Наука
Дамир Камалетдинов

Юра, мы всё пропустили: как развивалась и к чему пришла отечественная космонавтика

Как страна пришла от превосходства в космосе до стагнации, но с надеждой.

Ракета «Союз 2.1а» с кораблём «Ю.А.Гагарин»  Фото Роскосмоса

12 апреля 2021 года исполнилось 60 лет с первого полёта человека в космос. В этот день в 1961 году Юрий Гагарин стартовал с космодрома Байконур и открыл эру пилотируемой космонавтики, но СССР в итоге утратил лидерство, а теперь Россия находится в отстающих. Редактор TJ рассказывает о примечательных достижениях отечественной космонавтики и о том, что её может ждать будущем.

Фау-2 как трамплин для всех достижений

Вся советская и американская космонавтика на самом деле обязана технологиям, разработанным в нацистской Германии ещё во времена Великой Отечественной войны. Ракета ФАУ-2 (или А4) Вернера Фон Брауна заложила основу для всей пилотируемой космонавтики, хотя изначально её использовали в военных целях.

Фау-2 на стартовой тележке Фото Getty

Двигатели V2 работали на этиловом спирте, она стала первой в мире баллистической ракетой дальнего действия, но была не очень эффективным оружием — она редко попадала в цель и часто взрывалась в воздухе. После окончания Великой Отечественной войны Фон Браун вместе с командой инженеров сдался США, а в распоряжении СССР оказались сборочные цеха и инфраструктура без документации и технических расчётов.

Но советские конструкторы во главе с Сергеем Королёвым самостоятельно восстановили ФАУ-2 по чертежам и расчётам, даже не имея на руках готовых прототипов. Результатом работы стала ракета Р-1, которая незначительно отличалась от немецкой разработки — она могла улететь на 270 километров против 250 и требовала вдвое меньше сортов разных цветных металлов и стали. С неё началась космическая программа СССР.

Ракета Р-1 на автопоезде Фото Минобороны России

Ракета Р-7 — первый спутник, живое существо и человек в космосе

За Р-1 последовало ещё шесть проектов ракет-носителей для разных целей. Но определяющей для советской пилотируемой космонавтики стала Р-7, способная выводить в космос не только боеголовки, спутники, но и животных, а затем и людей. Её дальность полёта составляла уже три тысячи километров, а масса полезной нагрузки — от трёх до пяти тонн.

«Семёрка» обеспечила СССР первые прорывы в космической программе. Ракеты на основе Р-7 использовали в 1957 году для запуска первого искусственного спутника Земли, потом для запуска первого спутника с собакой Лайкой на борту, а в 1959 году для первого беспилотного полёта на Луну.

Ракета «Восток» на базе Р-7, на которой стартовал Юрий Гагарин Фото Роскосмоса

12 апреля 1961 году модифицированная «семёрка» вывела на орбиту первого человека — Юрия Гагарина. Ракета зарекомендовала себя как надёжная и практически безотказная: с 1957 по 2000 годы более 97% запусков стали успешными. Р-7 применяли для всех известных пилотируемых запусков с территории СССР и используют в России до сих пор — «Союз» это та же модифицированная ракета 1957 года, прошедшая множество модернизаций.

Семейство ракет «Р-7» Изображение NASA

Межпланетные исследования

Советский Союз был пионером не только в изучении орбиты и Луны, но и других планет. В 1970-м году страна стала первой, кому удалось посадить аппарат на Венере и получить данные о температуре на планете — у поверхности она составляла 475 ± 20 °C. «Венера-7» передавал информацию 53 минуты, включая 20 минут с поверхности.

После этого в СССР отправляли ещё несколько миссий на Венеру, многие из которых были первыми в своём роде. «Венера-9» передала первый панорамный снимок с другой планеты, а «Венера-13» — первое цветное изображение и звук с Венеры.

Первая в истории фотография с поверхности Венеры Фото аппарата «Венера-9»

Первое цветное изображение поверхности Венеры Фото аппарата «Венера-13»

Советские аппараты до сих пор остаются единственными, кто передал снимки с поверхности, а СССР совершил больше всех успешных миссий по исследованию Венеры. США лишь единожды удалось совершить посадку, после которой аппарат продолжил передавать данные.

