скиф»

Несмотря на то что внешне «Буран» был почти точной копией американского шаттла, конструкционного и технологического эксклюзива в советском космоплане было предостаточно.

Во-первых, он мог садиться на Землю в автоматическом режиме, без участия человека; во-вторых, у него не было маршевых или разгонных двигателей; в-третьих, имелась система экстренного спасения экипажа и, в-четвертых, на орбиту он мог выводить на пять тонн больше полезного груза, чем его заокеанский прототип.

Управляли кораблем уникальная специальная автономная система и радиотехническая система «Вымпел», разработанные Всесоюзным научно-исследовательским институтом радиоаппаратуры. В их задачу входили высокоточные измерения на борту навигационных параметров и обеспечение спуска и автоматической посадки, включая пробег по полосе до места остановки.

Особое значение имела защита корабля от высоких температур. Тепловая защита «Бурана» была изготовлена под руководством Всесоюзного института авиационных материалов (ВИАМ) на Тушинском машиностроительном заводе при участии специалистов НПО «Молния» и ОНПП «Технология». По целому ряду характеристик (прочность плитки, аэродинамическое качество, степень черноты и каталитичность покрытия) она значительно превосходила американский аналог, разработанный для шаттлов. В ходе полета «Бурана» из 37 500 плиток теплозащиты лишь шесть были утеряны и около 100 повреждены при посадке. При первом же полете американского корабля, согласно разным источникам, было утеряно от 14 до 37 теплозащитных плиток и повреждено в два — два с половиной раза больше, чем на «Буране».

Для предотвращения передачи температуры от наиболее температурно нагруженных углеродных элементов орбитального корабля к силовым конструкциям из металла и в целях компенсации температурных расширений разнородных материалов использовались керамические «отсечные мосты». Они были созданы на ОНПП «Технология» на основе нитрида кремния. С помощью «отсечных мостов» осуществлялось крепление носового обтекателя и секций крыла корабля к силовым элементам планера.

При приземлении «Буран» был разогрет до 1000 °C и выше. И если бы он не охлаждался, вся аппаратура пришла бы в негодность. Поэтому на орбитальном корабле была предусмотрена система наддува и вентиляции, которая снабжала воздухом все элементы космического корабля. В ее безупречной работе немалая заслуга «Технологии», изготовившей тонкостенные герметичные трубопроводы для системы воздушного термостатирования орбитального корабля, обеспечив все требования по минимизации их веса. Общий метраж системы термостатирования «Бурана» составил 200 метров.

Очень хорошо была продумана система безопасности. Экипаж «Бурана» мог в экстренной ситуации катапультироваться либо отделить корабль от ракеты-носителя

Очень хорошо была продумана система безопасности. Экипаж «Бурана» мог в экстренной ситуации катапультироваться либо отделить корабль от ракеты-носителя (в шаттлах этого предусмотрено не было).

За тридцать лет работы программы Space Shuttle (1981–2011) было совершено 135 запусков с 852 членами экипажа на борту. За время эксплуатации «челноков» было две аварии: 28 января 1986 года произошла катастрофа шаттла «Челленджер», а 1 февраля 2003-го года — шаттла «Колумбия». В обоих случаях погибли все члены экипажа, в общей сложности 14 астронавтов.

Для вывода «Бурана» в космическое пространство использовалась отдельная ракета-носитель, благодаря этому удалось снизить его вес на восемь тонн, увеличив, таким образом, объем полезного груза, который можно было бы взять на борт. Конструкция шаттла состояла из двух твердотопливных ускорителей и самого корабля с тремя маршевыми двигателями, а также подвесного топливного отсека. В итоге шаттл мог взять на борт до 25 тонн груза при полете в космос и до 15 тонн при спуске на Землю, а «Буран» мог брать на борт груз весом 30 тонн, а при спуске — 20 тонн. Максимальное время полета «Бурана» составляло 30 суток, он мог взять на борт до десяти человек. У шаттла эти показатели были ниже: 20 суток и восемь человек. «У нас изначально вопрос стоял иначе: сделать как минимум не хуже, чем у них, а желательно — лучше», — вспоминал Вахтанг Вачнадзе, с 1977 по 1991 год возглавлявший НПО «Энергия» и координировавший работы по проекту «Энергия — Буран»

Конструктивно-компоновочная схема многоразового космического корабля «Буран» buran.ru

Неожиданный вираж

Не менее увлекательной историей стал сам полет корабля. Пилотный запуск было решено провести в беспилотном режиме: с одной стороны, это позволяло исключить риск для экипажа, с другой — давало возможность протестировать всю автоматику. «Буран» набили датчиками, камерами и приборами, а заодно и дублирующими системами безопасности на случай, если придется спасать аппарат.

