Что будет с пилотируемой космонавтикой после МКС? Новая орбитальная станция? Строительство базы на Луне? Полет на Марс? Освоение астероидов? Очевидно, что новый импульс развитию космонавтики могут дать только большие задачи.

Ракета-носитель «Энергия» — единственная советская ракета сверхтяжелого класса, летавшая в космос Длина ракеты: 59 м Стартовая масса: 2400 т Способна доставить 105 т полезного груза на Низкую Околоземную орбиту.
«Протон», ракета-носитель тяжелого класса, ведет свою родословную от УР-500. Именно «Протон» вывел на орбиту все советские орбитальные станции, российские блоки МКС и множество тяжелых спутников. Сможет ли эта ракета или ее преемница «Ангара» поучаствовать в создании лунного корабля?
Главное творение Вернера фон Брауна — сверхтяжелая ракета Saturn V — до сих пор поражает своими масштабами. В то время как в СССР пытались поднять в небо нашу «лунную надежду» Н-1 с помощью 30 двигателей первой ступени, установленных по кругу, в первой ступени «Сатурна» двигателей было всего пять, но каких! Кислородно-керосиновые F-1 до сих пор остаются самыми мощными однокамерными двигателями в истории, в чем может убедиться каждый, лишь взглянув на гигантские сопла. Проблема с Saturn V была лишь в том, что по окончании лунных экспедиций этой невероятно дорогой ракете просто не нашлось применения.

Эти задачи подобны тем, что вели вперед советских и американских конструкторов в 1950—1970-е годы. Но если они и появятся, для них потребуются новый инструментарий и новые идеи. Или пригодятся идеи прошлого?

Хватит ли пороху?

В сентябре вице-премьер Дмитрий Рогозин предложил Федеральному космическому агентству подумать над созданием лунной базы. По мнению высокопоставленного члена правительства РФ, эта глобальная цель «потянет за собой промышленность и науку». Если не рассматривать это заявление как чистый политический пиар, а пытаться проанализировать ее предметно, то очевидно, что для решения подобной задачи придется создать соответствующую материальную основу. Но не слишком ли фантастически это звучит, особенно с учетом всех проблем, которые преследуют нашу ракетно-космическую промышленность? Баз на Луне еще никто не создавал, а для краткосрочных экспедиций на ночное светило, как все помнят, была построена сверхтяжелая ракета Saturn V, которая поднимала на низкую околоземную орбиту 140 т полезного груза. Ничего подобного в сегодняшнем арсенале человечества, и США в том числе, нет.

Впрочем, если нет, это не значит, что не будет. В начале августа Роскосмос объявил тендер на создание ракетного комплекса сверхтяжелого класса для космодрома Восточный. В качестве одной из задач перспективного носителя станет доставка пилотируемого корабля к Луне. Впоследствии, правда, выяснилось, что на тендер была подана всего одна заявка — от Российского центра им. Хруничева, который и был объявлен победителем. Теперь ракетостроителям из Филей предстоит за 10 млн рублей подготовить к 31мая 2013 года эскизный проект сверхтяжелого носителя. Странно, что в числе участников тендера не оказалось РКК «Энергия» — ведь незадолго до оглашения его результатов генеральный конструктор королёвской фирмы Виталий Лопота заявлял о готовности выиграть это состязание и предложить свой проект сверхмощной ракеты. Лопота называл сильной стороной своего предложения опыт по созданию знаменитой «Энергии», первый и единственный раз поднявшей на орбиту «Буран», а также тот факт, что ее боковой ускоритель — блок А — успешно используется и поныне в российско-украинской ракете «Зенит-3SL», задействованной в системе коммерческих пусков «Морской старт».

Как бы то ни было, новый лунный проект, если он станет реальностью, многие склонны связывать со строительством очередной версии «Энергии» или Saturn V. В самом деле, для старта к Луне (тем более, если речь идет о лунных базах) понадобится вывести на низкую околоземную орбиту конструкцию весом 150−170 т, в состав которой войдут емкости с горючим, разгонный блок и корабль с посадочным модулем). Как же обойтись без сверхтяжелого носителя?