Трудности — посадка на Марс, «Буран» и высадка на Луне

Несмотря на превосходство СССР в космосе, у страны были и не самые успешные миссии. Среди них посадка на Марс: в 1971 году страна предприняла неудачную попытку с «Марсом-2», но тогда аппарат разбился о поверхность из-за ошибки аппаратуры.

Аналогичный зонд «Марс-3» совершил успешную посадку на планету, но передавал данные только 14 секунд — за это время он успел прислать лишь одну строку панорамы. Первый в мире марсоход применить тогда не удалось, а больше миссий с посадкой на Красную планету в СССР не предпринимали.

Первый в мире марсоход — Прибор оценки проходимости Изображение ВНИИМАШ

Помимо посадок, изучение Марса нельзя считать провальным для СССР. Даже в случае с «Марс-3», на орбите остался зонд, который передавал первые данные о поверхности планете, после этого Советский союз запустил ещё несколько миссий из серии «Марс» — все они были успешными, но изучали планету с орбиты.

Одной из главных неудач космической программы СССР можно назвать многоразовый корабль «Буран», сделанный по примеру «Шаттлов». Изначальный проект копировал американскую разработку полностью, но затем конструкция незначительно изменилась из-за специфики запуска и отсутствия необходимых двигателей.

Сравнение «Шаттла» и «Бурана» Изображение NASA

Проект с самого начала не собирались всерьёз применять в пилотируемых миссиях — он должен был стать средством сдерживания, потому что в СССР подозревали у «Шаттлов» исключительно военный потенциал. В Институте прикладной математики АН СССР и НПО «Энергия» тогда посчитали, что челноки могут обеспечить США решающее военное преимущество, поэтому стране нужен был свой ответ.

Челнок выводил на околоземную орбиту 29,5 тонн и мог спускать с орбиты груз до 14,5 тонн. Вес, выводимый на орбиту при помощи одноразовых носителей в Америке, даже не достигал 150 тонн в год, а тут задумывалось в 12 раз больше; ничего с орбиты не спускалось, а тут предполагалось возвращать 820 тонн год…
Это была не просто программа создания какой-то космической системы под девизом снижения затрат на транспортные расходы (наши, нашего института проработки показали, что никакого снижения фактически не будет наблюдаться), она имела явное целевое военное назначение.

Юрий Мозжорин

Единственный полёт «Бурана» состоялся в ноябре 1988 года. Корабль вывела на орбиту самая мощная советская ракета «Энергия», полёт продлился всего 205 минут. Он прошёл в полностью автоматическом режиме: челнок совершил два витка и произвёл посадку на аэродроме возле Байконура.

«Буран» заходит на посадку Фото Роскосмоса

После этого в 1990 году программу закрыли, но, возможно, сворачивание «Бурана» сразу после первого полёта было не неудачей, а верным решением. Главной причиной до сих пор называют финансирование: даже в США «Шаттлы» так и не стали рентабельными и требовали дорогостоящего межполётного обслуживания, а Советский союз тогда переживал финансовые и политические проблемы.

Программа «Энергия» — «Буран» обошлась бюджету по разным оценкам в 14 или в 16,5 миллиарда рублей. По курсу 2016 года это составляло два триллиона рублей, не считая сотен миллионов рублей затрат на постройку челнока, ракеты-носителя и проведение самого запуска. Если бы расходы стали постоянными, то могли бы оказаться фатальными для бюджета космической программы СССР в то время.

Однако настоящим упущением советской космической программы стала высадка на Луне. Королёв начал работать над первой советской сверхтяжёлой ракетой Н-1 ещё до полёта Гагарина, но только в 1964 году лунная гонка стала приоритетом советского руководства: к этому моменту в США уже два года работали над своей программой.

