Трудный путь в космос. Сборник статей

Когда он был еще молодым и руководил группой изучения реактивного движения (ее сокращенное название ГИРД сотрудники расшифровывали в шутку: группа инженеров, работающих даром), – так вот, когда он руководил этой группой, ГИРДу выделили станок. Станок был большой. Он не пролезал ни в двери, ни в окна старенького тесного помещения. Подошел Королев, посмотрел и сказал коротко: «Надо ломать стену». Это было еще одним девизом его жизни.

Королев не только существенно продвинул человечество вперед по пути научно-технического прогресса, но и впервые в истории перевел его в новое качественное состояние. Благодаря ему человечество превратилось из вечного пленника Земли с крайне ограниченным жизненным пространством и ресурсами в реального освоителя беспредельного космоса. Выход в космос открыл перед человечеством возможность безграничного развития в пространстве и времени. К этому стремились и готовились ученые и специалисты во многих странах, но Королев стал первым, кому удалось это сделать.

В фондах Мемориального дома – музея С. П. Королева хранятся его письма, переданные на государственное хранение вдовой Ниной Ивановной Королевой. В их числе письма о незабываемом 1957 г. – это целая страница истории отечественной ракетно-космической техники от начала летных испытаний ракеты Р-7 до запуска Первого в мире искусственного спутника Земли. Это также год столетия со дня рождения основоположника теоретической космонавтики К. Э. Циолковского и 50-летия самого С. П. Королева.

Макет рабочего кабинета Сергея Королева в музее космонавтики г. Москва

В воскресенье 14 апреля с Казанского вокзала Москвы Королев с коллегами отправился в первую и самую длительную из предстоящих ему в том 1957 году шести экспедиций на полигон (ныне космодром Байконур). Домой он вернулся только 19 июня.

Из письма Королева от 21 апреля – «… здесь ни кустика, ни деревца – все голо, сожжено солнцем… Живем мы вместе с Вас. (илием) Павл. (овичем) (первый заместитель Королева – В. П. Мишин) в махоньком домишке прямо в поле. У дверей стоит солдатик, а рядом в таких же домишках вся наша компания. … Работаем много, весь день до полной ночи и еще ходим на 2—3 часа в течение ночи».

Не замедлил сказаться тяжелый климат: «Жить здесь просто ужасно: суховей (влажности бывает 7—10%), ветры и зной, испепеляющие все живое». Несколько дней его беспокоили боли в сердце. Уже в первом письме он просит Нину Ивановну прислать ему «еще 5 тюбиков» валидола, и не только для себя, но и «для товарищей». Эта просьба повторится и в последующих письмах.

Напряженная работа не прекращается ни на минуту. За строчками оптимистичного письма жене от 30 апреля видится волевой человек, не желающий причинять беспокойство своим близким: «…Не надумывай лишних страхов, т. к. у нас здесь не так уже плохо подготовлено: техника у нас хорошая, народ опытный, большая помощь идет по первому зову и самое главное – мы здесь среди наших старых и проверенных друзей. Какие бы ни были здесь отдельные нюансы и шероховатости в отношениях, мы все же очень смотрим друг за другом и дружески помогаем. Мы не спешим, наш девиз – беречь людей».

На долгожданную (с 1955 г.) весть о получении женой в конце апреля в Военной коллегии Верховного суда справки о своей реабилитации Королев отреагировал только на 6-й странице своего письма: «Очень меня обрадовало твое сообщение о Решении Верхсуда. Наконец-то и это все окончательно закончилось. Конечно, я здесь невольно многое вспомнил и погоревал, да ты и сама можешь себе представить, как печальна вся эта кошмарная эпопея… Прошу тебя в очередном письме напиши мне дословную формулировку из справки Верхсуда.»

5 мая 1957 г. ракету Р-7 вывезли на стартовую позицию. Работы по ее подготовке к пуску продолжались несколько дней, хотя в дальнейшем это делалось значительно быстрее. В данном случае сказывалась и новизна работ и, где-то, боязнь что-то не доглядеть, упустить. Заправка ракеты топливом была выполнена только на восьмой день.

Накануне первого старта Королев заболел: сказалось напряжение последних дней. Температура 38°, боль в горле, бессонная ночь. Но работу он не оставлял. Медики делали уколы прямо на рабочем месте каким-то особым, очень болезненным, но, по их утверждению, действенным способом. Человек выдержал. Не выдержала ракета.

Первый пуск «семерки» состоялся 15 мая 1957 г. Полет протекал нормально до 60-й секунды, а затем начались сбои. На 98-й секунде отвалился один боковой блок и ракета потеряла устойчивость. Как показал последующий анализ телеметрической информации, причиной аварии стала негерметичность топливной магистрали горючего.

Для первого пуска неудача, в общем-то, ожидаемая. Но все восприняли ее по-разному. Дни были очень «трудными, наполненными до краев и техникой, самой невозможной, и самыми невероятными вспышками среди человеческих отношений», – писал жене Сергей Павлович. Часть руководителей испытаний по отдельным системам (управления, наземного пускового комплекса и других) уехали в Москву. Кто по болезни, кто по семейным обстоятельствам. У оставшихся настроение было скверное, но… «Мы так не сдадимся: много, очень много работаем, много думаем и найдем в чем дело, и решим все до конца.»

Космодром Байконур

Труднее все было, конечно, ему – лидеру. «…Не скрою, очень переживаю наши неудачи», – признается он жене. В этой ситуации он так определил свою роль: «… Моя личная задача состоит в том, чтобы сплотить, а не разобщить нашу группу конструкторов, которая столько создала за эти годы. Ведь вместе мы – сила в нашей области техники.»

Второй пуск не удался вовсе, несмотря на три попытки. Ракета была снята со стартового стола и возвращена на техническую позицию. Сергей Павлович пишет жене: «Так тяжело на сердце, даже трудно себе представить. Столько труда и сил мы вложили, и все пошло прахом.»

После того как вторая попытка запуска была отложена, все руководители конструкторских бюро возвращаются в Москву.

Вторая экспедиция была значительно короче – со 2 по 22 июля. Пуск назначили на 12 июля и вновь неудача: на 33-й секунде ракета потеряла устойчивость. Вновь разборки, выяснение причин аварии, новые вопросы и необходимость решения новых задач. Что спасало людей от отчаяния? В письмах Сергей Павловича жене есть ответ на этот вопрос – ясность цели, титанический труд и вера в себя и товарищей.

Третья экспедиция С. П. Королева началась 13 августа. Старт 21 августа, и головная часть ракеты впервые достигла заданного района падения. Спустя шесть дней, 27 августа, в газетах было опубликовано сообщение ТАСС об успешном испытании в Советском Союзе межконтинентальной баллистической ракеты.

31 августа Сергей Павлович вернулся домой, но отдых был символическим: положительный результат надо было закрепить. Все дни он на работе, а 5 сентября вновь на космодроме. 7-ого состоялся очередной старт Р-7, подтвердивший результаты предыдущего и позволивший принять обоснованное решение о запуске первых искусственных спутников Земли. Это была самая короткая командировка в 1957 г. Всего пять дней.

10 сентября Королев дома и ему поручается выступить с докладом на торжественном собрании, посвященном 100-летию со дня рождения Константина Циолковского. 17 сентября с трибуны Колонного зала Дома Союзов он уверенно объявляет: «В ближайшее время с научными задачами в СССР и США будут произведены первые пробные пуски искусственных спутников Земли.»

Пятая экспедиция – с 27 сентября по 6 октября – стала триумфальной. В этой экспедиции на нарукавной повязке руководителя испытаний С. П. Королева появилась историческая дата «4 октября 1957 года». А за четыре месяца до запуска Первого искусственного спутника Земли 8 июня 1957 г. Сергей Павлович писал жене: «А сейчас ведь близка к осуществлению, пожалуй, самая заповедная мечта человечества. Во все века, во все эпохи люди вглядывались в темную синеву небес и мечтали…»

    2006 г.

ПРИТЯЖЕНИЕ МАРСА. Часть I

В том, что полет человека на Марс состоится, сомнений нет. Доподлинно известна и его продолжительность – по наиболее оптимальной траектории 350 суток туда, столько же обратно, плюс 20—30 суток пребывания космонавтов на марсианской поверхности. Но когда это случится, определенно сказать трудно.

Глава Департамента оборонно-промышленного комплекса Минпромэнерго Юрий Коптев считает: «Лететь можно хоть завтра – технические возможности позволяют. Концепция такой экспедиции в нашей стране прорабатывается с 1960 г., и многое уже сделано», – подчеркивает он. Экс-президент РКК «Энергия» Николай Севастьянов полагает, что марсианский проект может быть реализован после 2025 г. в три этапа: отработка межпланетного экспедиционного комплекса в полете вокруг Луны, затем – пилотируемая экспедиция с облетом Марса и, наконец, пилотируемая миссия с посадкой экипажа на марсианскую поверхность.

