Наука и техника

В космос из океана

«И всё-таки она вертится»

Вынесенная в эпиграф фраза, приписываемая (возможно, ошибочно) Галилею, напоминает нам, что наша Земля не пребывает в неподвижности во Вселенной, а вместе с нами и всем прочим на ней располoжившимся вращается вокруг собственной оси, причём с немалой постоянной скоростью. Как известно, линейная скорость любой точки вращающегося твёрдого тела прямо зависит от её удаления от оси вращения. Т.е., чем дальше удалена данная точка от оси вращения, тем большую линейную скорость получает она при неизменном числе оборотов тела, которому принадлежит. Применительно к Земле это означает, что наибольшую линейную скорость имеют точки земной поверхности, расположенные на экваторе. Естественно, что и воздействующие на находящиеся здесь предметы центробежные силы тоже наибольшие. Этим очевидным преимуществом решили воспользоваться при запуске в космос спутников Земли и иных космических объектов. Чтобы заставить спутник вращаться на околоземной орбите, его необходимо разогнать до первой космической скорости (7,9 км/сек). Для этого надо затратить уйму энергии, сжечь многие тонны ракетного топлива, т.е. понести огромные материальные (в том числе, естественно, финансовые) затраты. Поэтому грех не воспользоваться той дармовой частью энергии, что безвозмездно даёт нам сама Земля, на своих плечах предварительно разгоняя готовую к запуску ракету со спутником. А чтобы эта добавка была наиболее весомой, надо запускать ракету с экватора, где, как мы уже знаем, центробежные силы наибольшие. Казалось бы, что может быть проще. Но – взгляните на глобус: экватор протяжённостью в 40 000 км составляют 360 град., и только 60 градусов из них приходится на сушу, да и то в таких регионах, которые не слишком пригодны для строительства космодромов (джунгли Центральной Африки и Амозонии). Поскольку 5/6 экватора приходится на океан, задача распадается на две: научиться запускать тяжёлые ракеты с поверхности мирового океана и делать это непосредственно на экваторе.

Предистория

Нельзя сказать, что идея запуска ракет из моря и с экватора так уж нова. С 1967 по 1988 годы США и Италией совместно было выполнено несколько запусков американской ракеты «Скаут» с плавающей стартовой платформы «Сан-Марко», построенной на верфях Италии и поставленной на якоря в Индийском океане в территориальных водах Кении у мыса Рас Нгомени. При этом управление запуском и полётом ракеты осуществлялось со стоящей на некотором удалении второй платформы «Санта-Рита». Происходило это всего на 2-3 градуса южнее экватора. Все пуски прошли успешно, но технические параметры как платформы, так и «Скаута» не могли обеспечить вывод на высокие геостационарные орбиты полезного груза массой более 200 кг, а это по нынешним меркам слишком мало. Была предпринята попытка разработки более мощного «Скаута-2», но проект не продвинулся дальше эскизного и в 1993 г. был закрыт, а обе плавплатформы законсервированы.

Первый в мире коммерческий (т.е. не военный) запуск в космос объектов с находящейся в море подвижной стартовой позиции произошёл 7 июля 1998 г. В этот день с находящейся в подводном положении российской атомной подводной лодки (АПЛ) «Новомосковск» с помощью ракеты «Штиль» (модификация боевой РСМ-54) были выведены на орбиту сразу два телекоммуникационных спутника, изготовленных в Техническом университете Берлина. Суммарная масса обоих спутников составляла всего около 12 кг. В мае 2006 г. с однотипной АПЛ «Екатеринбург» был запущен российский спутник «Компас-2» массой 86 кг. Однако для запуска востребованных ныне многотонных спутников и космических аппаратов различного назначения требуются куда более мощные ракеты-носители, которые в пусковых шахтах АПЛ не разместить. Учитывая это, учёные нескольких ведущих в научно-техническом отношении стран пришли к мысли о необходимости создания нового морского космодрома с неизмеримо большими возможностями, чем могли обеспечить «Сан-Марко» и российские АПЛ.

Рождение «Sеа Launch»

Уже в 1993 г. Россия и США начали консультации о возможной реализации совместного космического проекта. Опыт успешных совместных операций в космосе имелся – программа полёта ЭПАС в 1975 г. Может быть поэтому договорились относительно быстро. К ведущему дуэту присоединились ещё две страны. В итоге сложился такой квартет исполнителей: америкаский Воеing (40% уставного капитала), российская ракетно-космическая корпорация «Энергия» (25%), норвежская судостроительная фирма Кvаеrnеr (20%) и украинские КБ «Южное» с ПО «Южмашзавод» (15% на двоих). Кроме названных основных участников к работе в качестве контрагентов привлекались такие мощные представители российского ВПК как ЦКБ «Рубин», КБСМ (оба из С.Петербурга), московское КБ Транспортного машиностроения и многие другие фирмы. Петербургскому НПО «Аврора», где в те времена работал автор настоящего материала, и непосредственно ему самому довелось соприкоснуться с работами по проекту «Морской старт» на начальном этапе его разработки. Общее руководство проектом осуществляет Воеing. Штаб-квартира всего консорциума разместилась в калифорнийском порту Лонг-Бич (ближайший сосед Лос-Анджелеса), который одновременно явился портом приписки его судов. Начальная стоимость проекта составила 3,5 млрд. USD.

