Буран: разбор полёта Разбор полёта

Листайте

Он мог спасти весь «Мир» — по частям. Он не был «советским шаттлом», как его часто называли. И он никогда не стоял в Парке Горького, как все думали. Он — «Буран». И 15 ноября 1988 года он совершил свой первый и единственный полёт.

«Мир» внутри

«Бу­ран» — мно­гора­зовый кос­ми­чес­кий ко­рабль, спо­соб­ный как дос­тавлять раз­личные гру­зы на ор­би­ту, так и воз­вра­щать их на Зем­лю. Специалисты считают, что ракетоплан гипотетически мог спас­ти «Мир»: в его грузовой отсек спокойно поместился бы любой модуль советской орбитальной станции, за­топ­ленной в 2001 го­ду. В том же отсеке конструкторы предлагали для пилотируемых испытательных полётов разместить спускаемый аппарат «Союза». В случае нештатной ситуации это позволило бы экипажу «эвакуироваться» с орбиты.

Максимальная стартовая масса: Масса полезного груза: Масса возвращаемого груза: Длина: Размах крыльев: Высота (на шасси): Экипаж: 105 т 30 т 20 т 36,4 м 24 м 16,5 м 2–10 чел.
Вращайте

«Бу­ран» предполагалось использовать не только для пе­ревоз­ки эки­пажей кос­ми­чес­ких стан­ций или возвращения на Зем­лю от­ра­ботав­ших спут­ни­ков, но и для военных целей. Имен­но с боевым по­тен­циалом ра­кетоп­ла­нов связана спеш­ка, с ко­торой в СССР раз­ра­баты­вали ана­лог аме­рикан­ских Space Shuttle («Космический челнок»).

Сопоставление размеров некоторых пилотируемых космических объектов
mks.tass.ru 0 10 20 м

Прог­рамму «Энер­гия — Бу­ран» запустили в 1976 го­ду, че­рез пять лет пос­ле стар­та прог­раммы Space Shuttle. И несмотря на внешнее сходство, система, разработанная советскими инженерами, существенно отличалась от американской.

Путь наверх

«Энергия — Буран» и Space Shuttle были новаторскими космическими системами, значительно отличавшимися от своих предшественников с точки зрения конструкции. Но в основе каждой из них по-прежнему лежал прин­цип ра­боты мно­гос­ту­пен­ча­тых ра­кет, опи­сан­ный Кон­стан­ти­ном Циол­ков­ским ещё в на­чале XX ве­ка. Вывод челноков на орбиту обеспечивали двухступенчатые комплексы. И если Space Shuttle взлетали за счёт твердотопливных ускорителей и собственных маршевых двигателей, работавших на топливе из внешнего бака, то советские разработчики объединили функции этих блоков в «Энер­гии» — двухступенчатой ра­кете-но­сителе. Она позволила «Бурану» отказаться от громоздких маршевых двигателей в пользу бо­лее функциональной сис­те­мы ор­би­таль­но­го ма­нев­ри­рова­ния.

Мощность двигателей «Энергии — Бурана»
Первая ступень (4 боковых блока): Вторая ступень (центральный блок): Довывод на орбиту (орбитальный корабль): Максимальная стартовая масса: 2960–3224 тонн-силы (тс) 592–760 тс 17,6 тс 2400 т
Мощность двигателей Space Shuttle
Первая ступень (2 твердотопливных боковых ускорителя): Вторая ступень (орбитальный корабль с внешним топливным баком): Довывод на орбиту (орбитальный корабль): Максимальная стартовая масса: 2660–3100 тонн-сил (тс) 510–640 тс 6,1 тс 2040 т

В обеих системах довывод на орбиту осуществлялся за счёт маневровых двигателей самого корабля. Это позволяло не засорять околоземное пространство отработавшими ступенями, делая взлёт относительно «экологичным». Отделившиеся блоки либо сгорали в атмосфере, либо возвращались на Землю для ремонта и повторного использования. У Space Shuttle было предусмотрено многоразовое использование первой ступени, похожую схему планировалось реализовать и в комплексе «Энергия — Буран».

Этапы выхода на орбиту «Бурана»
250 км 200 км 150 км 100 км 50 км Земля 1 2 3 4 5 6 Запуск двигателей первой и второй ступени «Энергии» Точка 1: Старт, начало разгона и набора высоты Точка 2: Выключение двигателей и отделение 4 блоков первой ступени Точка 3: Выключение двигателей второй ступени Точка 4: Отделение корабля от второй ступени Точка 5: Довывод на орбиту короткими импульсами орбитальных двигателей Точка 6: Орбитальный полёт
Этапы выхода на орбиту Space Shuttle
250 км 200 км 150 км 100 км 50 км Земля 1 2 3 4 5 6 Запуск маршевых двигателей орбитального корабля Точка 1: Запуск блоков первой ступени, старт, начало разгона и набора высоты Точка 2: Отделение 2 блоков первой ступени Точка 3: Выключение маршевых двигателей орбитального корабля Точка 4: Отделение внешнего топливного бака Точка 5: Довывод на орбиту короткими импульсами орбитальных двигателей Точка 6: Орбитальный полёт

При этом преимуществом советской системы было то, что «Энер­гия» не име­ла стро­гой при­вяз­ки к «Бу­ра­ну» и при необ­хо­димос­ти мог­ла вы­вес­ти на ор­би­ту лю­бой дру­гой гру­з мас­сой до 105 тонн.

Предел полезной нагрузки (тонн), выводимой на низкую околоземную орбиту

Суммарная мощность двигателей «Энер­гии» — 170 миллионов лошадиных сил. Этого хватило бы даже для запуска лунных и межпланетных миссий. Но ракета взле­тела лишь дваж­ды: во вре­мя пер­во­го ис­пы­тания 15 мая 1987 го­да и 15 ноября 1988-го — с «Бу­раном».

«Энергия — Буран» на космодроме «Байконур»
Старт системы «Энергия — Буран»

Ис­то­ричес­кий по­лёт этого «дуэта» мог сос­тоять­ся на 17 дней раньше, 29 ок­тября. Но тогда ав­то­мати­ка от­ме­нила за­пуск «Энер­гии» за 51 се­кун­ду до стар­та, об­на­ружив не­полад­ку в од­ной из сис­тем. 15 нояб­ря старт ракеты и вы­вод ракетоплана на расчётную ор­би­ту прошли в штат­ном ре­жиме, нес­мотря на сложные погодные условия — сильный ветер и туман.

«Падение» с орбиты

Ор­би­таль­ная часть по­лёта была наибо­лее пред­ска­зуемой для конс­трук­то­ров. К 1988 го­ду бла­года­ря запускам «Союзов» в этой сфе­ре бы­ло накоплено дос­та­точ­но опы­та, и ма­ло кто сом­не­вал­ся, что «Бу­ран» справится с этой задачей. Поэто­му ко­рабль про­был на орбите всего 94 минуты, хо­тя был спо­собен на­ходить­ся в космосе до 30 су­ток.

2 оборота вокруг Земли совершил «Буран»

Всех вол­но­вала по­сад­ка, ко­торая дол­жна бы­ла впер­вые в истории прой­ти полностью в ав­то­мати­чес­ком ре­жиме: пилотов в кабине «Бурана» не было. Успех операции за­висел от дей­ствий бор­то­вого компь­юте­ра и ра­боты на­зем­ных сис­тем на­вига­ции. В этом, кстати, ещё одно принципиальное отличие «Бу­рана» от Space Shuttle: в последнем автоматическая посадка не предусмотрена.

Александр Лавейкин,
лётчик-космонавт, участник программы «Буран»
У американцев основной режим управления кораблём ручной. У нас основной режим — автоматический. По плану пилот просто сидит на подхвате, даже ручку не держит. Почему? Потому что как только он берётся за штурвал, автоматическая система «Бурана» отключается.

По сути, возвращение с орбиты любого космического корабля — это падение. «Буран» начинал снижаться на скорости, почти в 30 раз превышающей скорость звука. Сектором, в котором он сойдёт с орбиты, определялась и точка его приземления: основная — Байконур или одна из запасных — в Крыму или в Приморье. Изменить место посадки после входа в атмосферу было уже невозможно — у «Бурана» (как и у Space Shuttle) отсутствовали авиационные двигатели. После начала снижения ракетоплан взял курс на космодром Байконур.

Этапы приземления «Бурана»
250 км 200 км 150 км 100 км 50 км Низкая околоземная орбита Условная граница атмосферы Земля 1 2 3 4 5 Орбитальный полёт Точка 1: Разворот корабля двигателями по курсу, тормозной импульс, начало снижения Точка 2: Выключение двигателей, разворот корабля носом по курсу, подготовка к вхождению в плотные слои атмосферы Точка 3: Вход в плотные слои атмосферы, интенсивное торможение, нагрев обшивки корабля Точка 4: Полёт в режиме планирования, выход на посадочную траекторию Точка 5: Мягкая посадка на ВПП

Пережить воздействие раскалённой плазмы при прохождении плотных слоёв атмосферы кораблю помогала термозащитная плитка со специальным покрытием. Она препятствовала проникновению тепла внутрь корпуса ракетоплана, что поз­во­ляло ему вы­дер­жи­вать нагрев до 1260 °C. Для защиты «Бурана» было изготовлено 37 500 плиток. За время полёта корабля всего шесть из них было потеряно и ещё около ста — повреждено.

Тепловая защита (вид сверху)
Белая плитка (крупная): Белая плитка (малая): Иллюминатор: до 370 °C до 700 °C до 750 °C
Тепловая защита (вид снизу)
Чёрная плитка: Носовой обтекатель и передняя кромка крыла: до 1260 °C до 1650 °C

Наиболее напряжённым для наблюдателей оказался момент, когда «Буран» при приближении к взлётно-посадочной полосе резко отклонился от заданного курса, повернув не в ту сторону. Действия бортового компьютера были настолько неожиданными, что сотрудники ЦУПа даже предлагали взорвать корабль, считая, что автоматика вышла из строя. По воспоминаниям ведущего разработчика «Бурана» Глеба Лозино-Лозинского, несколько человек уже начали готовить для ТАСС сообщение о том, что полёт закончился неудачей. Но чел­нок сделал плавную петлю и аккуратно приземлился на полосу, опередив расчётное время задания всего на 1 секунду.

205 минут длился полёт корабля

Позже выяснилось, что причиной неожиданной смены курса «Бурана» стала информация о сильном ветре, поступившая на бортовой компьютер с наземных станций. Автоматика корабля учла её и оперативно поменяла траекторию на более безопасную.

Направление ветра Взлётно-посадочная полоса Проекция расчётной траектории Направление ветра Точка расчётного касания полосы Взлётно-посадочная полоса Реальная траектория «Бурана» Проекция реальной траектории Точка остановки (Смещение от оси на 5 м влево) Точка реального касания (Смещение от оси на 9,4 м вправо) 1620 м 4500 м 80 м 20 км 10 км 4 км

На протяжении всего финального этапа полёта, в том числе во время незапланированного манёвра корабля, его сопровождал МиГ-25 под управлением лёт­чика-испытателя Ма­гомеда Тол­боева. Уни­каль­ные кад­ры, снятые из кабины этого истребителя, бы­ли пре­дос­тавле­ны нам Те­лес­ту­дией Рос­космо­са.

Съёмка «Бурана» с борта МиГ-25
Александр Лавейкин,
лётчик-космонавт, участник программы «Буран»
Полоса там идеальная. Когда она строилась, солдаты шлифовали её вручную, я своими глазами видел. Когда Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский проверял её качество, то он поставил на капот машины стакан с водой и проехал по полосе. Вода не пролилась. Такое было качество.
Посадка «Бурана»

Посадка прошла гораздо мягче, чем ожидалось, из-за этого тормозные парашюты, которые должны были раскрыться от продавливания стоек шасси при первом же касании полосы, сработали только спустя 9 секунд после приземления, когда челнок уже начал терять скорость. Так «Бу­ран» стал пер­вым в ис­то­рии орбитальным ко­раб­лём, ус­пешно вы­пол­нившим при­зем­ле­ние в ав­то­мати­чес­ком ре­жиме.

Один за всех

Предполагалось, что «Буран» станет альтернативой дорогостоящим одноразовым запускам: ресурс корабля был рассчитан на 100 полётов по маршруту «Земля — Космос — Земля». Столько же полётов могли совершить экземпляры «Буря» и «Байкал», но они так и не были запущены в космос. В 1992 году преимущественно из-за нехватки финансирования про программу орбитальных челноков забыли.

1% своего ресурса отработал «Буран»

«Бурана» больше нет: в 2002 году корабль был погребён под об­ломка­ми обрушившейся крыши мон­тажно-ис­пы­татель­но­го кор­пу­са на Бай­ко­нуре. Всё, что осталось от легендарной советской программы, — это «Буря» и «Байкал», простаивающие в ангарах, и серия габаритных макетов корабля, часть из которых стала музейными экспонатами.

Лётные экземпляры Макеты и тестовые экземпляры

Стартовый комплекс «Энергия — Буран» на Байконуре также не используется. Хотя ещё 30 лет назад многие предполагали, что запуски орбитальных кораблей будут проводиться чуть ли не каждый месяц.

Энергия — Буран на стартовом столе

Сотни технологий, созданных специально для советского ракетоплана, продолжают использоваться в самых разных сферах: от авиации и машиностроения до сельского хозяйства. И несмотря на то, что программы орбитальных челноков ушли в прошлое, история многоразовых космических устройств продолжается. Разработчики по-прежнему активно тестируют возвращаемые блоки и создают новые модели кораблей, рассчитанные теперь уже не только на околоземные, но и на дальние космические полёты.