Страница:
В начале 1955 года было принято решение о строительстве космодрома Байконур. Его начали строить в Казахстане, к востоку от Аральского моря, в пустынном малолюдном краю. С огромным энтузиазмом, преодолевая колоссальные трудности, работали тысячи людей.
В пустыне в кратчайшие сроки появились железная и автомобильная дороги, первый стартовый комплекс, первый монтажно-испытательный корпус. Было смонтировано стартовое, заправочное, транспортно-установочное, вспомогательное оборудование.
Сейчас космодром раскинулся на многие десятки километров. Он включает в себя несколько больших стартовых комплексов и многочисленные технические позиции. С одних, более старых, с которых уходили в небо еще корабли «Восток», регулярно стартуют космические корабли типа «Союз» и грузовые «Прогрессы». Другие предназначались для мощных ракет-носителей «Протон» с космическими орбитальными станциями. Самые последние грандиозные стартовые комплексы – для могучей ракеты «Энергия». С Байконура стартовали и спутники серии «Космос», и межпланетные автоматические аппараты «Луна», «Венера», «Марс», и связные спутники «Молния», и спутники службы погоды, и многие другие.
Чтобы лучше представить себе устройство космодрома, рассмотрим наземный комплекс «Союза». Ракета-носитель и космический корабль доставляются на космодром в виде отдельных блоков. Их сборка проходит на технической позиции в монтажно-испытательном корпусе. Это здание длиной более ста и шириной пятьдесят метров, высотой с семиэтажный дом. Ракета собирается в горизонтальном положении, там же к ней пристыковываются космический корабль, обтекатель, система аварийного спасения. В корпусе одновременно можно производить сборку нескольких ракет-носителей и космических аппаратов.
В монтажно-испытательном корпусе много оборудования для их сборки, испытаний, транспортировки и хранения. На технической позиции находятся также заправочная станция космических аппаратов, зарядно-аккумуляторная станция, компрессорная станция и много других устройств и сооружений.
Именно в монтажно-испытательном корпусе ракета-носитель приобретает хорошо знакомый нам по экранам телевизоров и фотографиям вид. К центральному блоку ракеты – ее второй ступени – на сборочном стапеле присоединяются 4 боковых конусообразных блока, образующих первую ступень ракеты-носителя «Союз» А параллельно тщательно испытанный и проверенный с использованием барокамер и имитаторов космического пространства корабль заправляют компонентами топлива и сжатыми газами, стыкуют с третьей ступенью ракеты-носителя и закрывают обтекателем.
На транспортно-установочном агрегате соединяют в одно целое оба собранных блока: блок первой и второй ступеней и блок третьей ступени – с космическим аппаратом.
По железнодорожной ветке ракета-носитель с кораблем доставляется на стартовую позицию. Здесь она устанавливается на прочное железобетонное сооружение. Непосредственно под ракетой – большой проем, окно, переходящее в просторный газоход, по нему отводится мощный поток газов от двигателей ракеты после их включения. Ракета до старта, по существу, висит над этим просветом – она удерживается четырьмя опорными фермами. Когда они сведены, она опирается на силовое кольцо, образуемое сегментами на опорных фермах, масса ракеты давит вниз, держит силовое кольцо в замкнутом состоянии Когда двигатели, набрав тягу, начинают поднимать ракету, она перестает давить на кольцо, и фермы под влиянием своих противовесов раскрываются, подобно бутону цветка, пропуская ракету ввысь. Кроме опорных ферм, при подготовке к старту к ракете-носителю примыкают две фермы с несколькими полукольцевыми площадками-балконами на разной высоте. Фермы имеют грузовые и пассажирские лифты, с них ведутся подготовка, обслуживание и контроль различных систем перед пуском.
К ракете примыкают еще и кабель-мачты, через которые подведены различные коммуникации, необходимые для предстартовой подготовки. Конечно, есть еще очень много и других сооружений и устройств – стационарные системы заправки компонентами топлива для ракеты, снабжения сжатым газом, противопожарные системы, системы дистанционного управления, системы связи, наблюдения и т д. После установки доставленной из монтажно-испытательного корпуса ракеты-носителя вертикально на стартовой площадке проводятся предстартовые комплексные испытания ракеты-носителя и космического аппарата, производится заправка топливом. С помощью системы телеметрического контроля проверяются все параметры комплекса. По команде «Пуск» продуваются азотом коммуникации подачи топлива в двигатели ракеты, закрываются дренажные клапаны баков, запускаются турбонасосные агрегаты подачи топлива и включаются бортовые системы управления. Отводятся кабель-мачты. Горючее и окислитель поступают в камеры сгорания двигателей ракеты-носителя, и топливо воспламеняется пиротехническими устройствами. В проем и газоход устремляется водопад огня, и могучий грохот разносится по степи. Когда двигатели набирают нужную тягу, раздвигаются «объятия» опорных ферм и ракета-носитель, опираясь на огненный столб, устремляется в небо. А на острие ракеты, над морем огня, в тесной кабине космического корабля находятся космонавты… Зрелище старта никого не оставляет равнодушным.
В первые десятки секунд после старта полет контролируется средствами командно-измерительного комплекса космодрома. После выхода космического корабля на орбиту эти функции передаются Центру управления полетом.
Самый известный зарубежный космодром находится в США на мысе Канаверал во Флориде. Отсюда взял старт на Луну американский космический корабль «Аполлон-11». Космический центр, или космодром, носит имя президента – Джона Кеннеди, принявшего решение о полете американцев на Луну. На мысе Канаверал находится база военно-воздушных сил США, в мае 1949 года она стала испытательной площадкой для военных ракет. Это болотистая и пустынная местность невдалеке от моря. В 1962 году, когда программа исследования Луны оказалась на повестке дня, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства заняло участок земли в 55600 гектаров на острове Меррит. Именно тут был заложен космодром Кеннеди. Осуществление программы «Аполлон» длилось одиннадцать лет, с октября 1961 года по октябрь 1972 года, и все ракеты стартовали с острова Меррит. За это время космонавты шесть раз успешно высаживались на Луне. А позже внимание всего мира к этому месту привлекла разработка программы «Шаттл».
