Королёвские чтения – 2011

С.Филипенков
Сергей Филипенков,
ведущий научный сотрудник ОАО «НПП «Звезда», кандидат медицинских наук
Ежегодные XXXV академические чтения по космонавтике, посвященные памяти выпускника МВТУ академика Сергея Павловича Королева и выдающихся отечественных ученых-пионеров освоения космического пространства, состоялись 25–28 января c.г. Ведущими российскими учеными были подведены итоги космонавтики за первую декаду ХХI века и за весь 50-летний период со дня первого в мире космического полета Юрия Гагарина. Организаторами чтений выступили Российская академия наук (РАН), Федеральное космическое агентство (ФКА, «Роскосмос»), МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Наиболее яркой страницей творческой биографии Тихонравова была деятельность в Реактивном НИИ (РНИИ – НИИ 3 – ГИРТ – НИИ-1) с самого начального периода отечественного жидкостного ракетостроения. Первый опыт в области ракетной техники Тихонравов приобрел, работая в авиапроме в 1930 г. Он подал заявку для получения патента на изобретение ракетного двигателя, и состоялось положительное решение о выдаче ему авторского свидетельства. Под его руководством создается «кислородная» бригада ГИРД, где при непосредственном участии Тихонравова разрабатываются проекты «03», «05», «07» и «09». Последний был представлен начальнику ГИРД С.П. Королеву и утвержден им в июле 1933 г. 17 августа 1933 г. состоялся успешный полет первой жидкостной экспериментальной ракеты ГИРД-09. Этот успех позволил С.П. Королеву подать докладную записку в Центральный Совет «Осоавиахим» с предложением ускорить процесс принятия решения о создании РНИИ и одновременно добиться выделения средств на разработку серии крылатых ракет. В сентябре состоялся приказ Реввоенсовета о создании первого в мире РНИИ, подписанный М.Н.Тухачевским. Тогда же М.К.Тихонравов был назначен начальником отдела жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и ракет. Фактически, в его кислородной бригаде продолжались работы, начатые в ГИРД, по доводке ракет 05, 07, 09 и по созданию новых ЖРД (12К). Летные испытания доработанной ракеты «09» (под индексом «13») начались с января 1934 г. Ракета достигла рекордной высоты 1500 м. Два пуска были осуществлены под углом к горизонту 79° и 83° и продемонстрировали возможность использование ракеты с ЖРД как боевой. В бригаде проектируются еще две ракеты с ЖРД: ракета 01 (объект 209) и ракета «11» (объект «521») для полета на высоту 10 км и 50 км соответственно. Более того, М.К.Тихонравов и Л.С. Душкин выступили с инициативой построить стратосферную ракету «Авиавнито» в 1935 г. Ракета была ими спроектирована и успешный пуск на высоту 3000 м состоялся в августе 1937 г. Это был самый высокий результат в мировом ракетостроении того времени. На первом этапе создания экспериментальных ракет с ЖРД Тихонравов приходит к следующим заключениям: 1) исследовательские работы необходимо выделить в самостоятельное направление; 2) необходимо продолжать исследования по использованию жидкостных ракет для боевого применения; 3) основным практическим применением жидкостных ракет будет исследование стратосферы в качестве первого шага к межпланетному полету человека (в соответствии с рекомендациями К.Э. Циолковского, который был членом ученого совета ГИРД). М.К. Тихонравов занимался также теоретическими исследованиями устойчивости вертикального полета неуправляемой ракеты, подачи компонентов топлива парами кислорода, улучшения процессов смешения, горения и истечения, требованиями к камере сгорания, а результаты публикует в трудах конференций и в научных сборниках «Реактивное движение», «Ракетная техника». Кроме того, он публикует одну из первых на русском языке монографию «Ракетная техника». По заданию руководства НИИ-3 Тихонравов исследует проблему устойчивости и кучности пороховых ракетных снарядов в период 1938–1939 гг. Результаты были им опубликованы в двух фундаментальных статьях, а рекомендации – реализованы на практике в боевых реактивных снарядах.
В 1939 г. его бригада возвращается к исследованию проблемы использования ракет с ЖРД в качестве боевых ракет дальнего действия (РДД). Проектируется и испытывается ракета «604». Для обеспечения устойчивости на начальном участке траектории она разгонялась пороховым зарядом разгонного блока, а дальность полета обеспечивали ЖРД. Пуски ракеты «604» осуществлялись в январе 1940 г. Была достигнута предельная дальность 15–20 км. Эта конструктивная схема была положена в основу следующих двух ракет РДД-522 (сухопутный вариант) и РДД-524 (авиационный вариант). Летные испытания РДД-521 показали дальность 20 км.
Во время Великой Отечественной войны М.К.Тихонравов участвовал в уникальной работе, связанной с использованием ЖРД в крылатых летательных аппаратах. Испытания самолета-перехватчика БИ-1 показали, что ЖРД на ракетном самолете должен быть с насосной подачей топлива, а двигательная установка может быть комбинированной: для взлета и разгона необходимо использовать ЖРД, для маршевого полета прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД). На такой основе в РНИИ проектировался самолет-перехватчик 302. Из-за низкой надежности ЖРД Л.С. Душкина и отсутствия в то время мощных ПВРД работа была закрыта, но летные испытания планера самолета 302 успешно провел в ЛИИ летчик-испытатель С.Н. Анохин в 1943 г. Позднее подобная схема двигательной установки была реализована в крылатой ракете «Буря» разработки С.А. Лавочкина.
В победном 1945 г. М.К. Тихонравов участвовал в экспедиции на немецкий ракетный полигон Близна в Польше, в результате которой в РНИИ были доставлены образцы немецких крылатых ракет ФАУ-1 и баллистических ракет ФАУ-2. Он начал изучение трофейной техники и поиск методов организации работ по созданию аналогичных ракет в нашей стране, участвуя в подготовке постановления СМ СССР, заложившего основы ракетостроительной промышленности. Постановление было подписано И.В. Сталиным 13 мая 1946 г. В декабре того же года М.К. Тихонравов, в звании полковника, переводится из авиационного НИИ-1 в артиллерийский НИИ-4 на должность заместителя начальника Института по баллистическим РДД. Здесь на базе ракеты Фау-2 группа М.К. Тихонравова разработала проект высотной ракеты ВР-190 с герметической кабиной, спасательной парашютной системой и ракетными двигателями мягкой посадки, а также системой обеспечения жизнедеятельности для двух членов экипажа. ВР-190 была предназначена для рекордного подъема на 190 км в 1947–1948 гг. О проекте было доложено высшему руководству страны, у которого были совсем иные приоритеты по созданию ракетно-ядерного щита СССР. По этой причине проект не был утвержден и работы по ВР-190 так и окончились закрытым отчетом, пылившимся на полке библиотеки НИИ-4.
В 1950 г. М.К. Тихонравов на научном совете НИИ-4 предложил идею выведения искусственного спутника Земли (ИСЗ) на околоземную орбиту с помощью двухступенчатой ракеты, собранной по пакетной схеме, но руководство института отрицательно приняло эту идею и Тихонравов был снят с должности заместителя начальника института, но сохранил небольшую группу проектантов. Пакетная схема была одобрена давним соратником Тихонравова – С.П. Королевым и тот задал тему НИР по созданию средства доставки ИСЗ в НИИ-4, специально, чтобы поддержать группу Тихонравова. Параллельно та же тема была направлена в НИИ-1 Келдышу, чтобы перепроверить расчетом конструктивные схемы пакетной схемы. Обоими институтами были получены непротиворечивые расчетные результаты по характеристикам двухступенчатой ракеты, которая позже получила индекс Р-7. По просьбе Королева в 1952 г. Тихонравов подготовил краткую записку по ИСЗ, которую С.П. Королев приложил к своему предложению о создании баллистической двухступенчатой ракеты Р-7, представленному в правительство в 1953 г.
В 1957 г., после начала испытаний ракеты Р-7, С.П. Королев добился перевода М.К. Тихонравова в ОКБ-1, где создал для него 9-й отдел по проектированию первых ИСЗ, а затем ПКА: «Восток», «Восход» и «ТМК». После смерти Королева у Тихонравова не сложились отношения с преемником на посту главного конструктора ЦКБЭМ – В.П. Мишиным. По этой причине Тихонравов перешел на преподавательскую работу в МАИ, где оставался профессором кафедры вплоть до своей смерти в 1974 г.

