История космической программы «Энергия» — «Буран» и перспективы развития космических кораблей многоразового использования

 

Современный мир уже вступил в эпоху четвертой промышленной революции, и каждое государство должно своевременно ответить на этот вызов времени, иначе существует большой риск отстать от развитых стран и оказаться в арьергарде. Эта же мысль прозвучала и в послании первого Президента Республики Казахстан Н. А. Назарбаева 18 января 2018 года: «Сегодня мир вступает в эпоху Четвертой промышленной революции, эру глубоких и стремительных изменений: технологических, экономических и социальных. Новый технологический уклад кардинально меняет то, как мы работаем, реализуем свои гражданские права, воспитываем детей. Необходимость быть готовыми к глобальным изменениям и вызовам побудила нас принять Стратегию развития «Казахстан-2050» [1].

Одним из показателей уровня развития страны является наличие отраслей промышленности и научных центров, связанных с аэрокосмической сферой. Немногие страны мира обладают развитой инфраструктурой и научно-техническим потенциалом в данной области.

Республика Казахстан в этом плане уникальная страна, именно с космодрома Байконур были запущены первый искусственный спутник, первый космонавт, мы, безусловно, гордимся этим. Однако после развала СССР многие космические программы были приостановлены или закрыты.

После обретения независимости в Казахстане был создан Аэрокосмический комитет Министерства цифрового развития, оборонной и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан, и работа, ведущаяся в данной области, является весьма значимой для государства [2].

На современном этапе освоение космоса представляется одним из самых перспективных научных направлений. Известен факт, что передовые технологические решения в области космонавтики в дальнейшем непременно находят применение в народном хозяйстве. Одним из прорывных проектов советского периода была программа «Энергия» — «Буран», осуществленная в 1970–1980-е годы. Ее научный и технический задел до сих пор не реализован в полной мере, что определяет актуальность изучения программы.

В настоящее время космические разработки непосредственно затрагивают стратегические интересы Казахстана в области развития конкурентоспособной оборонной и аэрокосмической промышленности, обеспечения информационной безопасности, мобилизационной подготовки и мобилизации. В связи с этим возникла необходимость в научном и практическом исследовании истории и результатов программы «Энергия» — «Буран», что стало основной целью нашей работы.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

–        рассмотрены основные этапы и особенности реализации программы «Энергия» — «Буран»;

–        проведено ее сравнение с аналогичной программой Space Shuttle, претворявшейся в США;

–        определены перспективы развития кораблей многоразового использования и возможного применения данных наработок в других отраслях промышленности;

–        обозначена роль Казахстана в освоении космоса в рамках программы «Энергия» — «Буран».

Объектом исследования являются космическая программа «Энергия» — «Буран» и перспективные программы, связанные с применением космических кораблей многоразового использования.

Методы исследования: обзор и сравнительный анализ работ зарубежных и казахстанских авторов, посвященных космическим программам; анализ интернет-ресурсов и публикаций в периодических изданиях о современных космических кораблях многоразового использования; интервью с директором федерации авиационного спорта ЗКО Сергеем Ивановичем Кузнецовым.

Теоретическая и практическая значимость исследования: материалы и обобщения, содержащиеся в проектной работе, могут быть полезны для учеников младших классов, интересующихся историей космических программ, а также послужить основной для подготовки аналитических сообщений по результатам проектных исследований.

В ходе рассмотрения темы нами были проанализированы работы д. т. н., проф. В. А. Исаченко, Е. Н. Каблова, А. Г. Бобылева, Д. А. Гаврина, а также коллективные труды и монографии таких зарубежных ученых, как Tessalen o Devezas, Francisco Cristovão L. de Melo, Maria Luisa Gregori, Maria Cristina V.Salgado, Joana R. Ribeiro, Christian B. C. Devezas («The struggle for space: Past and future of the space race»), Geoffrey Little («The Space Race», «Soviets in Space»), Peter M. Banks and Sally K. Ride. Это позволило нам прийти к выводу, что главной целью космической программы «Энергия» — «Буран» было не столько исследование космоса, сколько стремление дать эффективный ответ США, запустивших программу Space Shuttle. Советская космическая программа стала средством сдерживания потенциального противника, элементом пресловутой гонки вооружений в период холодной войны, когда США и СССР активно соревновались между собой. После создания в США многоразового космического корабля Space Shuttle СССР не мог остаться в стороне, его ответом Соединенным Штатам стал космический корабль «Буран». Также это был серьезный противовес американской программе «Стратегическая оборонная инициатива» — Strategic Defense Initiative (SDI), известной как «звездные войны». Запуск этой долгосрочной программы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ был объявлен Президентом США Рональдом Рейганом 23 марта 1983 года.

