В течение XX столетия у выдающихся инженеров из США и СССР возникали грандиозные космические планы. Все они были направлены на то, чтобы превзойти своего политического соперника. Не все эти программы были реализованы, однако сейчас мы обратимся к тем, что так и остались на бумаге.
Космические истребители
Вероятно, многие знакомы с авиационно-космической системой «Спираль», однако немногие знают об американском аналоге – проекте X-20. Именно программа X-20 Dyna Soar стала прародительницей идеи создания боевых космических комплексов. Безусловно, разработки аппаратов подобного типа велись и ранее, но именно специалисты компании Boeing приблизились к практической реализации подобного решения.
Военно-воздушные силы США стали заказчиками X-20. Разработчики заложили грандиозные планы: предполагалось, что многоразовый орбитальный самолет сможет успешно перехватывать космические аппараты, осуществлять разведывательные действия и даже наносить ядерные удары по земным целям. Предварительно стоит указать, что этот проект оказался лишь привлекательной, но неосуществимой мечтой, поскольку указанные задачи более эффективно решают специализированные системы. Однако основной причиной отказа от программы стали ее значительные финансовые затраты – с 1957 по 1963 годы на нее было выделено 410 млн долларов. В конечном счете, проект был закрыт, а выделенные средства были направлены на программу Gemini.
К данному моменту разработчики создали несколько прототипов X-20 и провели ряд исследований. Многоразовый аппарат планировалось вывести на орбиту с использованием ракеты-носителя Titan (в зависимости от поставленной задачи предполагалось использовать различные модификации ракеты). Для совершения одного оборота дополнительный двигатель не был необходим, однако при необходимости Х-20 мог быть оснащен третьей ступенью Martin Trans-Stage. Она обеспечивала X-20 возможностью совершить несколько оборотов вокруг планеты и выполнять маневры в космосе, осуществляя операции по сближению с советскими спутниками и их нейтрализации.
Этот аппарат представлял собой небольшой одноместный орбитальный самолет. Длина X-20 составляла 10,7 метра, а размах крыльев – 6,35 метра. Он был способен доставить на орбиту 450 кг полезной нагрузки и совершал посадку, как обычный самолет, используя взлетно-посадочную полосу.
Советское руководство расценило Dyna Soar как вполне ощутимую опасность и разработало ответные меры. В 1960-е годы, под руководством известного конструктора Глеба Лозино-Лозинского, велась работа над авиационно-космической системой «Спираль», которая также заслужила репутацию легендарной».
Несмотря на то, что программа X-20 Dyna Soar находилась на ранней стадии разработки и еще не была готова к практическому применению, американские планы выглядели весьма амбициозными. Подтверждением этого стало формирование группы добровольцев – всего семь человек – для работы над проектом Х-20. Среди этих астронавтов был и Нил Армстронг, который впоследствии стал первым человеком, ступившим на Луну. Известно, что благодаря своей исключительной выдержке он получил прозвище «Ледяной капитан».
Главное отличие от конкурента из-за океана, «Спираль», заключалось в возможности горизонтального взлета с использованием воздуха. Запуск аппарата осуществлялся с гиперзвукового самолета-разгонщика. Отделение планировалось на скорости 6 Махов и высоте 30 км, после чего в работу вступал ускоритель, использующий фтороводородное топливо.
Первостепенной задачей программы было военное применение. Компактный одноместный орбитальный самолет (его длина составляла 8 метров, а размах крыльев – 7,4 метра) предполагалось использовать для перехвата вражеских спутников, уничтожения морских объектов ракетой «воздух-поверхность», а также для проведения разведывательных операций. Максимальный вес боевой нагрузки мог составлять 2000 кг. Для выполнения маневров на орбите планировалось использовать жидкостные реактивные двигатели, а при посадке – перейти в режим полета, как у обычного самолета.
