«Техника-молодежи» 2001 г №4, с.6-8
Космических держав, способных осуществлять пилотируемые полеты, на сегодняшний день только три...
5 мая 1960 г. в первый, еще беспилотный, полет на околоземную орбиту отправился космический аппарат — будущий «Восток». Именно на таком корабле 12 апреля 1961 г. житель планеты Земля, наш соотечественник Юрий Гагарин впервые поднялся в космос.
25 апреля 1961 г. по суборбитальной траектории впервые стартовал — пока еще без человека — американский космический корабль «Меркурий». Уже 5 мая того же года по той же траектории, на таком же корабле, отправился американский астронавт Алан Шепард, а 20 февраля 1962 г. уже на орбиту полетел Джон Гленн.
Поздно вечером 19 (или, по пекинскому времени, ранним утром 20) ноября 1999 г. в свой первый беспилотный 14-витковый полет на околоземную орбиту вышел китайский космический корабль «Шень Чжоу» — «Волшебный корабль» (он же «Священная земля»)...
КОМУ «ОБЩЕЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ЦЕННОСТИ» НЕ УКАЗ. Положение о том, что «космонавтика — тяжкое наследие советского прошлого и нам не нужна», стало уже общим местом «демократической» пропаганды. Видимо, тем, кто так заявляет, она действительно не нужна, поскольку не дает немедленных и легких денег, а те немалые, что в ней вращаются, сложно разворовать незаметно.
Не нуждается в развитии космонавтики и сытый Запад. Действительно, ну, есть спутники связи, навигации, метеоразведки — и спасибо. Но дальние рейсы автоматов, сложные эксперименты, тем более — пилотируемые рейсы, — зачем? Дорого, опасно. Куда спокойнее растительное существование перед экраном телевизора, срастающегося с компьютером...
Но есть на Земле и другие ценности. Страны, уровень жизни в которых весьма далек от евро-североамериканского, тем не менее, наращивают космические усилия. Для них это очевидный путь в будущее, хотя бы ко всеобщей грамотности и нормальной связи, ну и возможное средство некоторого сокращения аппетитов тех же Северной Америки и Западной Европы по части решения своих проблем за чужой счет.
ПЕРВЫЙ ШАГ. Дорогу в космос проложил (если кто не помнит) Советский Союз. Нынче даже иные «специалисты» утверждают, что это-де случайность. Думается, причины таких заявлений чисто психологические: собственная — по разным причинам — невостребованность выдается за неправильность общего пути, по которому им ~ «самым умным» — идти не очень-то и хотелось.
На самом деле все подчинялось жестким закономерностям, даже внешний облик «Востока», доставившего на околоземную орбиту и благополучно вернувшего с нее первого человека, был вполне предсказуем. Несколько лет назад в нашем журнале (см. «ТМ», № 11 за 1992 г.) это блестяще показал непосредственный участник событий, академик Б.В. Раушенбах. Вкратце напомню: в силу полной новизны решаемых задач, принимались те технические решения, которые гарантировали максимальную надежность, а значит, — наиболее простые и отработанные промышленностью. Отсюда сферический спускаемый аппарат с толстой (как оказалось — с пятикратным запасом) обгорающей теплозащитой, катапультирование космонавта, ориентация по Солнцу, стяжные ленты с единственным замком, соединявшие отсеки...
Времени на отработку чего-то более эффективного и сложного не было: демонстрация научной и промышленной мощи державы (а ничего эффектнее космических триумфов для этого не придумано) должна была отвести от ее «головы» ядерный «пистолет», и решила эту задачу!
Американцы в космос, в общем-то, не торопились, зато немало времени посвятили обсуждению вопроса: а что там, собственно, делать? И обсуждали бы еще очень долго, но 4 октября 1957 г с околоземной орбиты раздались позывные первого советского спутника. Пространные разговоры пришлось отставить, как и амбициозные проекты космопланов — одноступенчатых, полностью многоразовых, атомных... И взяться за программу, так и названную: «Человек в космосе любой ценой».
Результатом стал «Меркурий». В сравнении с «Востоком» он выглядит как гоночный «болид» Формулы-1 рядом с танком. Многослойная «скорлупа» с сотовым заполнителем из ровных и гофрированных листов титана и жаропрочного никелевого сплава, толщиной, соответственно, 0,25 и 0,4 мм, — в нашей стране столь тонкие несущие конструкции попросту не применяются. Не удивительно, что спускаемый аппарат «Востока» весил 2,46 т, а «Меркурия» — 1,93 т. Кроме того, у нас еще был приборно-агрегатный отсек массой 2,27 т!
Но в результате наша конструкция оказалась настолько удачной, что и по сей день (о чем Раушенбах еще писать не мог), с большими или меньшими доработками... успешно летает (и, что более важно приземляется) в военных, научных и технологических целях — под названиями «Зенит», «Ресурс», «Энергия», «Фотон», «Бион» (не забудем и многоместные «Восходы»). Да и в новейшем многоцелевом спутнике «Ника» вполне узнаваем «востоковский» шарик диаметром 2 м 20 см!
ПРОБЛЕМЫ КОМПОНОВКИ. Так решили важную (но только первую) задачу: человек побывал в космосе и благополучно вернулся на Землю. Однако в космическом пространстве нужно было работать! И для этого потребовались уже другие корабли. Все большее число их отсеков использовали только в орбитальном полете и сбрасывали за ненадобностью перед посадкой. Встала сложнейшая компоновочная проблема: как состыковать обитаемые отсеки, один из которых орбитальный — используется только на орбите, а во втором — спускаемом аппарате (СА) ~ космонавты находятся при старте и посадке?
В силу особенностей динамики ракетного полета и вечных требований обеспечить при минимальной массе заданную прочность, отсеки — оболочки вращения — можно расположить только один за другим, последовательно, и с одного из торцов СА будет находиться теплозащитный экран. Причем космонавты должны сидеть или лежать спиной к нему: перегрузки, действующие в направлении грудь — спина, переносятся легче.
Значит, можно, как на ставшем уже классическим «Союзе», поместить орбитальный отсек впереди СА. Но тогда размеры и масса этого отсека будут жестко ограничены возможностью системы аварийного спасения, которой придется «срывать» со взрывающейся ракеты два отсека...
Можно поставить орбитальный отсек позади СА. Но тогда придется либо делать люк в теплозащитном экране что страшновато, либо создавать некий переходной тоннель или перестраивать корабль после старта. Кроме того если в «носу» корабля, непосредственно на спускаемом аппарате, размещен стыковочный узел, есть опасность повреждения гермокабины при столкновении со стыкуемым объектом. На «Союзе» удар пришелся бы на пустой в этот момент орбитальный отсек.
И все-таки схема с СА спереди очень привлекательна. Ее хотели реализовать американцы, создавая на базе корабля «Джемини» орбитальную станцию МОЛ. Так должен был выглядеть и боевой вариант «Союза» — «Союз-ВИ», ВИК, разрабатывавшийся в Куйбышевском филиале «королевского» ОКБ-1 (ныне Государственный космический центр ЦСКБ-«Прогресс»). И именно по такой схеме в ОКБ-23, входившем тогда в «империю Челомея» (ныне КБ «Салют», часть Государственного космического научно-производственного центра им. М.В. Хруничева), создали в начале 1970-х ТКС — транспортный корабль снабжения.
 | «Восход-2», из которого в открытый космос вышел Алексей Леонов. От первого «Востока» внешне отличается шлюзовой камерой 1 и резервной тормозной двигательной установкой 2. ◄ Так выглядели «Союзы», возившие экипажи на орбитальные станции до начала 1980 гг. ► |  |
Конструкция люка в теплозащите была многажды успешно испытана, но по внутриполитическим причинам с космонавтами ТКС так и не полетел. Зато на базе его орбитального отсека — функционально-грузового блока — были построены боковые модули орбитальной станции «Мир» и «фундамент» Международной космической станции — модуль «Заря».
Правда, этому способствовало еще одно нетривиальное компоновочное решение. Двигательный (а если быть точным, приборно-агрегатный) отсек, обычно размещаемый в корме аппарата, у ТКС «размазан» вокруг орбитального отсека, чему способствовал большой диаметр ракеты-носителя — «Протона».
ЭТОТ долгий «ТРЕТИЙ» ПУТЬ, и вот, через 40 лет после нас и американцев, за создание собственных пилотируемых космических кораблей взялись китайцы...
Разговоры о таких проектах Китая идут давно. Еще в начале 1980-х западные издания обошли даже фотографии китайских космонавтов, тренирующихся в барокамере и на других установках, но дальше этого дело не пошло. Десятилетием позже, имея уже обширный парк ракет-носителей разной грузоподъемности, создав и испытав (кстати, раньше СССР) водородную ракетную ступень, отхватив заметный кусок мирового рынка коммерческих запусков, наш юго-восточный сосед вновь заявил о желании развивать пилотируемую космонавтику.
В начале 1990-х, в Куйбышевском авиационном институте им. академика СП. Королева, автору этих строк довелось участвовать в подготовке группы китайских аспирантов из Харбинского технологического института. Силами кафедры летательных аппаратов, под руководством профессора Л.Г. Лукашева, китайцы сделали (откровенно говоря китайцам сделали...) проект корабля соединивший компоновку «Союза-ВИ» конический СА, андрогинный стыковочный узел, «восходовскую» надувную шлюзовую камеру для выхода в открытый космос и приборно-агрегатный отсек от спутника-разведчика 2-го поколения (сейчас летает 4-е). Этот, пусть и небольшой, личный опыт позволяет мне понять и неторопливость китайской космической программы, и облик «Волшебного корабля».
Возможно, китайцы гениально притворялись, может быть, им основательно мешало незнание языка (редкий житель КНР моложе сорока знает русский), но низкий уровень их подготовки бросался в глаза. Причем, дело заключалось отнюдь не в сложности спецпредметов. Налицо было интернационально-студенческое желание «сдать любой ценой», а не узнать что-то новое. А ведь это были уже не студенты — аспиранты, сознательно выбравшие сферу своей деятельности...
Будем до конца объективными. Большинство отечественных молодых специалистов в момент прихода на завод или в КБ выглядят не лучше. Чтобы стать классными специалистами на деле, а не на бумаге, они должны поработать хотя бы 5 (лучше 10) лет самостоятельно, но обязательно — под непосредственным руководством опытных конструкторов, создавших уже не одно «изделие». Но, во-первых таких наставников нужно иметь, а во-вторых, для того, чтобы у них был требуемый опыт, новые машины должны создаваться как минимум каждые 10 лет.
В КНР такая система просто не могла сложиться. Действительно, первый китайский спутник полетел в космос в 1970 г, а первый корабль только в 1999-м. Целых 19 лет! И вряд ли можно было этот интервал сократить -— просто из соображений экономики.
ЧТО стоит ЗА ЦЕНОЙ? Глядя на готовую ракету в монтажно-испытательном корпусе или на старте, далеко не каждый инженер, даже ракетчик, сможет объяснить, чего же в ней такого сложного, почему эти «бидоны» так дороги? Приведу лишь один пример.
Китайский космический корабль запускается ракетой-носителем «Великий поход — 2F». |
Когда гнут стальной лист для железнодорожной цистерны, его кромки почти никогда не сходятся точно в стык — просто потому, что гибочный пресс работает с постоянным усилием, а свойства металла от листа к листу чуть-чуть да отличаются. Считается вполне допустимым, если на сварку поступит заготовка, края которой не сходятся на сантиметр или повернуты друг относительно друга на несколько градусов, ~ и это при том, что цистерны производятся тысячами, а для большой серии применение точных (а значит, дорогих) станков не сказалось бы заметно на себестоимости изделия.
Когда же на сварку электронным пучком в вакууме поступает заготовка бака «Энергии», края «имеют право» не совпадать только на доли миллиметра, а разворот допускается в считанные угловые минуты! А ведь диаметр цистерны чуть больше 2 м, «Энергии» же — почти 8!
Но это даже не верхушка айсберга, скорее, — легкий снежок на ней. Ведь нужно еще создать станок, способный гнуть лист (конкретно плиту 40-мм толщины) по диаметру 8 м. Нужно научиться варить ее электронным пучком (но сначала — сделать такой станок и вакуумную камеру). Нужно, наконец, создать сплав, прочность которого повышается при замораживании: а как иначе работать не с сотнями килограмм, как у китайской ракеты, а с сотнями тонн жидкого водорода?
В принципе, можно ничего этого не делать. Можно КУПИТЬ нужное оборудование и ВОСПРОИЗВЕСТИ на нем чужое достижение Во всяком случае — попробовать. Как минимум, тут нужно понимать, как что работает. Особенно если хочется не только повторить на купленных станках нечто чужое, но делать потом на них что-то свое. А для этого потребуется или много времени, или тот, кто научит. Естественно, лишь тому, что сам умеет.
ИХ «УСКОРЕНИЕ». Понятно, что до конца 1980-х советские инженеры учить чему-либо китайских не торопились. Американские — тоже, да и забыли уже в Штатах тот период их истории, когда новые технологии создавались «с нуля». А сами ракетчики и авиастроители Поднебесной на освоение даже лицензионных, со всей документацией переданных, советских конструкций тратили десятилетия — если им не помогали советские же консультанты...