Космодром Кеннеди открыт для туристов. Правда, большая часть экскурсий проводится из автобуса, но все равно удивительно, что сюда вообще можно попасть. Особый интерес представляет музей, где можно увидеть ракеты, которые облетели тысячи километров вокруг Земли и вернулись на нее вновь. История космических исследований замечательно представлена здесь в документах и иллюстрациях, к тому же посетители могут посмотреть на сами стартовые площадки. Среди них и та, что была сооружена специально для космических кораблей «Шаттл». Интересно также здание сборочного комплекса, где шла подготовка к полетам «Аполлона». Комплекс функционирует и до сих пор, его здание занимает площадь почти в три гектара при высоте 160 метров.
Когда корабли отправляются в космос, космодром, конечно, закрывается. Но атмосферу, напряжение всех сил перед стартом передают документальные кадры. На них запечатлены и тренировки космонавтов, и старт ракеты, причем проекция дается на огромном экране, чтобы у зрителей создалось адекватное впечатление об этих минутах.
Морской старт
Электромагнитный двигатель
ВООРУЖЕНИЕ
В пустыне в кратчайшие сроки появились железная и автомобильная дороги, первый стартовый комплекс, первый монтажно-испытательный корпус. Было смонтировано стартовое, заправочное, транспортно-установочное, вспомогательное оборудование.
Сейчас космодром раскинулся на многие десятки километров. Он включает в себя несколько больших стартовых комплексов и многочисленные технические позиции. С одних, более старых, с которых уходили в небо еще корабли «Восток», регулярно стартуют космические корабли типа «Союз» и грузовые «Прогрессы». Другие предназначались для мощных ракет-носителей «Протон» с космическими орбитальными станциями. Самые последние грандиозные стартовые комплексы – для могучей ракеты «Энергия». С Байконура стартовали и спутники серии «Космос», и межпланетные автоматические аппараты «Луна», «Венера», «Марс», и связные спутники «Молния», и спутники службы погоды, и многие другие.
Чтобы лучше представить себе устройство космодрома, рассмотрим наземный комплекс «Союза». Ракета-носитель и космический корабль доставляются на космодром в виде отдельных блоков. Их сборка проходит на технической позиции в монтажно-испытательном корпусе. Это здание длиной более ста и шириной пятьдесят метров, высотой с семиэтажный дом. Ракета собирается в горизонтальном положении, там же к ней пристыковываются космический корабль, обтекатель, система аварийного спасения. В корпусе одновременно можно производить сборку нескольких ракет-носителей и космических аппаратов.
В монтажно-испытательном корпусе много оборудования для их сборки, испытаний, транспортировки и хранения. На технической позиции находятся также заправочная станция космических аппаратов, зарядно-аккумуляторная станция, компрессорная станция и много других устройств и сооружений.
Именно в монтажно-испытательном корпусе ракета-носитель приобретает хорошо знакомый нам по экранам телевизоров и фотографиям вид. К центральному блоку ракеты – ее второй ступени – на сборочном стапеле присоединяются 4 боковых конусообразных блока, образующих первую ступень ракеты-носителя «Союз» А параллельно тщательно испытанный и проверенный с использованием барокамер и имитаторов космического пространства корабль заправляют компонентами топлива и сжатыми газами, стыкуют с третьей ступенью ракеты-носителя и закрывают обтекателем.
На транспортно-установочном агрегате соединяют в одно целое оба собранных блока: блок первой и второй ступеней и блок третьей ступени – с космическим аппаратом.
По железнодорожной ветке ракета-носитель с кораблем доставляется на стартовую позицию. Здесь она устанавливается на прочное железобетонное сооружение. Непосредственно под ракетой – большой проем, окно, переходящее в просторный газоход, по нему отводится мощный поток газов от двигателей ракеты после их включения. Ракета до старта, по существу, висит над этим просветом – она удерживается четырьмя опорными фермами. Когда они сведены, она опирается на силовое кольцо, образуемое сегментами на опорных фермах, масса ракеты давит вниз, держит силовое кольцо в замкнутом состоянии Когда двигатели, набрав тягу, начинают поднимать ракету, она перестает давить на кольцо, и фермы под влиянием своих противовесов раскрываются, подобно бутону цветка, пропуская ракету ввысь. Кроме опорных ферм, при подготовке к старту к ракете-носителю примыкают две фермы с несколькими полукольцевыми площадками-балконами на разной высоте. Фермы имеют грузовые и пассажирские лифты, с них ведутся подготовка, обслуживание и контроль различных систем перед пуском.
К ракете примыкают еще и кабель-мачты, через которые подведены различные коммуникации, необходимые для предстартовой подготовки. Конечно, есть еще очень много и других сооружений и устройств – стационарные системы заправки компонентами топлива для ракеты, снабжения сжатым газом, противопожарные системы, системы дистанционного управления, системы связи, наблюдения и т д. После установки доставленной из монтажно-испытательного корпуса ракеты-носителя вертикально на стартовой площадке проводятся предстартовые комплексные испытания ракеты-носителя и космического аппарата, производится заправка топливом. С помощью системы телеметрического контроля проверяются все параметры комплекса. По команде «Пуск» продуваются азотом коммуникации подачи топлива в двигатели ракеты, закрываются дренажные клапаны баков, запускаются турбонасосные агрегаты подачи топлива и включаются бортовые системы управления. Отводятся кабель-мачты. Горючее и окислитель поступают в камеры сгорания двигателей ракеты-носителя, и топливо воспламеняется пиротехническими устройствами. В проем и газоход устремляется водопад огня, и могучий грохот разносится по степи. Когда двигатели набирают нужную тягу, раздвигаются «объятия» опорных ферм и ракета-носитель, опираясь на огненный столб, устремляется в небо. А на острие ракеты, над морем огня, в тесной кабине космического корабля находятся космонавты… Зрелище старта никого не оставляет равнодушным.
