Scienty

Как рождалась на свет многоразовая транспортная космическая система «Энергия» — «Буран» — великий проект советской космонавтики, попавший в Книгу рекордов Гиннесса и отметивший 35-летний юбилей запуска в 2023 г.? Об инновациях, которые легли в основу уникальной программы, и истории разработок рассказывает инженер-радиотехник Вячеслав Владимирович Каменский, ветеран космодрома Байконур, испытатель космической техники, участник сборки и испытаний системы «Энергия» — «Буран», в конце 1980-х гг. занимавший должность начальника группы научно-производственного объединения «Энергия».

 

— Вячеслав Владимирович, в чем заключались важнейшие уникальные черты проекта «Энергия» — «Буран»?

— В первую очередь, это была новинка для Советского Союза. Ничего подобного в СССР ранее не было. У американцев в те времена уже летал «Шаттл».

Проект универсальной ракетно-космической транспортной системы «Энергия» — «Буран» родился как ответ на программу президента США Рональда Рейгана СОИ («Стратегическая оборонная инициатива», также известная как «Звездные войны». — Примеч. авт.). Было решено построить многоразовую систему, которая могла бы летать в космос, транспортировать спутники на орбиту и с орбиты, а также запускать большегрузные космические аппараты.

Работу по программе «Энергия» — «Буран» я начал как ведущий инженер в монтажно-испытательном комплексе на 112-й площадке космодрома Байконур.

На первом этапе испытаний и сборки ракеты-носителя «Энергии» для работы уже были подготовлены габаритно-массовые электрические макеты блоков ракеты, получившие название 4МКС. Габаритно-массовый электрический макет — по сути, просто болванка, напитанная датчиками, которая предназначается для наземных испытаний и не отправляется в итоговый полет. Испытания этих блоков заняли около трех-четырех месяцев. К ним подводились все системы и датчики.

Так как все разработки были в новинку, мы нередко действовали наугад. С нами работали генеральные конструкторы, начальники отделов, главные инженеры предприятий. Результаты испытаний фиксировались в толстых журналах, и поначалу их переполняли одни замечания. Все ошибки нужно было исправлять, потому что организация, которую я представлял, имела право последней подписи в документах после всех испытаний, подтверждавшей, что все работает правильно. И, если честно, мозгов первое время не хватало, потому что все технологии были новые, а над проектом работали, по одной информации, 1,2 тыс. предприятий Советского Союза, по другой — 1,5 тыс. И все эти организации производили технические новинки.

Существует мнение, что советские инженеры «списали» всю технологию программы с американских «Шаттлов». Но на самом деле только сам «Буран» может внешне напоминать «Шаттлы», потому что идеи термодинамики и аэродинамики системы никто не менял. Так как с американцами в то время не было таких тесных связей, как позднее, когда россияне сотрудничали и с «Боингом», и с «Эйрбасом», внутреннее устройство у системы было свое: все блоки, датчики, программы. За основу блоков «Энергии» был взят центральный блок ракеты-носителя «Зенит» Южного машиностроительного завода (Южмаша), а уже к нему научно-производственное объединение «Энергия» разработало «хвосты» и «головы».

Ракета-носитель «Энергия» включала четыре блока А. Они должны были обеспечивать вывод на орбиту центрального блока Ц. В итоговом варианте системы на ракету устанавливался «Буран», а ранее на его месте стоял «Полюс» — габаритно-массовый макет, использовавшийся при первом пуске «Энергии».

Когда проводились испытания ракеты-носителя, специалисты собирались на две «оперативки» — в десять часов утра и в четыре часа дня. В процессе работы всплывало большое количество недоработок, несостыковок, и над быстрым исправлением неполадок работала целая конструкторская комиссия: человек 15–20.

Интернета тогда не было — только телефоны. Но связь была хорошая: в случае необходимости сразу звонили или на Южмаш, или на другое предприятие, поставляющее комплектующие для системы. Например, если не работали телеметрические приборы «Сириус» и «Кварц», московскому заводу немедленно отдавался приказ прислать на космодром ближайшим самолетом запасные устройства. В итоге на замену кабелей и приборов уходили максимум сутки: детали привозили, быстро меняли — и испытания продолжались.

