А вместо сердца… ядерный мотор

На атоме за пределы лунной орбиты

Межпланетный орбитальный комплекс

18.05.2012

14 мая 2012 года президент Сколковского института науки и технологий (SkTech), в прошлом член Консультативного комитета НАСА по пилотируемым полетам Эдвард Ф. Кроули (Edward Crawley) выступил в МГУ с лекцией «Пилотируемая космонавтика в США: прошлое, настоящее и будущее». В ходе нее он, по сообщению официального сайта российского Центра имени Келдыша (основного разработчика ядерных установок для космических аппаратов и кораблей) подчеркнул, что ни одна страна не в силах самостоятельно осуществить пилотируемый полет к Марсу, поэтому должны объединить усилия все космические державы.

Кроме того, Кроули, как информирует данный сайт, отметил, что «НАСА будет просто не обойтись без большого опыта России по созданию ядерных двигателей для космических кораблей». И вполне возможно, что в будущем к Марсу отправятся именно на таких двигателях.

Наивность или политкорректность?

Трудно сказать, откуда у господина Кроули взялась убежденность, что до Марса ни одна страна самостоятельно не долетит, а потому, лишь «взявшись за руки», космические державы смогут добраться до Красной планеты. Если бы к настоящему времени люди еще только готовились к полету на Луну, то наверняка нашлись бы те, которые пугали бы «астрономической стоимостью» подобного предприятия, а потому призывали бы к объединению интеллектуальных, производственных и экономических ресурсов космических государств ради его осуществления.

Действительно, на пике финансирования программы «Аполлон» бюджет НАСА в середине 1960-х годов достигал 4,5% от федерального бюджета США. Сумма весьма немаленькая, особенно если учесть, что в то время Америка вела войну во Вьетнаме. Тем не менее, Соединенные Штаты нашли экономические ресурсы, чтобы успешно реализовать данную программу.

Конечно, найдутся скептики, которые возразят: пилотируемый полет к Марсу намного сложнее, чем к Луне. И будут правы. Но при этом они упустят один очень важный момент: подготовить и осуществить в 1960-е годы экспедицию на Луну вряд ли было намного технологически и финансово проще, чем спустя полвека после этого достижения – на Марс. Классический пример – компьютеры. В 1960-е годы один компьютер занимал целую комнату и стоил целое состояние. В наши дни его функции выполняет ноутбук, который умещается на коленях и стоит дешевле туристической путевки в Турцию или Египет на одного человека.

Но главное даже заключается не в деньгах, а в том, что исследование и освоение космоса остается инструментом реализации в первую очередь национальных, а не неких «общечеловеческих» интересов. Занимаясь космической деятельностью, страны развивают собственные научно-технические и производственные возможности, и им вовсе не интересно делиться ими с другими странами или стимулировать последних создавать у себя аналогичные возможности. Зачем? Ведь это означает множить себе конкурентов на самом востребованном в современном мире рынке – высоких технологий.

К России этот принцип имеет, увы, особое отношение. Запад по-прежнему (и не без оснований) воспринимает ее в качестве своего потенциального геополитического противника. А если так, то зачем стимулировать данного противника развивать собственные высокотехнологичные «мускулы», которые он может использовать для того, чтобы держать не только «орал», но и «меч»?

Наконец, есть еще один момент, довольно сильно подтачивающий идеалистические воззрения на международное сотрудничество в космосе. Как показывает опыт МКС и не только, на координацию действий различных участников международного проекта, включая сведение их инженерно-конструкторских философий к некоему общему знаменателю, уходит столько сил и ресурсов, что нередко данный проект было бы проще и дешевле осуществить силами только одной страны.

Вероятно, господин Кроули, будучи главой Сколковского института науки и технологий – учреждения, которое ведет активную международную деятельность, просто соблюдает «законы жанра», в котором действует данный институт. Видимо, желание следовать этим законам (плюс, конечно, то, что в настоящее время его работодателем является российская организация) лежало и в основе его заявления о том, что НАСА «не обойтись без большого опыта России по созданию ядерных двигателей для космических кораблей».

Трудно сказать, какой «большой опыт» России господин Кроули имел в виду. Никаких кораблей с ядерными двигателями не только в СССР/России, но и вообще в мире запущено не было (если не считать нескольких спутников). В 1950-1970-е годы в СССР действительно проводились работы по созданию ядерного ракетного двигателя, но аналогичные исследования примерно в те же годы осуществлялись и в США в рамках проектов Orion и NERVA.