Открыл форум ректор МГТУ – А.А. Александров. С приветствием к участникам обратился секретарь «Роскосмоса» А.Г. Милованов, отметивший, что важнейшим вопросом становится подготовка кадров, которые снова придут работать в ракетно-космическую промышленность, а не в банки и в сферу обслуживания. Перед федеральным космическим агентством в следующем десятилетии стоят три проблемы: во-первых, завершение проектирования перспективной транспортной космической системы (по которой состоялся научный совет); во-вторых, серийное производство новой ракеты-носителя (РН) «Русь» и всего семейства «Ангара», по которым уже состоялись конкурсы; в-третьих, строительство космодрома «Восточный», по которому 25 января состоялось заседание президиума Правительства РФ. На создание космодрома в Амурской области в 2011–2015 гг. выделяют 80 млрд руб. В эти работы будет вложено 24,5 млрд руб. к 2013 г. Еще 57 млрд в бюджете заложено на следующие два года. Первый стартовый комплекс начнет работать в 2015-м, а с 2018 г. с космодрома, оборудованного двумя стартовыми площадками, должны начаться пилотируемые полеты. В настоящее время разработка космического ракетного комплекса (КРК) для космодрома находится на стадии технического проектирования, в том числе работы по КРК «Русь-М». Космодром будет отвечать самым современным требованиям, предъявляемым в мире к технике подобного рода. В техническом задании «Роскосмосом» заданы требования по массе полезной нагрузки (ПН), выводимой с помощью РН «Русь-М». Результаты, полученные в ходе эскизного проектирования подтверждают, что требования Государственного заказчика в части выводимой нагрузки РН «Русь-М» полностью выполняются. Ракета «Русь-М», разрабатываемая в «ЦСКБ Прогресс», это принципиально новый носитель, выполненный по «пакетной» схеме. Она выводит на околоземную круговую орбиту грузы массой до 20 т, а с использованием разгонных блоков обеспечит доставку автоматических космических аппаратов массой до 7,0 т на геопереходные орбиты и массой до 4,0 т на геостационарную орбиту. Перспективный пилотируемый корабль КРК «Русь-М» разрабатывается в РКК «Энергия». Он обеспечит доставку на орбиту экипажа из 6 человек.