Когда собирали «пакет» (космический комплекс целиком. — Примеч. авт.), переходили на круглосуточную работу. Совещания проводили в четыре часа утра и дня и в десять часов утра и вечера. Днем собрания обычно проводили министры, а ночью — их заместители или ведущие конструкторы. Они анализировали работу по журналам испытаний и графикам выполнения испытаний и сборки. Здесь же решались вопросы: если были какие-то сбои, необходимые звонки делали прямо ночью. Так мы работали где-то два-три месяца — до самого пуска «Энергии».

Какие новинки применялись в системе «Энергии»? Еще в 1984 г., когда мы испытывали боковые блоки А, их система управления работала на базе вычислительных машин М-220. Эти устройства напоминали шкафы, и в работе задействовалось семь-восемь таких «шкафов» с экранами и перфолентой. С этими машинами работал целый отдел.

А в 1985 г. на Байконур привезли отечественную новинку — два современных компьютера автоматизированной системы управления. Они размещались на небольших тележках, как у официантов в ресторанах: наверху стоял монитор, а внизу располагался системный блок размером чуть больше, чем у современных компьютеров. Тогда эта технология была засекречена. Меня удивило, почему в те времена разработка не нашла широкого применения. Ведь теперь в ходе испытаний к блокам ракеты-носителя больше не нужно было подключать громоздкие вычислители: достаточно было подкатить к ракете на каталке небольшой компьютер, подсоединить его, провести испытания и откатить. Спустя семь-восемь лет, уже после распада СССР, в стране стали появляться западные компьютеры. А если бы в Советском Союзе в 1980-е гг. стали активно развивать ту технологию компактных вычислителей, то, вероятно, можно было бы и Запад обогнать в этом направлении. В те годы все было отечественное: и программисты, и программы.

Помимо этого, у «Энергии» было хорошее теплозащитное покрытие. Для ракеты-носителя изготавливалась специальная теплозащитная пена. Помню, как мы приходили к инженерам, чтобы они напыляли нам тонкий слой этого состава на бутылки и фляжки, — потом мы использовали их в качестве термосов: можно ходить сутки, а вода остается холодной.

В числе технических новинок были отечественные системы датчиков, приборы телеметрии. Сама работа велась по новым методикам.

Так проходила первая стадия испытаний «Энергии». Пока она испытывалась с «Полюсом», без «Бурана». На первый пуск ракеты-носителя 15 мая 1987 г. на Байконур приезжал М.С. Горбачев.

После этого этапа меня перевели на 254-ю площадку космодрома, где был другой МИК (монтажно-испытательный комплекс. — Примеч. авт.), в котором испытывался сам «Буран». В 1984 г. для испытаний привезли габаритно-массовый макет, а около 1985 г. доставили уже саму «птичку» — первый летный образец.

Если с «Энергией» все было относительно понятно, то с «Бураном» стало сложнее, потому что все технологии были совершенно новые, включая системы управления самолетного образца.

Главное, что было необходимо сделать, — наделить «Буран» «мозгами», чтобы он мог летать без космонавтов. Над этой задачей работали лучшие программисты СССР. Они создавали коды для проверочных включений, позволявших отработать последовательность действий «Бурана» в различных ситуациях. Этот процесс и лег в основу «мозгов» космического корабля. Всего было 189 вариантов проверочных включений, и они были спроектированы на все случаи жизни: если что-то идет по одному сценарию, у «Бурана» запускается одна программа, если по другому — вторая программа и т.д. Эти программы было непросто разрабатывать, потому что в кодах было немало ошибок. Но мы справились.

Наконец мы загрузили все программы и подготовили систему к пуску. Пока собирали «пакет», снова перешли на круглосуточную работу примерно на два-три месяца. Все вопросы решались очень быстро.

