Аннотация: На основании "Плана ближайших задач по изучению космоса" ОКБ-1 определены предпосылки возможной аварии ракеты Р-5А в районе горы Отортен
ПЕРЕВАЛ ДЯТЛОВА
КТО СТЫРИЛ ВАЛЕНКИ, ГРАЖДАНИН НАЧАЛЬНИК?
ЧАСТЬ 14. ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗМОЖНОЙ РАКЕТНОЙ
АВАРИИ В РАЙОНЕ ГОРЫ ОТОРТЕН
В моей предыдущей статье было сделано заключение, что нет никаких
оснований считать инсценировкой суборбитальные полёты в космос
первых американских астронавтов Шепарда и Гриссома. Их полёты
действительно состоялись и были совершены не только для демонстрации
американского флага в космосе. Это была новая ступенька на американском
пути в космос, на которой были получены новые необходимые результаты
и по части космической техники, и в части медико-биологических проблем.
Врачи тщательно обследовали астронавтов, выискивая какие-либо
физиологические отклонения в их организмах. Шепард первым в мире
управлял космическим кораблём, проверяя работу систем управления и
работоспособность астронавта в космосе. Конструкторам пришлось
дорабатывать конструкцию спускаемых капсул. Со слов Гриссома: пережитые
им вибрации "близко не были настолько серьёзными, как у Эла (Шепарда)".
Как он объяснил, из-за модификации капсулы и сглаживания крепежа к
"Редстоуну". "Эту проблему мы решили, полагаю". Капсула даже выглядеть
стала иначе, что отразилось в её названии - если Шепард летал на капсуле
"Фридом 7" , то Гриссом на капсуле "Либерти Белл 7" (Белл на английском -
колокол). Таким образом, суборбитальные полёты Шепарда и Гриссома были
важными, необходимыми и практически полезными для дальнейшего
поступательного движения американской космонавтики.
А теперь вопрос: почему в советской космической "летописи" отсутствуют
суборбитальные полёты космонавтов? Советская космонавтика опережала
американскую. Шепард летал в космос на три с лишним недели позже Юрия
Гагарина, когда американцам уже было ясно, что человеку в космосе быть -
при всех взлётно-посадочных перегрузках и длительной невесомости. И, тем
не менее, они отправляли в суборбитальные полёты своих астронавтов,
потому что должны были самостоятельно пройти дорогу в пилотируемую
"большую" космонавтику. Никто в космической гонке своими секретами
не делился. А советским первопроходцам не у кого было эти секреты и
подглядывать. Тогда откуда уверенность, что без суборбитальных полётов
можно обойтись? И сразу ответ - не было никакой такой уверенности. Чтобы
в этом убедиться, достаточно прочитать план Особого конструкторского
бюро No1 (ОКБ-1; гл.конструктор С.П.Королёв) от 3 октября 1956 года.
ОКБ-1 полтора месяца назад вместе с опытным заводом No88 выделился из
из НИИ-88 в самостоятельную организацию и, естественно, должен был
представить руководству план своей дальнейшей деятельности. План этот
рассекречен, с ним можно ознакомиться в книге "Первый пилотируемый
полёт". Книга 1. Москва, 2011. Итак, читаем:
"План ОКБ-1 "Ближайшие задачи по изучению космоса"
3 октября 1956 г.
1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОЛЁТЫ НА РАКЕТЕ Р-5А
С ЦЕЛЬЮ ОТРАБОТКИ АППАРАТА ДЛЯ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО
СПУСКА ЧЕЛОВЕКА
1. Разработка эскизного проекта экспериментальной ракеты на базе Р-5А
для отработки баллистического спуска.
2. Разработка эскизных проектов:
а) кабины с устройствами для обеспечения жизненных условий;
б) системы стабилизации кабины;
в) парашютной системы для спуска кабины;
г) системы аварийного спасения;
д) системы управления на активном участке;
е) двигательной установки с дросселированием тяги в полёте;
ж) доработки комплекса наземного оборудования.
3. Изготовление ракеты и её комплектующих элементов
...
4. Проведение экспериментальных полётов человека с баллистическим
спуском:
а) с малой скоростью;
б) с предельной скоростью. "
Разделы плана 2, 4 и 5 пропускаем. Там речь идёт об отработке
планирующего спуска человека и отработке лунных программ. Нам
интересен следующий раздел:
" 3. ЗАДАЧИ ПО СОЗДАНИЮ СПУТНИКА С ЧЕЛОВЕКОМ И
СПУТНИКА-СТАНЦИИ
...
8) Изучение условий жизни на орбите и спуска с орбиты животных на
спутнике ОД-1 (спутник-фоторазведчик - В.А.).
9) Разработка средств обеспечения жизни человека в условиях орбиты
и при спуске.
...
14. Разработка предэскизного проекта экспериментального спутника
с людьми. " (то есть даже не эскизный проект, не говоря уже о
полётах спутника с человеком - В.А.)
