Что ищут «археологи космоса»?

«Буран» действует в паре только с «Энергией» (обратное неверно: в отличие от «Шаттла» она способна вывозить на орбиту и «Буран», и любой другой груз массой выше ста тонн. Для справки: «Шаттл» на такое просто-напросто не способен, его возможности гораздо скромнее — 29,5 т, потому что его вторая ступень с основным ЖРД расположена на самом корабле. В этой особенности компоновки двигателей нашей универсальной многоразовой ракеты-носителя — все дело).

Напомним: центральный блок «Энергии» диаметром 8 и длиной 60 м несет на себе самолет-спутник, а также четыре боковых блока первой ступени. Каждый из них оканчивается самым мощным в мире четырехкамерным ЖРД с тягой по 800 т, работающим на кислороде и углеводородном горючем, суммарная тяга всех двигателей достигает 3600 т. К моменту обрыва от Земли мощность, развиваемая стартовыми двигателями, достигает 170 млн. л. с. Это вдесятеро больше, чем у самого мощного (до недавнего времени) отечественного носителя «Протон» и почти в 1,3 раза больше, чем у самой мощной американской ракеты «Сатурн-V».

Теперь проследим за развитием событий после взлета «Энергии». Примерно на 50-километровой высоте отстреливаются боковые блоки первой ступени. Отработав свое, они падают в заданном районе. Поскольку ракетные двигатели, а главное — электронная начинка блоков могут быть использованы не один, а несколько раз (в этом и заключается одна из сторон концепции многоразовости), их в будущем намечено снабдить системой спасения. Специальное устройство аэродинамического торможения замедлит их движение в атмосфере, вследствие чего они приземлятся в пределах территории нашей страны.

На высоте примерно 150 км от центрального блока отделяется и сам корабль. Его скорость к этому времени достигнет 6 км/с. «Энергия» в данном случае не выводит полезную нагрузку непосредственно на орбиту ИСЗ, иначе возвращение ее на Землю было бы затруднено. На опорную круговую орбиту космический челнок добирается с помощью собственных маршевых двигателей.

Чтобы стать искусственным спутником Земли, ему необходимо «добрать» недостающие 2 км/с. Поэтому еще дважды, в общей сложности на 100 с, запускается объединенная двигательная установка корабля. Наконец, освободившись от пут земного тяготения, «Буран» совершает свой первый виток в безвоздушном пространстве.

Этот летательный аппарат в одно и тоже время похож и на «располневший» сверхзвуковой истребитель, и на «похудевший» «Руслан». Треугольное крыло двойной стреловидности, элероны и другие органы управления, типичные для сверхскоростных машин, — все это свидетельство причастности к «сверхзвуковой» самолетной элите.

Главное в «Буране» — его способность транспортировать на орбиту грузы, причем немалые. В его довольно-таки объемистом корпусе, разделенном на три отсека — носовой, средний и хвостовой, — главное место занимает средний грузовой отсек шириной 4,6 и длиной 18,3 м (такой же и у «Шаттла»). Сюда ведет люк с открывающимися створками — они занимают большую часть длины фюзеляжа, здесь легко поместится базовый модуль станции «Мир», спутник связи или какой-либо иной груз массой до 30 т. В носовом отсеке размещена герметичная кабина для будущих экипажей, ее объем 73 м — (Пока еще идут испытания многочисленных систем, здесь царствует электронный мозг робота-пилота.)

В хвостовой части корабля смонтированы двигатели, предназначенные для маневрирования на орбите. Кроме того, и в носовой, и в хвостовой частях фюзеляжа установлены блоки сопел управляющих газодинамических двигателей — они включаются при маневре в разреженных слоях атмосферы.

Пожалуй, за всю историю авиации и космонавтики аэродинамикам, прочнистам, материаловедам да и другим специалистам не приходилось решать столь сложных, подчас противоречивых задач. С одной стороны, конструкция космолета должна быть легкой, с безупречным аэродинамическим профилем, с другой — она не должна терять трудоспособности в самых тяжелых температурных и прочих условиях, должна легко переносить вибрацию и удары, ледяной холод космоса и плазменный жар аэродинамического торможения. При спуске в плотных слоях атмосферы температура «наветренных» кромок крыльев, фюзеляжа, двигателей подскакивает до 1500–1600 °C, что выше точки плавления традиционных материалов. Впрочем, последних в конструкции «Бурана», пожалуй, и не сыскать. Даже металлу века — алюминию и его сплавам пришли на смену более прочные и стойкие титановые, бериллиевые, ниобиевые сплавы, а также неметаллические и композиционные материалы с различными наполнителями. Разумеется, прежде чем попасть на борт «Бурана», они всесторонне испытывались и в лабораторных. и в космических условиях. Как и в случае со «Спейс Шаттлом», предметом особых забот конструкторов «Бурана» стало создание надежного теплозащитного покрытия. Ведь область гиперзвуковых полетов (речь идет о скоростях свыше 5 м, то есть впятеро превышающих скорость звука) до последнего времени оставалась «терра…», а лучше сказать «аура инкогнита» для наисовременнейших образцов авиационной техники. Как бы ни бушевали плазменные смерчи на плоскостях спускающегося с орбиты аппарата, температура силовой оболочки корпуса не должна превысить 150 °C, иначе — потеря необходимых прочностных качеств. Мощный тепловой удар принимала на себя и успешно гасила теплозащита «Бурана», Девять тонн — такова масса высокотемпературной «кольчуги». Составлена она из почти 39 тысяч элементов, отличающихся друг от друга размерами и тепло-физическими свойствами. Корпус облицован плитками, в основе которых — тончайшее кварцевое волокно и гибкие элементы высокотемпературной органики, Носовой кок, передние кромки киля, крыльев, где тепловые напряжения наиболее сильны, защищены покрытием из специального, созданного на основе углерода, конструкционного материала.