Ближайший соратник и заместитель С.П. Королёва, ныне – главный научный консультант РКК «Энергия» академик РАН Б.Е. Черток во вступительном слове кратко подвел итоги прошедшего десятилетия. Он отметил, что со времени предыдущих чтений обстановка в космонавтике в целом изменилась несущественно. Продолжая выступление, он попросил зал почтить минутой молчания память ушедших в 2010 г. из жизни дважды Героев Советского Союза, летчика-космонавта Виталия Севастьянова и летчика-космонавта Леонида Кизима, а также пионера освоения космоса, заместителя директора Института прикладной математики, лауреата Ленинской и Государственной премий Эфраима Акима; ветерана космодрома Байконур, генерал-майора Михаила Бандурина.

Далее академик Черток изложил собственную философскую концепцию дальнейшего развития космонавтики: «На расстоянии нескольких миллионов световых лет нет ничего похожего на нашу единственную и уникальную планету Земля. Во всех странах те, кто занимается космонавтикой, как бы уплотняли свои материалы, приводили их в порядок. Но существенно меняются отношения между бортом и Землей, что можно отметить как определенный прогресс в космонавтике. Мы получаем из космоса с помощью космических аппаратов огромное количество информации, с которой, как правило, Земля не справляется, то есть не успевает ее обрабатывать. И во многом то, что способна нам дать космонавтика, особенно то, что мы называем ДЗЗ – дистанционным зондированием нашей уникальной планеты, остается неиспользованным, потому что средств для обработки этой информации просто не хватает. Лучше всего, как и ранее, дела обстоят в США, где на это отпускают в 10 раз больше средств, чем в России. Европа осваивает их несколько более скупо».

По его убеждению, развитие информационных технологий является таким же приоритетом ближайшего десятилетия, как создание мощных ракет-носителей и ядерных энергетических установок для перспективной транспортной космической системы. В силу превосходства в финансировании отрасли по сравнению с современной Россией лидером в космосе в ХХI веке были и останутся США. Помимо государства, в космическую деятельность США включаются американские частные фирмы, развивающие технологии двойного назначения и участвующие в оборонных, но сильно засекреченных программах создания новых транспортных систем. Наметились успехи в коммерческом применении разработанных частными фирмами транспортных систем для доставки грузов и экипажей на высоту более 100 км и на околоземную орбиту, в том числе на международную космическую станцию. Недалек день появления в космосе коммерческих станций – отелей для космических туристов. На втором месте стоит Китай, ускоренными темпами развивающий современные технологии при многократно превосходящем российские мерки финансировании космической отрасли.