Споры пионеров космонавтики

Идеи полета к Луне без сверхмощной ракеты имеют давнюю историю. В 1950-х СССР сумел опередить США, создав Р-7, которая доставила на орбиту обитаемую капсулу весом 4,7 т. Американский Redstone ни на что подобное способен не был, и первый американский астронавт совершил лишь суборбитальный полет. Но в ходе начавшейся лунной гонки Америка стала разрабатывать сверхтяжелую ракету и вырвалась вперед. Еще в начале 1960-х, вероятно, предвидя, что сделать большой носитель быстро не удастся, С.П. Королёв предлагал организовать лунную экспедицию с помощью «семерок», выведя на орбиту три восьмитонных модуля 7K-9K-11K и состыковав их друг с другом. Конечно, это была утопия, даже несмотря на то, что число модулей решили потом увеличить до пяти, так как даже 40-тонная конструкция на орбите не смогла бы выполнить задачи лунного полета. Королёва критиковал его извечный соперник — генеральный конструктор ОКБ-52 В.Н. Челомей, указывая прежде всего на то, что стыковки на орбите еще не проводились и очень сомнительно, что модули удалось бы сразу состыковать без проблем. Сам Челомей в 1960-х отстаивал идею сверхтяжелой ракеты УР-700 с полезной нагрузкой до 150 т (в дальнейших модификациях — до 250 т), которая могла бы быть построена на основе существующего носителя УР-500 (в последующих модификациях — «Протон»). Проекту УР-700 ходу не дали, новый королёвский проект Н-1 не полетел, а если бы и полетел, его полезного груза, не дотягивавшего до 100 т, на лунный корабль все равно бы не хватило — понадобилась бы стыковка по крайней мере двух модулей (подробно о противостоянии лунных проектов Королёва и Челомея мы писали в №7'2009).

Интересно, что спустя годы 120-тонная конструкция, вполне сопоставимая по массе с «Аполлонами», все-таки была построена на орбите. Речь идет о советской орбитальной станции «Мир». Станцию собрали из подвергшихся глубокой модификации компонентов военного орбитального комплекса «Алмаз» — ТКС. «Алмаз» (его пилотируемые версии известны как «Салют-2», Салют-3″, «Салют-5») составил основу базового блока, а состыкованные с ним модули имели технически много общего с транспортным кораблем снабжения (ТКС), летавшим под именем «Космос» с разными индексами. Все блоки, кроме стыковочного узла, привозились ракетами «Протон», которые способны доставить на орбиту не более 23 т полезного груза.

От «Мира» к Луне

«Этот опыт свидетельствует, — говорит главный специалист проектного комплекса ВПК «НПО машиностроения» (в прошлом ОКБ-52) Анатолий Благов, — что и в наши дни некогда технически несостоятельная идея сборки лунного корабля на орбите может быть осуществлена без применения новой «царь-ракеты»».

Конечно, на сегодня новый полет к Луне (а возможно, и создание лунной базы) относится к самым реалистичным проектам, связанным с полетами к другим небесным телам. При этом нет ни малейшего смысла повторять то, что сделали американцы, которые спускались на Луну, отстыковавшись от орбитального модуля. Такая схема дает нам возможность посадки только в экваториальной области, а ведь сейчас особый интерес представляют полярные зоны нашего спутника, где, возможно, есть лед, то есть вода. Вывести орбитальный модуль на полярную орбиту можно, но тогда прилунившемуся экипажу придется очень долго ждать, пока модуль вновь пролетит над местом посадки: Луна-то вращается. В свое время В.Н. Челомей предлагал свою версию лунного корабля, который должен был с помощью ракеты УР-700 долететь до спутника и совершить именно прямую посадку — при этом нам оказалось бы доступно 88% поверхности Луны. По сути, прямая посадка — это обязательный пункт программы для любого государства, которое хотело бы повторить лунную экспедицию. Чтобы отправить в такое путешествие экипаж из трех человек, нам надо вывести на низкую околоземную орбиту порядка 150−170 т полезного груза. Для этого понадобится шесть-семь запусков «Протона» или ракеты-носителя из создаваемой сейчас в России серии «Ангара», которая будет использовать, в отличие от «Протона», экологически более безопасное топливо.

Конечно, постепенная сборка лунного корабля на орбите имеет свои минусы, но в плюсе очевидно то, что, во‑первых, не потребуется колоссальных затрат на создание и строительство сверхтяжелой ракеты, а во-вторых, один неудачный запуск не приведет к гибели сразу и сверхдорогого носителя, и корабля. Кроме того, модульность даст возможность более гибко подходить к конструкции корабля, легко вносить модификации за счет замены модулей. Не потребуются и нетрадиционные средства перевозки сверхтяжелой ракеты — ракеты класса «Протона» легко вписываются в железнодорожные габариты.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2012).