Ракеты и люди. Лунная гонка

Черток Борис Евсеевич

В НИИ-1, научным руководителем которого в то время был Мстислав Келдыш, инициатором и руководителем работ по ЯРД был Виталий Иевлев. В 1957 году он сделал по этой теме сообщение Игорю Курчатову, Анатолию Александрову и Александру Лейпунскому. Это были люди действия, имевшие возможность принимать решения, не ожидая указаний сверху. По их инициативе на Семипалатинском ядерном полигоне в небывало короткий срок был сооружен уникальный графитовый реактор. Первые успехи подтолкнули к следующим шагам по созданию ЯРД.

В США было также объявлено о финансировании исследований по созданию ракеты с ЯРД. Эта информация дошла и до энтузиастов атомной энергетики в СССР. Отставать в таких проблемах мы не могли.

Исследовательские работы по этой теме были начаты в институте атомной энергии у Курчатова, в ОКБ-456 у Глушко, в НИИ-1 у Келдыша и в ОКБ-670 у Бондарюка. 30 июня 1958 года появилось первое постановление ЦК КПСС и Совета

Министров о разработке тяжелой ракеты, использующей ЯРД. Этим же постановлением предусматривалась разработка тяжелых ракет с использованием ЖРД на криогенных высокоэнергетических компонентах – кислороде и водороде. В подготовке постановления активно участвовали Курчатов, Королев, Келдыш, Александров, Глушко. Глушко никаких практических работ по разработке ЖРД на водороде не начинал, но идея ЯРД его заинтересовала. У себя в Химках он организовал проектные работы на эту тему совместно с НИИ-1.

В ОКБ-1 Королев поручил исследовать возможность создания ракеты с использованием ЯРД Мишину, Крюкову и Мельникову. В течение 1959 года проводились расчеты, прикидки и компоновки различных вариантов тяжелых ракет-носителей с кислородно-водородным ЖРД на первой ступене и ЯРД на второй ступени.

Постановление от 30 июня 1958 года узаконило уже ведшиеся работы. Эскизный проект ракеты на основе использования ЯРД был в ОКБ-1 разработан и утвержден Королевым 30 декабря 1959 года.

Проект предусматривал использование в качестве первой ступени ракеты шести блоков первой ступени ракеты Р-7. Вторая ступень – центральный блок был по существу ядерным реактором. В ядерном реакторе рабочее тело подогревалось до температуры свыше 3000 К. В качестве рабочего тела ОКБ-456 предлагало использовать аммиак, а ОКБ-670 – смесь аммиака со спиртом. Сам двигатель представлял собой четыре сопла, через которые и вылетали струи раскаленных ядерной реакцией газов.

В эскизном проекте были обстоятельно рассмотрены несколько вариантов ракет с ЯРД. Самой впечатляющей была суперракета со стартовой массой 2000 тонн и массой полезного груза до 150 тонн на орбите ИСЗ. На первой ступени этой «суперракеты» предлагалось установить такое число ЖРД, чтобы получить общую стартовую тягу в 3000 тс. Глушко предлагал для этого разработать ЖРД на токсичных высококипящих компонентах на 500-600 тс тяги. Королев и Мишин этот вариант категорически отвергли, и в проекте предусматривались только кислородно-керосиновые ЖРД Николая Кузнецова. У него пока в начальной стадии разработки находился двигатель НК-9 для первой ступени глобальной ракеты (ГР) – тягой до 60 тс. Таких двигателей для первой ступени ракеты с ЯРД требовалось 50 (!). Одно это делало проект ядерной суперракеты малореальным.

Эскизным проектом для начала предлагалась комбинированная ракета со стартовой массой 850-880 тонн, выводящая на орбиту высотой 300 километров полезный груз 35-40 тонн. Первая ступень ракеты принималась аналогичной блочной конструкции ракеты Р-7 и набиралась из шести блоков с ЖРД. Центральный блок был ядерно-химической ракетой.

Несмотря на особую секретность всех работ, связанных с ЯРД, в инженерных умах блуждали сверхоптимистические надежды на исключительную эффективность ядерной энергетики для ракет.

Ядерный бум подогревался слухами, исходившими не только из курчатовского института и келдышевского НИИ-1. Туполев работал над проектом самолета, для которого создавалась авиационная ядерно-энергетическая установка. Самолет с ядерным двигателем должен был обладать сверхзвуковой скоростью при неограниченной дальности полета. Почти параллельно у нас и в США были затрачены большие средства на исследование этих проблем, проводились экспериментальные работы с различными реакторами.

Однако практического использования ни в авиации, ни в ракетной технике ядерные двигатели до сих пор так и не получили. В этом отношении оптимизм, подогревавшийся примерами успешного использования атомной энергетики на подводных лодках, ледоколах и тяжелых боевых кораблях, сменился полнейшим разочарованием. Но охлаждение к ЯРД наступило не так скоро, и еще в 1959 году Королев, имевший доступ к работам Туполева, упрекал своих заместителей в недостаточном рвении на ядерном поприще, говоря, что нельзя допускать, чтобы ракета с ЯРД появилась позднее самолета.