Теперь разъяснение по разделу 1. Ракета Р-5А - это геофизическая
ракета для исследования верхних слоёв атмосферы. Создана на базе
ракеты Р-5М. Максимальная её скорость округлённо 2,6 км/сек. То есть
это ракета только для суборбитальных полётов в космос. И весь раздел 1
плана ОКБ-1 именно о суборбитальных полётах в космос. Плюс к этому,
раздел 1 в плане единственный, который заканчивается пунктом о
проведении экспериментальных полётов человека в космос
(с баллистическим спуском). И полёты эти должны состояться задолго до
запуска "спутника с человеком", который в "плане ближайших задач" даже
не предусмотрен. То есть задолго до апреля 1961 года.
Без "проведения экспериментальных полётов человека" на ракете Р-5А вся
работа по разделу 1 Плана является провальной. Все многочисленные пункты
и подпункты первого раздела Плана - это, так сказать, промежуточные
финиши долгой гонки, которые ничего не стоят, если гонщик не добрался до
финиша. Не забываем и о том, что раздел о полётах человека на ракете Р-5А -
это крупная работа сразу после выделения ОКБ-1 из НИИ-88.
Для оценки значимости отсутствия главного результата по первому разделу
Плана необходимо понимать исторический фон его появления. Экономика
Советского Союза была плановой. Правда, и тогда случались заведомо
невыполнимые благоглупости. Вспомним хотя бы "через 20 лет мы будем жить
при коммунизме". Но всё это были не планы, а манифесты. Реальные же планы
- подписанные, утверждённые, согласованные с соисполнителями,
обеспеченные финансированием и прочими ресурсами, - такие планы были
обязательны к исполнению. В противном случае немедленно прилетали
"оргвыводы": трудовой коллектив лишался премий и других "плюшек", а
ответственные лица могли схлопотать по административной или по партийной
линии.
С ОКБ-1 могло оказаться ещё драматичнее. Запросто могла случиться ситуация:
"Есть мнение, что ОКБ-1 в составе НИИ-88 работало эффективней. А решение о
его выделении из НИИ было ошибочным. Что скажет по этому вопросу товарищ
Королёв?" Допустить такое товарищ Королёв категорически не хотел. Поэтому,
как все благоразумные люди того времени, не включал в свои планы проекты с
неясной перспективой их выполнения. Работы по таким проектам проводились
в "предплановом" порядке, как работа над заделами. Например, в том же Плане
отсутствуют всякие упоминания о работе по системе мягкой посадки
спускаемого аппарата, хотя известно, что такие работы в то время велись, но
до приемлемого результата было ещё далеко. По этой причине можно уверенно
полагать, что полёты человека на ракете Р-5А считались С.П.Королёвым "со
товарищи" делом безусловно достижимым в ближайшем будущем. Таким же,
как и внесённые в План пункты о разработке спутника-станции (прообраз МКС)
и работы по схождению спутников. Всё это в окончательном виде заработает
много позднее, но работы по ним уверенно планировались, и результаты
текущие были в порядке, и сомнения в уверенности Королёва в выполнимости
своих планов являются беспочвенными. Поэтому (вспоминая экспертов
прокурорской проверки) можно утверждать, что с "большой долей
вероятности" полёты человека на ракете Р-5А состоялись, но по какой-то
причине их засекретили вместе с именами космонавтов/космонавта.
Чтобы оценить, в каком состоянии были работы по запуску человека в
суборбитальный полёт к началу 1959 года, обратимся к описаниям пусков
ракет Р-5А (В-5А) в 1958 году. В трёх из четырёх случаев это были полёты
с собаками на борту.
- "Старт 21 февраля 1958 года на ракете Р-5А на максимальную высоту
473 км. Пальма и Пушок находились в специальной термокабине новой
конструкции. Во время полёта произошла разгерметизация кабины, и
собаки погибли.
- Старт 27 августа 1958 года на высоту 453 км. Это была максимальная
высота, на которую поднимались собаки и благополучно вернулись
обратно за всё время. Полёт осуществлялся на ракете Р-5А. Перегрузки
составляли от 7 до 24 ед. После полёта собаки (Белянка и Пёстрая)
вернулись крайне уставшими и тяжело дышали, хотя никаких отклонений
в их физиологии не было обнаружено. Белянку звали Маркиза, но перед
стартом её переименовали.
- 19 сентября 1958 года эксперимент с вертикалью (инфракрасная вертикаль
для трёхосной ориентации корабля - В.А.) был повторён. Он закончился
неудачно - головную часть спасти не удалось, и она разрушилась. ...
Один из экспериментов на этой ракете имел прямое отношение к
программе запуска космического аппарата к Луне ... Животных
в кабине не было.
- Старт состоялся 31 октября 1958 года на ракете Р-5А на высоту 415 км.