По задумке создателей, ракету можно было использовать в разных целях: Н-1 состояла из пяти ступеней и могла вывести до 75 тонн полезной нагрузки на околоземную орбиту или до 5 тонн на Луну. Однако все четыре испытательных запуска оказались неудачными и в 1974 году советскую лунную программу закрыли, а от Н-1 отказались спустя ещё два года.

Макет Н-1 на стартовом стенде Фото Национального управления разведки США

Всё это время лунная программа оставалась секретной, а о работах над проектом Н-1 рассказали только в 1989 году. После этого в СССР планировали другую лунную миссию на основе ракеты «Энергия», но на неё незадолго до 90-х уже не было финансирования.

«Мир» и МКС как последние отголоски СССР

Космические успехи СССР не ограничивались полётами на орбиту и изучением других планет. Страна также преуспела в обитаемых станциях: в 1971 году Советский союз запустил первую в мире станцию на орбите — «Салют-1». На ней провели всего две экспедиции, но дальнейшие миссии заложили основу для создания серии, а впоследствии и орбитального комплекса «Мир» и «МКС».

Базовый блок мира вывели на орбиту 20 февраля 1986 года. В течение 10 лет к станции пристыковали ещё пять модулей, а в общей сложности она проработала до 2000 года. За это время на станции побывали 104 космонавта из 12 стран.

Станция «Мир» в 1996 году Фото NASA

«Мир» был первой модульной станцией, а также первой станцией, на которой произвели эксперименты над растениями. После развала СССР «Мир» оказался слишком дорогим для России — он требовал 200 миллионов долларов в год, к тому же в 1998 году началась эксплуатация МКС, поэтому в итоге станцию затопили.

Несмотря на то, что Международная космическая станция официально началась уже как российский проект, основу для неё заложили ещё во времена работы над «Миром». Российский сегмент станции представляет собой изменённый проект «Мир-2», работать над которым начали ещё в 80-х. В 90-х Россия уже не могла позволить себе запуск и поддержку самостоятельной орбитальной станции, поэтому Роскосмос договорился с NASA о создании МКС, которая функционирует до сих пор.

Ангара — первая российская ракета

Пожалуй, главным достижением российской космонавтики можно считать ракету «Ангара», которую начали разрабатывать сразу после развала СССР, чтобы не зависеть от других стран. Но её пока с трудом можно назвать успехом для космической программы: она так и не начала летать и пока совершила лишь два полёта.

Второй запуск «Ангары» Фото Минобороны РФ

Разработка «Ангары» с самого начала шла медленно: сначала на неё почти не выделяли финансирования, а потом конструкторы решили изменить компоновку. До первого запуска она добралась лишь в 2014 году, но на этом проблемы не закончились.

В 2019 году начался полный «переезд» производства ракеты из Москвы в Омск, который продолжается до сих пор. Каждую «Ангару» для тестовых запусков изготавливают штучно, а до серийного производства она по самым оптимистичным оценкам может добраться лишь к 2022 году.

В то же время по сравнению с конкурентами на мировом рынке «Ангара» устарела уже на десятилетие, потому что остаётся одноразовой и дорогой. Под неё также пока нет необходимой инфраструктуры для регулярных запусков и даже на этапе тестирования она не удовлетворяет требованиям Минобороны.

Надежда есть — что будет дальше

СССР во многом был первым в космосе: страна постоянно делала то, чего до неё не делал никто — начиная от первого спутника и заканчивая первыми межпланетными миссиями. Получалось не всё, но советское руководство не жалело финансирования на космические разработки и продолжало попытки.

В современной России бюджет на космическую программу бесконечно сокращают: на 2016-2025 годы бюджет сначала утвердили, а потом урезали вдвое с 2,8 до 1,4 триллиона рублей, и продолжают уменьшать финансирование. Ещё хуже обстоят дела с Федеральной программой развития космодромов, затраты на которую уменьшили с 750 до 340 миллиардов рублей.

Роскосмос регулярно отчитывается о перспективных разработках, но почти ни одна из них не доходит даже до стадии испытаний. Например, в 2010-х ведомство одновременно работало над многоцелевым космическим кораблём «Федерация» (бывший «Орёл»), много рассказывало о лунной программе и начало работу над другой ракетой, которую в итоге назвали «Союзом-5».

