Космодром Байконур
Байконур — один из крупнейших космодромов мира. С его стартовых площадок 4 октября 1957 г. был запущен первый искусственный спутник Земли, совершил первый в мире полет в космос Ю. А. Гагарин, стартовали в неизведанные просторы Вселенной на космических кораблях «Восток», «Восход» и «Союз» советские летчики-космонавты. Отсюда были осуществлены запуски автоматических космических станций в сторону Луны, Марса и Венеры, различных по своему назначению, использованию и применению искусственных спутников Земли.
На территории космодрома имеется ряд стартовых комплексов, технических позиций и командно-измерительных комплексов. Стартовые комплексы служат для доставки космических летательных аппаратов на стартовую площадку, установки на пусковую систему, испытаний, заправки и пуска.
На технических позициях обеспечиваются прием, хранение и сборка ракет-носителей и космических аппаратов, их испытания, заправка и пристыковка. Здесь размещаются монтажно-испытательный корпус, заправочная станция космических объектов, компрессорная станция, электросиловая или трансформаторная подстанции, служебные здания.
В командно-измерительный комплекс входя г измерительные пункты, находящиеся на космодроме. На этих пунктах установлены радиотелеметрические станции, радиоприемные и радиопередающие устройства, системы антенн, телевизионные установки, линии автоматической обработки получаемых данных, вычислительные машины, аппаратура службы единого времени, средства связи, источники электропитания.
На космодроме живут и трудятся те, кто первым закладывал фундамент стартовой площадки и строил Звездоград.
Сюда, к космодрому, тянутся живые нити тесных связей работников космодрома с многими научно-исследовательскими институтами, конструкторскими бюро, заводами, организациями, учреждениями.
История создания космодрома Байконур восходит к началу 1950-х гг., когда встал вопрос о создании новой стартовой площадки, способной обеспечить отработку в короткие сроки нового поколения ракет-носителей, космических аппаратов и начать практическую повседневную эксплуатацию космических средств.
В 1954 г. руководством страны было принято решение о создании нового космодрома и была образована Государственная комиссия по выбору места его дислокации. Эту комиссию возглавил В.И. Вознюк. Как и при выборе места для полигона Капустин Яр в 1946 г., было всесторонне обследовано несколько районов страны, в том числе на Дальнем Востоке, Северном Кавказе, в Прикаспии. Выбор пал на район поселка Тюра-Там Кзыл-Ординской области Казахстана. Об этих местах Ч. Айтматов в "Буранном полустанке" писал так:
"Поезда в этих краях шли с востока на запад и с запада на восток... А по сторонам от железной дороги в этих краях лежат великие пустынные пространства Сары-Озеки. Серединные земли желтых степей. В этих краях любые расстояния измеряются применительно к железной дороге, как Гринвичскому меридиану... А поезда шли с востока на запад и с запада на восток..."
В феврале 1955 г. этот исторический выбор был официально узаконен соответствующим постановлением правительства, а уже в июне того же года на Байконур прибыла первая оперативная группа специалистов во главе с первым начальником будущего космодрома генералом А.И. Нестеренко.
Из воспоминаний А.И. Нестеренко о первых днях пребывания на Байконуре: "Первое впечатление было удручающее — степь, такыры, солончаки, пески, колючки и ветер, иногда переходящий в песчаную бурю, бесчисленное множество сусликов и ни одного дерева."
Такое удручающее впечатление произвела первая встреча с Байконуром на боевого генерала-фронтовика, а что же переживали сотни и тысячи молодых выпускников вузов и военных училищ, приехавших вслед за ним в эти выжженные степи, да еще нередко с городскими девочками — женами?! Многие из них говорили, что "вряд ли в целом мире найдется место более чуждое для человеческой жизни, чем эта бескрайняя степь, кишащая змеями, черепахами, скорпионами и сусликами..."
Интересна реакция СП. Королева на сетования таких пессимистов: "Все вы ужасные прозаики. И как эту прозу выбить из вас, ума не приложу. Где найдешь еще такой благодатный уголок для будущих космических пусков, где свыше трехсот дней в году лазурно-ясное небо, а ночью из глубины Вселенной на тебя смотрят мириады звезд? Да ты представляешь, что здесь развернется!"
Ответственность за создание космодрома на уровне высшего руководства страны была возложена на маршала артиллерии М.И. Неделина.
Руководителем строительства космодрома был назначен известный военный строитель Г.М. Шубников.
Срочно наращивались подъездные пути ближайшего глухого полустанка Тюра-Там для приема тысяч вагонов со строительными материалами и техникой. Небывалыми темпами началось строительство. Проектирование, изготовление и заказ оборудования и непосредственно строительство велись практически одновременно. Естественно, что опыта проектирования и строительства таких объектов не было и столь высоких требований к оборудованию по прочности, стойкости к агрессивным средам и климатическим условиям ранее не предъявлялось. За несколько первых месяцев были созданы автомобильные дороги, подведены железнодорожные пути к будущим технологическим объектам, начато строительство первого стартового комплекса. Уже через четыре месяца стартовое сооружение было сдано под монтаж пускового оборудования. А к концу 1956 г. практически было завершено создание первоочередных объектов космодрома.
