108 минут, изменившие мир

РД-107 – двигатель первой ступени ракеты «Р-7»

Концепция многокамерности на многие годы стала «коньком» ОКБ-456, и первые серийные двигатели в этом классе – РД-107 и РД-108 – создавались для ракеты «Р-7». В целом они были идентичны друг другу, но имели и существенное отличие.

РД-107 стояли на боковых блоках, а РД-108 – на центральном блоке «А». Пакетная схема подразумевала отделение первой ступени (то есть «боковушек») после выработки ими топлива. Но полет на этом не заканчивался, двигатель центрального блока продолжал работать, общее время горения достигало 250 секунд, то есть в два раза больше, чем могли выдержать графитовые рули, применявшиеся для управления ранее. Кроме того, этим рулям был присущ серьезный недостаток: они создавали потери тяги двигательной установки за счет торможения газового потока на рулях. Нужно было искать принципиально новые подходы. Тогда Василий Павлович Мишин [93] , заместитель Сергея Павловича Королёва предложил использовать в качестве управляющих органов не графитовые рули, а дополнительные поворотные рулевые камеры относительно малой тяги (1/6 от тяги основных). При этом центральный РД-108 отличался от боковых РД-107 наличием четырех (вместо двух) рулевых камер и иной конструкцией дросселя.

93

Мишин, Василий Павлович (1917–2001) – советский инженер, конструктор ракетно-космической техники. В 1932 году поступил в фабрично-заводское училище при ЦАГИ, получил рабочую квалификацию слесаря. Параллельно учился на вечерних подготовительных курсах при ВТУЗе, и в 1935 году поступил в Московский авиационный институт. После окончания МАИ в 1941 году был направлен в авиационное бюро В. Ф. Болховитинова, где в военные годы принимал участие в создании систем вооружения самолетов, в том числе и первого ракетного истребителя «БИ-1». В 1946 году занял должность первого заместителя главного конструктора С. П. Королёва, в этом качестве работал до января 1966 года. После смерти С. П. Королёва возглавил ОКБ-1, реорганизованное в Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ), и руководил им до 1974 года. Действительный член Академии наук с 1966 года.

Валентин Глушко, понимая, какой объем работ по основным двигателям «обрушивается» на его коллектив, просил не отвлекать ОКБ-456 камерами малой тяги. Поэтому проектирование рулевых двигателей поручили отделу № 12 ОКБ-1 под руководством Михаила Васильевича Мельникова [94] .

Таким образом, вся двигательная установка «Р-7» должна была состоять из тридцати двух камер сгорания: двадцати основных и двенадцати рулевых.

Отработка вариантов установки проводилась на масштабных прототипах двигателей. К примеру, для испытаний одновременного воспламенения топлива в 32 камерах рядом с основным огневым стендом был создан отдельный стенд, на котором в общей сложности провели несколько тысяч «прожигов» двигателей без выходов на главный режим. Параллельно шла отработка камеры сгорания на основном режиме. В итоге инженерами ОКБ-456 был приобретен опыт для создания основного агрегата кислородно-керосинового двигателя – камеры с давлением газа 60 атмосфер и более.

94

Мельников, Михаил Васильевич (1919–1996) – советский инженер, конструктор ракетных двигателей. В 1937 году поступил в Московский авиационный институт, окончить который смог только в 1945 году, в 1940–1945 годы работал на опытном заводе 293 (бюро В. Ф. Болховитинова), участвовал в создании ракетных самолетов «БИ». В 1945 году М. В. Мельников в должности начальника лаборатории переведен в НИИ-1. С 1956 года – заместитель главного конструктора С. П. Королёва по двигателям. Был одним из ведущих специалистов по проектированию жидкостных и электрических ракетных двигательных установок.

