Продолжение статьи "Из первого океана — в шестой"
1 февраля 2010 г. Президент США Б. Обама объявил о прекращении работ по программе «Созвездие» (см. ТМ №4 за 2010 г.), как не содержащей технологических новшеств по сравнению с проектом «Аполлон» 40-летней давности. Впредь же было решено за ближайшие пять лет наработать научно-технический задел, дабы затем в кратчайшие сроки создать носитель тяжёлого класса с минимальной стоимостью запуска. На призыв Президента откликнулись уже несколько фирм- разработчиков, и в их числе — группа «оппозиционеров» NASA, известная под названием Direct. Она включает более 90 энтузиастов-добровольцев, в числе которых — действующие и бывшие сотрудники NASA и других аэрокосмических фирм, а также специалисты по компьютерной графике, публицисты, юристы. Группа сформировалась пять лет назад, когда для реализации высказанной предыдущим Президентом США Дж. Бушем-младшим концепции полётов за пределы низкой околоземной орбиты были выбраны носители «Арес-1» и «Арес-5».
Оппозиционеры» наглядно показывали, что декларированная в этих проектах преемственность с системой Sрасе Shuttle — именно декларированная, фактически же от задела «челноков» остаётся немногое. В качестве альтернативы они предложили семейство тяжёлых и сверхтяжёлых ракет- носителей «Юпитер», в которых агрегаты «шаттлов» использовались куда полнее, а сама схема была и логичнее, и надёжнее, и перспективнее. История всё расставила по местам: неуклюжий «Арес-1» разработкой прекращён, тогда как «Арес-5», использующий компоновку «Юпитера» (но уже не «шаттловские» агрегаты) в перспективных планах остаётся!
А в начале 2011 г. «Директ» предложила новый проект перспективного сверхтяжёлого носителя. Ракета, как читатель, видимо, уже догадался, рассчитана на пуск из воды и вполне обоснованно получила название «Левиафан».
Носитель должен будет доставлять 140 т полезного груза па круговую орбиту высотой 300 км и наклонением 29°. Стартовая масса — 4019,5 т, длина — 107 м, диаметр — 13,8 м. Обе ступени многоразового использования должны работать на жидких кислороде и водороде, изготавливать же их следует из углепластика.
На обеих ступенях предлагается установить двигатели с кольцевой камерой сгорания и внешним расширением па центральном конусе. Идея эта не нова, хорошо известны и преимущества, которые даёт такой двигатель, как аэрогазодинамические, так и компоновочные: такой двигатель короче «обычного», «обнуляется» донное сопротивление, центральный конус используется в качестве теплозащиты при посадке, предельно упрощается крепление необходимого для вертикализации ракеты балластного блока. Беда только в том, что со стендов такой двигатель за четыре с половиной десятилетия так и не перешёл на реальные машины…
1-я ступень отделяется на 147 с полёта и приводняется на парашютах. 2-я ступень выходит на целевую (низкую опорную) орбиту и через сутки приводняется (также на парашютах) в заданную точку мирового океана.
Размеры зоны полезной нагрузки (длина — 25,4, диаметр — 12,8 м) позволяют засунуть в неё восемь блоков, рас- считанных на выведение «шаттлом». Этот огромный объём в сочетании с грузоподъёмностью потворствует самым буйным фантазиям энтузиастов космонавтики. В своих презентациях, например, «Директ» приводит такое сравнение: для развёртывания МКС вместо выполненных за 12 лет 100 пусков «шаттлов», «Союзов», «Протонов», «Н2» и Аrianе пять достаточно… трёх «Левиафанов» и, соответственно, трёх месяцев!
В числе потенциальных полезных нагрузок новой ракеты рассматриваются крупногабаритные телескопы, баки с жидким водородом для межпланетных кораблей (но теперь в конструкцию бака входит и внушительная система обеспечения теплового режима), модульная орбитальная база снабжения «Олимпия», грузовой транспортный многоразовый корабль «Галеон». Для доставки на околоземную орбиту людей предложен специальный головной блок, на четырёх палубах которого можно разместить 64 человека (правда, этот блок не имеет ни САС, ни средств посадки…)
По, пожалуй, самым смелым в проекте «Директа» является предполагаемая стоимость транспортных операций. За пуск обещают брать всего… 60 млн долл. — 429 долл. за килограмм! Для сравнения, пуск отечественного «Про- тона-М» (21 т на низкую опорную орбиту) стоит порядка 80 млн долл., китайской LМ-2Е (14,1 т туда же) — 55 млн долл. Надо полагать, такую баснословную дешевизну обеспечат именно водный старт — ну и, наверное, полная (кроме головного обтекателя) многоразовость.
Правда, надо признать, что особых надежд па постройку «Левиафана» нет, главным образом потому, что за добровольцами-оппозиционерами нет производственных мощностей; а как бы ни была хорошо нарисована и правильно посчитана ракета, не будучи построена, она не полетит…
А что у нас?