В это же время шло формирование и интенсивное обучение специалистов основных испытательных, научно-исследовательских и обеспечивающих служб. Научное направление космодрома возглавил А.А. Васильев, опытно-испытательное — А.И. Носов, службу анализа испытаний — В.А. Боков, общее руководство и координацию всех служб — A.M. Войтенко, материально-техническое обеспечение — Н.Н. Васильев. Все они — энтузиасты, влюбленные в ракетную технику, отменные организаторы и первоклассные специалисты.
К моменту начала отладки и испытаний наземного оборудования и подготовки к испытаниям ракетных систем практически были созданы и подготовлены для этой работы все основные службы полигона. В марте — апреле 1957 г. были проведены отладка, настройка, регулировка сотен узлов, агрегатов и систем технического и стартового комплексов космодрома, завершившиеся автономными и комплексными испытаниями. Вместе с испытателями космодрома в этой работе принимали самое непосредственное и активное участие специалисты научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, проектных организаций и заводов-изготовителей.
И вот свершилось!
15 мая 1957 г. в 18 ч 50 мин со стартового комплекса космодрома Байконур состоялся первый пуск многоступенчатой баллистической ракеты. Первый стартовый комплекс сдал экзамен на "отлично"! Лишь двадцать восемь месяцев потребовалось для того, чтобы построить необходимые сооружения, смонтировать и испытать технологическое оборудование, подготовить обслуживающий персонал, сформировать испытательные службы и провести первый пуск. А уже 21 августа 1957 г. с этого же старта ушла вторая многоступенчатая ракета Р-7, ставшая основной для осуществления космических программ на ближайшие десятилетия, — знаменитая "семерка".
Но даже после двух исторических пусков Байконур формально, да и фактически, еще не стал космодромом. Рождение Байконура как космодрома состоялось и было признано всем миром 4 октября 1957 г., когда на орбиту был выведен первый искусственный спутник Земли (ИСЗ). Второй ИСЗ был запущен 3 ноября того же года.
За 40 лет существования космодрома сотни раз бескрайние степи Байконура содрогались от гула и озарялись на сотни километров пламенем уходящих в космос ракет. Многие из этих стартов были первыми: первый спутник, первый человек в космосе, первый групповой полет, первый выход в открытый космос, первые лунники, первые интернациональные экипажи.
Сейчас на Байконуре создано и функционирует несколько десятков технических и стартовых комплексов, предназначенных для сборки, подготовки пусков ракет-носителей типа "Союз", "Протон", "Циклон", "Зенит", "Энергия" с различными космическими объектами.
Технический комплекс ракеты-носителя и космических аппаратов типа "Союз" включает в себя, прежде всего, монтажно-испытательный корпус с рабочими местами для одновременной сборки и испытаний нескольких ракет-носителей и космических аппаратов. По принятой у нас в стране технологии сборка ракет-носителей производится в горизонтальном положении. Для этого монтажно-испытательный корпус оснащен соответствующим монтажно-такелажным, стыковочным и крановым оборудованием. В технический комплекс входят также заправочно-нейтрализационная станция космических аппаратов, зарядно-аккумуляторная станция, станция пневмо-вакуумных испытаний и ряд вспомогательных сооружений и систем.
Прошедшая полный цикл проверок, с проверенным и заправленным космическим аппаратом ракета-носитель на транспортно-установочном агрегате с технического комплекса перевозится на старт. Транспортно-установочный агрегат представляет собой железнодорожную платформу нормальной колеи с подъемной стрелой, переводимой в вертикальное или горизонтальное положение.
Перемещение платформы от технической позиции до старта осуществляется обычным тепловозом.
Стартовое сооружение с пусковым устройством для ракеты-носителя "Союз" является наиболее сложным в техническом отношении и оригинальным по своей конструкции. Это многоэтажное железобетонное здание, верхняя часть которого находится на уровне стартовой площадки, с широким проемом в центре, который переходит в односкатный глубокий газоход. На верхней части стартового сооружения — "балконе-козырьке" расположено уникальное пусковое устройство. На подвижной круговой части пускового устройства шарнирно закреплены четыре откидывающиеся опорные фермы. Эти фермы подводятся к средней части, вывешенной установщиком, в вертикальном положении ракетно-космической системы. Верхние части четырех ферм при их полном подведении замыкаются в так называемое силовое кольцо, которое удерживается в замкнутом состоянии тяжестью самой ракеты после передачи ее массы с установщика на стартовую систему.
С началом подъема ракеты при старте нагрузка на силовое кольцо снимается и опорные фермы самопроизвольно, под действием противовесов, раскрываются, давая проход ракете-носителю.
На поворотной части пускового устройства также шарнирно установлены две многоярусные фермы обслуживания с полукольцевыми площадками на различных уровнях. В вертикальном положении эти площадки ферм обслуживания, сомкнувшись вокруг ракеты, дают возможность кругового обслуживания по всей высоте и периметру ракеты-носителя и космического аппарата. Для доставки грузов, инструмента, экипажей и обслуживающего персонала фермы оснащены грузовыми и пассажирскими лифтами. После проведения необходимых работ на старте фермы обслуживания разводятся и перед пуском опускаются в горизонтальное положение.
