Мечта Королёва: Как Маск использует забытые разработки СССР

Глава SpaceX, который назвал центральный зал на своём заводе в Калифорнии холлом Королёва, не только не скрывает, но и даже подчёркивает наследственную связь Starship и ракеты H-1 (N-One, как говорят у них). Практически всегда, когда заходит разговор о Starship, Илон Маск упоминает это творение советской космонавтики и говорит, что это был замечательный проект.

Вообще, космическая деятельность Советского Союза была до такой степени засекреченной, что по сей день "концов не найдёшь", чтобы расшифровать наименование Н-1. То ли "Наука-1", то ли "Носитель-1". Но память цивилизации хранит главное: Сергей Павлович Королёв ещё до начала космической эры жил мыслью именно о межпланетных перелётах. И уже спустя менее трёх лет после поворотного события 4 октября 1957 года — запуска первого искусственного спутника Земли — в Особом конструкторском бюро № 1 приступили к разработке ракеты сверхтяжёлого класса для пилотируемых полётов не только к Луне, но и к Марсу, и Венере.

Вообще, по замыслу Главного, задача была в том, чтобы сначала выводить модули на околоземную орбиту, а потом стыковать их там вместе, собирать из них межпланетный корабль и отправлять на просторы Солнечной системы. Кстати, именно в этом истинный смысл названия "Союз" — объединение кораблей.

Так вот, ясно, что для достижения других миров нужна ракета, которая может поднять на околоземную орбиту добрую сотню тонн полезного груза как минимум. И, когда возник вопрос, на каких двигателях она должна летать, Королёв поставил три условия. Первое — тяга каждого двигателя должна быть не меньше 150 тонна-сил. Второе — двигатель должен быть так называемого замкнутого, закрытого цикла. Что это значит? Что "отдельный" поток газа, который нужен для разгона турбонасосного агрегата и подачи таким образом основного топлива в камеру сгорания, не выходит "даром" в воздух из "выхлопной трубы" (как это происходит по открытой схеме), а отправляется туда же в камеру сгорания. Двигателисты рассчитали, что это повышает общую эффективность. И третье — Королёв не одобрял токсичный гептил и выбрал в качестве топлива пару "керосин – кислород". Все три требования выполнили в Конструкторском бюро Кузнецова — построили для Н-1 двигатели сначала НК-15, позже — НК-33.

Главный двигателист страны Валентин Глушко с третьим условием был не согласен. Он предложил двигатели с большей тягой, закрытого цикла, но на гептиле. По его схеме получалось, что для первой ступени межпланетной ракеты УР-500 (которую мы теперь знаем как "Протон") достаточно шести таких двигателей. А по схеме с использованием двигателей от КБ Кузнецова на первую ступень требовалось поставить 24 двигателя, а потом к ним добавилось ещё шесть. Итого 30, и это только первая ступень. А всего у Н-1 ступеней предусматривалось пять.

По сей день идут споры: мол, зачем так много двигателей, лучше бы взяли шесть, но мощных. Но, оказывается, как пишет исследователь истории космонавтики Павел Шубин в книге "Луна. Истории, люди, техники", проводились расчёты общей надёжности всей силовой установки в том и в другом случае, и по схеме с двигателями Кузнецова получалась надёжность 94–95%, а у УР-500 выходило 85%. Почему? Потому что когда из тридцати двигателей отказывают, скажем, два, то полёт всё равно продолжается, а вот когда из шести вычитается хотя бы один — игра окончена. По всей видимости, рассудили так.

Значит, такую же аналогию можно провести и по поводу Starship, у которой на первой ступени, то есть на ракете Super Heavy, — 33 метановых двигателя Raptor 2. Тяга у каждого — 230 тонна-сил, у предыдущей версии было 185. Вторая ступень, то есть сам корабль Starship, который должен однажды высадиться на Марсе, имеет шесть двигателей. Вместе с супертяжёлым "бустером" вся система поднимает на орбиту 250 тонн, если использовать её однократно, а если загрузить топливо на возвращение каждой ступени для её повторного пуска в будущем — 100–150 тонн полезного груза.

Возникает вопрос: почему для нового космического прорыва не взяли за основу ракету, которая обеспечила прорыв уже состоявшийся: носитель Saturn V, который отправлял на Луну астронавтов легендарной программы "Аполлон". У Saturn V было на первой ступени пять керосин-кислородных двигателей F-1 с тягой по семьсот тонна-сил у каждого. Ракета поднимала на орбиту до 140 тонн. Впрочем, как любит упоминать Маск, Starship в одноразовом варианте имеет вдвое большую грузоподъёмность.

Вот только, к несчастью, в советские времена у тридцатидвигательной схемы практически сразу обнаружилась роковая обратная сторона: при таком количестве двигателей одновременно их контролировать в работе было невероятно трудной задачей. К примеру, когда вдруг отказывает один, то, чтобы не нарушалось "равновесие", надо мгновенно отключить тот, который симметрично напротив него расположен. Когда, скажем, в музее НПО машиностроения или в РКК "Энергия" спрашиваешь у старшего поколения, почему же, если всё это так сложно, Маск сейчас за это взялся, отвечают одно и то же: во времена Королёва не было компьютеров.

Так что, видимо, ничего удивительного нет в том, что все четыре состоявшихся испытания прототипов Н-1 закончились неудачей. И ничего упаднического в этом нет тоже. Когда создаётся ракета совершенно нового уровня, то это абсолютно нормально: идёт методичная работа над ошибками, усовершенствование шаг за шагом. Отказало одно — доработали, в следующий раз подвело другое — разберёмся, не удалось третье — попробуем иначе. Именно так и происходит сейчас со Starship.

Одно по поводу Н-1 обидно: что работу прекратили. И не только по ракете Королёва, но и по альтернативным вариантам межпланетных ракет. Американцы высадились, соревнование "проиграно", а больше ни для чего высшему руководству Луна вкупе с Венерой и Марсом были не нужны. Тогда не было не только компьютеров, но и частной космонавтики. Когда в правительстве решали, что "больше не нужно", то больше и не делали. А вот сейчас у NASA есть свой собственный сверхтяжёлый носитель Space Launch System, и тем не менее почему-то миллиардер Илон Маск методично продолжает гнуть свою линию, и ему абсолютно не интересно, кто там наверху считает, что "Starship не нужен". Он правильно сориентировался на планете, где всем правят деньги.