Согласно первоначальным планам пуск «Бурана» был назначен на 29 октября 1988 года. Но меньше чем за минуту до старта произошло непредвиденное ЧП: не прошло нормальное отведение площадки с приборами. После устранения проблемы было принято решение перенести старт на 15 ноября, и он тоже чуть не сорвался из-за погоды: на Байконур надвигался циклон, было передано штормовое предупреждение. Но руководитель полетов Владимир Гудилин после короткого совещания принял окончательное решение: лететь!

Без десяти шесть утра ракета-носитель «Энергия» оторвалась от земли. Полет проходил штатно, его сопровождали самолеты, с которых велась съемка всех деталей полета — вплоть до отделения ступеней ракеты-носителя. Сделав запланированные два витка вокруг Земли, «Буран» успешно долетел до аэродрома и начал заходить на посадку. Она обещала быть непростой из-за отвратительной погоды.

Вместо ожидавшегося захода на посадку с юго-востока с левым креном корабль энергично отвернул влево и стал заходить на взлетно-посадочную полосу с северо-восточного направления с креном 45° на правое крыло

Внезапно корабль совершил неожиданный маневр. Вместо ожидавшегося захода на посадку с юго-востока с левым креном корабль энергично отвернул влево и стал заходить на взлетно-посадочную полосу с северо-восточного направления с креном 45° на правое крыло. Как вспоминал один из сотрудников, находившийся тогда на Объединенном командно-диспетчерском пункте, «в момент неожиданной смены курса судьба “Бурана” буквально висела на волоске, и отнюдь не по техническим причинам. Когда корабль заложил левый крен, первая осознанная реакция руководителей полета была однозначной: “Отказ системы управления! Корабль нужно подрывать!” Ведь на случай фатального отказа на борту “Бурана” размещались тротиловые заряды системы аварийного подрыва объекта, и казалось, что момент их применения наступил.

Спас положение заместитель Главного конструктора НПО “Молния” по летным испытаниям Степан Микоян, отвечавший за управление кораблем на участке снижения и посадки. Он предложил немного подождать и посмотреть, что будет дальше». И действительно, когда уже после приземления стали разбираться, выяснилось, что такой вариант был заложен в программу в качестве одного из многих. Правда, вероятность выбора этого варианта составляла всего три процента.

Позже, анализируя посадку «Бурана», специалисты пришли к выводу: автоматизированная система управления выбрала наилучшее решение. Штатной посадке по заложенной программе мешал сильный ветер, и автоматизированная система управления самостоятельно рассчитала новую траекторию. А сама посадка оказалась настолько мягкой, что тормозные парашюты сработали с небольшой задержкой. Это был потрясающий успех, корабль выполнил все нужные маневры и успешно приземлился. Все находившиеся в тот момент на космодроме ликовали.

Судьба летавшего в космос корабля «Буран» оказалась трагической. Двенадцатого мая 2002 года он был полностью разрушен рухнувшей на него крышей заброшенного монтажно-испытательного корпуса на Байконуре

Для посадок «Бурана» была специально оборудована усиленная взлетно-посадочная полоса на аэродроме Юбилейный на Байконуре. Кроме того, были серьезно реконструированы и полностью дооснащены необходимой инфраструктурой еще два основных резервных места приземления «Бурана» — военные аэродромы Багерово в Крыму и Восточный в Приморье, а также построены или усилены ВПП еще в 14 запасных местах посадки, в том числе вне территории СССР. Специально для транспортировки с запасных аэродромов был создан Ан-225 «Мрия».

Запуск «Бурана» стал большой неожиданностью для Запада и США, где открыто признали, что Советский Союз опередил их в космической гонке. Сотрудник Университета Джорджа Вашингтона доктор Джон Логсдон в прямом эфире компании ABC заявил: «СССР имеет теперь возможность выполнять те космические задачи, которые останутся недоступными для США даже тогда, когда вновь начнутся полеты американских космических кораблей многоразового использования. Для того чтобы приступить к выводу на орбиту таких же полезных грузов, на какие рассчитана советская ракета, Соединенным Штатам потребуется от шести до десяти лет».