Правда, Центр имени Келдыша продолжает такого рода работы, хоть и в ограниченном масштабе, и по сей день. С учетом же общего бедственного состояния российской науки говорить о каких-либо серьезных прорывах в такой высокотехнологичной и не рассчитанной на быстрое получение прибыли области, как космическая ядерная энергетика, не приходится.

Верхом на ядерном «котле» или на электрическом «фонарике»?

И все же давайте верить в лучшее. Согласно сайту РИА «Новости», в 2010 году президент Дмитрий Медведев распорядился создать космический транспортно-энергетический модуль на основе ядерной энергетической установки мегаваттного класса. На разработку всего проекта потребуется 17 миллиардов рублей на девять лет. Из этих средств 7,245 миллиарда рублей будет выделено «Росатому» на создание реакторной установки. Центр имени Келдыша будет создавать ядерную энергодвигательную установку, на что планируется потратить 3,955 миллиарда рублей, а РКК «Энергия» – сам транспортно-энергетический модуль, на что выделено 5,8 миллиарда рублей.

Но разновидностей ядерного ракетного двигателя (ЯРД) не меньше, чем двигателей внутреннего сгорания. К числу последних относятся паровой, бензиновый, дизельный и турбогенераторный двигатели. Так что мало сказать ЯРД. Нужно еще уточнить, о каком его типе идет речь.

В настоящее время таких основных два. Первый использует тепло, вырабатываемое ядерным реактором для того, чтобы нагреть газ, находящийся в жидком состоянии в баках корабля. Нагретый газ расширяется и вырывается из сопла двигателя, создавая таким образом реактивный момент.

Второй использует ядерный реактор для того, чтобы наэлектризовать или намагнитить частицы газа, которые после этого (помните, как отталкиваются друг от друга магниты, когда их сближают одноименными полюсами?) также вырываются из сопла, создавая вышеупомянутый момент. Это – уже больше электроракетный двигатель (ЭРД) с ядерной накачкой.

Наконец, есть еще третий вариант двигателя, где также фигурируют частицы заряженного газа. Правда, это уже скорее полет на «фонарике», чем на «котле», или чистый ЭРД. Корабль несет на себе солнечные батареи в качестве источника электроэнергии, которую потом использует для электризации частиц газа.

Ну и что же лучше?

Российские конструкторы традиционно отдавали предпочтение «фонарику». Они спроектировали ЭРД-установку для межпланетного комплекса, состоявшую из 400 «мини»-ЭРД. Такое большое количество «лампочек» внутри одного «фонарика» было обусловлено тем, что тяга, развиваемая одним ЭРД, относительно невелика, и требуется их значительное число, чтобы получить желаемый реактивный импульс. Но зато при этом обеспечивается абсолютная надежность всей двигательной установки – выход из строя нескольких двигателей практически никак не скажется на ее работе. При этом ЭРД в 20 раз экономичнее обычного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).

«Таким образом, из существующих ракетных двигателей электроракетные по совокупности факторов являются самыми надежными, и экспедиция к Марсу на их “связке” не опаснее полета на околоземную орбиту», – подчеркнул в интервью «Голосу Америки» в прошлом один из ведущих проектантов РКК «Энергия» профессор Леонид Горшков. Среди главных аргументов в пользу батарей и то, что технологии, использованные при их создании, значительно приближают момент появления по-настоящему эффективных солнечных электростанций – источника энергии будущего.

Ранее предполагалось заряжать частицы при помощи ядерного реактора, однако в 1988 году советские конструкторы от этой идеи отказались. Возможно, на решение конструкторов повлиял и «синдром Чернобыля» – они убрали источник радиации от экипажа.

Но, увы, у этой «экологичности» есть и своя обратная сторона. Во-первых, межпланетный комплекс придется оснастить батареями площадью 120 000 квадратных метров, что сравнимо с совокупной площадью 17-и футбольных полей. Это создаст дополнительные сложности при его сборке, а в дальнейшем – и при управлении.

Во-вторых, уже отмеченный относительно небольшой реактивный импульс. Так, по предварительным подсчетам, комплекс с ЭРД будет «раскручиваться» вокруг Земли в течение 4 месяцев, набирая необходимую скорость для полета за лунную орбиту, например к Марсу.

У ЯРД же в два раза большая экономичность, чем у «классического» ЖРД, и значительно большая тяга, чем у ЭРД. С ЯРД полет до Марса и обратно может продлиться заметно меньше, чем с ЭРД. Но при этом у ядерной двигательной установки есть свои минусы.