На той же поворотной части расположены и кабель-мачты, служащие для подвода и подключения к ракете-носителю кабельных, пневматических, дренажных и других коммуникаций. Они отстыковываются автоматически и откидываются под действием противовесов. На этажах и в помещениях стартового сооружения размещено оборудование стационарных систем заправки, термостатирования, дистанционного управления, пожарозащиты, газоснабжения и т.п. В проеме, на несколько метров ниже поверхности старта, над газоходом смонтирована выдвигающаяся площадка, называемая кабиной обслуживания. Эта многоярусная площадка предназначена для работ в зоне нижней части ракеты-носителя, в основном с двигательными установками.
Работу технического и стартового комплексов обеспечивают несколько общетехнических систем.
Управление всем комплексом, проведение контрольно-проверочных испытаний, подготовка пуска и пуск осуществляются дистанционно из командного пункта. Все процессы, команды, операции контролируются, документируются, записываются на пленку и отражаются на телеэкранах.
В самых общих чертах технология работ на старте сводится к следующему. Ракетно-космическая система на транспортно-установочном агрегате тепловозом доставляется на стартовый комплекс. Установщиком ракета-носитель с космическим аппаратом переводится в вертикальное положение и к ней подводятся четыре опорные фермы. Смыкается силовое кольцо, и на него передается масса ракеты, опускается стрела установщика, и установщик отъезжает. Выдвигается кабина обслуживания, поднимаются в рабочее вертикальное положение фермы обслуживания. Подключаются все виды питания, заправочные коммуникации, связь, управление, термостатирование, телевидение и т.д. Проводятся предстартовые проверки ракеты-носителя, космического аппарата и всех систем наземного комплекса. После этого начинаются самые ответственные операции по заправке ракеты-носителя компонентами топлива. Процесс заправки ведется дистанционно, в автоматическом режиме и непрерывно контролируется и документируется по расходам топлива, его температуре, давлению и т.д. По окончании заправки отсоединяются заправочные магистрали и приводятся в исходное состояние кабина и фермы обслуживания. Если готовится к пуску пилотируемый космический корабль, то примерно за два часа до старта производится посадка экипажа.
После команды "Ключ на старт" начинается предпусковая циклограмма, по которой последовательно система телеметрии фиксирует исходное состояние ракетно-космического комплекса, продуваются азотом трубопроводы подачи топлива в камеры сгорания двигателей ракеты-носителя, закрываются все дренажи баков ракеты и прекращается ее подпитка криогенными компонентами топлива. Затем включаются турбонасосные агрегаты двигательных установок, топливо подается в камеры сгорания. Начинает работать бортовая система управления ракеты-носителя, и осуществляется еще один, последний на Земле, телеметрический контроль готовности к работе всех бортовых систем.
Отводятся заправочная и кабельная мачты, все системы ракеты переходят на бортовое питание и автономное управление. Компоненты топлив поступают в камеры сгорания двигателей, срабатывают зажигательные устройства, воспламеняющие топливную смесь, начинают работу двигатели. Через секунды они выходят на режим, и ракета-носитель плавно начинает подъем. Раскрываются фермы пускового устройства, и космическая система, резко набирая скорость, с ревом и пламенем устремляется в неведомый космос.
С момента старта средства командно-измерительного комплекса получают и обрабатывают телеметрическую информацию с борта. На начальном участке полета непрерывно идет информация о состоянии элементов ракетно-космической системы, траектории выведении и прогноз будущей орбиты космического аппарата. Затем все эти функции подхватывают стационарные и подвижные пункты командно-измерительного комплекса страны и, при необходимости, Центр управления полетами.
Наблюдая за работой систем и агрегатов стартового комплекса, СП. Королев как-то сказал: "Только талантливые люди могли создать такую технику, умную и нежную, как мать." По праву эти слова Главного конструктора космических систем относились и к Владимиру Павловичу Бармину — создателю почти всех стартовых комплексов на отечественных космодромах.
Весомейшим вкладом космодрома Байконур в освоение космоса явились пуски ракет-носителей "Протон" с межпланетными станциями к Луне, Венере, Марсу, а также долговременными орбитальными станциями "Салют" и "Мир".
Под новую мощную ракету-носитель "Протон" на космодроме потребовалось создать новые уникальные технические и стартовые комплексы.
Эти комплексы состоят из набора тех же сооружений и систем, что и для ракеты-носителя "Союз". Однако класс ракеты "Протон", ее конструктивные особенности повлияли на генеральный план наземного комплекса, конструкцию многих наземных технологических систем и агрегатов, а следовательно, и на технологию работ с ракетой-носителем и космическим аппаратом.
Например, монтажно-испытательный корпус для сборки и испытаний ракет и орбитальных станций представляет собой многопролетное сооружение промышленного типа длиной около полукилометра, шириной до 200 м и высотой более 30 м. Здание оснащено самыми совершенными системами поддержания температурно-влажностного режима, контрольно-испытательным оборудованием, пневмо-вакуумным центром, энергооборудованием и т.п.
Ракета-носитель "Протон" в отличие от "Союза" собирается с помощью оригинального горизонтального стапеля, основной частью которого является поворотное устройство. Центральный блок ракеты закрепляется на стапеле и последовательно поворачивается вокруг своей продольной оси на определенный угол, а снизу поочередно подводятся и стыкуются шесть боковых блоков первой ступени.