Когда все составляющие скомпоновали и испытали, состоялся запуск «Бурана». При этом изначальную дату пуска перенесли: 29 октября от системы не отошла заправочная штанга, из-за чего старт быстро отменили и перенесли на 15 ноября. В день запуска была плохая погода — сильный ветер и низкая облачность, — поэтому на видеозаписях пуска «Бурана» не очень хорошая видимость.

Полет корабля продлился 205 минут, в ходе которых «Буран» сделал два витка вокруг Земли. В ходе запуска все программы корабля отработали отлично. Заходя на посадку, «Буран» чуть изменил траекторию из-за сильного ветра и успешно приземлился на посадочную полосу. При посадке отклонение от значений, заданных программами, составило всего несколько метров. Это говорит о качестве технологий и профессионализме отечественных программистов.

Далее начался третий этап работы над системой: в 1987 г. на космодром доставили вторую «птичку». В 1988–1989 гг. начались испытания. Мы были полны энтузиазма.

Для второго корабля привезли механическую руку-манипулятор для установки во внутренний отсек корабля с раскрывающимися створками. Это была 40-метровая выдвигающаяся штанга, которая могла выносить на орбиту наши спутники из грузового отсека и забирать на корабль отечественные и вражеские космические аппараты.

Испытывалась шлюзовая камера корабля, предназначенная для стыковок и перемещения космонавтов. Параллельно на испытания поступили космические кресла — я в них сидел. Дорабатывались программы для проверочных включений корабля на случай, если произойдет сбой дополнительных приборов.

Для второго корабля были также поставлены оригинальные белые и черные плитки теплозащиты. Количество белых плиток составило 37 тыс., из которых в дальнейшем 1,5 тыс. остались недоклеенными.

Работа над проектом не была завершена, так как в 1989–1990 гг. у нашего правительства пропал прежний энтузиазм: М.С. Горбачев объявил о разоружении, уничтожении наших стартовых комплексов и т.п.

Мы оказались в замешательстве, потому что раньше наш коллектив постоянно подгоняли как правительство, так и комиссии, а теперь наступило затишье. Однако план работы на тот момент еще не был отменен и, согласно программе, мы должны были выполнять поставленные задачи. Поэтому мы продолжали испытания.

В итоге второй образец корабля мы испытали примерно на 85–90%. Он был почти готов к полету. Но главное — в 112-м монтажно-испытательном комплексе Байконура уже стояли две «Энергии», третья и четвертая, полностью собранные и практически готовые к пуску. На пятую и шестую прибыли «головы», «хвосты» и «носы», даже на седьмую и восьмую уже «носы» пришли. Как говорил Н.С. Хрущев: «Мы печем ракеты, как сосиски». И вот такие же «сосиски» приходили на сборку на космодром. В испытательном комплексе уже лежало большое количество блоков, можно было подготовить третий и четвертый пуски, затем пятый и шестой: системы «штамповали» быстро.

Но в итоге работа застопорилась. В 1991 г. на Байконуре прошли последние торжества, посвященные полету Ю.А. Гагарина: над городом летала «Мрия» с «Бураном», М.О. Толбоев пилотировал истребитель… Дальше наступило затишье и прошел слух, что программу будут консервировать или закрывать.

Поступила команда о включении меня в комиссию по консервации систем «Энергии» — «Бурана». Но было непонятно, как их консервировать: чтобы сохранить ракету и корабль, их нужно смазывать, необходимо каким-то образом решить вопрос с истечением гарантийных сроков. В итоге было принято решение заварить двери на стартовых комплексах в неохраняемых местах, снять с конструкций ценные комплектующие. В монтажно-испытательных комплексах навесили пломбы на входы. Проект заморозили.