Все эти планы так и остались нереализованными. Результатом масштабной работы над проектом «Спираль» стало создание экспериментального (на текущий момент дозвукового) самолета МиГ-105.11 – «Лаптя», так его прозвали из-за характерного вздернутого носа. Впервые он поднялся в воздух в 1976 году, а в 1977-м совершил успешное отделение от самолета-носителя – бомбардировщика Ту-95. Тем не менее, этот дозвуковой прототип значительно отличался от задуманного орбитального комплекса и являлся лишь начальным этапом на длительном и непростом пути, который так и не был завершен.
В 1979 году работы над комплексом были прекращены, поскольку активно велись испытания другого многообещающего проекта – корабля многоразового использования. Реализация программы «Спираль» стоила СССР 75 миллионов рублей, и высокая стоимость, а также сложность воплощения и отсутствие насущных задач стали ключевыми причинами ее завершения. К тому же, американская сторона отказалась от аналогичной разработки еще в 1960-х годах.
К концу 1970-х годов в Соединенных Штатах были заложены основы для возникновения новых поводов к обеспокоенности относительно Советского Союза. Появление новой «космической угрозы», обусловленной разработкой программы Space Shuttle, вовлекло СССР в очередную космическую гонку, завершившейся созданием комплекса «Буран».
Беспилотный орбитальный ракетоплан (БОР) разрабатывался в рамках программы «Спираль», однако в испытательных полетах не участвовал. Он являлся уменьшенной моделью орбитального самолета, выполненной в масштабе 1:2. Первый летательный экспериментальный аппарат был запущен на этапе испытаний программы «Буран» в 1982 году. БОРы оказали существенное влияние на осуществление программы «Буран».
Dyna Soar и «Спираль» справедливо можно отнести к числу самых выдающихся космических проектов в истории: им нет и не было аналогов. Несмотря на то, что в прошлом их реализация казалась сомнительной, в настоящее время концепция вновь обретает актуальность, и в Соединенных Штатах активно ведутся работы над новыми многоразовыми космическими кораблями, например Dream Chaser. К счастью, разговоры о возможном полном использовании этих разработок в военных целях уже не ведутся.
МАКС – это не просто сокращение от названия авиационно-космической выставки, но и наименование перспективного орбитального аппарата. Концепция Многоцелевой авиационно-космической системы (МАКС) была впервые представлена в конце 1980-х годов. Подобно проекту «Спираль», орбитальный самолет предполагалось запускать с использованием воздушного старта с борта тяжелого транспортного самолета Ан-225 «Мрия». В итоге, проект не был воплощен в жизнь, и его разработка прекратилась после распада Советского Союза.
Лунная программа СССР
Пока итоги «лунной гонки» не были определены, Советский Союз стремительно продвигался к Луне. Для осуществления пилотируемого полёта требовалась ракета исключительной мощности – именно такой комплекс Н-1 и разрабатывался с 1960-х годов. Эта гигантская ракета, получившая прозвище «царь-ракета», создавалась под руководством Сергея Королева, а после его смерти руководство проектом перешло к Василию Мишину.
Ракета имела пятиступенчатая конструкция. На первой ступени располагалось 30 жидкостных двигателей НК-33, которые вместе обеспечивали тягу в 5130 тонн. В общей сложности, ракета Н-1 оснащалась 44 двигателями пяти различных моделей. Сухая масса Н-1 составляла 208 тонн, а стартовая могла достигать 2950 тонн. Для сравнения, сухая масса ракеты-носителя «Союз-У», используемой для вывода на орбиту космических кораблей «Прогресс», – всего 24 тонны. Однако Н-1 могла вывести на низкую околоземную орбиту груз массой до 100 тонн, а к Луне – доставить полезную нагрузку весом 34 тонны.
Для ракеты столь значительной грузоподъемности и соответствующие задачи были выбраны. Изначально предполагалось использовать ее для отправки на орбиту секций межпланетного корабля, предназначенного для полета к Марсу или Венере. Однако в первой половине 1960-х годов эти замыслы были заменены на более осуществимую полетную программу к естественному спутнику Земли. В период с 1969 по 1972 год было проведено четыре пробных запуска ракеты Н-1 – она, казалось, была обречена: все попытки оказались безуспешными. В то же время американские космонавты высадились на Луне.