Во-первых, это – сильнейший источник радиации рядом с экипажем, а по надежности ЯРД значительно уступает ЭРД. В случае повреждения реактора в силу внутренних или внешних (например, удар метеорита) причин обитатели комплекса окажутся рядом со смертельной опасностью. Во-вторых, ЯРД выбрасывает из сопла мощнейшую ядерную струю, что в отличие от ЭРД делает крайне затруднительным его отработку и испытание в земных условиях.

Что же касается уже отмеченного гибрида «фонарика» и «котла», или электроракетного двигателя (ЭРД) с ядерной накачкой, то его плюсом является повышенная безопасность по сравнению с обычным ЯРД (все-таки не нужно нагревать газ до высоких температур, снижая, таким образом, вероятность взрыва). Кроме того, можно будет отказаться от гигантских «лопухов» в виде солнечных батарей. Но при этом рядом с экипажем все равно остается мощный источник радиации.

Итак, надежность и экологичность против мощи и скорости. Какая из концепций победит? Видимо, окончательную точку в этом споре поставит создание эффективных систем защиты экипажа. Если от радиации «дальнего космоса» удастся защититься лучше, чем от опасности, которую может таить в себе ядерный реактор, то, вероятно, предпочтение будет отдано «чистому» ЭРД. Если же специалисты посчитают, что опасность от ядерного реактора меньше той, которую представляют для экипажа факторы длительного полета в «дальнем космосе» (космическая радиация и продолжительное пребывание в невесомости), то с большой долей вероятности будущие пилотируемые комплексы будут оснащены ЯРД.

Только теперь, из рассекреченных документов, мы узнаем, какими нештатными ситуациями и неожиданными деталями сопровождался первый полет человека в космос и как был достигнут успех, в который так верили и Сергей Королев и Юрий Гагарин

12 апреля 1961 года. Ю. А. Гагарин после надевания скафандра. Кадр рабочей киносъемки

Кульминация и развязка первой космической драмы. Схема

Нажмите на фото для увеличения

Фабула

Холодная война, военно-политическое противостояние и инженерно-конструкторская конкуренция за приоритет в космосе двух сверхдержав — СССР и США — необычайно ускорили и драматизировали первый полет человека в космическое пространство. При этом История оказалась гениальным автором, что доказывает созданная ею интрига.

Экспозиция

В конце 1957 года в СССР начались работы по изучению возможности создания пилотируемого космического аппарата. В начале 1958 года начальником группы по исследованию проблем полета человека в космос был назначен К.П. Феоктистов, будущий космонавт-8 (в мировой классификации — 12). Чтобы Военно-промышленная комиссия не зарубила проект, одновременно предлагались пилотируемый и беспилотный варианты корабля для фото- и визуальной военной разведки. (Беспилотный космический аппарат «Зенит» в разных модификациях работает до сих пор.)

Как и в случае с первым спутником, американцы буквально дышали в затылок советским специалистам. 20 июня 1958 года Совет национальной безопасности США утвердил «Космическую политику США» (NSC 5814), в которой пилотируемые полеты выделялись как отдельное направление космической деятельности. В США первый суборбитальный полет (подскок) планировался на 26 апреля, а первый орбитальный полет — на 1 сентября 1960 года.

17 ноября 1958 года С.П. Королев подписал отчет «Материалы предварительной проработки вопроса создания спутника Земли с человеком на борту». Началась выдача технических заданий на разработку систем корабля и выпуск конструкторской документации.

22 мая 1959 года было подписано постановление правительства по созданию корабля-спутника для полета человека в космос и определены основные исполнители (в решении задачи участвовали 123 организации).

15 мая 1960 года в СССР был запущен первый беспилотный корабль.

Завязка

3 августа 1960 года Совет Министров СССР принимает совершенно секретное постановление «О подготовке полета человека в космическое пространство». В этом и других документах понятия «космонавт» еще нет, используются термины «астронавт» и «пилот-астронавт» — явное влияние американской программы.

К этому времени уже было понятно, что сроки, намеченные американцами, срываются, и появлялась надежда опередить их. 11 октября 1960 г. выходит постановление ЦК КПСС и Совмина о подготовке и запуске космического корабля с человеком. Планировалось осуществить полет человека в космическое пространстве в декабре 1960 года. Но жизнь поправила и американских, и советских конструкторов — технически все оказалось гораздо сложнее. Тем не менее после серии неудач наконец-то успешные беспилотные запуски обнадежили. 9 марта 1961 года состоялся пуск беспилотного корабля с манекеном и собакой Чернушкой. Полет и приземление прошли в штатном режиме.