Такая прогрессивная конструкция и технология сборки позволяют на минимальных производственных площадях, с минимальным составом технологического оборудования довольно быстро собрать сложную систему. Собранная, проверенная и состыкованная с заправленным космическим аппаратом ракета-носитель "Протон" на железнодорожном транспортном агрегате в сопровождении вагона термоста-тирования тепловозом доставляется на старт. Здесь также имеется ряд существенных особенностей по сравнению с конструкцией и технологией работ на стартовом комплексе ракеты-носителя "Союз".
Во-первых, ракетно-космическая система доставляется на простейшей и дешевой платформе, а устанавливается на пусковое устройство стационарным установщиком, подъемная стрела которого с гидросистемой вмонтированы непосредственно в сооружение старта.
Во-вторых, все проверочные работы с ракетно-космической системой на старте производятся с многотонной подвижной многоярусной башни обслуживания, охватывающей ракету и космический аппарат вкруговую по всей высоте. Зоны обслуживания защищены от ветра и атмосферных осадков, что гарантирует надежность проведения технологических операций и комфортность ведения работ. Башня подводится и отводится по специальному железнодорожному пути широкой колеи с помощью электрического привода.
В-третьих, ракета-носитель устанавливается (а не подвешивается, как "Союз") на гидроопоры пускового устройства и фиксируется в нижней части специальными механическими захватами, удерживающими ракетно-космическую систему до момента пуска.
В-четвертых, в связи с тем, что ракета-носитель "Протон" имеет более совершенную автономную систему управления, обеспечивающую разворот ракеты по азимуту во время полета, в стартовой системе отсутствует сложный и дорогой механизм — поворотный круг.
В-пятых, этот стартовый комплекс полностью избавлен от кабель-заправочных и заправочных мачт. Их здесь заменяет механизм стыковки, представляющий собой набор электро- и пневмоплат, размещаемый в пусковом устройстве под торцом ракеты. Механизм стыковки при установке ракеты надежно соединяется с ответной частью в хвостовой части ракеты, обеспечивая контакт более пяти тысяч электрических и пневматических коммуникаций. При подъеме ракеты, в начале старта, механизм стыковки 1,5...2 с поднимается вместе с ракетой-носителем, а затем пневмоустройствами отбрасывается вниз и плотно захлопывается лепестками бронированных крышек. Эти закрывшиеся стальные лепестки образуют рассекатель газовой струи пускового устройства.
Еще одной особенностью этого наземного комплекса является то, что в ракетах-носителях "Протон" применяются высокотоксичные компоненты ракетных топлив, такие как четырехокись азота (окислитель) и несимметричный диметилгидразин (горючее). Это также наложило соответствующие особенности на конструкцию и технологию заправочных систем, применяемые материалы, защитные средства обслуживающего персонала. Чем достигается безопасность работ? Все емкости, трубопроводы, арматура заправочных систем проверяются на полную герметичность; заправка ведется по замкнутому циклу, исключающему выход вредных паров в помещения или атмосферу; организован отбор этих паров и их сжигание; комплекс оснащен высокоэффективными автоматическими системами газового контроля и т.п.
Время проведения всех операций на стартовом комплексе по подготовке к пуску ракеты-носителя "Протон" составляет 4...5 суток. Оптимальное разделение технологических операций по подготовке ракеты-носителя и космических аппаратов между техническим и стартовым комплексами позволяет обеспечить минимальное время подготовки ракетно-космического объекта к пуску, высокую надежность и безопасность работ, минимальную стоимость эксплуатационных расходов.
Первый пуск ракеты-носителя "Протон" с тяжелым космическим аппаратом был проведен с нового стартового комплекса космодрома Байконур 16 июля 1965 г. За прошедшие после этого годы этот комплекс интенсивно использовался для обеспечения научных и народнохозяйственных космических программ, в том числе при запусках тяжелых космических объектов типа "Протон", "Луна", "Венера", "Марс", "Экран", "Горизонт", "Мир", "Салют" и др.
15 мая 1987 г. весь мир облетело сенсационное сообщение об успешном первом испытании сверхмощной советской ракеты-носителя "Энергия". Потенциальный полезный груз этой ракеты-носителя настолько велик, а затраты на выведение на орбиту единицы полезного груза настолько малы, что это событие ознаменовало наступление новой эры в освоении космоса.
15 ноября 1988 г. эта сверхтяжелая ракета-носитель была использована для вывода на околоземную орбиту 30-тонного многоразового орбитального корабля "Буран" (в беспилотном варианте).
Такому выдающемуся космическому прорыву суждено было осуществиться во многом благодаря уже существовавшей на космодроме наземной испытательной базе для реализации этой программы. Программе "Энергия"—"Буран" предшествовала грандиозная, но малоизвестная лунная программа Н-1.
В мае 1961 г. президент Соединенных Штатов Америки Дж. Кеннеди провозгласил важнейшей национальной программой высадку человека на Луну. В 1964 г. аналогичная программа была утверждена и в СССР. Наша лунная программа планировалась состоящей как бы из двух частей: первая — облет Луны на космическом корабле, запускаемом ракетой-носителем "Протон", и вторая — посадка и возвращение лунного модуля с одним космонавтом.
Первая часть программы была практически отработана, а вторая после высадки двух американцев на Луне 20 июля 1969 г. потеряла как научный, так и практический смысл.