В общем, кое-какой задел для создания пилотируемого космического корабля в КНР набирался, но делать его полностью своими силами побаивались. И тут, как манна небесная, свалились наши «реформы»... Отечественная промышленность оказалась в состоянии, когда все что угодно можно приобрести по бросовым ценам. Межправительственное российско-китайское соглашение от 25 марта 1996 г секретно, но нетрудно догадаться, что наш великий юго-восточный сосед не прогадал...
С «КИТАЙСКОЙ СПЕЦИФИКОЙ». И что бы там не говорили официальные лица, рискну предположить, что «Шень Чжоу» — «Волшебный корабль» — это давно знакомый нам «Союз» с «китайской спецификой». А вот о ней надо сказать пару слов.
Главное внешнее отличие «Шень Чжоу» от «Союза» — в форме и относительных размерах орбитального отсека. Если на нашем корабле в конечном счете осталась легкая яйцеобразная оболочка, то у китайского аппарата массивный цилиндрический «бочонок». Мало того: на отсеке хорошо видны двигатели ориентации, снаружи навешены солидные блоки — видимо, с топливными баками. Они же служат опорами для дополнительных панелей солнечных батарей. Судя по всему, после расстыковки и посадки корабля орбитальный отсек способен продолжать самостоятельный полет.
Орбитальный отсек «Союза» тоже отстреливается перед торможением. Но самостоятельно он работать не может — в отличие от функционально-грузового блока ТКС, после отделения и посадки СА летавшего месяцами Так что, видимо, китайские инженеры пытаются соединить возможности одной нашей разработки с компоновкой другой, а самостоятельный обитаемый отсек использовать потом в своей модульной орбитальной станции. Кстати, ее макет уже демонстрировался на международных выставках хотя насколько он соответствует реальному проекту, сказать сейчас невозможно.
| Первый американский космический корабль «Меркурий» (слева) и последовавший за ним 2-местный «Джемини». Несмотря на внешнее сходство, спускаемый аппарат второго полностью переделан. |
Надо отдать должное китайским инженерам— объединять в работоспособные конструкции наши и западные разработки они научились.
НЕ СТОЯТЬ НА МЕСТЕ! Прошло чуть больше года и 10 января 2001-го стартовал «Шень Чжоу-2», до возвращения выполнивший уже 108 оборотов вокруг Земли. Официально было заявлено, что он существенно отличается от первого корабля, но, скорее всего, речь идет только о более полном приборном оснащении.
...Мы готовили этот номер, прислушиваясь к новостям о последних витках орбитальной станции «Мир». 15 лет полета — не рекорд, американские «Пионеры» отрабатывали по 20 при расчетном ресурсе полгода, но они же проще любого приборного блока «Мира»!
Важно понять, в чем, собственно, трагедия. В конце концов, так завершилась «биография» семи «Салютов», причем попытка перевести последний из них на орбиту длительного ожидания не удалась. Так в 1979 г погибла единственная американская станция «Скайлэб» — кстати, она весила более 80 т («Мир» — 137 т). Ее-то Штатам и вовсе нечем было спасать: полеты «Аполлонов» и «Спейс Шаттла» разделил перерыв, продлившийся шесть лет.
И тем не менее, никаких драм эти «потери» не вызвали: на кульманах и в сборочных цехах уже рождались новые «изделия», которым предстояло стартовать через год... два... десять лет. На пределе загрузки работали заводы, не хватало вычислительных мощностей ЦУПа. Какие тут могли быть сожаления? Да, хорошо бы потрогать прошедшие плазму и вакуум образцы, но — дальше, дальше, только вперед!
Так вот, трагедия в том, что сейчас никакого «вперед» у нас нет, даже в замыслах. МКС — тупик на пути человечества в космос, к тому же наши на этой станции ~ не более чем обслуживающий персонал. Из-за катастрофического спада отечественной космической отрасли рвется связь поколений, пропадает бесценный опыт...
Затопление станции «Мир» осуществлено за полтора с небольшим месяца до 40-летнего юбилея пилотируемой космонавтики. Советской, российской космонавтики. Неужели на этом ее эра закончилась?
Китаю нужно еще поколение, чтобы выйти на нынешний уровень нашей космонавтики, полностью самостоятельно создавать космическую технику любого назначения. А мы можем оказаться в его нынешнем состоянии куда быстрее. Но Китай тут ни при чем...