По расчетам, вероятность успешного завершения полета пилотируемого корабля составляла 0,875, а вероятность спасения жизни космонавта, даже при неудачном запуске, с учетом системы аварийного спасения, составляла уже 0,94. Тогдашние требования к уровню надежности составляли 0,95. Не имела удовлетворительного решения лишь проблема спасения космонавта на старте. Системы аварийного спасения пока не было. В случае аварии ракеты-носителя на стартовой позиции было предусмотрено катапультирование космонавта из спускаемого аппарата по команде из бункера. В головном обтекателе для этой цели был предусмотрен специальный вырез. Приземление космонавта должно было производиться без использования парашюта на специальную сетку с последующей его эвакуацией стартовой командой в бункер. Подобная ситуация в пилотируемой космонавтике впервые случилась более чем через 22 года — 26 сентября 1983 года при подготовке старта корабля «Союз-Т», в котором находились космонавты Владимир Титов и Геннадий Стрекалов, когда прямо на стартовой площадке начался пожар в двигателе ракеты. Однако благодаря разработанной к тому времени системе аварийного спасения корабль был благополучно уведен вверх и в сторону, и экипаж благополучно приземлился в 4 км, на космодроме Байконур.

Нарастание напряжения

30 марта 1961 года заместитель главы правительства Д.Ф. Устинов, председатель Госкомитета по оборонной технике К.Н. Руднев, вице-президент Академии наук СССР М.В. Келдыш, С.П. Королев и другие — всего 11 подписей — докладывают в ЦК КПСС о подготовке к запуску космического корабля с космонавтом на борту: «Запуск корабля-спутника будет произведен на один оборот вокруг Земли с посадкой на территории Советского Союза на линии Ростов — Куйбышев — Пермь… При выбранной орбите корабля-спутника, в случае отказа системы посадки корабля на Землю, обеспечивается спуск корабля за счет естественного торможения в атмосфере в течение 2—7 суток… Кроме десятисуточного запаса пищи и воды в кабине космонавт снабжен носимым аварийным запасом пищи и воды, рассчитанным на 3 суток…»

У корабля «Восток» все жизненно важные системы были задублированы, кроме тормозного двигателя, поэтому в случае его отказа для возможности аварийного спуска была выбрана орбита, которая обеспечивала время существования корабля на ней от 2 до 7 суток. Таким образом, резервным режимом спуска оказывалось естественное торможение в атмосфере. Запуск намечалось осуществить между 10 и 20 апреля.

31 марта 1961 года С.П. Королев подписал «Проект космического корабля-спутника» — все тома за исключением первого (он сделает это лишь 30 июля 1961 года, перед полетом Г.С. Титова).

3 апреля 1961 года под грифом «Строго секретно. Особая папка» вышло постановление Президиума ЦК КПСС «О запуске космического корабля-спутника». В нем было дано разрешение на отправку в космос человека.

5 апреля советские космонавты и специалисты вылетели на космодром.

6 апреля на закрытом заседании Государственной комиссии по готовности корабля и ракеты-носителя было принято решение произвести запуск 11—12 апреля 1961 г.

8 апреля Госкомиссия утвердила первым пилотом Юрия Гагарина, а Германа Титова — запасным, вторым запасным — Григория Нелюбова, но сами космонавты официально еще ничего не знали.

Кульминация

10 апреля

Помощник главкома ВВС по обеспечению космических полетов Н.П. Каманин сообщил космонавтам о назначении первого космопроходца. Ю.А. Гагарин пишет письмо семье, обнародованное только в 1991 году и известное как «завещание Гагарина»:

«…Здравствуйте, мои милые, горячо любимые… Сегодня правительственная комиссия решила послать меня в космос первым… Можно ли мечтать о большем? Ведь это история, это новая эра. Через день я должен стартовать… В технику я верю полностью. Она подвести не должна. Но бывает ведь, что и на ровном месте человек падает и ломает себе шею. Здесь тоже может что-нибудь случиться. Но сам я пока в это не верю. Ну а если что случится, то прошу вас, и в первую очередь тебя, Валюша, не убиваться с горя… Надеюсь, что это письмо ты никогда не увидишь… Валечка, ты, пожалуйста, не забывай моих родителей, если будет возможность, то помоги им в чем-нибудь. Передай им от меня большой привет, и пусть простят меня за то, что они об этом ничего не знали, да им и не положено было знать…»

В тот же день при взвешивании Ю.А. Гагарина в скафандре с креслом обнаружился перевес 14 кг. Ночью для облегчения корабля снимали часть аппаратуры и обрезали кабели, которые были задействованы на беспилотных кораблях. Поскольку работы проводились в спешке, без анализа схемы бортовой сети, заодно, как оказалось, отрезали по одному датчику давления и температуры. Правда, они были зарезервированы. Хуже было то, что в результате появилась «паразитная» гальваническая связь наземных шин с корпусом спускаемого аппарата. Ее заметили лишь на следующий день.