В первые десятки секунд после старта полет контролируется средствами командно-измерительного комплекса космодрома. После выхода космического корабля на орбиту эти функции передаются Центру управления полетом.
Самый известный зарубежный космодром находится в США на мысе Канаверал во Флориде. Отсюда взял старт на Луну американский космический корабль «Аполлон-11». Космический центр, или космодром, носит имя президента – Джона Кеннеди, принявшего решение о полете американцев на Луну. На мысе Канаверал находится база военно-воздушных сил США, в мае 1949 года она стала испытательной площадкой для военных ракет. Это болотистая и пустынная местность невдалеке от моря. В 1962 году, когда программа исследования Луны оказалась на повестке дня, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства заняло участок земли в 55600 гектаров на острове Меррит. Именно тут был заложен космодром Кеннеди. Осуществление программы «Аполлон» длилось одиннадцать лет, с октября 1961 года по октябрь 1972 года, и все ракеты стартовали с острова Меррит. За это время космонавты шесть раз успешно высаживались на Луне. А позже внимание всего мира к этому месту привлекла разработка программы «Шаттл».
Космодром Кеннеди открыт для туристов. Правда, большая часть экскурсий проводится из автобуса, но все равно удивительно, что сюда вообще можно попасть. Особый интерес представляет музей, где можно увидеть ракеты, которые облетели тысячи километров вокруг Земли и вернулись на нее вновь. История космических исследований замечательно представлена здесь в документах и иллюстрациях, к тому же посетители могут посмотреть на сами стартовые площадки. Среди них и та, что была сооружена специально для космических кораблей «Шаттл». Интересно также здание сборочного комплекса, где шла подготовка к полетам «Аполлона». Комплекс функционирует и до сих пор, его здание занимает площадь почти в три гектара при высоте 160 метров.
Когда корабли отправляются в космос, космодром, конечно, закрывается. Но атмосферу, напряжение всех сил перед стартом передают документальные кадры. На них запечатлены и тренировки космонавтов, и старт ракеты, причем проекция дается на огромном экране, чтобы у зрителей создалось адекватное впечатление об этих минутах.
Морской старт
Главная причина, приведшая к созданию плавучего плацдарма – это безусловная выгода при выводе космических объектов на так называемую геостационарную орбиту. На ней, расположенной в плоскости экватора на расстоянии около 36000 километров от поверхности Земли, размещают обычно спутники связи.
Запуск с экватора позволяет не только обойтись без сверхэнергоемких маневров для поворота плоскости орбиты спутника, но и использовать при пуске ракеты-носителя дополнительный прирост скорости за счет вращения Земли. Таким образом, при той же мощности можно вывести гораздо больший полезный груз.
Но нет ни одной страны, расположенной на экваторе, где можно было бы обеспечить столь необходимую для космических запусков стабильность – сейсмическую, климатическую и политическую. Отсюда возникла идея создания плавающего, то есть передвижного, космодрома.
Интересно, что проект морского старта дважды обсуждался еще в СССР. Что неудивительно – Байконур слишком далеко от экватора, в результате чего тот же «Протон» выводит на геостационарную орбиту только 1800 килограммов, тогда как на траекторию к Марсу – около пяти тонн! Однако в итоге проект отвергли как фантастический.
Снова РКК «Энергия» заинтересовалась им, когда ученые начали обдумывать способ выброса в дальний космос радиоактивных отходов. Для этого стала прорабатываться концепция переделки супертанкера в стартовую площадку. В итоге концепция превратилась в одно из самых дерзких инженерных свершений конца XX столетия.
Для осуществления замысла «Морского старта» был создан международный консорциум в составе США, России, Норвегии и Украины. Координация работ была возложена на американскую аэрокосмическую компанию «Боинг». Она же оборудовала всем необходимым порт основного базирования плавучего космодрома в Лонг-Биче. Кроме того, она произвела обтекатели для запускаемых аппаратов. Также «Боинг» обеспечил их сопряжение в единую космическую головную часть, которая, в свою очередь, затем была состыкована с ракетой-носителем.
Главный представитель России в проекте «Морской старт» – ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королёва. На нее возложили задачу производства верхней (в данном случае – третьей) ступени носителя, непосредственно выводящую спутник на требуемую орбиту. Этот разгонный блок хорошо себя зарекомендовал в качестве четвертой ступени ракеты «Протон» для запуска межпланетных станций и тех же спутников связи. Для «Морского старта» его, конечно, пришлось доработать. Впрочем, доработке подверглись и прочие составляющие этого международного комплекса.
Корпорация «Энергия» также разработала автоматизированные системы управления подготовкой, пуском и полетом ракеты и измерительный комплекс. Корпорация же координирует создание и монтаж ракетного оборудования в целом.
Кроме «Энергии» в проекте «Морской старт» участвуют КБ транспортного машиностроения, НПО автоматики и приборостроения, НПО «Криогенмаш», КБ транспортно-химического машиностроения, завод «Атоммаш», завод «Арсенал» и другие.