Сама ракета-носитель «Энергия» была рассчитана на десять пусков. По расчетам конструкторов, во время взлета боковые блоки должны были отсоединяться от ракеты, пролетать какое-то расстояние, а затем самостоятельно садиться на землю при помощи парашютной системы. При посадке из блоков должны были выстреливать две своеобразные «ноги» на амортизаторах. Но меня беспокоил вопрос, как планировалось действовать дальше: в степи, где предполагалась посадка блоков, очень разнообразный ландшафт и любая неустойчивость системы могла привести к падению. Кроме того, после приземления блоки нужно было опять транспортировать на космодром. На Байконур системы доставляли поездами. А каким образом планировалось перевозить блоки на расстояние 200–300 км по степи?

Помимо этого, перед запуском ракеты-носителя надо давать гарантию. Возможна ли была бы такая гарантия, если бы один из многоразовых блоков упал во время очередного пуска? Например, в моей практике был случай, который произошел, когда я служил во Власихе: у нас закончились «Протоны» для запуска спутников, и возникла вынужденная необходимость запускать ракету-носитель, по которой был нанесен удар в цехе. И чтобы на запуск ракеты была дана гарантия, мне пришлось лично отвозить письма В.С. Черномырдину. Поэтому кто и как давал бы гарантию на повторные запуски боковых блоков «Энергии», не вполне понятно.

— Каковы были основные цели создания «Энергии» — «Бурана», помимо военных?

— Я не знаю, какие цели преследовали Политбюро и командование. Но хочу заметить, что система была рассчитана на выведение на орбиту 100 т груза. Для сравнения: современный «Протон» может отправить на орбиту всего 20 т. «Ангара» тоже способна вывести не особенно много груза.

Если бы запуски «Энергии» — «Бурана» продолжились, проект можно было бы задействовать для развития лунной программы. Например, лунный космический корабль, который планировал запустить Советский Союз, собирались отправлять в космос по частям, поскольку за один раз всю систему вывести было невозможно. А «Энергия» могла за один раз вывести за пределы Земли весь масштабный космический комплекс.

Помимо этого, готовился проект нового «Полюса» (макета боевой космической платформы «Скиф». — Примеч. авт.) с ядерной и лазерной установками, габариты которых тоже были огромны. Я думаю, «Энергия» могла бы пригодиться и для достижения таких глобальных целей. Но так как проект был законсервирован и в Казахстане все обрушилось, я думаю, программа уже не будет развиваться с использованием старой «Энергии». Возможно, в проекте задействуют «Ангару».

Насколько я понимаю, сейчас все законсервированные системы «Энергии» — «Бурана» сильно затоплены химически активной соленой водой. Ее необходимо откачивать, но это вряд ли возможно, если учитывать, что системы заброшены.

Технологии переданы под контроль Казахстану, но Казахстан не следил за их состоянием, потому что не располагает специалистами. В результате рухнула крыша монтажно-испытательного комплекса, где находились системы. В те времена, когда я работал над «Энергией», она была повреждена и сквозь нее вода сочилась на блоки, которые приходилось закрывать целлофаном. Я написал письмо руководству с просьбой о содействии. Спустя полгода меня вызвал генерал, сообщив, что на ремонт выделили средства и я буду контролировать работу. Крышу комплекса перекрыли качественно — больше она не протекала. В начале 1960-х гг. гарантия здания составляла 50 лет, после нашего ремонта к ним добавились еще 25. Поэтому обрушение крыши мне кажется очень странным.

В процессе работы я обратил внимание на единственную проблему, и я полагаю, что она могла повториться и привести к обрушению. В пятом пролете комплекса располагалась опасная зона, где находились 400–500 кислородных баллонов. Когда рабочие долбили крышу ломами над этим участком, я опасался, что кто-то может выронить инструмент и тот упадет с высоты 100 м, как тяжелый снаряд, ударив по баллонам. Но тогда мне объяснили, что для ремонта использовались специальные инструменты. Все обошлось. Однако я полагаю, что, если казахстанские специалисты не знали, что в этой части комплекса размещались кислородные баллоны и случайно проломили крышу, в здании вполне мог произойти взрыв. Потому что и по степени разрушений я был вынужден предположить, что в комплексе с большой вероятностью что-то взорвалось: обвалилась вся крыша, что противоречит гарантии и всем особенностям конструкции здания.