Схема межконтинентальной баллистической ракеты «Р-у» (рисунок А. Шлядинского): 1 – носовой конус с боевой частью; 2, 6 – приборные отсеки; 3 – антенны телеметрической системы; 4 – башмаки силового пояса; 5, у – баки окислителя; 8, 9 – баки горючего; 10 – многокамерные маршевые двигатели центрального и боковых блоков; 11 – аэродинамические рули; 12 – рулевые камеры сгорания

Возросший объем работ потребовал расширения стендовой базы. Сергей Королёв предложил перенести испытания двигателей на стенд филиала № 2 НИИ-88 в Загорске. Однако Валентин Глушко воспротивился этому и обратился в вышестоящие инстанции с письмом, в котором резонно указывал, что в случае переноса базы в Загорск возникнут объективные трудности в доведении двигателей «Р-7»: не имея возможности испытывать их на месте, инженеры будут вынуждены «путешествовать» между городами, а только на автомашине путь между Химками и Загорском занимает четыре часа. Аргументы Валентина Петровича возымели действие – стенд для испытаний двигателей постановили строить в Химках.

Двадцать четвертого июля 1954 года эскизный проект ракеты «Р-7» был завершен. В августе, после рассмотрения и одобрения проекта Межведомственной экспертной комиссией, смежные организации получили технические задания. К созданию летных образцов ракеты подключались более двухсот научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и заводов.

Но еще до завершения эскизного проектирования, в марте того же года, правительство Советского Союза распорядилось начать поиск места под новый ракетный полигон. В то время никто и предположить не мог, что этому полигону предстоит стать первым космодромом планеты Земля.

Глава 2 Космодром

2.1 Новый полигон

Испытательные запуски первых советских баллистических ракет проводились на полигоне Капустин Яр в Астраханской области. Однако для многоступенчатой ракеты с дальностью полета 8000 км этот полигон не годился. Дело в том, что трасса полета проходила в восточном направлении – фактически через всю азиатскую часть Советского Союза. Нужно было отчуждать новые районы для падения отработавших ступеней ракет, создать новые измерительные пункты (ИПы), выбрать подходящие районы для пунктов радиоуправления полетом ракеты (РУПы), оборудовать боевые поля падения головной части в восточных районах страны (на Камчатке и в акваториях Тихого океана). Также требовалось разработать систему транспортирования отличавшихся значительными размерами блоков ракеты «Р-7» к месту старта.

Семнадцатого марта 1954 года военным и промышленности было предписано к 1 января 1955 года произвести выбор полигона для испытаний ракеты «Р-7», а 20 мая вышло соответствующее постановление Совета министров о проведении рекогносцировочных работ в подходящих районах.

Для выбора места полигона была образована Государственная комиссия во главе с гвардии генерал-лейтенантом артиллерии Василием Ивановичем Вознюком, начальником полигона Капустин Яр. Комиссия руководствовалась рядом соображений: расстояние между местом старта и местом падения головной части должно быть не менее 7000 км; трассе полета не следует проходить над населенными пунктами; малонаселенные районы по ней могут быть без проблем отчуждены в пользу Министерства обороны; поблизости от полигона должен находиться водоем, способный в изобилии обеспечить водой людей и технику.

В ходе обсуждения комиссия остановилась на трех основных вариантах.

Первый вариант – Марийская автономная республика, где во время войны образовались огромные вырубки леса, были проложены хорошие транспортные пути, но при том там имелось сравнительно редкое население. Во время детальной проработки варианта обнаружили, что он не удовлетворяет требованиям к трассе полета.

Тогда взоры комиссии обратились ко второму варианту – западному побережью Каспийского моря (район Астраханской области и Дагестана). Однако выяснилось, что если новый полигон построить там, то некуда будет «приткнуть» пункты радиоуправления полетом. Из-за многочисленных гор и холмов радиолуч наземной станции управления не достигнет борта ракеты на отдельных участках ее полета и прежде всего на наиболее важном – в первую минуту после ее отрыва от стартового стола.

Третий вариант – Казахстан, район от Аральского моря до города Кзыл-Орды – оказался наиболее пригоден для привязки полигона. Там нашлось три подходящих места для строительства: берег Аральского моря, железнодорожные разъезды Байхожа и Тюра-Там. Комиссия выбрала последнее – участок с координатами 45,6° северной широты и 63,3° восточной долготы.