Всем, что связано непосредственно с морской частью проекта, занимается крупнейшая в мире норвежская морская корпорация «Квернер». На принадлежащей ей в шотландском городе Глазго верфи «Квернер-Говен» построено СКС – сборочно-командное судно «Си Лонч Коммандер». Его длина – 203 метра, ширина – 33 метра, водоизмещение – около 30000 тонн. На СКС расположен цех-ангар для сборки ракеты, комплекс автоматизированных систем управления подготовкой и пуском, командный пункт управления полетом и другими системами.
От Украины участие в проекте приняли известное конструкторское бюро «Южное» и днепропетровский завод «Южмаш». Там еще в начале 1980-х годов была создана ступенчатая ракета-носитель «Зенит». Главные ее достоинства помимо хороших энергетических характеристик – это высокая экологичность. А экологии уделяется большое внимание в этом проекте. В случае загрязнения океана само осуществление его ставилось под сомнение. В «Зените» используют экологически безвредные компоненты топлива: керосин и жидкий кислород.
Платформу – плавучую стартовую площадку – из Глазго по морю транспортировали в Выборг. Здесь на местном судостроительном заводе смонтировали стартовое оборудование. Для этого использовали гигантский катамаран «Одиссей», построенный несколько лет назад для разработки нефтяных месторождений в море. Водоизмещение этой платформы на ходу – 27,5 тысяч тонн, а в полузатопленном состоянии (перед стартом) – 46 тысяч тонн.
«На сборочно-командном судне нам надо было смонтировать и испытать свыше 1000 тонн механического, заправочного, электротехнического и другого оборудования, необходимого для сборки ракет "Зенит", их автоматизированной подготовки к старту и управления полетом, – вспоминает заместитель генерального конструктора РКК «Энергия» и руководитель ее научно-технического центра Валерий Алиев. – На саму же платформу предстояло смонтировать три тысячи тонн сложного стартового оборудования. Порой приходилось работать по 14-15 часов в сутки, корабелы сумели очень многое сделать уже у достроечной стенки. Пришлось кое-что даже доделывать в пути.
На верхней палубе платформы расположен ангар для размещения ракеты, ниже находится оборудование для заправки керосином и жидким кислородом. При старте ракеты огненная струя из сопел двигателей попадает прямо в воду, для чего стартовый стол вывешен за кормой.
После того как сборочно-командное судно и стартовая платформа были полностью оснащены и прошли предварительные испытания на Балтике, их отправили своим ходом в Тихий океан – к западному побережью США. Руководство консорциума отказалось от первоначального плана вести ее вокруг мыса Горн или мыса Доброй Надежды. «Одиссей» отправился через Гибралтар, Суэцкий канал, Сингапур. На борт СКС в Петербурге погрузили два комплекта ракет «Зенит» и два разгонных блока РКК "Энергия", необходимых для вывода спутников на геостационарную орбиту.
Лоцманы были непреклонны: только полное безветрие и штиль. В любую другую погоду они не гарантировали, что гигантский стальной остров, а его высота – 58, длина – 133, ширина – 67 метров, впишется в узкие габариты канала, проходящего по шхерам Выборгского залива.
В итоге платформа благополучно прибыла в калифорнийский город Лонг-Бич, где неподалеку расположены фирмы-производители спутников. Здесь разместилась основная база "Морского старта". Там плавсредства должны заправляться топливом, туда же станут прибывать в разобранном виде ракеты-носители. В дальнейшем их собирают на борту командного судна, а затем перегружают в ангар платформы. В нем, при постоянном контроле условий хранения, ракета находиться в рейсе до места старта.
Для пусков выбрали место примерно на 152-м градусе западной долготы, к югу от Гавайских островов. Согласно статистическим данным, за полтора века этот участок Тихого океана считается специалистами наиболее спокойным.
По прибытии к месту старта платформу при помощи балласта заглубили на 21 метр, чтобы придать дополнительную устойчивость. Теперь на нее не действуют никакие мыслимые волны. Точность положения комплекса поддерживается системой динамического позиционирования. После стабилизации платформы из ее ангара вывозится и устанавливается вертикально ракета-носитель с укрепленным на ней спутником. Выполняет эту операцию автоматизированный транспортер-подъемник, управление которым, как и всеми последующими действиями, ведется с командного судна. Туда же заранее переходит и экипаж платформы, дополнив собою его собственную команду из 230 человек».
«Эта гигантская платформа на больших понтонах на волны совершенно не реагирует, – рассказал руководитель ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королёва Юрий Семенов. – Кроме того, возможность дистанционной подготовки к пуску повышает его безопасность. А старт из пустынной части океана позволяет не беспокоиться, что кому-нибудь на дом упадут отработавшие свое первые ступени ракеты-носителя… Получилось так, что один из самых сложных космических проектов конца XX века – чисто коммерческий, он не использует государственных средств. Финансирование осуществляется из средств самих партнеров, а также за счет кредитов банков.
Экваториальное расположение "Морского старта" позволяет «Зениту» выводить спутники значительно более тяжелые, нежели при старте с Байконура, что существенно удешевляет запуски. Поэтому "Си Лонч" продекларировала цены за запуск на 30-40 миллионов долларов ниже по сравнению с использованием европейской ракеты "Ариан-4", что сразу привлекло внимание заказчиков. Довольно быстро у фирмы "Боинг", которая в "Морском старте" занимается маркетингом, сформировался портфель заказов на тридцать запусков. Это ускорит окупаемость проекта.
Россия уже получила реальную выгоду. Ведь четыре года около тридцати тысяч человек работали для "Морского старта", причем зарплату получали сотрудники предприятий самых бедствующих наших отраслей. Рабочие места даст и продолжение поставок ракет. РКК «Энергия» подготовила четыреста человек для обслуживания "Морского старта" – двойной экипаж с запасом.