11 апреля

Ракета-носитель с космическим кораблем была вывезена на стартовую позицию. Начались предпусковые проверки. В середине дня перед окончанием проверок Ю.А. Гагарин на «нулевой отметке» старта встретился с боевым расчетом, готовившим ракету и корабль к пуску. В это время и обнаружилось, что технологическая шина электропитания, с помощью которой проводились все испытания, связана с корпусом корабля. Эта связь как раз и появилась в результате проведенных внутри спускаемого аппарата работ по снижению веса. При плотном монтаже аппаратуры в спускаемом аппарате и в условиях, когда ракета находится на старте, найти дефект не представлялось возможным. Положение осложнялось тем, что данная шина обеспечивала технологическим электропитанием не только космический корабль, но ракету-носитель. Инженеры искали решение и к ночи нашли: отключиться от мотор-генератора и обеспечить питание с помощью аккумуляторов. Королев утвердил это решение, и в течение ночи новая схема была собрана и проверена.

Н.С. Хрущев на отдыхе в Пицунде надиктовывал свои мысли:

«Завтра, как говорится, если все будет благополучно, то в 9 часов 07 минут будет запущен космический корабль с человеком. Полет его вокруг Земли займет полтора часа, и он должен приземлиться… Они думали, как мне сказали, что привезут его сюда. Я это поломал. Это не годится, просто плохо объясняется и плохо понимается, почему сюда, — потому что отдыхаем мы здесь. Поэтому я считаю, что я поеду и Анастаса Ивановича (Микояна) уговорю, и там будет встреча на Внуковском аэродроме со всей парадностью, какая возможна, — радио, телевидение, короткий митинг, потом следование в Москву, в Кремль. В Кремле нужно устроить прием. Я не говорил, но думаю, что, может быть, устроить демонстрацию в Москве на Красной площади. Это эпохальное событие».

Хрущев еще не знал, что демонстрация пройдет без его указания.

12 апреля 1961 года

В 05.30 по местному времени космонавтов разбудили. В 06.00 прошло предпусковое заседание Госкомиссии (замечаний нет). В 08.50 космонавты прибыли на старт.

Далее указывается декретное московское время (разница с местным 2 часа).

«Кедр» — позывной Ю.А. Гагарина.

«Заря» — позывной старта.

Ю.А. Гагарин занимает место в корабле за два часа до старта. Переговоры:

«Кедр»: Как слышите меня?

«Заря-1» (Каманин): Слышу хорошо. Как слышите меня?

«Кедр»: Вас слышу хорошо.

«Заря-1» (Каманин): Приступайте к проверке скафандра. Как поняли меня?

«Кедр»: Вас понял: приступить к проверке скафандра. Через 3 минуты. Сейчас занят.

<…>

07.44. «Заря-1» (Королев): У нас все идет отлично. Как чувствуете?

«Кедр»: Вас понял. У меня тоже идет все хорошо, самочувствие хорошее, сейчас будут закрывать люк № 1.

При закрытии посадочного люка спускаемого аппарата из-за неточного регулирования не замкнулся концевой контакт «Люк закрыт» одного из трех датчиков люка, сигнализирующих о прижиме крышки к шпангоуту люка.

07.58. «Заря-1» (Королев): «Кедр», я — «Заря-1». Юрий Алексеевич, у нас так получилось: после закрытия люка вроде один контактик не показал, что он прижался. Поэтому мы, наверное, сейчас будем снимать люк и потом его поставим снова. Как поняли меня?

«Кедр»: Понял вас правильно. Люк открыт. Проверяют сигнализаторы.

По указанию С.П. Королева, получавшего данные телеметрии, люк был открыт. Для этого пришлось открутить 32 гайки. После того как контакт был отрегулирован, 32 гайки закрутили снова. Работа шла в бешеном темпе, но успели.

08.05. «Заря-1» (Каманин): «Кедр», я — «Заря-1». Объявлена готовность часовая. Продолжайте осмотр оборудования.

<…>

08.25. «Заря-1» (Королев): Герметичность проверили — все в норме, в полном порядке. Как поняли?