Американская ракета Saturn V признана самой крупной и мощной из всех, когда-либо выводимых на орбиту. Ее сухая масса составляла 235 тонн, стартовый вес достигал 2328 тонн, а максимально возможная полезная нагрузка – 120 тонн. В числе создателей этой ракеты был известный немецкий ученый Вернер фон Браун, и она была использована для лунных миссий в рамках программы Apollo.
Несмотря на то, что неудачные запуски ракеты Н-1 часто называют причиной проигрыша СССР в соревновании за освоение Луны, это утверждение верно лишь частично. Комплекс причин, приведших к отставанию от Соединенных Штатов, включал в себя более низкую технологическую базу производства, ограниченность финансовых ресурсов (если пересчитать по современным ценам, лунная программа обошлась американцам в 135 миллиардов долларов – в пять раз больше, чем затраты Советского Союза), а также отсутствие у советского руководства ясного представления о конечных задачах.
Существует и еще один фактор, который не всегда упоминается. Часто между коллективами советских разработчиков и ученых наблюдалась недостаточная согласованность действий. Вероятно, давнее соперничество между конструкторским бюро №1 при Королеве и конструкторским бюро №52 академика Челомея также повлияло на провал. Несомненно, завершение советской лунной программы было вызвано высадкой американских астронавтов на Луну в 1969 году. В результате проект утратил свою значимость.
В том же ОКБ-1 велась разработка пилотируемого космического корабля ЛЗ, предназначенного для ключевой роли в советской лунной программе. Этот 15-тонный комплекс включал лунный посадочный и лунный орбитальный аппараты. Согласно плану, после выхода корабля на лунную орбиту, посадочный и орбитальный модули должны были отделиться. Один из космонавтов оставался бы на орбите, а другой совершал бы посадку на поверхность Луны на посадочном модуле. После этого лунный посадочный модуль поднимал бы космонавта обратно, осуществлял бы стыковку с орбитальным модулем – и экипаж возвращался домой.
Советские специалисты нередко использовали технические разработки из США, однако проект Н1-Л3 значительно проигрывал программе Apollo. Например, на борту Л3 могли разместиться лишь два человека, в то время как на американском корабле – трое. Даже размеры советского лунного модуля были почти вдвое меньше, чем у американского. В конечном итоге космический корабль Л3 так и не был создан, а испытания, проводимые в рамках программы Н1-Л3, сводились к запуску макетов и прототипов.
Идея создания межпланетного корабля возникла в Советском Союзе еще в первой половине 1960-х годов, когда одной из целей полета являлся Марс. В то время одновременно разрабатывалось два проекта. Конструкторская группа под руководством Глеба Максимова занималась проработкой небольшого корабля для облета Марса с экипажем численностью до трех человек. Проект Константина Феоктистова, доктора технических наук и летчика-космонавта, предполагал создание корабля значительно большего размера. Его инженеры планировали собрать его на околоземной орбите, что позволило бы использовать аппарат для длительных космических перелетов.
Лазерная установка «Скиф»
Разработка «Скифа» стартовала в конце 1970-х годов в НПО «Энергия» (известном также как ОКБ-1), а в 1981 году была продолжена в КБ «Салют». Орбитальная платформа создавалась для уничтожения космических аппаратов лазерным оружием, включая американские корабли и спутники.
Программа, отличавшаяся высокой сложностью и значительными затратами, неоднократно подвергалась критике и в 1983 году была прекращена. Вскоре она получила новый импульс к развитию благодаря инициативе самих американцев, объявивших о проекте «Стратегическая оборонная инициатива». Советскому Союзу не представлялось возможным игнорировать это развитие событий, поэтому было принято решение о возобновлении работ над проектом «Скиф.