В марте 1999 года состоялся первый испытательный пуск ракетно-космической системы "Морской старт". Запуском демонстрационного макета была доказана практическая возможность вывода коммерческих спутников с экватора».
У президента РКК «Энергия» Юрия Семенова есть мечта – создать сугубо российский «Морской старт». Все наши судостроительные верфи наперебой предлагают свои услуги и готовы заменить норвежцев. И технически такой проект вполне выполним в России. Вот только бы деньги нашлись…
Запуск с экватора позволяет не только обойтись без сверхэнергоемких маневров для поворота плоскости орбиты спутника, но и использовать при пуске ракеты-носителя дополнительный прирост скорости за счет вращения Земли. Таким образом, при той же мощности можно вывести гораздо больший полезный груз.
Но нет ни одной страны, расположенной на экваторе, где можно было бы обеспечить столь необходимую для космических запусков стабильность – сейсмическую, климатическую и политическую. Отсюда возникла идея создания плавающего, то есть передвижного, космодрома.
Интересно, что проект морского старта дважды обсуждался еще в СССР. Что неудивительно – Байконур слишком далеко от экватора, в результате чего тот же «Протон» выводит на геостационарную орбиту только 1800 килограммов, тогда как на траекторию к Марсу – около пяти тонн! Однако в итоге проект отвергли как фантастический.
Снова РКК «Энергия» заинтересовалась им, когда ученые начали обдумывать способ выброса в дальний космос радиоактивных отходов. Для этого стала прорабатываться концепция переделки супертанкера в стартовую площадку. В итоге концепция превратилась в одно из самых дерзких инженерных свершений конца XX столетия.
Для осуществления замысла «Морского старта» был создан международный консорциум в составе США, России, Норвегии и Украины. Координация работ была возложена на американскую аэрокосмическую компанию «Боинг». Она же оборудовала всем необходимым порт основного базирования плавучего космодрома в Лонг-Биче. Кроме того, она произвела обтекатели для запускаемых аппаратов. Также «Боинг» обеспечил их сопряжение в единую космическую головную часть, которая, в свою очередь, затем была состыкована с ракетой-носителем.
Главный представитель России в проекте «Морской старт» – ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королёва. На нее возложили задачу производства верхней (в данном случае – третьей) ступени носителя, непосредственно выводящую спутник на требуемую орбиту. Этот разгонный блок хорошо себя зарекомендовал в качестве четвертой ступени ракеты «Протон» для запуска межпланетных станций и тех же спутников связи. Для «Морского старта» его, конечно, пришлось доработать. Впрочем, доработке подверглись и прочие составляющие этого международного комплекса.
Корпорация «Энергия» также разработала автоматизированные системы управления подготовкой, пуском и полетом ракеты и измерительный комплекс. Корпорация же координирует создание и монтаж ракетного оборудования в целом.
Кроме «Энергии» в проекте «Морской старт» участвуют КБ транспортного машиностроения, НПО автоматики и приборостроения, НПО «Криогенмаш», КБ транспортно-химического машиностроения, завод «Атоммаш», завод «Арсенал» и другие.
Всем, что связано непосредственно с морской частью проекта, занимается крупнейшая в мире норвежская морская корпорация «Квернер». На принадлежащей ей в шотландском городе Глазго верфи «Квернер-Говен» построено СКС – сборочно-командное судно «Си Лонч Коммандер». Его длина – 203 метра, ширина – 33 метра, водоизмещение – около 30000 тонн. На СКС расположен цех-ангар для сборки ракеты, комплекс автоматизированных систем управления подготовкой и пуском, командный пункт управления полетом и другими системами.
От Украины участие в проекте приняли известное конструкторское бюро «Южное» и днепропетровский завод «Южмаш». Там еще в начале 1980-х годов была создана ступенчатая ракета-носитель «Зенит». Главные ее достоинства помимо хороших энергетических характеристик – это высокая экологичность. А экологии уделяется большое внимание в этом проекте. В случае загрязнения океана само осуществление его ставилось под сомнение. В «Зените» используют экологически безвредные компоненты топлива: керосин и жидкий кислород.
Платформу – плавучую стартовую площадку – из Глазго по морю транспортировали в Выборг. Здесь на местном судостроительном заводе смонтировали стартовое оборудование. Для этого использовали гигантский катамаран «Одиссей», построенный несколько лет назад для разработки нефтяных месторождений в море. Водоизмещение этой платформы на ходу – 27,5 тысяч тонн, а в полузатопленном состоянии (перед стартом) – 46 тысяч тонн.
«На сборочно-командном судне нам надо было смонтировать и испытать свыше 1000 тонн механического, заправочного, электротехнического и другого оборудования, необходимого для сборки ракет "Зенит", их автоматизированной подготовки к старту и управления полетом, – вспоминает заместитель генерального конструктора РКК «Энергия» и руководитель ее научно-технического центра Валерий Алиев. – На саму же платформу предстояло смонтировать три тысячи тонн сложного стартового оборудования. Порой приходилось работать по 14-15 часов в сутки, корабелы сумели очень многое сделать уже у достроечной стенки. Пришлось кое-что даже доделывать в пути.
На верхней палубе платформы расположен ангар для размещения ракеты, ниже находится оборудование для заправки керосином и жидким кислородом. При старте ракеты огненная струя из сопел двигателей попадает прямо в воду, для чего стартовый стол вывешен за кормой.
После того как сборочно-командное судно и стартовая платформа были полностью оснащены и прошли предварительные испытания на Балтике, их отправили своим ходом в Тихий океан – к западному побережью США. Руководство консорциума отказалось от первоначального плана вести ее вокруг мыса Горн или мыса Доброй Надежды. «Одиссей» отправился через Гибралтар, Суэцкий канал, Сингапур. На борт СКС в Петербурге погрузили два комплекта ракет «Зенит» и два разгонных блока РКК "Энергия", необходимых для вывода спутников на геостационарную орбиту.