На первый взгляд теплозащитные бляшки ничего из себя не представляют: они довольно мягкие, даже ногтем можно их повредить, оставить след. А вот расплавленный металл, попав на их поверхность, никакого ущерба поверхности, напротив, не причиняет. Свойства их таковы, что даже после огненной купели поверхность можно потрогать рукой — она как бы впитывает, консервирует в себе жар.

Любопытная деталь. Каждая почти из 39 тысяч плиток изготавливается индивидуально на специальных координатно-расточных станках с ЧПУ, ведь чтобы добиться высоких аэродинамических характеристик самолета-спутника, ему при облицовке нужно придать строго определенную форму. Ни один лекальщик не удержит в своей памяти такое количество заготовок, а тем более не упомнит место их установки на планере. Поэтому, начиная от момента проектирования плитки (даже не плитки, а компьютерной программы на ее изготовление) и кончая испытаниями и эксплуатацией, каждый из теплозащитных элементов снабжается паспортом, хранящимся, разумеется, в памяти компьютера. Подобная предусмотрительность (а она характерна едва ли не для каждой из полусотни систем «Бурана») позволяет знать фактический ресурс, а также контролировать качество испытываемых и эксплуатируемых систем. Чтобы полнее представить, какой «букет» химических, теплофизических, прочностных и даже радиотехнических свойств пришлось соединить вместе специалистам только в одном этом изделии, назовем некоторые из предъявляемых к ним требований. Теплозащитные плитки должны быть минимального удельного веса, иметь отменную теплостойкость, обладать минимальным коэффициентом линейного расширения, не должны реагировать с чистой воздушной плазмой, быть радиопрозрачными и т. д. и т. п. Ну а насколько удалось соединить несоединимое, показал послеполетный осмотр «Бурана», когда придирчивые эксперты не досчитались на нем лишь нескольких плиток.

Впрочем, мы забежали несколько вперед, Поэтому вернемся мысленно на борт корабля, который совершил два витка вокруг Земли и готовится к спуску.

Представьте себе, как спускаемый на воду океанский лайнер мчится по стапелям, набирая скорость, и плюхается брюхом в воду. Так и «Буран». На скорости, почти в три десятка раз превышающей скорость пули, разогнавшийся по орбите космолет бухается в атмосферу «животом», оберегая стекла кабины и другие слабо теплозащищенные места и, наоборот, подставляя наиболее термостойкие — они черного цвета — на нижней части фюзеляжа и крыльев,

Отметим еще одно немаловажное обстоятельство, без которого спуск с орбиты невозможен. Перед самым прыжком маршевые двигатели по команде бортовой ЭВМ должны развернуть корабль против направления полета. Включится тормозной импульс, и только после его отработки «Буран» под строго определенным углом ворвется в плотные слои атмосферы. Если угол окажется меньше оптимального — возможен «блинчик», корабль отрикошетирует от атмосферы, как плоский камешек от воды, если больше — зароется носом и обгорит!

В нашем случае атмосферный «слалом» завершился успешно. Крылья и другие аэродинамические плоскости помогали управлять аппаратом минут около двадцати. Это дало возможность одному из испытателей сострить: «Буран» летит, как большой утюг с маленькими крылышками. Около двадцати минут, пока плазма бушевала за бортом, научные корабли, спутниковые системы, державшие на протяжении всего полета «Буран» под неусыпным надзором, потеряли его из виду… Буран вырвался из плазменного плена, когда высота его полета составляла 40 км, а до посадочной полосы оставалось 400 км. Во время скоростного спуска его не спутать ни с одним самолетом, даже находящимся в боевом пикировании: эта посадка без двигателя столь крута, что временами похожа на падение…

Ну а как быть, если во время полета возникают непредвиденные обстоятельства, заставляющие прекратить полет? И этот случай предусмотрели создатели корабля, который способен совершать управляемый спуск в атмосфере с боковым маневром, до 2000 км отклоняясь от трассы спуска! Это важное обстоятельство позволит сесть на один из трех аэродромов практически во всех возможных случаях.

…Огромный черно-белый «Буран» бесшумной тенью вывалился из облаков и носом опасно устремился к Земле Но у полосы выровнялся, выпустил шасси, предельно точно и аккуратно, «как учили», коснулся полосы. Остановился прямо напротив диспетчерской и лишь нометр сбоку от оси полосы. Отклонение от графика составило 1 с.

Предвидим закономерный вопрос: почему так отстали мы с запуском «Бурана» — ведь американские «Шаттлы» начиная с 1981 года по 1986 год (пока не случилась катастрофа с «Челленджером») побывали в космосе 24 раза?

На этот счет бытует много мнений.

Но вот компетентное суждение специалистов.

— Мы отнюдь не отстаем от США, если говорить о развитии космонавтики в целом, — говорит председатель Государственной комиссии М. К. Керимов. — Действительно, запаздываем в создании кораблей многоразового использования, зато значительно опережаем в разработке и эксплуатации долговременных орбитальных станций и тяжелых носителей. Сосредоточить же силы и средства сразу на двух таких крупных направлениях чрезвычайно трудно. В сущности, этого мнения придерживаются и составители доклада из исследовательской службы конгресса США «Советские космические программы 1981–1987», написанного задолго до запуска «Бурана», ни одна страна не опережает другую в космосе. Результаты сравнений меняются в зависимости от аспектов деятельности. Возможно, сама концепция «гонки в космосе» в нынешней обстановке неуместна.