Первой попыткой реализации такой идеи было создание системы «Спейсшаттл». Несмотря на прекрасно выполненную работу, эту попытку едва ли можно назвать удачной. По первоначальному проекту стоимость запуска системы не должна была превышать 10 миллионов долларов, и, соответственно стоимость доставки на орбиту 1 килограмма полезного груза предположительно составляла около 350–450 долларов, вместо 5000 при доставке полезного груза с помощью одноразовых ракет. Но жизнь показала, что это слишком оптимистичная оценка: только эксплуатационные расходы (то есть без учета расходов на разработку машины, подготовку производства и прочего) и стоимость пусков системы составляют около 400 миллионов долларов и, соответственно, стоимость доставки 1 килограмма полезного груза на орбиту — около 13 000 долларов на килограмм. То есть по сравнению с проектным замыслом стоимость доставки полезного груза на орбиту с помощью системы «Спейсшаттл» оказалась в 30–40 раз больше!
Главными причинами такого ошеломляющего «превышения сметы» явились применение значительного количества одноразовых элементов, очень сложная конструкция, собираемая в районе старта из четырех частей, требующая сложной подготовки и испытаний перед запуском, анализа хода полета и управления машиной в полете, недостаточная автоматизация работ на космодроме, неоправданно трудоемкая роль служб космодрома в процессе подготовки, испытаний, запуска и управления в полете. Во всех этих процессах должно участвовать большое количество высококвалифицированных и высокооплачиваемых специалистов. Следует, справедливости ради, сказать, что наша аналогичная система «Буран» не отличается от «Шаттла» в лучшую сторону.
Тут вспоминается легенда о возникновении этой подражательной идеи у нас. Уже говорилось об идее фикс Каманина (ВВС), будто бы самим богом ВВС предназначалось поставлять экипажи нашим разработчикам космических кораблей и орбитальных станций, которая трансформировалась в предложение о том, что ВВС должны стать заказчиками и кораблей, и станций, то есть организацией, выдающей заказы на их разработку и изготовление, а следовательно, и организацией, через которую расходуются деньги. То есть у ВВС появилось желание занять такое же положение, какое ракетные войска стратегического назначения занимают относительно ракетной промышленности: РВСН являются заказчиками боевых ракет. Надо сказать, что С. П. подогревал эти настроения, чтобы в Министерстве обороны были две конкурирующие группы, обращающиеся к нему, — ракетчики и ВВС. До этого времени военная приемка у нас, персонал космодрома и сам космодром принадлежали военным ракетчикам.
Эта трансформация идеи фикс ВВС была совсем близка к положению: ракета это полет, а полет — это ВВС, а следовательно, ВВС должны стать заказчиком и ракет для космических кораблей и станций, и эти ракеты должны быть крылатыми, как и самолеты.
Поэтому появление сообщений о разработке «Шаттла» в Соединенных Штатах было манной небесной для ВВС. Они ринулись к тогдашнему министру обороны А. А. Гречко: враги делают «Шаттл», надо и нам. Как правило, заказы ВВС осуществлялись по такому принципу, поэтому наша авиация и плелась в хвосте американской: авиационные генералы не в состоянии были выдавать новые идеи, а подглядывать за потенциальным противником, красться за ним — это вполне в духе наших вояк. Но Гречко был человек трезвомыслящий и послал их по всем осям.
Через некоторое время ребята оправились от испуга и пошли к Д. Ф. Устинову, тогда секретарю ЦК по оборонным вопросам. И он, естественно, послал их в том же направлении. Тогда они проникли к Брежневу. Убеждали его, что «Шаттл» это на самом деле не транспортная система, а оружие. Дескать, выводят американцы «Шаттл» на орбиту с наклонением плоскости орбиты к экватору 28 градусов. Такое наклонение определяется тем, что запуски его осуществляются с космодрома во Флориде, и это означает, что трасса полета «Шаттла» не поднимется выше широты 28 градусов и, следовательно, никогда не проходит над нашей территорией, она проходит южнее Москвы примерно на 2500 км. Мы к этому привыкаем и никаких мер не принимаем. Но… «Шаттл», возвращаясь в атмосферу, может сделать боковой маневр до 2500 километров. И когда они решат, «Шаттл» может сделать маневр и сбросить водородную бомбу на Москву: Политбюро нет, Кремля нет!.. Вот какой коварный замысел у наших врагов — одним ударом покончить с СССР и выиграть третью мировую войну. А ваши недальновидные подчиненные — Устинов и Афанасьев — этого не понимают (на свое начальство, на Гречко, жаловаться побоялись!). И «дальновидный» генсек вызвал к себе Устинова и Афанасьева, отечески пожурил и дал указания. Так началось «Буранное дело».