«Кедр»: Вас понял: герметичность в порядке. Слышу и наблюдаю: герметичность проверили. Они что-то там постукивают немножко.

<…>

08.35. «Заря-1» (Каманин): Сейчас будут отводить установщик. Как понял?

«Кедр»: Вас понял: будут отводить установщик.

08.37. «Заря-1» (Каманин): Стрела установщика отошла нормально. Как поняли?

«Кедр»: Понял вас: стрела установщика отошла нормально.

08.40. «Заря-1» (Королев): Юрий Алексеевич, мы сейчас вот эту переговорную точку переносим отсюда, со старта, в бункер. Так что у вас будет пятиминутная пауза, а в бункер переходят Николай Петрович (Каманин) и Павел Романович (Попович). Я остаюсь пока здесь до пятиминутной готовности. Но они будут транслировать, что я буду говорить. Поняли меня?

«Кедр»: Понял вас: сейчас со старта переходят в бункер, минутный перерыв, затем передачу будете осуществлять через них.

08.41. «Заря-1» (Каманин): Вас слышу отлично. Пульс у вас 64, дыхание 24. Все идет нормально.

<…>

08.45. «Кедр»: Какая сейчас готовность?

«Заря-1» (Каманин): 15-минутная готовность. Напоминаю: наденьте перчатки. Как поняли?

«Кедр»: Вас понял: 15-минутная готовность, надеть перчатки. Выполняю. Перчатки надел, все нормально.

<…>

08.55. «Заря-1» (Каманин): Объявлена 10-минутная готовность. Как у вас гермошлем, закрыт? Закройте гермошлем, доложите.

«Кедр»: Вас понял: объявлена 10-минутная готовность. Гермошлем закрыл. Все нормально, самочувствие хорошее, к старту готов.

<…>

09.02. «Заря-1» (Королев): Минутная готовность. Как вы слышите?

«Кедр»: Вас понял: минутная готовность. Занимал исходное положение, занял, поэтому несколько задержался с ответом.

09.03. «Заря-1» (Королев): Во время запуска можете мне не отвечать. Ответьте, как у вас появится возможность, потому что я буду транслировать подробности.

«Кедр»: Вас понял.

«Заря-1» (Королев): Ключ на старт!

«Кедр»: Понял вас.

«Заря-1» (Королев): Ключ поставлен на дренаж.

«Кедр»: Понял вас.

«Заря-1» (Королев): Все нормально: дренажные клапана закрылись.

«Кедр»: Понял вас. Настроение бодрое, самочувствие хорошее, к старту готов.

09.06. «Заря-1» (Королев): Идут наддувы, отошла кабель-мачта, все нормально.

«Кедр»: Понял вас, почувствовал. Слышу работу клапанов.

09.07. «Заря-1» (Королев): Дается зажигание…

«Кедр»: Понял: дается зажигание.

«Заря-1» (Королев): Предварительная ступень… Промежуточная… Главная… Подъем!

«Кедр»: Поехали!.. Шум в кабине слабо слышно. Все проходит нормально, самочувствие хорошее, настроение бодрое, все нормально.

«Заря-1» (Королев): Я — «Заря-1». Мы все желаем вам доброго полета…

«Кедр»: Спасибо. До свидания. До скорой встречи, дорогие друзья.

09.09. «Кедр»: «Заря-1», я — «Кедр». Закончила работу первая ступень. Спали перегрузки и вибрации. Полет продолжается нормально.

«Заря-1» (Королев): Прошло разделение, все нормально.

На 156-й секунде выведения произошел отказ блока питания антенн системы радиоуправления. Команда на отключение двигателя не прошла, он выключился на 15 секунд позже положенного по резервному варианту — по временной метке системы управления ракеты-носителя. В результате корабль вышел на более высокую орбиту. Апогей орбиты оказался 327 км вместо расчетных 230 км. Это сразу отменило резервный режим возвращения — время существования корабля на данной орбите до спуска за счет естественного торможения составляло около 30 суток. К этому времени космонавт бы погиб. Оставалось надеяться, что тормозная двигательная установка сработает штатно.

09.12. «Кедр»: Прошло выключение второй ступени.

«Заря-1» (Королев): Работает то, что нужно. Последний этап. Все нормально.

09.18. Гагарин: «Весна», я — «Кедр». Произошло разделение с носителем…

Гагарину не сообщили, что он вышел на нерасчетную орбиту.