В нашей стране идея старта из воды, «с плава», особого развития не получила. Причин здесь несколько, но главной следует считать географическую. В самом деле: едва ли пе с любой точки густонаселённого атлантического побережья США видны участки моря, глубина которых превышает несколько сотен метров, и над которыми НИКОГДА не бывает льда. Само побережье не просто заселено, по и освоено, в наличии мощнейшая промышленная инфраструктура, производства практически любого профиля, от металлургических и химических до приборных. А в море — могучий флот, любовно поддерживаемый в этом состоянии непрерывно более века. Тогда как у нас если освоенное побережье — то у мелководных и тесных морей, а если у океана — неосвоенные и неудобные для освоения берега, куда только вертолётом можно долететь. Или дойти морем, по которому, однако, добрую половину года сможет пройти не всякий атомный ледокол. Да и флот — «таперича не то, что давеча»…
Однако есть в стране организация, для которой ракеты подводного запуска — главный объект специализации. Это Государственный ракетный центр им. В.П. Макеева в далеко не морском Миассе, проектирующий баллистические ракеты для подводных лодок (БРПЛ). Свои БРПЛ есть у США, Франции, Китая, но «фирма» Макеева в этом деле уникальна, и вот почему. Несмотря па то, что ещё на рубеже 50-60-х гг. прошлого века в США было решено сделать именно лодочные ракеты основой стратегического ядерного арсенала, проблему запуска двигателя в воде там не только не решили, но даже и не поставили. ВСЕ американские лодочные баллистические ракеты выстреливаются из шахт лодки, идущей на малой глубине, парогазовой смесью, так, чтобы подняться метров на 10-20 над водой. И только там и тогда, в воздухе, запускается маршевый твёрдотопливный двигатель.
У нас ситуация другая: ракеты в основном жидкостные, двигатель на стартовый режим выходит не сразу, да и система управления не приветствует такие «прыжки» (впрочем, позднее В.Ф. Уткин и КБ «Южное» применили такой пуск для межконтинентальных ракет наземного базирования, и использование ЖРД этому не помешало… По это было через 10 лет после того, как макеевские ракеты обосновались в лодочных шахтах).
Поэтому двигатели миасских ракет Р-21, Р-27, Р-29, Р-29Р и Р-29РМ запускаются в затопленных водой шахтах. На тяге своего двигателя ракета выходит из лодки и из воды (и поэтому глубина пуска отечественных БРПЛ в 2-3 раза больше, чем американских). Энергетические возможности жидкого топлива позволили получить межконтинентальную дальность пуска гораздо раньше, чем до этого дошёл потенциальный противник. А где межконтинентальная дальность, там и возможность выхода па орбиту. И такая возможность была исследована и использована — 7 июля 1998 г. с находившегося в подводном положении атомного подводного ракетного крейсера стратегического назначения К-407 «Новомосковск» (пр. 667БДРМ) ракетой-носителем «Штиль-1» на околоземную орбиту были запущены два микроспутника. «Штиль-1» представляет собою конверсию межконтинентальной баллистической ракеты Р-29РМ.
Эта трёхступенчатая ракета — вершина развития лодочных баллистических ракет с ЖРД, да и не только лодочных. Для оценки совершенства образца техники существует такой критерий—доля полезной массы (в данном случае — массы полезного груза, 2,8 т) в полной (в данном случае — стартовой, 40,3 т). Так вот, для Р-29РМ эта величина составляет 7%, что в полтора-два раза лучше, чем у других баллистических ракет межконтинентальной дальности. Поскольку размеры лодочной шахты ограничены, ракета имеет предельно плотную компоновку. Двигатели 1-й ступени (их два — маршевый и рулевой) утоплены в баке горючего 1-й ступени, а двигатель 2-й ступени — качающийся — висит в… баке окислителя 1-й ступени. Для её отделения удлинённые кумулятивные заряды перерубают обшивку опустевшего бака. 3-я ступень совмещена с блоком разведения головных частей, которых может быть четыре или 10. Её необычная компоновка — боеголовки висят вокруг маршевого двигателя — вызвана тем, что в передней части находится оптикоэлектронный комплекс системы астронавигации. Длина ракеты 14,8 м, диаметр 1,9 м.
Доработка носителя «Штиль-1» свелась к замене боеголовок на спутники (вынужденно малогабаритные) и изменению программы полёта. Это позволяет использовать для запуска спутников штатную подводную лодку, но крайне неудобно для потенциальных клиентов — ядерная БЧ обычно имеет гораздо большую плотность, чем ИСЗ. Естественно, макеевцы предложили более совершенные версии носителей, с переделанной 3-й ступенью и большим головным обтекателем, но такие ракеты потребовали нового стартового комплекса… которого не было, нет и вряд ли будет.
И тогда в Миассе вспомнили об идее пуска со свободного плава. Было предложено несколько носителей, запускаемых непосредственно из воды. Самым большим был носитель «Прибой», в котором под переделанный «Штиль» добавлялся ещё твёрдотопливный ракетный блок — 1-я ступень ракеты Р-39. В отличие от американских монстров, «Прибой» должен был доставляться к месту пуска па борту судна-дока типа «Стахановец Котов», а применение тяжёлого топлива потребовало специальных сбрасываемых элементов плавучести. Но проект остался на бумаге: во-первых, производство ступеней Р-39 осталось па Украине (почему, кстати, «беззубыми» оказались наши «Тайфуны»…). Во-вторых, всех «стахановцев» «загнали» за рубеж. В-третьих, в классе лёгких носителей, коим и стал бы «Прибой», конкуренция велика и без него. Другая модификация Р-29РМ — принятая на вооружение в середине 2007 г. Р-29РМУ2, получила название «Синева».
Просто на какое-то время серийное производство ракеты было прекращено, а потом восстановлено. Но восстановлено оно было уже в другой стране. В стране, где многие заводы оказались за границей, где многие технологии утрачены, где понятие «заработать» системно замещено понятием «получить»… А восстанавливать пришлось потому, что, как уже сказано, мощнейшие «Тайфуны» остались без ракет, а разработка новых затянулась. Главных отличий у «Синевы» два: новая система управления, устойчивая к воздействию электромагнитного импульса (и, видимо, более лёгкая), и изменённые размеры баков, оптимизировавшие распределение топлива по ступеням. Последнее позволило, сохранив габариты, стартовую массу и забрасываемый вес, увеличить максимальную дальность стрельбы с 8300 до 11500 км!