— С вашей точки зрения, что потеряла российская космонавтика в связи с закрытием проекта «Энергия» — «Буран»? Если бы «Бураны» продолжили летать, чего могла бы достичь отечественная космическая отрасль? Или в целом изменилось бы немногое?

— Сложно сказать. Американцы тоже закрыли программу «Шаттл» из-за неудач. У нас же после первого пуска на «Буране» были повреждены восемь плиток, остальное все сработало нормально. Неизвестно, как бы дальше продолжала вестись работа над системой, насколько качественной была бы подготовка, но, может быть, советские корабли повторили бы путь «Шаттлов» и со следующими «птичками» что-нибудь бы случилось на этапе полета.

Помимо этого, я думаю, что в современном мире, возможно, уже не было бы смысла в такой габаритной ракете и в самом «Буране», если учитывать, что сейчас активно используются чипы и прочие высокие технологии, которые позволяют тому же Илону Маску запускать в космос спутники буквально пачками. Что касается возможности запускать систему много раз, на мой взгляд, сохранение и повторные испытания комплектующих требуют столько средств, что, вероятно, проще изготавливать по новой ракете для каждого пуска. Даже если Россия решит запускать многоразовые системы с космодрома Восточный, сам процесс «ловли» боковых блоков, содержание кораблей, транспортировка, повторные испытания системы, по-моему, будут по суммарной стоимости аналогичны изготовлению новых ракет.

Многие технологии «Энергии» — «Бурана», я думаю, не были утрачены: все используется в народном хозяйстве. Но пик развития космонавтики у нас был пройден в 1988 г.

— Практически у любого космического проекта есть долгосрочные перспективы. Каким виделось разработчикам будущее «Бурана»? Возможно, были какие-то идеи по расширению программы или по совершенствованию систем?

— Программа была масштабной. Например, я уже упоминал, что у «Бурана» был грузовой отсек. Если очень грубо говорить, он мог вместить железнодорожный вагон.

Плюс была создана рука-манипулятор. С ее помощью «Буран» мог ловить на орбите старые отработанные спутники, загружать их внутрь и спускать на Землю для анализа. Под воздействием радиации и от долгой эксплуатации в целом спутники теряют свои качества, поэтому я не уверен, можно ли их было бы затем использовать повторно или же пришлось возвращать их на Землю только для исследования. Помимо этого, можно было бы выводить на орбиту собственные крупногабаритные грузы и захватывать вражеские спутники. Не знаю, всегда ли это было бы осуществимо: если у захватываемых аппаратов, например американских, присутствовали средства защиты, они могли бы подорвать корабль. У наших спутников были подобные системы подрыва.

Были планы транспортировать космонавтов при помощи шлюзовой камеры, которая была рассчитана на стыковку с космическими станциями. По форме камера напоминала ту, через которую в космос выходил А.А. Леонов, только была искривленной. Для стыковок шлюзовая камера должна была выдвигаться из корабля примерно на один-два метра за пределы «Бурана». 

Системы корабля были рассчитаны на пять-семь космонавтов. Изначально в «Буране» были установлены два кресла, затем сзади добавлялись дополнительные места. По кабине можно было ходить, выпрямившись в полный рост. Внутреннее пространство корабля было комфортным. Так что на «Буране» можно было отправлять в космос группы космонавтов и, может быть, даже забрасывать на орбиту космических туристов, чтобы окупать программу.

— Спасибо вам большое за увлекательную беседу!

— Я хочу поздравить всех байконуровцев, тех, кто испытывал универсальную многоразовую транспортную космическую систему «Энергия» — «Буран», всех выживших и пожелать им здоровья и встречи на дне Байконура и других праздниках!

Источники изображений в тексте: Erik Simonsen / Getty Images, Елена Либрик / «Научная Россия», Валентин Кузьмин, Альберт Пушкарев / ТАСС, личный архив В.В. Каменского. 

---

Источник