Чтобы достигнуть хотя бы аналогичного эффекта, нужны были ракета-носитель грузоподъемностью не менее 100 т и соответствующие наземные объекты, строительство которых было начато на Байконуре в 1964 г. Таких объемов строительно-монтажных работ космодром еще не знал. За короткий срок был построен, по существу, сборочный завод ракет-носителей, технический и стартовый комплексы.
Чтобы представить, какими должны быть стартовая система, установщик, заправочные системы, башня обслуживания, приведем лишь некоторые габаритно-массовые характеристики фантастической ракеты-носителя Н-1: максимальный диаметр первой ступени 17 м, высота около 100 м, масса около 2000 т. Грандиозный проект близился к осуществлению.
21 февраля 1969 г. был произведен первый пуск универсальной ракеты Н-1, закончившийся пожаром в хвостовом отсеке. Последующие три пуска в 1970, 1971 и 1972 гг. закончились также неудачно. При этом следует отметить, что все системы и агрегаты наземного комплекса Байконура подтвердили высокую надежность и работоспособность. В мае 1974 г. работы по Н-1 были временно приостановлены, а в 1976 г. полностью прекращены. Уникальный наземный комплекс, законсервированный на длительное время, ждал своего часа. И этот час настал!
В конце 1970-х гг. были начаты работы по реконструкции оставшихся от Н-1 и созданию новых наземных объектов космодрома Байконур под МРКК "Энергия" — "Буран".
В нескольких километрах от бывшего стартового комплекса ракеты-носителя Н-1 началось строительство гигантского стенда. Состав стендовых систем в принципе соответствует стартовым, разница лишь в том, что они работают в более тяжелых условиях — в режиме длительных огневых испытаний, а не кратковременного пуска.
Отсюда требования по увеличению запасов компонентов ракетных топлив и газов, повышенный ресурс и надежность систем, абсолютная бесперебойность энергоснабжения, увеличенная емкость систем контроля, измерений, обеспечения безопасности.
Сам стенд представляет собой многоэтажное наземное и подземное сооружение, насыщенное электронной, проверочно-испытательной аппаратурой с односкатным газоходом глубиной более 40 м. Сложнейшим устройством является стендово-пусковая система, основу которой составляют гидроустройства с захватами, обеспечивающими длительное, в течение нескольких десятков секунд, удержание ракеты-носителя при работе двигателей на номинальном режиме полета. А это — гигантские усилия "на отрыв", ведь двигатели развивают при этом тягу более 40 тыс. км. В то же время на отражатель газоотводного лотка действуют температурные, акустические и механические нагрузки от пламени и газов работающих двигателей. Малейшая неточность в расчетах, брак в изготовлении и сборке комплекса, ошибка в алгоритме работы системы управления, небрежность эксплуатационных служб могут обернуться гигантской катастрофой. Ведь взрыв смеси тысяч тонн кислорода и водорода произойдет не где-то на высоте 100... 150 км, а непосредственно на земле, на стенде. Поэтому все, начиная с генплана стендового комплекса и кончая степенью защиты и надежности конструкций сооружений и систем, подчинено главной задаче — обеспечению надежности и безопасности стендовых испытаний.
Например, наиболее сложный и важный объект комплекса — криогенный центр, который принимает, хранит, поддерживает кондицию, анализирует, заправляет тысячи тонн жидких азота, кислорода и водорода. Он спроектирован и размещен следующим образом. Шаровые емкости центра сгруппированы в три самостоятельных хранилища (кислорода, азота, водорода), разнесенных на безопасное расстояние. При этом между кислородными и водородными емкостями размещено хранилище с инертным азотом. Все шаровые емкости находятся вне помещений и хорошо продуваются со всех сторон. Надежно работают системы газового контроля, пожаро- и взрывопредупреждения и контроля вакуумных полостей и криогенных емкостей и трубопроводов. Практически все соединения — сварные; приборы и оборудование систем управления, связи, телевидения, освещения — во взрывобезопасном исполнении.
Командный пункт, из которого ведутся все подготовительные работы по заправке ракеты-носителя, заправка и сами огневые испытания, расположен на расстоянии трех километров от стенда и имеет надежную защиту на случай возможного взрыва при испытаниях.
Для обеспечения всех видов подготовительных работ, начиная от внешнего осмотра ракетно-космической системы и кончая фрагментами комплексных электрических испытаний, возможностью проведения ремонтных работ или замены отдельных узлов системы, на стенде предусмотрена подвижная башня обслуживания. Она представляет собой платформу с двумя несущими колоннами и многочисленными ярусами сводящихся вокруг ракеты и корабля балконов. Башня оснащена грузовыми и пассажирскими лифтами, а также башенным краном для производства монтажно-такелажных работ. Перемещается башня по специальному железнодорожному пути с помощью электрического привода.
Одновременно с созданием стендового комплекса начались реконструкция и дооборудование бывшего старта Н-1. Первая трудность, с которой столкнулись конструкторы, проектировщики и строители, — это необходимость использования трех газоходов и центрального рассекателя имеющегося старта для нормального пуска ракеты-носителя с асимметрично расположенными двигателями на первой ступени ракеты-носителя "Энергия". Точный газоаналитический расчет расположения ракеты-носителя на стартовом сооружении, применение жаропрочных бетонов, сложная восьмигранная конфигурация рассекателя пламени и 40-метровая глубина трех расходящихся под углом 120° газоходов позволили с успехом использовать стартовое сооружение с минимальными переделками. Заново был создан криогенный центр, аналогичный стендовому, обеспечивающий прием, хранение, переохлаждение, заправку и слив в объемах нескольких тысяч тонн жидких кислорода, водорода и азота.