Макет корабля «Федерация» на выставке МАКС-2013 Фото Федерального космического агентства

Пока в США развивали параллельно сразу несколько коммерческих пилотируемых кораблей, а SpaceX уже во всю летает на Crew Dragon, в России использовали всё те же корабли и ракеты, что и 60 лет назад. Да, с тех пор они прошли значительную модернизацию и остаются невероятно надёжными, но безнадёжно устарели на фоне конкурентов — они одноразовые, в них меньше мест и они дороже. Все эти годы российский космос существовал буквально за счёт остатков наследия СССР.

Российский аналитик по космонавтике Вадим Лукашевич ещё в 2019 году утверждал, что разработка SpaceX может поставить точку в монополии России на рынке пилотируемых пусков к МКС. До сих пор запуски для России были «бесплатными», если на МКС доставляли хотя бы одного иностранца. Одно место в «Союзе» обходилось в 90 миллионов долларов: больше, чем стоит ракета, корабль и запуск вместе взятые. Роскосмос почти десять лет единственный в мире доставлял людей на орбиту, но теперь у него появился лишь первый из многих конкурентов, а значит — придётся что-то менять.

Для нас это была не просто халява — это стало наркотиком. Это позволило нам получать деньги и ничего не делать. И теперь наркотик закончится и мы должны будем что-то сделать. Нам придётся слезть с иглы: если наша экономика сидит на «нефтяной» игле, то космическая программа сидела на игле американских денег.

Вадим Лукашевич

Астронавт Гарретт Райзман, летавший на МКС в том числе на «Союзах», уверен, что ситуация с космической программой в России не такая критическая. В разговоре с TJ он поблагодарил российские корабли за надёжность и отметил, что в Роскосмосе могут гордиться своей работой.

По его мнению, МКС пока продолжит работать, а в ближайшие годы у неё может появиться более коммерческий потенциал. Астронавт отметил факт запуска космодрома «Восточный» и пояснил, что России необходимо вкладываться в развитие отрасли, если она не хочет потерять лидерство.

Я думаю, что России необходимо инвестировать в развитие отрасли для того, чтобы идти в ногу со временем. Например, SpaceX разработали технологию, которая позволяет возвращать ракеты из космоса и использовать их повторно. Европа и Китай также сейчас работают над развитием этого направления. Думаю, это важно и для России.

Гарретт Райзман

Нельзя отрицать, что российская космонавтика пропустила переход на многоразовые системы, пока так и не нашла замену ракетам «Союз», созданным на базе Р-7, и до сих пор не имеет в распоряжении ни одной сверхтяжёлой ракеты, которые понадобятся для межпланетных миссий. Даже при самом оптимистичном сценарии это грозит ещё большим отставанием, но, похоже, это понимают и в Роскосмосе.

Ведомство не согласилось на общий лунный проект с США и её партнёрами, но договорилось о намерениях с Китаем. В отличие от России, он обладает всеми необходимыми технологиями для межпланетных миссий — и недавно доказал на практике, что способен доставлять грузы на Марс.

Кроме того, Роскосмос не оставляет попыток разрабатывать альтернативные «Союзам» ракеты. На очереди — «Союз-5», а также новая «Амур-СПГ» — первая российская ракета на метановом двигателе с возвращаемой первой ступенью. Пока это самая перспективная разработка ведомства, но она находится на ранних этапах — эскизное проектирование хотят закончить лишь к сентябрю 2021 года.

Изображение ТАСС

Если всё получится, Роскосмос может сократить технологическое отставание. Однако перспективы разработки «Амура» пока остаются туманными: её серийное производство смогут наладить не раньше 2026 года, а корабль «Федерация» разрабатывают уже не один десяток лет. У Роскосмоса также есть планы по развитию российского сегмента МКС, но это такие же итеративные проекты-долгострои. А пока Россия летает всё ещё за счёт «Союза».

#космос #колонки #мнения #ликбез #лонгриды #ссср