Однако подавляющее большинство проектантов сходились на том, что быстрее, надежнее и безопаснее создавать тяжелые ракеты только на ЖРД, имея в виду ЯРД в далекой перспективе. Американцы практически доказали преимущества водорода, создав ракету «Сатурн-1» со второй ступенью на водороде. Наши ведущие главные конструкторы по ЖРД Глушко, Исаев, Косберг в это время продолжали горячие дискуссии о проблемах создания ЖРД на водороде.

Противники и скептики применения жидкого водорода раздували трудности его практического использования. Малая плотность жидкого водорода потребует создания непомерно больших

топливных баков, что приведет к увеличению размеров ракеты. Ракетчики говорили двигателистам, что это не их забота. Тогда двигателисты пугали тем, что при температуре -253°С все металлы делаются хрупкими. Прочность на удар якобы падает на 30%. Применять в этих условиях пироклапаны вообще нельзя. Даже школьникам известно, что смесь водорода с кислородом – это гремучий газ, и при заправке мельчайшее разгильдяйство приводит к взрыву. Представьте себе, пугали скептики, что водород незаметно утекает и насыщает пространство вокруг стартовой позиции. Малейший инициатор – и произойдет объемный взрыв. Кто не погибнет от ударной волны, тот задохнется без кислорода и сгорит вместе с водородом. Я упомянул только основные, но было еще немало придумано возражений, оправдывающих наше отставание по созданию ЖРД на водороде.

После всяческих обсуждений и консультаций ВПК начала готовить постановление с надеждой форсировать работы по мощным ракетам и соответственно двигателям с высокими характеристиками. В тексте проекта Королев лично редактировал требование о разработке двигателей на водороде. 23 июня 1960 года выходит согласованное с Министерством обороны и министрами – председателями госкомитетов всех нужных оборонных отраслей постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 годах». Это была первая попытка затвердить на самом высоком уровне перспективу развития космонавтики в виде семилетнего плана. Постановление [8] в какой-то мере было ответом на визит Брежнева в ОКБ-1. К этому времени Хрущев счел целесообразным планировать развитие всего народного хозяйства не сталинскими пятилетками, а семилетками.

8

См. Черток Б.Е. Ракеты и люди. Фили – Подлипки – Тюратам. М.: Машиностроение, 1996.

Для истории содержание постановления может служить примером того, что не только политические деятели дают популистские нереальные обещания. Никто в те годы не смел оспорить заявление Хрущева, что «наше поколение будет жить при коммунизме». Вероятно, Хрущев в это верил искренне. Это осталось на его совести, и ни от кого из нас не требовалось давать клятву, что мы действительно обязуемся дожить до коммунизма.

Другое дело – «совершенно секретные – особой важности» постановления, в которых расписывались куда более конкретные сроки и пофамильно назывались ответственные исполнители. Эти исполнители сами предлагали записывать в правительственные планы нереальные сроки для своих организаций. Исполнители были руководителями крупных коллективов и к тому времени уже опытными главными конструкторами. Министры, аппарат которых готовил постановления, прошли жесточайшую школу руководства промышленностью во время войны. Они отлично помнили, что срыв сроков, установленных Сталиным, или невыполнение обещаний могли стоить жизни. Теперь же все они подписывались под нереальными обещаниями. В постановлении предусматривалось создание новой мощной ракеты-носителя H1 на ЖРД в период 1961-1963 годов. Ракета H1 должна была выводить на орбиту ИСЗ массой 40-50 тонн и разгонять до второй космической скорости полезный груз массой 10-20 тонн. Вторым этапом на базе этой ракеты предлагалось в период 1963-1967 годов создать носитель, выводящий на орбиту ИСЗ 60-80 тонн и разгоняющий до второй космической скорости 20-40 тонн. При этом в постановлении директивно предписывалось на второй и последующих ступенях использовать и электрореактивные двигатели. Постановлением предусматривались в обеспечение этих проектов работы по мощным двигателям на водороде, по системам автономного управления и радиоуправления, развитие экспериментальной базы и широкое проведение научно-исследовательских работ. 9 сентября 1960 года Королев издал отчет «О возможных характеристиках космических ракет с использованием водорода», в котором были показаны преимущества водорода.

Прошу читателя обратить внимание на цифры: 80 тонн на орбите ИСЗ – это максимум, на который замахнулись все главные конструкторы вместе взятые. Королеву, Келдышу, другим главным и всем советникам и заместителям, проектантам и конструкторам эти цифры сверху директивой правительства никто не диктовал. Так получилось, что на большее мы сами не решались.

В истории «лунной гонки» это была наша первая проектная ошибка. Как ни горько признавать, эту идейную ошибку допустили и Королев, и Келдыш, и весь Совет главных. Надо было считать не то, что мы в директивные сроки можем требовать от ракеты-носителя, а то, что в действительности нужно для высадки на Луну и возвращения на Землю. Начинать считать тонны надо было с поверхности Луны, а не с поверхности Земли. Но есть два смягчающих обстоятельства этой ошибки.