Серьезным доработкам по увеличению объемов хранящихся компонентов, а также надежности и безопасности работ подверглись системы заправки керосином, сжатыми газами, термостатирования, пожаротушения и т.д. Была существенно реконструирована стопятидесятиметровая поворотная башня обслуживания ракеты-носителя и корабля. Потеряв половину своей высоты, она пополнилась дополнительными выдвижными площадками обслуживания и новыми коммуникациями.
На стартовом сооружении появилась многометровая стационарная кабель-заправочная мачта с площадками обслуживания, дистанционно-автоматическим их подводом и отводом. Причем одна из площадок, по которой идет подпитка ракеты-носителя жидким водородом, отводится в момент подъема ракеты. В связи с этим тем более совершенны и надежны должны быть ее конструкция и качество изготовления.
Полностью была заменена контрольно-проверочная, испытательная и пусковая аппаратура в сотнях помещений пяти этажей стартового сооружения, заново спроектированы, изготовлены и введены в строй автоматическая система газового контроля и система пожаро-и взрывопредупреждения.
Пришлось демонтировать и заменять новыми сотни обеспечивающих общетехнических систем, соответствующих по своим характеристикам уровню технологических систем. Это, прежде всего, системы гарантированного бесперебойного энерго-, тепло- и водоснабжения, связи, телевидения, пожаротушения и т.д.
На сравнительно небольшом строительном "пятачке" необходимо было одновременно демонтировать старые оборудование и сооружения и строить десятки новых сооружений, монтировать сотни новых технологических и общетехнических систем. Стройплощадка напоминала большой муравейник, где в плотной песчаной пыли и под палящим солнцем двигались сотни кранов, копошились тысячи монтажников и строителей. На первый взгляд — какой-то хаос, полная неразбериха! Но на самом деле — все разумно, целенаправленно, подчинено единому замыслу. Эта согласованность действий была достигнута комплексным планированием всего объема работ — от проектирования до сдачи объекта в эксплуатацию.
Проектировщики вспоминают, что на планирование было затрачено три месяца и при этом разработано 136 квадратных метров сетевых графиков, в которых "по полочкам" были разложены около 20 тысяч событий. И как ни была трудна и напряженна работа проектировщиков, конструкторов, изготовителей оборудования, обслуживающего персонала, стартовый комплекс был сдан к моменту готовности пуска МРКК "Энергия" — "Буран".
Четырехпролетный основной монтажно-испытательный корпус ракеты-носителя внешне остался практически нетронутым, кроме сравнительно небольших пристроек. Однако внутренняя начинка (механическая и электронная) была полностью заменена. Конфигурация, размеры, компоновка ракеты-носителя Н-1 и "Энергии" совершенно различны. Если в Н-1 баки сферические, то в "Энергии" — цилиндрические и несущие. В Н-1 схема расположения ступеней последовательная, а в "Энергии" — пакетная. Поэтому все сварочные и сборочные стенды, средства внутрицеховой транспортировки и обслуживания пришлось заменить. Принципиально новая система управления ракеты-носителя, сконструированная на новой элементной базе 1980-х гг., привела к полной замене контрольно-испытательной и проверочной аппаратуры технического комплекса.
Монтажно-заправочный корпус (МЗК), предназначенный для заправки орбитального корабля и оснащения отдельными средствами ракеты-носителя, выполнен по прогрессивной технологии из навесных панелей. Здание представляет собой промышленное однопролетное сооружение с металлическим каркасом, рассчитанным на большие нагрузки при возможных аварийных ситуациях. Ширина здания около 80 м, длина 150 м и высота 70 м.
Монтажно-испытательный корпус орбитального корабля построен по такой же технологии, что и МЗК. Корпус оснащен механическим и электронным оборудованием, необходимым для досборки, установки отдельных узлов, подклейки теплоизоляционных плиток, проверки всех систем орбитального корабля. Размеры корпуса 254x112 м. Лабораторные помещения общей площадью 48 тысяч квадратных метров размещены по периметру здания. Рядом с монтажно-испытательным корпусом орбитального корабля был создан комплекс огневых контрольных испытаний орбитального корабля, обеспечивавший контрольные проверки двигательных установок "Бурана" перед пуском и проведение послепусковых профилактических работ с кораблем.
Для обеспечения посадки орбитального корабля после выполнения программы на Байконуре был создан специальный посадочный комплекс и дооборудованы в качестве запасных посадочные полосы в Крыму и на Дальнем Востоке.
Посадочный комплекс на Байконуре — это, прежде всего, взлетно-посадочная бетонная полоса длиной 4500 м и шириной 84 м. Причем толщина высокопрочного бетона в зависимости от напряженности участка 26...32 см. Прочность этого бетона в полтора—два раза выше прочности бетона, применяемого для бетонных полос обычных аэродромов. Кроме того, к качеству поверхности полосы были предъявлены исключительно жесткие требования: на трехметровой длине полосы отклонение по горизонтали не должно превышать 3 мм (обычные требования до 10 мм). Строительно-дорожная техника не могла обеспечить такого качества. Пришлось все 378 тыс. кв. м полосы сверхпрочного бетона шлифовать, как паркет, специальными машинами-фрезеровщиками с рабочей поверхностью, состоящей из 130 алмазных кругов диаметром 50 см.