После выведения на орбиту корабль медленно вращался (гашение возмущения корабля после разделения со ступенью ракеты-носителя не предусматривалось). Корабль вращался 2—3 градуса в секунду.

Гагарин: «Объект несколько вращается вправо. Хорошо! Красота! Самочувствие хорошее. Продолжаю полет. Все отлично проходит».

Для публичного объявления о событии подготовили три конверта: первый — с сообщением об удачном запуске, второй — на случай гибели космонавта на старте или при выводе его на орбиту. Третий — на случай нештатной посадки на иностранную территорию или в акваторию Мирового океана. Левитану, который сидел перед микрофоном и ждал команды, приказали вскрыть первый конверт, но пока не зачитывать его содержание в эфир.

Сообщение по радио должно было пройти немедленно после получения данных о выходе корабля-спутника на орбиту, примерно через 25 минут после старта и задолго до завершения одновиткового полета. Это, во-первых, исключит объявление каким-либо иностранным государством космонавта разведчиком в военных целях и, во-вторых, исключит толкование позднего сообщения как подлог. Но случилось так, что сообщение ТАСС было оглашено не сразу. Причиной было то, что в Министерстве обороны перепечатывалось представление на старшего лейтенанта Ю.А. Гагарина: вместо воинского звания капитана было решено присвоить ему майора. Задержки сообщения по радио, которого с нетерпением ожидал на Байконуре С.П. Королев, было достаточно, чтобы американцы узнали о полете Гагарина раньше всех: их станция радиоэлектронной разведки на Аляске перехватила переговоры космонавта с Землей через 20 минут после старта. Еще через 12 минут о событии доложили президенту США.

09.45. Наконец Левитан получил команду зачитать сообщение ТАСС, но вместо слова «капитан» называть «майор». Сообщение мгновенно всколыхнуло всю страну и стихийно вывело людей на улицу.

Развязка

Гагарин надиктовывает на магнитофон и делает записи в бортжурнале. Вскоре у него уплыл в невесомости карандаш, и писать стало нечем. (Из послеполетного доклада: «Ушко было привернуто к карандашу шурупчиком, но его, видимо, надо было или на клей поставить, или потуже завернуть. Этот шуруп вывернулся, и карандаш улетел. Свернул бортжурнал и положил в карман. Все равно не пригодится, писать же нечем».) Потом кончилась пленка. Гагарин вручную перемотал ее, поэтому информация о середине полета (с 09.27 до 10.03) на пленке отсутствует.

09.49. (Принято в Хабаровске): Землю не слышу. Нахожусь в тени.

Взлетев 12 апреля, Гагарин возвратился в ночь 11 апреля в Западном полушарии, а затем вновь вернулся в 12 апреля.

В 09.51 началось и через четыре минуты 10 секунд завершилось построение ориентации корабля для схода с орбиты.

10.09.15. «Кедр»: Вышел из тени Земли… Пролетаю над морем…

В 10.25.34 включилась тормозная двигательная установка (ДУ), но выключилась она всего на 1 секунду раньше расчетного времени из-за окончания горючего (причина: неполное закрытие обратного клапана наддува бака горючего, из-за чего часть горючего не попала в камеру сгорания). Следствием этой секунды стал перелет в 600 км и посадка в нерасчетном районе.

После того как горючее закончилось, магистрали наддува двигателя остались открытыми, и в них, а также в рулевые сопла под давлением около 60 атмосфер стал поступать азот. Это привело к закрутке корабля со скоростью 30 градусов в секунду. Процесс был произвольным и неконтролируемым.

Гагарин в отчете: «Получился «кордебалет»: голова-ноги, голова-ноги с очень большой скоростью вращения. Все кружилось. То вижу Африку, то горизонт, то небо. Только успевал закрываться от Солнца, чтобы свет не падал в глаза. Я поставил ноги к иллюминатору, но не закрывал шторки. Мне было интересно самому, что происходит».

Циклограмма спуска нарушилась. Команда на автоматическое разделение спускаемого аппарата (СА) и приборного отсека (ПО) не прошла. Теперь нужно было ожидать разделения по резервному варианту от термодатчиков, расположенных на приборно-агрегатном отсеке и срабатывающих при нагреве корпуса до 150 градусов. Считается, что это происходит на высоте 100—110 км. Режим штатный, перегрузки не увеличивает.

Гагарин в отчете: «Я ждал момент разделения. Разделения нет…»

Реально разделение произ

Европейские эксперты одобрили проект космоплана Skylon

Джонатан Эймос

Би-би-си

Последнее обновление: вторник, 24 мая 2011 г., 14:31 GMT 18:31 MCK

Космоплан будет стартовать как обычный авиалайнер, разгоняясь по взлетной полосе.