По концепции Б.Е. Чертока, раньше был двухполюсный мир с соревнованием на Земле, в атмосфере и в космосе двух сверхдержав – США и СССР, а в настоящее время имеется трехполюсная картина: на одном полюсе США, на другом Китай, на третьем – Россия вместе с Индией и Казахстаном. России придется объединить свои усилия с Индией. Иначе, как говорится, «просто своего пороху не хватит… каждый из полюсов сначала будет идти по своему пути, а далее, если удастся найти общие задачи, они объединятся по всем направлениям и подтвердят, что обитатели нашей планеты наделены таким удивительным явлением природы, как разум».

В заключение Б.Е. Черток выразил уверенность, что целью России станет генерация знаний и новаторских технологий в космосе: «Задача наших Королевский чтений, в том числе, состоит в том, чтобы использовать этот разум в интересах развития всех направлений космонавтики. Мы должны помнить, что во главе стояли настоящие вожди, обладающие не только разумом, но и волей – это такие лидеры, как С.П.Королев, в память о котором проводятся эти Чтения, и М.В.Келдыш». 98-летний патриарх российской космонавтики пожелал всем участникам юбилейных Чтений хорошего королевско-келдышевского заряда энергии и успешной работы.

Фундаментальный доклад «Технические предпосылки зарождения эпохи пилотируемой космонавтики» сделал академик РАН В.П. Легостаев. Он выделил шесть технологий, которые предопределили успех отечественной космонавтики на протяжении 50 лет. Первой технологией, разработанной на пути в космос, стала межконтинентальная баллистическая ракета дальнего действия «Р-7» разработки главного конструктора С.П. Королева. Второй был организаторский талант Королева, способного увлечь идеями К.Э. Циолковского по мирному освоению космоса политическое руководство СССР. В результате эта ракета получила двойное назначение, и вместо ядерной боеголовки вывела 4 октября 1957 г. на орбиту простейший спутник, а уже 3 ноября – биологический спутник с собакой Лайкой на борту. 22 октября 1959 г., благодаря его усилиям, было утверждено постановление правительства о создании не только военного спутника-разведчика, но и пилотируемого корабля-спутника.

Третьим успехом стало создание теплозащитного слоя, обеспечивающего сохранение спускаемого на Землю космического аппарата при входе его в плотные слои атмосферы методом абляции. В результате на момент завершения летных испытаний корабля «Восток» было совершено 47 запусков ракеты Р-7, в том числе три успешных возвращения капсулы с животными на Землю. Четвертой успешной технологией стала разработка системы жизнеобеспечения, испытания которой начаты запусками животных на высотных ракетах в 1953 г. Пятой важной технологией было создание системы терморегулирования, позволившей не только обеспечить комфортные условия в пилотируемых космических аппаратах (ПКА), но и обеспечить работоспособность советских автоматических межпланетных станций «Марс» и «Венера» при экстремальных условиях их посадки на поверхность планет. Шестой необходимой технологией являлась система автоматического и ручного управления ПКА, разработанная академиками Пилюгиным и Раушенбахом. В летно-конструкторских испытаниях корабля «Восток» она отрабатывалась вплоть до апреля 1961 г. Приборная доска и органы ручного управления пилотируемого корабля были разработаны и изготовлены в СОКБ ЛИИ главным конструктором С.Г. Даревским. Катапультное кресло, скафандр космонавта, его система жизнеобеспечения и ассенизационное устройство были созданы на заводе №918 МАП главным конструктором С.М. Алексеевым. Всего 123 научно-исследовательских и промышленных организаций участвовали в кооперации по созданию первого ПКА.

Академик Легостаев заметил, что при работе со смежниками в реализации всех проектов ПКА у С.П. Королева было как бы три «руки»: В.П. Мишин – по ракете-носителю, К.Д. Бушуев – по кораблю и Б.Е. Черток – по управлению. На территории СССР было создано 14 наземных измерительных пункта (НИП) для слежения за полетом и приема телеметрической информации. Летные испытания всей системы слежения в беспилотных орбитальных полетах корабля в течение 1960–1961 гг. позволили успешно совершить финальный шаг на пути подготовки к запуску человека в космос. Легостаев напомнил, что первоначально была поставлена задача выполнить полет корабля с человеком на борту в декабре 1960 г., но в силу высокой аварийности и отказа систем ракетно-космического комплекса сроки пришлось перенести на следующий год. Перед первым полетом было подготовлено три варианта сообщения ТАСС, а именно: 1) торжественное – об успешном выполнении полета; 2) о не выходе на орбиту с обращением ко всем странам оказать помощь в поиске и спасении пилота корабля; 3) о трагической гибели космонавта. Благодаря напряженной работе, проделанной всеми участниками проекта, понадобился только первый вариант сообщения. Однако в полете Ю.А. Гагарина имели место нештатные ситуации. По причине запоздалого разделения приборно-агрегатного отсека и капсулы космонавт приземлился не в Волгоградской области, как было запланировано, а в Саратовской. Для того, чтобы дотянуть до берега и избежать приводнения в Волгу, космонавт ножом срезал фал с закрепленным на нем радиомаяком и аварийным запасом.