Лоцманы были непреклонны: только полное безветрие и штиль. В любую другую погоду они не гарантировали, что гигантский стальной остров, а его высота – 58, длина – 133, ширина – 67 метров, впишется в узкие габариты канала, проходящего по шхерам Выборгского залива.
В итоге платформа благополучно прибыла в калифорнийский город Лонг-Бич, где неподалеку расположены фирмы-производители спутников. Здесь разместилась основная база "Морского старта". Там плавсредства должны заправляться топливом, туда же станут прибывать в разобранном виде ракеты-носители. В дальнейшем их собирают на борту командного судна, а затем перегружают в ангар платформы. В нем, при постоянном контроле условий хранения, ракета находиться в рейсе до места старта.
Для пусков выбрали место примерно на 152-м градусе западной долготы, к югу от Гавайских островов. Согласно статистическим данным, за полтора века этот участок Тихого океана считается специалистами наиболее спокойным.
По прибытии к месту старта платформу при помощи балласта заглубили на 21 метр, чтобы придать дополнительную устойчивость. Теперь на нее не действуют никакие мыслимые волны. Точность положения комплекса поддерживается системой динамического позиционирования. После стабилизации платформы из ее ангара вывозится и устанавливается вертикально ракета-носитель с укрепленным на ней спутником. Выполняет эту операцию автоматизированный транспортер-подъемник, управление которым, как и всеми последующими действиями, ведется с командного судна. Туда же заранее переходит и экипаж платформы, дополнив собою его собственную команду из 230 человек».
«Эта гигантская платформа на больших понтонах на волны совершенно не реагирует, – рассказал руководитель ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королёва Юрий Семенов. – Кроме того, возможность дистанционной подготовки к пуску повышает его безопасность. А старт из пустынной части океана позволяет не беспокоиться, что кому-нибудь на дом упадут отработавшие свое первые ступени ракеты-носителя… Получилось так, что один из самых сложных космических проектов конца XX века – чисто коммерческий, он не использует государственных средств. Финансирование осуществляется из средств самих партнеров, а также за счет кредитов банков.
Экваториальное расположение "Морского старта" позволяет «Зениту» выводить спутники значительно более тяжелые, нежели при старте с Байконура, что существенно удешевляет запуски. Поэтому "Си Лонч" продекларировала цены за запуск на 30-40 миллионов долларов ниже по сравнению с использованием европейской ракеты "Ариан-4", что сразу привлекло внимание заказчиков. Довольно быстро у фирмы "Боинг", которая в "Морском старте" занимается маркетингом, сформировался портфель заказов на тридцать запусков. Это ускорит окупаемость проекта.
Россия уже получила реальную выгоду. Ведь четыре года около тридцати тысяч человек работали для "Морского старта", причем зарплату получали сотрудники предприятий самых бедствующих наших отраслей. Рабочие места даст и продолжение поставок ракет. РКК «Энергия» подготовила четыреста человек для обслуживания "Морского старта" – двойной экипаж с запасом.
В марте 1999 года состоялся первый испытательный пуск ракетно-космической системы "Морской старт". Запуском демонстрационного макета была доказана практическая возможность вывода коммерческих спутников с экватора».
У президента РКК «Энергия» Юрия Семенова есть мечта – создать сугубо российский «Морской старт». Все наши судостроительные верфи наперебой предлагают свои услуги и готовы заменить норвежцев. И технически такой проект вполне выполним в России. Вот только бы деньги нашлись…
Электромагнитный двигатель
На состоявшейся 16 января 2001 года пресс-конференции в Доме журналиста группа российских конструкторов заявила, что у них есть чертежи и готовые модели уникального электромагнитного двигателя, которому не нужно топливо, поскольку движущую силу он черпает из взаимодействия с магнитным полем Земли. Если станцию «Мир» переведут не на низкую, как задумано, а на более высокую орбиту, то за появляющийся в результате этого маневра полугодовой запас времени конструкторы смогут «за сотню миллионов рублей сделать столько двигателей, сколько нужно для вечного удержания станции на орбите».
Околоземные аппараты, которые летают на самом деле не в открытом космосе, а в верхних слоях атмосферы, из-за сопротивления разреженного воздуха теряют свою скорость и падают на Землю. Чтобы поддерживать их орбиту, нужно постоянно доставлять туда топливо. Для станции «Мир» это означает запуск раз в два месяца транспортного корабля. Проводить такое количество запусков страна давно уже не в состоянии. С другой стороны, Россия связана государственными обязательствами по совместному с США строительству Международной космической станции.
Благодаря электромагнитному двигателю появилась реальная техническая возможность не топить орбитальную космическую станцию «Мир». Реальная скорость деградации материалов «Мира» оказалась значительно меньше расчетной. Специалисты из РКК «Энергия» смело могли продлить ресурс станции еще на 3-4 года. Можно было заменить и электронику. Однако все эти доводы упирались в главное – в стране нет денег на регулярные «грузовики» с топливом.
Однако еще летом 2000 года в РКК «Энергия» был подан проект электромагнитного двигателя от конструктора Алексея Ланюка. Согласно его расчетам, движок способен создать силу тяги, которая компенсировала бы торможение станции из-за сопротивления атмосферы. Вскоре на рассмотрение пришел аналогичный проект от конструктора из НИИ электромеханики Рудольфа Бихмана и тоже затерялся где-то в столах чиновников от космонавтики.