Революционный проект британского космоплана "Скайлон" (Skylon) получил одобрение экспертов из Европейского космического агентства.

Специалисты ЕКА в области реактивной тяги изучили проект его двигательной установки и не обнаружили в нем недостатков.

Они предложили перейти к следующему этапу проектных работ - наземной демонстрации важнейшего компонента этого ракетоплана - его прямоточного двигателя.

В основе проекта космоплана Skylon находится новый тип гиперзвукового прямоточного воздушного реактивного двигателя Sabre.

Он работает на смеси водорода и кислорода, который на этапе разгона в низших слоях атмосферы поступает в двигатель из воздуха.

Затем двигатель переходит в собственно ракетный режим и за пределами атмосферы работает на запасе окислителя, видимо, кислорода из баков ракетоплана.

Мечта не умирает

"Скайлон" является развитием проекта Hotol, который активно разрабатывался в 1980-х годах специалистами из компаний British Airspace и Rolls Royce, но был прекращен из-за недостатка средств.

Небольшая компания Reaction Engines, которая разрабатывала проект Skylon все эти годы, в последнее время стала получать активную поддержку со стороны недавно созданного Британского космического агентства.

Главное достоинство ракетоплана состоит в том, что он стартует с Земли и возвращается на нее как обычный самолет, причем никаких разгонных ступеней для выхода на орбиту ему не требуется.

Британское космическое агентство заказало экспертную оценку двигателя Sabre в ЕКА. Во вторник европейские эксперты представили свое заключение, суть которого сводится к тому, что они не видят принципиальных дефектов в конструкции двигателя.

Космоплан длиной 84 метра будет иметь стартовый вес 200 тонн, но только 15% веса приходится на горючее и окислитель, что позволяет резко увеличить полезную нагрузку по сравнению с традиционными ракетоносителями.

Прямоточные воздушные двигатели типа scramjet работают на гиперзвуковых скоростях

Огонь и хлад

Однако гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели, концепция которых была выдвинута более 30 лет назад, пока находятся на сугубо экспериментальной стадии развития.

Главная трудность, с которой сталкиваются инженеры при работе над этими двигателями, состоит в крайне высоких температурах воздуха, поступающего в двигатель при скорости в шесть и более раз выше скорости звука.

Имеющиеся в разработке системы охлаждения набегающего потока газов страдают одним недостатком - все они очень быстро обледеневают и разрушаются под огромными температурными нагрузками.

Однако компания Reaction Engines заявила, что ею разработана новая технология, которая позволяет охлаждать воздух без обледенения. Эта "секретная технология" компании была изучена специалистами из ЕКА и получила их одобрение.

"Мы сосредоточили все внимание на конструкции двигателя и на общей структуре космоплана, - заявил доктор Марк Форд, глава отдела реактивной тяги ЕКА. - Мы не смогли обнаружить никаких погрешностей и считаем, что это вполне новаторская разработка".

Дело за инвесторами

При условии, что летняя программа испытаний достигнет поставленных целей, как заявила компания Reaction Engines, частные инвесторы готовы предоставить ей еще 220 млн фунтов на следующий этап проектирования.

Демонстрационная установка поможет компании испытать новую технологию охлаждения воздуха

Он предусматривает создание наземной установки, которая сможет демонстрировать полный цикл работы двигателя Sabre - в режимах прямоточного и ракетного двигателя, а также переключение между ними.

Компания Reaction Engines утверждает, что такой космоплан многоразового использования сможет снизить стоимость вывода 1 кг груза на геостационарную орбиту до 1 тысячи долларов - в настоящее время она достигает 15 тыс. долларов.

Если Skylon дойдет до этапа производства, на его создание понадобится около 9-12 млрд долларов.

"У правительства нет таких денег и мы хотим, чтобы проект финансировался за счет частных инвесторов", - заявил Алан Бонд, управляющий директор компании Reaction Engines.

Недавнее создание Британского космического агентства, которое активно поддерживает этот проект, поможет, как надеются в компании, устранить законодательные и юридические препятствия, которые стоят на пути разработчиков столь смелого проекта.

Коинот

А вместо сердца… ядерный мотор

Из «завещания Гагарина»: «В технику я верю полностью. Но бывает ведь, что и на ровном месте человек падает и ломает себе шею»

Европейские эксперты одобрили проект космоплана Skylon

Мечта не умирает

Огонь и хлад

Дело за инвесторами