Необходимо отметить, что в 1950–1960-е годы СССР и США уже вели разработки космических кораблей многоразового использования [3]. В то же время советские конструкторы понимали, что по экономичности челноки будут существенно уступать обычным кораблям, некоторые ученые даже выступили с предположениями, что запуск программы Space Shuttle является дезинформацией, цель которой — втянуть СССР в гонку вооружений и ослабить его экономику. Однако неясность цели создания Space Shuttle, наличие в американской программе скрытой угрозы, а именно возможности использования челнока как носителя ядерного оружия, а также для уничтожения и похищения спутников, предопределили развитие программы «Энергия» — «Буран» [4].

Необходимо отметить, что данная космическая программа стала в советской истории одной из самых масштабных, финансово затратных (16 млрд рублей, по ценам 1990 г.) и наукоемких (задействовано 70 министерств и ведомств, 1286 предприятий и более 1 миллиона специалистов разных отраслей промышленности) [5]. Разработку в разное время возглавляли Б. И. Губанов и Г. Е. Лозино-Лозинский, руководитель НПО «Молния».

В Республике Казахстан на аэродроме экспериментальной авиации «Юбилейный» на Байконуре была построена усиленная взлетно-посадочная полоса.

Рис. 1. Аэродром «Юбилейный» на Байконуре

Рис. 2. Старт «Бурана»

 

Доказательством масштабности проекта «Энергия» — «Буран» может служить тот факт, что в качестве резервных мест приземления «Бурана» были оборудованы запасные посадочные полосы на аэродромах Восточный (Хороль) в Приморье и Багерово в Крыму, даже модернизированы взлетно-посадочные полосы в Ливии и на Кубе. В общей сложности было 14 запасных мест посадки.

Первый и единственный полет «Бурана» был осуществлен 15 ноября 1988 года, его продолжительность составила 205 минут. Совершив два витка вокруг Земли, корабль совершил посадку в автоматизированном режиме, это было самой главной его особенностью, в отличие от Shuttle, приземлявшихся при помощи ручного пилотирования.

Рис. 3. Ан-225 «Мрия» — «Мечта»

 

Следует особо отметить, что в разработке «Бурана» были задействованы НИИ и КБ смежных отраслей промышленности, в том числе КБ «Антонов», которые специально создали самолет Ан-225 «Мрия» и ракета-носитель «Энергия». Основным назначением тяжелого транспортного самолета Ан-225 «Мрия» (один из самых больших по грузоподъемности самолетов в мире) в рамках данного проекта была перевозка различных компонентов ракеты-носителя и космического корабля от места производства и сборки к месту запуска. Данный самолет до сих пор эксплуатируется авиакомпанией Antonov Airlines.

Рис. 4. Space Shuttle с работающими маршевыми двигателями

 

Перед тем как сравнить данные программы, нужно отметить, что «Энергия» — «Буран» была создана через несколько лет после запуска американской Space Shuttle. Это позволило СССР применить более современные методы проектирования, новые материалы и технологии. Внешне корабли отдаленно напоминали друг друга. Ключевым отличием было то, что корабль «Буран» мог совершать полет и посадку в автоматическом режиме. Кроме того, с самого старта Shuttle использовал непосредственно свои двигатели плюс два больших ракетных ускорителя. Это решение имело ряд недостатков: использование двигателей в качестве маршевых обязывало иметь большую мощность, что, в свою очередь, порождало ряд технических проблем в эксплуатации, весе, а самое главное — в безопасности. «Буран» же при старте использовал ракету-носитель «Энергия» — самостоятельную ракету, которая в будущем имеет перспективы использования как основы для сверхтяжелой ракеты. Применение мощных ракетных двигателей вне «Бурана» решило вопрос безопасности, а также технические особенности подачи топлива в ракету-носитель^. [6].

По многим причинам программа «Энергия» — «Буран» была приостановлена еще до распада СССР, а в мае 1993 года закрыта окончательно [7]. В отличие от американской Space Shuttle, которая просуществовала 30 лет: с 12 апреля 1981 по 8 июля 2011 года, хотя и не совсем успешно, так как погибли две команды (28 января 1986 года «Челленджер» и 1 февраля 2003 года «Колумбия»).

В ближайшей перспективе программы по созданию космических кораблей многоразового использования могут получить второе рождение, ведь уже сегодня существуют космические программы корпорации «Боинг» (CST-100), Илона Маска (SpaceX), Ричарда Брэнсона (Virgin Galactic) и др. Эти программы были созданы как для туристических полетов, так и для освоения космоса. Газета The Guardian от 9 июля 2019 года опубликовала информацию от том, что компания Ричарда Брэнсона Virgin Galactic готова совершать суборбитальные полеты уже в 2020 году^. [8].

Реализуются программы Lynx — это суборбитальный аппарат с горизонтальными стартом и посадкой, что отличает его от предшественников^. [9]; Jupiter — аппарат, выводимый на орбиту модулем Exoliner (который представляет собой грузовой аппарат-ускоритель)^. [10].