Ланюк и Бихман предлагали двигатель, который создает тягу за счет преобразования электротока, получаемого с солнечных батарей космического корабля, в направленное магнитное поле. Такого двигателя еще не было ни в космосе, ни на земле, ни у нас, ни у американцев.
Для ведущего научного сотрудника НИИ электромеханики Рудольфа Бихмана управление космическими аппаратами является его основной специальностью. Ведь НИИ электромеханики – участник программы создания метеорологических спутников серии «Метеор».
Как пишет в газете «Коммерсант» Иван Шварц: «Схема работы двигателя станет понятна каждому, кто способен вспомнить школьный курс физики. Вокруг Земли существует постоянное магнитное поле. В полном соответствии с теорией на изолированный разомкнутый проводник с током в магнитном поле действует сила (сила Ампера, направление которой определяется правилом левой руки). Но изолированных разомкнутых проводников в природе не существует. Существуют только замкнутые проводники (контуры), на половинки которых действуют взаимно уравновешивающие силы. Поэтому считается, что замкнутый проводник в магнитном поле не может создать линейной силы (тяги). Однако ситуация может измениться, если внести в эту схему некоторые важные изменения. Во всяком случае, так считает изобретатель Бихман.
Основная идея изобретения состоит в следующем: чтобы создать нужную тягу, необходимо изолировать одну половинку замкнутого проводника (контура) от магнитного поля. В этом случае на одну часть проводника (неизолированную от магнитного поля Земли) будет действовать сила Ампера, а в изолированной от магнитного поля половине никакой силы не возникнет. Таким образом, одна из двух сил останется неуравновешенной – она-то и создаст тягу. Для создания тяги на спутнике достаточно разместить замкнутый проводник, одна половинка которого будет изолирована от магнитного поля Земли. Пропуская через проводник электрический ток, можно создать такую же силу (тягу), какую создают обычные ракетные двигатели. Только если время работы обычного ракетного двигателя ограничено запасом топлива, то новый электрический двигатель может работать сколь угодно долго, была бы только электроэнергия и внешнее магнитное поле. Запас электроэнергии можно всегда пополнить от солнечных батарей, ну а уж бесплатного магнитного поля Земли на наш век хватит.
Тяга у такого двигателя небольшая, но в космосе большего и не требуется. Для изменения орбиты спутника достаточно очень маленькой тяги, лишь бы двигатель мог ее создавать в течение длительного времени – порядка часов и суток».
Еще в 1999 году Рудольфу Бихману удалось официально зарегистрировать свое изобретение. Революционная идея нового космического двигателя не вызвала большого энтузиазма у коллег. Напротив, вызвала большие сомнения, поскольку в учебниках написано, что замкнутый контур в магнитном поле силу создать не может. А раз так, то о каком двигателе можно говорить. Кроме того, смущает простота: моток проволоки, половина которого упрятана в непрозрачную для магнитного поля трубку. Почему, если все так просто, его не изобрели гораздо раньше, говорят скептики.
Недоверие коллег, однако, совсем не смущает Бихмана. «Когда я первым сделал систему ориентации для спутников «Метеор» с использованием замкнутых контуров с током, – говорит он, – то все специалисты тоже говорили – ничего не выйдет. А сейчас это серийные двигатели, и они летают в космосе уже тридцать лет».
Для убеждения неверующих Рудольф Бихман соорудил демонстрационную установку. Эксперимент доказал его правоту. «Действующую модель двигателя экспериментаторы подвесили на проволоке как маятник и замеряли амплитуду колебаний, – пишет Шварц. – Если амплитуда увеличивается, значит, двигатель создал тягу вдоль вектора скорости. Если же амплитуда колебаний уменьшается, значит, двигатель создает тягу против скорости. Эксперимент показал наличие тяги, которая к тому же изменялась при изменении направления тока. О чем и был составлен протокол.
В этом опыте двигатель с потребляемой мощностью 90 ватт и массой 10 килограммов создавал силу около 5 граммов. Для сравнения: существующие отечественные электроракетные двигатели с тягой 15 граммов имеют массу 40 килограммов, потребляют мощность 450 ватт и, главное, расходуют невосполнимый запас рабочего тела в темпе 70 миллиграммов в секунду. Время непрерывной работы такого традиционного двигателя – всего несколько месяцев».
Коллеги Бихмана, присутствовавшие при опыте, старший научный сотрудник Алла Куриленко и ведущий научный сотрудник Павел Олейник подтвердили, что «принимали участие в испытаниях макетного образца двигателя, и с удивлением констатировали наличие развиваемой двигателем линейной силы за счет взаимодействия с магнитным полем Земли».
Тем не менее осторожное отношение начальства к изобретению Рудольфа Бихмана не изменилось. Его можно понять – не каждый день делаются «изобретения века», да еще совершенно индивидуально и в инициативном порядке. Скорее всего так и будет, пока работоспособность двигателя не подтвердится многократно и он не пройдет испытания уже в реальном полете.
«Мир» все же утопили. Но, в конце концов, предложенный двигатель может оказаться суперполезным для других космических аппаратов.
Околоземные аппараты, которые летают на самом деле не в открытом космосе, а в верхних слоях атмосферы, из-за сопротивления разреженного воздуха теряют свою скорость и падают на Землю. Чтобы поддерживать их орбиту, нужно постоянно доставлять туда топливо. Для станции «Мир» это означает запуск раз в два месяца транспортного корабля. Проводить такое количество запусков страна давно уже не в состоянии. С другой стороны, Россия связана государственными обязательствами по совместному с США строительству Международной космической станции.
Благодаря электромагнитному двигателю появилась реальная техническая возможность не топить орбитальную космическую станцию «Мир». Реальная скорость деградации материалов «Мира» оказалась значительно меньше расчетной. Специалисты из РКК «Энергия» смело могли продлить ресурс станции еще на 3-4 года. Можно было заменить и электронику. Однако все эти доводы упирались в главное – в стране нет денег на регулярные «грузовики» с топливом.
Однако еще летом 2000 года в РКК «Энергия» был подан проект электромагнитного двигателя от конструктора Алексея Ланюка. Согласно его расчетам, движок способен создать силу тяги, которая компенсировала бы торможение станции из-за сопротивления атмосферы. Вскоре на рассмотрение пришел аналогичный проект от конструктора из НИИ электромеханики Рудольфа Бихмана и тоже затерялся где-то в столах чиновников от космонавтики.
Ланюк и Бихман предлагали двигатель, который создает тягу за счет преобразования электротока, получаемого с солнечных батарей космического корабля, в направленное магнитное поле. Такого двигателя еще не было ни в космосе, ни на земле, ни у нас, ни у американцев.
Для ведущего научного сотрудника НИИ электромеханики Рудольфа Бихмана управление космическими аппаратами является его основной специальностью. Ведь НИИ электромеханики – участник программы создания метеорологических спутников серии «Метеор».
Как пишет в газете «Коммерсант» Иван Шварц: «Схема работы двигателя станет понятна каждому, кто способен вспомнить школьный курс физики. Вокруг Земли существует постоянное магнитное поле. В полном соответствии с теорией на изолированный разомкнутый проводник с током в магнитном поле действует сила (сила Ампера, направление которой определяется правилом левой руки). Но изолированных разомкнутых проводников в природе не существует. Существуют только замкнутые проводники (контуры), на половинки которых действуют взаимно уравновешивающие силы. Поэтому считается, что замкнутый проводник в магнитном поле не может создать линейной силы (тяги). Однако ситуация может измениться, если внести в эту схему некоторые важные изменения. Во всяком случае, так считает изобретатель Бихман.
Основная идея изобретения состоит в следующем: чтобы создать нужную тягу, необходимо изолировать одну половинку замкнутого проводника (контура) от магнитного поля. В этом случае на одну часть проводника (неизолированную от магнитного поля Земли) будет действовать сила Ампера, а в изолированной от магнитного поля половине никакой силы не возникнет. Таким образом, одна из двух сил останется неуравновешенной – она-то и создаст тягу. Для создания тяги на спутнике достаточно разместить замкнутый проводник, одна половинка которого будет изолирована от магнитного поля Земли. Пропуская через проводник электрический ток, можно создать такую же силу (тягу), какую создают обычные ракетные двигатели. Только если время работы обычного ракетного двигателя ограничено запасом топлива, то новый электрический двигатель может работать сколь угодно долго, была бы только электроэнергия и внешнее магнитное поле. Запас электроэнергии можно всегда пополнить от солнечных батарей, ну а уж бесплатного магнитного поля Земли на наш век хватит.
Тяга у такого двигателя небольшая, но в космосе большего и не требуется. Для изменения орбиты спутника достаточно очень маленькой тяги, лишь бы двигатель мог ее создавать в течение длительного времени – порядка часов и суток».
Еще в 1999 году Рудольфу Бихману удалось официально зарегистрировать свое изобретение. Революционная идея нового космического двигателя не вызвала большого энтузиазма у коллег. Напротив, вызвала большие сомнения, поскольку в учебниках написано, что замкнутый контур в магнитном поле силу создать не может. А раз так, то о каком двигателе можно говорить. Кроме того, смущает простота: моток проволоки, половина которого упрятана в непрозрачную для магнитного поля трубку. Почему, если все так просто, его не изобрели гораздо раньше, говорят скептики.
Недоверие коллег, однако, совсем не смущает Бихмана. «Когда я первым сделал систему ориентации для спутников «Метеор» с использованием замкнутых контуров с током, – говорит он, – то все специалисты тоже говорили – ничего не выйдет. А сейчас это серийные двигатели, и они летают в космосе уже тридцать лет».
Для убеждения неверующих Рудольф Бихман соорудил демонстрационную установку. Эксперимент доказал его правоту. «Действующую модель двигателя экспериментаторы подвесили на проволоке как маятник и замеряли амплитуду колебаний, – пишет Шварц. – Если амплитуда увеличивается, значит, двигатель создал тягу вдоль вектора скорости. Если же амплитуда колебаний уменьшается, значит, двигатель создает тягу против скорости. Эксперимент показал наличие тяги, которая к тому же изменялась при изменении направления тока. О чем и был составлен протокол.
В этом опыте двигатель с потребляемой мощностью 90 ватт и массой 10 килограммов создавал силу около 5 граммов. Для сравнения: существующие отечественные электроракетные двигатели с тягой 15 граммов имеют массу 40 килограммов, потребляют мощность 450 ватт и, главное, расходуют невосполнимый запас рабочего тела в темпе 70 миллиграммов в секунду. Время непрерывной работы такого традиционного двигателя – всего несколько месяцев».
Коллеги Бихмана, присутствовавшие при опыте, старший научный сотрудник Алла Куриленко и ведущий научный сотрудник Павел Олейник подтвердили, что «принимали участие в испытаниях макетного образца двигателя, и с удивлением констатировали наличие развиваемой двигателем линейной силы за счет взаимодействия с магнитным полем Земли».
Тем не менее осторожное отношение начальства к изобретению Рудольфа Бихмана не изменилось. Его можно понять – не каждый день делаются «изобретения века», да еще совершенно индивидуально и в инициативном порядке. Скорее всего так и будет, пока работоспособность двигателя не подтвердится многократно и он не пройдет испытания уже в реальном полете.
«Мир» все же утопили. Но, в конце концов, предложенный двигатель может оказаться суперполезным для других космических аппаратов.