Экспериментальный образец комплекса «Полюс» («Скиф-ДМ») имел массу 77 тонн и длину 34 метра. Станция включала в себя служебный и целевой блоки. В двигательном отсеке располагались четыре маршевых двигателя, а также двигатели ориентации и стабилизации, топливные баки и дополнительное оборудование. Предполагалось, что комплекс будет оснащен газодинамическим лазером мощностью 100 кВт, который к моменту запуска уже прошёл длительный цикл испытаний.
15 мая 1987 года сверхтяжелая ракета-носитель «Энергия» вывела установку в космос. Однако после отделения произошел сбой, в результате чего комплекс «Скиф-ДМ» потерпел крушение в Тихом океане, не достигнув запланированной орбиты. Это стало печальным завершением проекта.
Точная стоимость программы «Скиф» не разглашалась, однако она регулярно упоминается как один из самых затратных космических проектов Советского Союза. Экономические трудности в стране, вкупе с техническими ошибками, стали причиной прекращения работ над программой.
Стратегическая оборонная инициатива (СОИ)
В 1983 году, когда Рейган заявил о намерении создать масштабную систему защиты США и их союзников от советских ракет, началась реализация данной программы. Однако, оборонная направленность СОИ вызывает сомнения у ряда экспертов, поскольку существует вероятность её применения и в наступательных целях.
Для всестороннего анализа Системы Оборонных Инноваций потребовался бы обширный труд, поэтому мы остановимся лишь на ключевых аспектах. Охват проекта демонстрирует одна цифра: 21 миллиард долларов – именно такая сумма была выделена на фундаментальные исследования, входящие в СОИ. Ориентировочная стоимость программы в случае ее полной реализации остается неизвестной.
Наиболее элементарным компонентом системы СОИ являлись противоракеты. Для СОИ компания Lockheed Martin представила проект HOE (Homing Overlay Experiment): противоракета осуществляла перехват цели кинетическим способом – цель уничтожалась не взрывной волной, а раскрывающимися ударными элементами, напоминающими винт. Однако и этим инновационные идеи кинетического перехвата не исчерпывались.
Эксперты предложили разработать Briliant Pebbles – небольшие спутники, которые находились бы на орбите и в определенный момент времени могли бы быть нацелены на советские баллистические ракеты, чтобы поразить их тяжелыми вольфрамовыми боеголовками, сравнимыми по размеру с арбузом. Предполагалось создание орбитальной группировки, состоящей почти из 4 тысяч таких миниатюрных аппаратов, готовых к немедленному применению.
Также американская сторона рассматривала возможность размещения на орбите комплексов с лазерным оружием для перехвата. Для вывода на околоземную орбиту лазерных систем NASA планировалось задействовать хорошо известные корабли Space Shuttle. Предполагалось, что мощность космического лазера, работающего на химическом топливе, составит 20 МВт, что позволит эффективно уничтожать баллистические цели.
Среди выдающихся разработок системы противоракетной обороны находятся проекты Prometheus и CHECMATE. Prometheus предполагал ликвидацию ракет с использованием некоего подобия картечи, формирующейся при ядерном взрыве массивной «космической плиты». CHECMATE же предусматривал размещение на орбитальных станциях оружия, использующего электромагнитные импульсы…
До сих пор не прекращаются дискуссии о том, являлась ли программа СОИ мерой по противодействию советским ракетам или преследовала другие цели – в частности, стремление вовлечь СССР в новую дорогостоящую космическую гонку, которая могла серьезно подорвать советскую экономику. С этой точки зрения, программа, несомненно, достигла поставленной задачи.
Программа СОИ была завершена в начале 1990-х годов, когда стало очевидно, что она не способна решить все задачи противоракетной обороны. Несомненно, существенное влияние оказали и высокая стоимость проекта, связанная с его космической направленностью, а также распад Советского Союза. Однако, в отличие от большинства советских разработок конца 1980-х, которые были свернуты, многие результаты исследований по СОИ нашли применение в других оборонных программах.