Что касается проекта X-37B, то он имеет много схожих черт с программой Space Shuttle, его особенности — это две системы двигателей (на первой и второй ступенях, первая используется как стартовый ускоритель), но запускается этот аппарат традиционно — с помощью ракеты-носителя «Атлас-5»^. [11].

Рис. 5 Virgin Galactic

 

Рис. 6. X-37B

 

Рис. 7. Ракета-носитель «Атлас-5»

 

Таким образом, необходимо отметить, что на первоначальном этапе программа «Энергия» — «Буран» разрабатывалась как ответ на американскую военную программу «Стратегическая оборонная инициатива», средин причин ее запуска — гонка вооружений, холодная война между США и СССР. В 1970–1980-е годы лишь эти страны занимались разработками в данной отрасли.

Обе программы были похожими по идее, однако в реализации имели свои особенности, друг другу ни в чем не уступали, несмотря на обособленность инновационных проектов.

Программа «Энергия» — «Буран» была дорогостоящей и высокотехнологичной, что позволило сделать задел в сфере строительства космических кораблей. Программа повлияла на развитие смежных отраслей экономики, в частности на самолетостроение (был построен самолет Ан-225 «Мрия»), разработку высокотехнологичных композитных материалов, материалов, устойчивых к высоким температурам, современной электроники, и мощной ракеты-носителя «Энергия», которую можно использовать при освоении дальнего космоса.

Современный мир лишен романтики полета в космос, все разработки, за некоторым исключением, осуществляются в целях получения экономической выгоды. К тому же стало известно, что к 2020 году планируется вывести из строя МКС, в связи с этим будущее космических кораблей многоразового использования становятся еще туманнее.

Хочется верить, что в дальнейшем перспектива полетов на Луну и Марс вызовет необходимость в запуске подобных программ, в которых Республике Казахстан будет отведено особое место, так как все пилотируемые полеты в космос до сих пор осуществляются с космодрома Байконур. Это ставит перед космической отраслью Казахстана важную задачу удержания лидерства в данной области не как стороннего наблюдателя, а как полноправного участника реализации грандиозных планов по освоению космоса.

 

Литература:

 

1.               Послание Президента Республики Казахстан Н. Назарбаева народу Казахстана 10 января 2018 г. [Электронный ресурс]. — URL: https://depzdrav.gov.kz/21/service/послание-президента-республики-каза-2/?lang=ru (дата обращения: 05.09.2019).
2.               Аэрокосмический комитет. Министерство цифрового развития, оборонной и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан [Электронный ресурс]. — URL: http://kazcosmos.gov.kz/ru (дата обращения: 05.09.2019).
3.               Краткая история создания многоразового орбитального корабля «Буран» [Электронный ресурс]. — URL: http://www.buran.ru/htm/history.htm (дата обращения: 05.09.2019).
4.               Советская копия шаттла — многоразовая космическая система с орбитальным самолетом ОС-120 [Электронный ресурс]. — URL: http://www.buran.ru/htm/os-120.htm (дата обращения: 06.09.2019).
5.               Многоразовая космическая система «Энергия — Буран». М.: НПП «ОмВ — Луч», 2004. — 356 с.
6.               Решение № 245-25/05-93 Совета главных конструкторов по рассмотрению программы работ по системам «Энергия-М» и «Энергия–Буран» на 1993 год и их финансирование [Электронный ресурс]. — URL: http://www.buran.ru/other/sgk_245–25_05–93.pdf (дата обращения: 06.09.2019).
7.               Частые вопросы: Буран [Электронный ресурс]. — URL: http://www.buran.ru/htm/chavo.htm (дата обращения: 20.12.2014).
8.               Richard Branson's Virgin Galactic prepares to go public [Электронный ресурс]. — URL: https://www.theguardian.com/science/2019/jul/09/richard-branson-virgin-galactic-go-public (дата обращения: 06.09.2019).
9.               About Lynx [Электронный ресурс]. — URL: http://xcor.com/lynx/ (дата обращения: 18.04.2015).
10.          Lockheed Martin unveils plan for reusable spacecraft [Электронный ресурс]. — URL: http://thespacereporter.com/2015/03/lockheed-martin-unveils-plan-for-reusable-spacecraft/ (дата обращения: 18.04.2015).
11.          X-37B OTV — Spacecraft Overview [Электронный ресурс]. — URL: http://spaceflight101.com/spacecraft/x-37b-otv/ (дата обращения: 18.04.2015).
12.          Banks Peter M. and Ride Sally K. Soviets in Space // Scientific American. — 1989. — Vol. 260. — No. 2. — P. 32–41.
13.          Little Geoffrey. The Space Race // The Journal of Academic Librarianship. — 2013. — Vol. 39. — No. 4.