Достоинством этого места было то, что через поселок Тюра-Там (в переводе с тюркского «священная могила») проходила железная дорога Москва – Ташкент, а рядом текла река Сырдарья. Еще один плюс – в 30 км от станции располагался небольшой карьер, к которому вела готовая узкоколейная ветка.

При окончательном выборе члены комиссии учли и пожелания Сергея Павловича Королёва – в это время он всерьез собирался использовать тяжелые ракеты для запуска искусственных спутников Земли. Из рассмотренных вариантов полигон в Казахстане был самым южным. Следовательно, с большей эффективностью можно было использовать центробежную силу вращения Земли [95] , а это немаловажно именно при выведении аппаратов в космическое пространство. Не следует забывать, что от географической широты зависит и «доступность» орбит – более низкие по широте орбиты «закрыты» для простого баллистического запуска, и только на экваторе можно запускать космические аппараты на орбиту любого наклонения без дополнительного маневра [96] .

95

Вес тела – величина, обусловленная не только гравитационным притяжением земли, но и центростремительным отталкиванием вследствие ее вращения. Эта же сила удерживает воду в ведерке, если вращать его на веревке. Тело на экваторе движется по окружность максимального радиуса. На полюсе этот радиус равен нулю и, таким образом, центробежная сила равна нулю. Если оценить величину изменения веса, то на экваторе она составляет 1/290 часть веса на полюсе. То есть если тело весит на экваторе 1 кг, то на полюсе его вес составит 1,005 кг – на 5 г больше.

96

Это не имеет значения в быту, но в ракетно-космических технологиях каждый грамм на вес золота.

Первый палаточный городок военных строителей поблизости от станции Тюра-Там (1955 год)

Постановление Совета министров «О новом полигоне для Министерства обороны СССР» № 292-181сс было подписано 12 февраля 1955 года, однако сроки, определенные правительством, оказались столь жесткие, что еще за месяц до этого на станцию Тюра-Там прибыл первый взвод военных строителей. Его возглавлял старший лейтенант Игорь Николаевич Денежкин. Он представлял 130-е Управление инженерных работ подполковника Георгия Максимовича Шубникова [97] , входящее в Главное управление специального строительства Министерства обороны (ГУСС МО). Задачей взвода Денежкина являлась подготовка железнодорожных путей для приема вагонов со стройматериалами и спецпоезда из Капустина Яра.

97

Шубников Георгий Максимович (1903–1965) – советский военачальник, инженер-строитель, генерал-майор. В 1920 году начал трудовую деятельность простым рабочим, а затем десятником, одновременно занимался в вечернем архитектурно-строительном техникуме, который окончил в 1925 году. В 1930–1932 годах учился в Ленинградском институте гражданского и промышленного строительства; по окончании был призван в ряды Красной армии и направлен на строительство Забайкальского укрепленного района. По завершении оборонительных работ в 1937 году был демобилизован и до июня 1941 года работал главным инженером Ессентукского управления «Водоканал». В годы Великой Отечественной войны Г. М. Шубников занимал различные командные должности. В 1946–1949 годы был начальником 23-го Управления Военно-полевого строительства. Часть, которой командовал Г. М. Шубников, восстанавливала, стоящие и поныне мосты через канал в Берлине, через реки Одер (в городах Франкфурт, Кострин), Вислу, Шпрее, пролив Штральзунд и другие; строила ряд административных и культурных зданий в Берлине (здание театра и советское посольство), памятники погибшим советским воинам, в том числе и знаменитый памятник Воину-освободителю в Трептов-парке. В 1955 году был назначен начальником строительства полигона Тюра-Там.

Штаб полигона Тюра-Там (1956 год)

Хотя Тюра-Там подходил ракетчикам по всем параметрам, освоить эту необжитую местность было очень трудно. Летом температура воздуха поднималась здесь до +45 °C в тени, начинались пыльные бури. Зимой стояли морозы до -36 °C, дули сильные ветры, скорость которых достигала 40 м/с. Ближайшие районные центры – Казалинск (северо-западнее) и Джусалы (юго-восточнее), расположенные на берегах Сырдарьи, – отстоят более чем на сотню километров.