В 1982 г. было начато строительство полосы. 15 ноября 1988 г. в 9 ч 25 мин на эту полосу была совершена благополучная и точная посадка в автоматическом беспилотном режиме первого отечественного корабля многоразового использования "Буран".
Транспортабельные блоки и элементы ракеты-носителя "Энергия" доставляют на аэродром транспортным самолетом или по железной дороге. В монтажно-испытательном корпусе космодрома проводятся их расконсервация, входной контроль, сборка и испытания. Параллельно на самолете-транспортировщике на космодром доставляется орбитальный корабль "Буран" и специальным автотранспортером транспортируется для проверок и предполетной подготовки в монтажноиспытательный корпус орбитального корабля.
В одном из пролетов монтажно-испытательного корпуса полностью собранная и испытанная ракета-носитель "встречается" для стыковки с орбитальным кораблем "Буран", полностью проверенным и прошедшим "огневые" испытания на контрольно-испытательном комплексе. Состыкованный комплекс со сборочного стенда перекладывается на установщик и транспортируется в МЗК, где производятся установка пиросредств и заправка орбитального корабля всеми компонентами топлива и газа (за исключением криогенных, которые подаются в топливные баки корабля на старте). Все операции с ракетой-носителем и орбитальным кораблем в МЗК осуществляются на установщике без каких-либо перегрузок.
Из монтажно-заправочного корпуса ракетно-космическая система поступает на стендовый комплекс, где происходят проверка, заправка и кратковременный пуск двигателей ракеты-носителя — "прожиг".
После анализа телеметрической и другой информации система на установщике транспортируется на старт, где вновь производятся необходимые проверка, заправка ракеты-носителя и орбитального корабля, а также пуск.
После выведения орбитального корабля на заданную орбиту и выполнения им (в автоматическом или пилотируемом режиме) программы полета осуществляются маневрирование с помощью двигателей и вхождение орбитального корабля в атмосферу в заданном районе относительно посадочного комплекса. Посадка производится по самолетному типу.
После посадки проводят экстренное послеполетное обслуживание орбитального корабля (охлаждение, слив топлива и т.п.) и транспортировку его на комплекс огневых контрольных испытаний, а затем в монтажно-испытательный корпус орбитального корабля для послеполетного обслуживания и подготовки к новому полету.
С созданием многоразовой ракетно-космической системы "Энергия" — "Буран" отечественная космонавтика получила не только сверхмощное средство выведения в космос многотонных грузов (грузоподъемность в 5 раз больше, чем у "Протона"), но и средство возвращения их на Землю. Это крупнейшее научно-техническое достижение многочисленных конструкторских бюро, научно-исследовательских и проектных институтов, заводов-изготовителей, строительных организаций, специалистов-испытателей — всех, кто создавал эту уникальную технику, обеспечивал ее испытания и первые пуски.
Развитие космонавтики с самого начала шло широким фронтом. Одновременно с созданием системы "Энергия" — "Буран" на Байконуре строился наземный комплекс для ракет-носителей среднего класса нового поколения "Зенит", способных вывести на опорную околоземную орбиту (200 км) полезный груз массой 15 т. Ракета "Зенит" построена по схеме последовательно расположенных ступеней и существует в двух вариантах: двухступенчатом ("Зенит-2") и трехступенчатом ("Зснит-3"). В качестве компонентов топлива используется экологически чистая пара — жидкий кислород и керосин. Диаметр ракеты — 3,9 м, высота "Зенита-2" — 57 м, "Зенита-3" -61,4 м.
Особенности наземного комплекса "Зенит": заправка всех ступеней ракет-носителей осуществляется через хвостовую часть ракеты; установка ракеты производится стационарным установщиком; стыковка всех гидро-, пневмо- и электрокоммуникаций на старте проходит автоматически; процессы подготовки и пуска на старте максимально автоматизированы и обеспечивают работы в оптимальное время. Стартовое сооружение имеет односкатный газоотводный лоток незначительного заглубления, так как в момент пуска в зону пламени работающих двигателей подается водяная завеса, снимающая большую часть тепловых, акустических и механических нагрузок на газоход. Главным конструктором наземного комплекса ракеты-носителя "Зенит" был В.Н. Соловьев.
Космодром Байконур — это не только технические и стартовые позиции, стенды и заправочные станции, поля падения и посадочные комплексы. В 25...30 км от специальной технологической зоны на берегу быстрой и мутной Сырдарьи расположен современный жилой город Ленинск — административный центр космодрома, начавший свою жизнь в 1955 г. с палаток, землянок, вагончиков и бараков. Трудно представить, что в пустыне, за тысячи километров от промышленных центров уже 40 лет живет многотысячный город с дворцами культуры, кинотеатрами, спортивными комплексами, филиалом вуза и техникумами, школами, детскими садами и больницами.
Население города с самого начала быстро росло, приезжала молодежь. Средний возраст жителей в 1960-е гг. был в пределах 23—24 лет, поэтому неудивительно появление большого числа "байконуровцев", родившихся на космодроме. В первую общеобразовательную школу г. Ленинска в сентябре 1956 г. пришло 132 ученика, а через 7 лет — три тысячи.