Сборка ракетоплана «Буран» на Тушинском машиностроительном заводе в Москве ОНПП «Технология»

Трагический финал

Проект «Буран» предусматривал проведение целого ряда беспилотных полетов. Первый из них должен был состояться в конце 1991 года, еще два — в 1993-м и 1994-м. Длительность пребывания «Бурана» в космосе должны были увеличить. И поставить перед ним еще более сложные, чем возвращение на аэродром, задачи. Например, автоматическое сближение и стыковку с орбитальным комплексом «Мир». Но самое интересное должно было начаться потом. На борту космического «челнока» с пятого по восьмой полет предусматривалась работа экипажа. Правда, в целях безопасности было решено отправить только двоих летчиков-космонавтов. Примерная дата пилотируемого полета не была названа, но ожидалось, что это событие произойдет не позже 1994–1995 годов.

Однако в 1993 году проект окончательно свернули. И на то были свои причины. Экономически он оказался не очень эффективным: стоимость вывода на орбиту одного килограмма полезного груза у многоразовых кораблей его класса составляла тогда примерно 20 тыс. долларов, а у одноразовых носителей — от 6 до 15 тыс. долларов. Да и для экономики в целом он оказался очень дорогим. «Приведу один пример: при старте необходимо было охлаждать бетонный лоток, куда уходят раскаленные до 3500 градусов газы. Для этого пришлось отвести воды Сырдарьи в рукотворное подземное озеро. А расход воды при запуске — больше, чем у всех фонтанов Петергофа! Вот и считайте затраты…» — писал в своих воспоминаниях Станислав Аксенов, один из участников проекта.

Изменилась и международная обстановка: провозглашенный Михаилом Горбачевым отказ от продолжения гонки вооружений, в том числе в космосе, делал «Буран» ненужным, так как реальных гражданских задач, которые челнок решал бы эффективнее привычных одноразовых космических систем, не просматривалось.

Судьба летавшего в космос корабля «Буран» оказалась трагической. Двенадцатого мая 2002 года он был полностью разрушен рухнувшей на него крышей заброшенного монтажно-испытательного корпуса на Байконуре.

Помимо слетавшего изделия под номером 1.01 было изготовлено четыре корабля (два из них не полностью) и девять полноразмерных макетов «Бурана» для проведения динамических, электрических, аэродромных и других испытаний. Самый знаменитый из них — корабль «Буран» на ВДНХ, который является частью интерактивного музейного комплекса, посвященного этому многоразовому ракетоплану.

Из восьмерки пилотов «первого призыва» — «Волчьей стаи» — в живых сегодня нет никого. Все, за исключением командира, погибли в авиакатастрофах или от их последствий, причем шесть человек — еще до полета «Бурана»

Другой известный макет был изготовлен в виде самолета — аналога «Бурана» и работал на четырех твердотопливных двигателях, что давало возможность взлетать с обычного аэродрома. Аппарат использовался для летных испытаний в атмосфере, был показан на шоу Международного авиационно-космического салона. Потом его передавали в лизинг сначала австралийской компании, потом сингапурской. В апреле 2008 года макет купил за десять миллионов евро Герман Лайр для своего технического музея в Шпайере (Германия), где космический корабль «Буран» до сих пор является одним из самых интересных экспонатов.

Судьба оказалась немилосердной не только к слетавшему «Бурану». Злой рок преследовал и пилотов, так и не отправившихся на нем в космос (атмосферные полеты на макетах корабля отрабатывались неоднократно). Первым руководителем элитного отряда летчиков-испытателей, набранных в 1977 году для подготовки к полетам на «Буране», был назначен Игорь Волк. В отряд вошли Олег Кононенко, Анатолий Левченко, Римантас Станкявичюс, Александр Щукин, Николай Садовников, Виктор Букреев и Александр Лысенко. Фамилия командира дала новому отряду неофициальное, но тут же подхваченное всеми название — «Волчья стая». Из этой восьмерки в живых сегодня нет никого. Все, за исключением командира, погибли в авиакатастрофах или от их последствий, причем шесть человек — еще до полета «Бурана», что стало дополнительным аргументом в пользу беспилотного варианта его первого запуска. Сам Волк умер в прошлом году в возрасте 79 лет. Безвременно ушли из жизни и трое из семи летчиков второго набора «бурановского» отряда.

***

В марте 2018 года занимавший тогда пост вице-премьера Дмитрий Рогозин поручил возобновить программу многоразовых космических кораблей на новой технологической основе.

Темы: Наука и технологии