Более бредового обоснования придумать трудно. Одной бомбой выиграть мировую войну? Как бы ни оценивать американских генералов и политиков, они до такого маразматического плана додуматься не могли. И наше начальство тоже это понимало, все понимали бессмысленность повторения шаттловской ошибки. Но приняли к исполнению — деньги-то пошли. Более того, сражались насмерть за возможность участия в этом позорном деле, особенно за то, чтобы возглавить его: им впереди светила карьера, возможность выбиться на «самый верх»!
Для «Спейсшаттл» была выбрана одна из компромиссных многоступенчатых схем. На первой ступени работают двигатели двух твердотопливных ускорителей, и двигатели, питаемые водородом и кислородом из баков центрального блока. Причем водородно-кислородные маршевые двигатели размещаются в третьей ступени: в самолете. После выгорания топлива ускорителей они отделяются и, можно сказать, начинается участок второй ступени, на котором продолжают работать двигатели, питаемые водородом и кислородом из центрального блока. Когда топливо в баках центрального блока кончается, маршевые двигатели выключаются, центральный блок сбрасывается. Довыведение на рабочую орбиту осуществляется за счет работы корректирующего двигателя из баков с высококипящими компонентами третьей ступени.
Корпуса пороховых ускорителей после их отделения совершают полет по баллистической траектории, входят в атмосферу, тормозятся, у них раскрываются парашюты, и на парашютах они приводняются в океане.
Потом морские корабли буксируют их к суше, и они могут по идее после восстановительного ремонта и установки в них твердого топлива повторно использоваться. Предполагалось, что в этой схеме будет экономиться примерно сорок процентов расходов на изготовление пороховых ускорителей. Но ясных сообщений о том, что это осуществляется после каждого пуска, мне встречать не приходилось.
Центральный блок после отделения от третьей ступени входит в атмосферу, часть его сгорает во время торможения в атмосфере, а остатки падают в океан. Так что после доставки груза на орбиту назад возвращается практически только третья ступень системы «Спейсшаттл», которой и является самолет «Шаттл».
На основании анализа недостатков одноразовых носителей и системы «Спейсшаттл» складывается представление о качествах, которыми должна обладать хорошая ракета-носитель, обеспечивающая доставку на орбиту полезного груза с минимальными затратами и с максимальной надежностью.
Она должна быть системой многоразового использования, способной совершать 100–1000 полетов. Многоразовость с целью снижения затрат на каждый полет (расходы на разработку и изготовление распределяются на количество полетов) и одновременно с целью повышения надежности выведения полезного груза на орбиту: каждая поездка на автомобиле и полет самолета подтверждают правильность его конструкции и качественное его изготовление. Следовательно, можно снижать затраты на страхование полезного груза и на страхование самой ракеты. По настоящему надежными и недорогими в эксплуатации машинами могут быть только многоразовые, такие, как паровоз, автомобиль, самолет.
Она должна быть одноступенчатая. Это требование, так же как и многоразовость, связано и с минимизацией расходов, и с обеспечением надежности. Действительно, если ракета многоступенчатая, то даже если все ее ступени благополучно возвращаются на Землю, то ведь перед каждым стартом их надо собирать в единое целое, и проверить правильность сборки и функционирования процессов разделения ступеней после сборки невозможно, так как при каждой проверке собранная машина должна рассыпаться. Не испытываемые, не проверяемые на функционирование после сборки, соединения становятся как бы одноразовыми. И пакет, соединенный узлами с пониженной надежностью, тоже становится в какой-то степени одноразовым. Если ракета многоступенчатая, то расходы на ее эксплуатацию больше, чем на эксплуатацию одноступенчатой машины. Во-первых, для одноступенчатой машины не требуются расходы на сборку. Во-вторых, не нужно выделять на поверхности Земли районы приземления для посадки первых ступеней, а следовательно, не нужно платить за их аренду, за то, что эти районы не используются в хозяйстве. В-третьих, нет необходимости платить за транспортировку первых ступеней к месту старта. В-четвертых, заправка многоступенчатой ракеты требует более сложной технологии, большего времени. Сборка пакета и доставка ступеней к месту старта не поддаются простейшей автоматизации и, следовательно, требуют участия большего количества специалистов при подготовке такой ракеты к очередному полету.
Ракета должна использовать в качестве топлива водород и кислород, в результате горения которых на выходе из двигателя образуются экологически чистые продукты сгорания при высоком удельном импульсе. Экологическая чистота важна не только для работ, проводимых на старте, при заправке, в случае аварии, но и в не меньшей степени во избежание вредного воздействия продуктов сгорания на озоновый слой атмосферы.
Маршевый двигатель ракеты должен иметь достаточно оптимальную высотную характеристику, с тем чтобы на каждой высоте полета иметь максимальный удельный импульс.
Схема полета ракеты также должна быть наиболее оптимальной, требующей, с одной стороны, минимума топлива для выведения ракеты на орбиту, а с другой не требующая топлива для схода ракеты с орбиты, возвращения на космодром и, соответственно, не требующая установки тормозного или корректирующего двигателя.