Руководитель Роскосмоса Анатолий Перминов заявил: «полет на Марс мы планируем после 2035 г.». Точку, очевидно, поставит руководство страны: до конца года правительство должно утвердить «Программу развития космической отрасли до 2040 г.». Тем не менее, работы «в марсианском направлении» уже ведутся и выполняются они в рамках действующей Федеральной космической программы.

Надо заметить, что в последние годы «марсостремительные» настроения овладели многими странами. Американцы хотят начать полет на Марс, стартуя с Луны. По энергомассовым показателям это более затратный вариант: нужно сначала доставить элементы марсианского экспедиционного комплекса к Луне с мягкой посадкой на ее поверхность, собрать их там, а затем стартовать, преодолевая лунное тяготение. Российский вариант предусматривает старт к Марсу с околоземной орбиты. Сроки реализации обоих проектов совпадают – после 2035 г. Первый же европеец намерен прогуляться по Красной планете уже в 2024 г., что представляется маловероятным. Едва запустив в 2003 г. первого тайконавта, заявил о марсианских амбициях и Китай.

В 2005 г. российские специалисты подготовили проект «Пилотируемая экспедиция на Марс». Как считает один из разработчиков проекта, главный конструктор Центра Келдыша Виталий Семенов, работы по межпланетному экспедиционному комплексу выявили важное обстоятельство: сроки и затраты на реализацию марсианской миссии определяются, в основном, типом двигательной установки.

Удельная тяга, то есть отношение силы тяги к секундному расходу топлива, – важнейшая характеристика любого ракетного двигателя. Чем выше скорость истечения газов, тем большая реализуется тяга при одинаковом расходе топлива, соответственно, растет и экономичность двигателя. Несмотря на доведенную до совершенства технологию существующих химических ракетных двигателей, невысокий предел скорости истечения продуктов горения в них становится той стеной, которую нельзя пробить… Но можно «объехать».

Чем же предлагается заменить обычные ракетные двигатели? Например, нагреть до высокой температуры сверхлегкие газы (водород, гелий, метан) и заставить их течь через сопло в два – два с половиной раза более высокими, чем у химических ракетных двигателей, скоростями. Это можно сделать с помощью либо компактного ядерного реактора, либо нагревательного элемента, работающего от солнечных батарей. Ядерные ракетные двигатели для пилотируемых экспедиций на Марс активно разрабатывались и в СССР, и в США еще в 1960—1970 годы, однако работы были остановлены на фазе наземных испытаний.

Еще более экономичны и «быстры» плазменные и ионные электрореактивные двигатели. В них поток заряженных частиц разгоняется до высоких скоростей с помощью электромагнитного поля, почти как в ускорителе заряженных частиц. Определяющим их тягу параметром также оказывается мощность энергоустановки, создающей это поле и разгоняющей частицы.

Музей космонавтики г. Калуга

Россия располагает уникальным опытом создания и эксплуатации реакторных энергоустановок в космосе. В период с 1970 по 1988 г. состоялись запуски в общей сложности 32 космических аппаратов с ядерными энергоустановками и термоэлектрическим преобразователем мощностью 3 и 5 кВт. Большинство этих аппаратов выполняло разведывательные функции и находилось в активированном состоянии на низких околоземных орбитах по нескольку месяцев. Для сравнения: единственный американский аппарат с атомным реактором SNAP 10А и термоэлектрическим преобразователем мощностью около 0,5 кВт был запущен США в 1965 г. Но он проработал только 43 дня, хотя до сих пор находится на орбите уже в качестве космического мусора. Затем работы по ядерной энергетике в космосе в Америке перешли в теоретическую плоскость и были возобновлены лишь в 2002 г.

Умеют в России делать и так называемые «стационарные плазменные двигатели» (СПД), имеющие на порядок большую удельную тягу, чем традиционные химические. Первые испытания в космосе СПД прошли в 1972 г. на российском метеорологическом спутнике «Метеор», а штатная эксплуатация серийных образов была начата в 1982 г. на геостационарных спутниках для коррекции их орбиты.

В настоящее время практически все страны, включая ведущие космические державы, активно используют на своих аппаратах российские электрореактивные двигатели разного типа. Мощность этих двигателей такова, что они могут корректировать орбиту как по долготе, так и по наклонению. Более того, способны обеспечивать межорбитальные перелеты по энергетически оптимальным многовитковым траекториям, например, с низкой орбиты на геостационарную, а также служить средством межпланетной транспортировки.