При продолжении программы полетов кораблей «Восток» выявились следующие недостатки ПКА: всего один космонавт на борту; посадка космонавта выполнялась без корабля и необходимо было катапультироваться (первоначально этот факт скрыли для регистрации рекорда в международной авиационной федерации); после полета в невесомости на человека неблагоприятно действовали большие перегрузки до 10 единиц при штатном спуске сферической капсулы в плотных слоях атмосферы, до 20 единиц при катапультировании из кабины и до 25–30 единиц при аварийном спуске по баллистической траектории; низкая точность посадки в радиусе 50 км; высокий расход топлива при ориентации на орбите, что исключало привязку к местности и точность управления ориентацией; не предусмотрен выход из корабля в открытый космос. Совершенствуя ПКА, под руководством С.П. Королева создали и испытали в орбитальном полете трехместный корабль «Восход-1» и двухместный «Восход-2», обеспечивший выход человека в скафандре в открытое космическое пространство. Затем был создан трехместный корабль «Союз», спускаемый аппарат которого имел аэродинамическое качество, обеспечившее точность приземления в радиусе 27 км от заданной точки. Позднее на кораблях типа «Союз-ТМ» удалось снизить расход рабочего тела на ориентацию и маневрирование на орбите. Но у данных ПКА остался существенный недостаток – малый объем обитаемых отсеков корабля, что затрудняет проведение научных исследований. По этой причине пришлось создавать долговременные орбитальные станции «Салют», которые сохранили такие недостатки, как высокий расход топлива на ориентацию и низкую энерговооруженность, ограниченную мощностью солнечных батарей.

У станции «Салют-7» появился второй стыковочный узел. Она стала первой двухмодульной станцией, обеспечившей существенное увеличение продолжительности полета основных экспедиций и постоянное снабжение экипажей расходуемыми материалами. Станция «Мир» стала многомодульным орбитальным космическим комплексом, обеспечившим безрасходную ориентацию и непрерывное пилотирование её экипажем из 3 человек, а при смене экипажей в полетах экспедиций посещения по программе «Шаттл – Мир» количество космонавтов и астронавтов на борту увеличивалось до 6–10 человек. С появлением международной космической станции еще больше повысилась энерговооруженность и создана возможность увеличить экипаж основных экспедиций до 6 человек, что позволило проводить любые научные и космические эксперименты всех стран-партнеров.

В заключение академик Легостаев поставил вопрос о том, сколько времени российская космонавтика все еще будет находиться на низкой околоземной орбите на высоте 380–400 км, т.е. на середине пути от Москвы до С.-Петербурга. По его заключению, полетам человека в дальний космос препятствует не только отсутствие мощной энергетики средств выведения, но и высокий уровень ионизирующей радиации от галактического излучения и солнечных вспышек. Он считает, что для проникновения человека на планеты солнечной системы и далее необходимо перейти на ядерные энергетические установки с ионными двигателями, а также развивать робототехнику, чтобы создавать автоматы, способные безотказно работать на ядерных энергетических установках межпланетного корабля.

На чтениях с докладами выступили и другие академики РАН, руководители ведущих предприятий, НИИ космической отрасли России, преподаватели, ученые, студенты и аспиранты, представители NASA и космического агентства Франции, космической промышленности Китая. В течение четырех дней специалисты обсуждали историю космонавтики, экономику космической деятельности, данные космической биологии и медицины, перспективы полетов на Марс и Луну, другие технические проблемы космонавтики.

В частности, начальник ФГБУ «Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина», Герой Советского Союза, Герой России, летчик-космонавт С.К. Крикалев рассказал собравшимся о трех этапах в развитии отечественной системы отбора и подготовки космонавтов (СОПК). Становление нового научно-практического направления неразрывно связано с полетом Ю.А. Гагарина, положившим начало эре пилотируемых полетов в космос.

Окончание в следующем номере

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика