Буран: разбор полётаРазбор 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 т30 т20 т36,4 м24 м16,5 м2–10 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.ru01020 мСправка

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):Максимальнаястартовая масса:2960–3224 тонн-силы (тс)592–760 тс17,6 тс2400 тСправка
Мощность двигателей Space Shuttle
Первая ступень(2 твердотопливных боковых ускорителя):Вторая ступень(орбитальный корабльс внешним топливным баком):Довывод на орбиту(орбитальный корабль):Максимальнаястартовая масса:2660–3100 тонн-сил (тс)510–640 тс6,1 тс2040 тСправка

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 км200 км150 км100 км50 кмЗемля123456Запуск двигателей первой и второйступени «Энергии»Точка 1:Старт, начало разгона и набора высотыТочка 2:Выключение двигателей и отделение4 блоков первой ступениТочка 3:Выключение двигателей второй ступениТочка 4:Отделение корабля от второй ступениТочка 5:Довывод на орбиту короткимиимпульсами орбитальных двигателейТочка 6:Орбитальный полёт
Этапы выхода на орбиту Space Shuttle
250 км200 км150 км100 км50 кмЗемля123456Запуск маршевых двигателейорбитального корабляТочка 1:Запуск блоков первой ступени,старт, начало разгона и набора высотыТочка 2:Отделение 2 блоков первой ступениТочка 3:Выключение маршевых двигателейорбитального корабляТочка 4:Отделение внешнего топливного бакаТочка 5:Довывод на орбиту короткимиимпульсами орбитальных двигателейТочка 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 км200 км150 км100 км50 кмНизкая околоземная орбитаУсловная граница атмосферыЗемля12345Орбитальный полётТочка 1:Разворот корабля двигателями по курсу,тормозной импульс, начало сниженияТочка 2:Выключение двигателей, разворот корабляносом по курсу, подготовка к вхождениюв плотные слои атмосферыТочка 3:Вход в плотные слои атмосферы,интенсивное торможение, нагревобшивки корабляТочка 4:Полёт в режиме планирования,выход на посадочную траекториюТочка 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 °Cдо 700 °Cдо 750 °C
Тепловая защита (вид снизу)
Чёрная плитка:Носовой обтекательи передняя кромка крыла:до 1260 °Cдо 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 ветраВзлётно-посадочнаяполосаПроекция расчётнойтраекторииНаправление ветраТочка расчётногокасания полосыВзлётно-посадочнаяполосаРеальная траектория«Бурана»Проекция реальнойтраекторииТочка остановки(Смещение от осина 5 м влево)Точка реальногокасания (Смещениеот оси на 9,4 м вправо)1620 м4500 м80 м20 км10 км4 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 экземплярыМакеты и тестовые экземплярыСправка

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.