Во все стороны от центральной площади города, где расположены административное здание управления космодромом и одна из лучших гостиниц города, расходятся многочисленные улицы, многие из которых носят имена первопроходцев-строителей и испытателей: А.И. Носова, Е.И. Осташова, А.А. Ниточкина, Г.М. Шубникова, В.М. Комарова и др. В городе установлены памятники выдающимся ученым и конструкторам, чья жизнь и работа были связаны с космонавтикой и космодромом: СП. Королеву, М.К. Янгелю, первому космонавту Ю.А. Гагарину.
Космодром Байконур был и остается крупным научным центром, имеющим соответствующую материально-техническую базу. Сюда приезжали и длительное время работали видные ученые: М.В. Келдыш, СП. Королев, И.В. Курчатов, Н.А. Пилюгин, М.К. Янгель, Г.Н. Бабакин, В.Н. Челомей, В.П. Глушко, В.П. Бармин, В.Н. Соловьев, Б.Н. Петров, В.Ф. Уткин, О.Г. Газенко и др.
Байконур стал первым международным космодромом. В разные годы его посещали выдающиеся политические и государственные деятели многих стран Европы, Азии, Америки. Первым таким гостем 25 июня 1966 г. был президент Франции генерал Шарль де Голль. Почетному гостю рассказали об истории космодрома, показали первый "гагаринский" стартовый комплекс, исторические места. Президент Франции стал свидетелем пуска ракеты-носителя с космическим аппаратом "Космос-121". По словам очевидцев, дс Голль был потрясен увиденным. Этот визит вошел в историю космодрома.
Позднее на космодроме побывали президенты Франции Жорж Помпиду, Жискар д'Эстсн, Франсуа Миттеран, президент Финляндии М. Койвисто, премьер-министр Индии Индира Ганди и др.
В тесном сотрудничестве с ведущими научными и конструкторскими организациями страны ученые-экспериментаторы Байконура внесли достойный вклад в отечественную науку и технику. За выдающиеся результаты в деле испытаний космических средств сотрудники космодрома А.И. Носов, А.С Кириллов, В.А. Боков, А.А. Шумилин, Е.И. Николаев, А.Б. Березин удостоены звания Героев Социалистического Труда; В.А. Булулуков, А.П. Завалишин, А.А. Шумилин, СВ. Лимонт, В.И. Меньшиков, В.Я. Хильченко, Ю.Н. Сергунин, В.А. Недобежкин, В.И. Катаев — лауреатов Государственной премии.
Большое внимание организации и проведению опытно-испытательных работ, обеспечению безопасности на всех этапах отработки ракетно-космической техники на космодроме уделял А.А. Максимов — первый начальник Космических частей Министерства обороны, ставших в 1992 г. Военно-космическими силами России.
Большой личный вклад в развитие космодрома Байконур внес Г.С. Титов, который с 1973 г., будучи заместителем начальника Главного управления космических средств, отвечал за строительство на космодроме как технологических, так и жилищно-бытовых объектов. Как председатель Государственной комиссии по отработке ракетно-космического комплекса "Зенит" он с первых дней строительства в течение нескольких лет до приема комплекса в эксплуатацию, по существу, руководил строительством наземных объектов комплекса и координировал работу конструкторов и испытателей.
В последнее время Россия испытывает трудности в связи с тем, что космодром Байконур оказался на территории суверенного государства Республики Казахстан. Несмотря на наличие договора между Россией и Казахстаном об аренде Байконура, дальнейшее осуществление отечественной космической программы будет затруднительно. В связи с этим принято решение о создании нового российского космодрома на Дальнем Востоке, в районе г. Свободный Амурской области, в 7777 км от Москвы. По имени этого города космодром получил звучное наименование "Свободный". В феврале 1996 г. ему официально придан статус 2-го Государственного испытательного космодрома.
В настоящее время в районе строительства нового космодрома имеется жилой городок на шесть тысяч человек, сеть местных автомобильных и железных дорог, системы связи, энерго- и водоснабжения. На расстоянии 70 км расположен аэродром I класса "Украинка", способный принимать большегрузные самолеты.
Существующая инфраструктура космодрома в течение двух-трех лет должна быть изменена для обеспечения запусков ракет-носителей легкого класса "Рокот".
В дальнейшем на космодроме предполагается создать универсальные стартовый и технический комплексы для подготовки и запуска ракет легкого, среднего и тяжелого классов, базу производства и хранения ракетных топлив, вычислительный центр, узел связи, измерительный комплекс, аэродром, госпиталь.
По предварительным оценкам, стоимость создания космодрома составляет 4 триллиона рублей (в ценах 1994 г.). Финансирование будет осуществляться из бюджета Российского космического агентства и Минобороны. Сроки строительства — не менее восьми лет.
По оценкам экспертов, в первые пять-шесть лет развития космодрома потребуется около 30 тыс. специалистов, а в дальнейшем их число увеличится до 80... 100 тыс. человек.
Но не все вопросы создания нового космодрома могут быть решены только приоритетным финансированием и привлечением опытных специалистов-испытателей. Еще до начала развертывания больших работ по космодрому следует решить ряд серьезных вопросов по экологии, безопасности, материально-техническому снабжению, созданию строительной базы и т.д.
|
|
Читайте в рубрике «Космодромы»: |