Роли и обязанности исполнителей проекта распределились следующим образом. Несмотря на скромное участие в уставном капитале, вклад Украины в техническом отношении был весьма значителен, поскольку в основу используемого в «Морском старте» ракетного комплекса была взята ракета «Зенит-2С», разработанная в днепропетровском КБ «Южное» под руководством В.Ф. Уткина – знаменитого создателя «Сатаны», «Скальпеля» и других боевых ракет. Однако, «Зенит-2С» не разгоняет запускаемый объект до первой космической скорости, а только выводит его на суборбитальную траекторию. Далее необходимое для вывода в космос ускорение создаёт разработанный и изготовляемый российским НПО «Энергия» разгонный блок. Этим же НПО создана система предстартовой подготовки всего комплекса. Следует отметить, что не менее 60% комплектующих к «Зениту-2С» имеет российское происхождение. Головную часть ракетного комплекса – блок полезного груза создал «Воеing». Норвегия (при участии России) обеспечила морскую составляющую проекта. Она предоставила свою крупнейшую нефтедобывающую платформу «Одиссей», которая была радикально перестроена на принадлежавшем «Кvaеrner» Выборгском судостроительном заводе и превращена в плавучий космодром. Норвегии также принадлежало сборочно-командное судно (СКС) «Sеа Lаunсh Соmmаndег», построенное специально для «Морского старта» на верфях «Кvаеrnеr» в Глазго и дооборудованное на Канонерском заводе С.Петербурга. На борту СКС имеется сборочный цех, в котором во время стоянки судна в Лонг-Биче происходит монтаж ракеты и проверка всех её систем. Затем ракету в горизонтальном положении перегружают на «Одиссей» в ангар, имеющий систему кондиционирования.

«Одиссей» относится к классу полупогружных самоходных судов. Это внушительное сооружение (наибольшая длина 133 м, водоизмещение в полупогружном состоянии более 50 000 т) имеет 78-метровую открытую верхнюю палубу, на которой размещаются ракетный ангар, ёмкости с компонентами ракетного топлива (экологически чистые керосин и кислород), пусковая установка, вертолётная площадка и многое другое. Дизельные двигатели «Одиссея» позволяют ему передвигаться со скоростью до 12 узлов (порядка 22 км/час). Добравшись до места старта, «Одиссей» заполняет свои пантоны забортной водой, увеличивая свою осадку с 7 до 21 м и обретая при этом высокую устойчивость. После старта вода из пантонов откачивается, и платформа своим ходом отправляется в порт приписки. Перед стартом ракету на специальном транспортёре вывозят из ангара и устанавливают вертикально на пусковой установке. Весь участвовавший в предстартовой подготовке персонал покидает в целях безопасности «Одиссей» и переходит на СКС, который удаляется от платформы на 6-8 км. Оттуда подаётся команда на старт ракеты и дальнейшее управление её полётом.

 «Одиссей» покадает Лонг-Бич

«Морской старт» действует

20 июня 1998 г. «Одиссей» покинул Выборг (для чего пришлось углублять фарватер в Выборгском заливе), прошёл Балтику, обогнул Европу и через Суэцкий канал и Красное море вышел в океан. Преодолев Индийский и Тихий океаны, он прибыл в Лонг-Бич. Туда же, но более коротким путём (через Атлантику и Панамский канал) прибыло СКС. Здесь они встретились со всеми частями ракетного комплекса, доставленными из России, Украины и США. Выполнив необходимые подготовительные работы, суда вышли к месту будущего старта, которое было выбрано в точке с координатами 0 градусов широты (т.е. непосредственно на экваторе), 154 градуса западной долготы. Ближайшая к месту старта суша – остров Рождества. 28 марта 1999 г. был успешно выполнен первый демонстрационный запуск ракеты со спутником «Demo Sat» массой 4,5 тонны. Затем в октябре того же года прошёл, и также вполне успешно, первый коммерческий пуск. Далее в течение 2000 – 2008 гг. состоялось 29 запусков в космос различных объектов массой от 2,7 до 5,9 тонн. При этом большинство спутников выводилось на высокие (до 36 тыс. км) геостационарные орбиты. Встав на подобную орбиту, спутник практически постоянно остаётся над одной точкой земной поверхности, что важно для коммуникационных спутников, ретрансляторов и т.п.

Большинство запусков прошло успешно, но бывали и аварии. Первая из них случилась 12 марта 2000 г., когда у нормально стартовавшей ракеты не сработала вторая ступень, ракета отклонилась от курса и была подорвана имеющейся на ней автоматической системой самоликвидации. Естественно, вместе с ней погиб и запускаемый спутник ISO F-1. Вторая авария оказалась много серьёзней. Она произошла 30 января 2007 г. в так называемый 13-й лунный день, когда астрологи не рекомендуют «совершать что-нибудь важное». Но учёные – народ не суеверный, и в 2 часа ночи по московскому времени команда на старт была дана. Ракета со спутником NSS-8 взорвалась на пусковой установке. Столб чёрного дыма поднялся над океаном более, чем на километр. Но когда он рассеялся, с СКС с удивлением увидели, что «Одиссей» почти не пострадал. Если бы подобное произошло при наземном старте (как это не единожды случалось и на Байконуре, и в Плисецке), последствия были бы гораздо тяжелее. А в данном случае «Одиссей» своим ходом ушёл в Лонг-Бич. Однако, финансовые потери в результате этой аварии были очень велики. Тем не менее в дальнейшем успешно прошли ещё 5-6 стартов. Концерн «Sеа Launch» получал немалые доходы и, казалось, крепко стоял на ногах. Но мировой кризис не обошёл и его. 22 июня 2009 г. концерн объявил о начале процедуры cвоего банкротства. Выяснилось, что его долги чуть не вдвое превышают его активы. Руководство рассчитывает, что процесс банкротства позволит концерну на некоторое время забыть о кредиторах и не оставляет надежду поправить за это время свои финансовые дела. А пока концерн собирается продолжать свою деятельность, хотя заказов на запуски спутников становится всё меньше. Будет чрезвычайно обидно, если этот уникальный, прекрасно задуманный и осуществлённый проект прекратит существование.