При посадке произошёл отказ парашютной системы, и собаки погибли. "
... "Всего с полигона Капустин Яр в период с 21 февраля 1958 года по
21 октября 1961 года было выполнено 10 пусков ракет Р-5А."
Что для нас полезного можно извлечь их этой информации?
- Во всех четырёх запусках ракеты - как "транспортное средство" -
отработали штатно, забросив головные части на высоту более 400 км.
Все три аварии произошли по вине головных частей.
- Про первый полёт отмечено, что собаки находились в специальной
термокабине новой конструкции. Надо полагать, что и в других двух
полётах с собаками они находились в такой же кабине, которая была
разработана специально для полётов на ракете Р-5А. Раньше (с 1951
года) собаки летали в космос на ракетах Р-1 (копия Фау-2) на высоты
100+ км и Р-2 на 200+ км. Понятно, что удвоение высоты полёта
приводило к резкому увеличению скоростей баллистического спуска и
связанных с этим перегрузок и перегревов кабины и "пассажиров".
Возможно, по этой причине произошла разгерметизация кабины. В
таком случае конструкция кабины была доработана, и в следующих
полётах её разгерметизации не происходило.
- Отказ парашютных систем являлся застарелой бедой ранней советской
космонавтики. Вот что сказал по этому поводу Е.А.Ильин ("Биология в
полётах беспилотных космических аппаратов" // Актовая речь, М. 2007):
"Эксперименты на ракетах проведены на 59 собаках, некоторые из них
запускались на ракетах дважды, а собака Отважная запускалась на ракетах
5 раз. Некоторые из собак погибли ... Основная причина - неполадки в
парашютных системах." Другой автор уточнил потери: "С 1951 года до
полёта Гагарина из 48 собак-космонавтов погибли 20 (кроме Лайки все
летали с возвращением на Землю)". Удручающая статистика.
- Чрезвычайно важная информация содержится в сообщении об успешном
полёте Белянки и Пёстрой: "Перегрузки составляли от 7 до 24 ед."
24 g - это сильнейшая перегрузка. Такие (и то редко) встречаются при
катапультировании лётчиков из реактивных самолётов. В большинстве
случаев лётчики подвергаются перегрузке в 15-20 g , при этом
продолжительность перегрузки всего лишь 0,15-0,2 секунды. Любопытно,
что Пентагон запретил американским лётчикам весом до 60 кг управлять
истребителями F-35 из-за высоких рисков для худых пилотов получить
травму при катапультировании (с перегрузками до 25 g). В одной из статей
про краш-тесты автомобилей, в которых случаются перегрузки ещё больше
(но в разы короче) прочитал: "человек со здоровьем космонавта может
выдерживать даже 20-30 g лишь две-три секунды".
Свой ликбез по теме перегрузок провёл по блогу одного из лётчиков-
истребителей. В нём много полезной информации по перегрузкам пилотов,
главным образом, в ближних воздушных боях и при катапультировании.
Среди общих положений нашёл простые наглядные объяснения: перегрузка
"на взлёте, например, (положительная, это ускорение), при выпуске
тормозного парашюта (отрицательная, это торможение)". И дальше:
"Максимальные перегрузки, которые может выдержать человеческий
организм - от (+) 12 до (-) 4."
В настоящее время, когда полёты человека в космос стали привычными,
баллистический спуск космонавтов с орбиты давно отлажен до мелочей.
Как утверждает Роскосмос, при баллистическом спуске с МКС (высота
орбиты которой, кстати, 400 км - В.А.) на космонавтов могут
воздействовать перегрузки до 8 g. ... Для проверки устойчивости
космонавтов используются специальные центрифуги. В режиме грудь-спина
моделируются перегрузки 4g в течение 60 секунд и 8g в течение 30 секунд.
В направлении голова-таз проводятся вращения по 30 секунд с нагрузкой
3g и 5g . Как говорится, почувствуйте разницу. Удивительно не то, что
собаки из полёта "вернулись крайне уставшими", а то, что они вообще
выжили.
Экстремальность перегрузок в успешном полёте собак наводит на мысль,
что это была репетиция "полёта человека с баллистическим спуском с
предельной скоростью", предусмотренного в плане ОКБ-1. В таком случае
баллистический спуск человека с предельной скоростью сильно напоминает
вышеупомянутый краш-тест. Только с использованием не манекена, а живого
человека. И врезАлась кабина с космонавтом не в бетонную преграду, а в
атмосферу Земли. Что при скоростях космических аппаратов происходит как
несколько растянутый по времени удар об атмосферу.
Настораживает сама формулировка "с предельной скоростью". В принципе,
предельная скорость входа головной части в плотные слои атмосферы была
известна - для базовой ракеты Р-5 она составляла 2992 м/сек. Для Р-5А
не должна была сильно отличаться. И была она известна при подготовке
Плана в 1956 году. А какие будут перегрузки после замены боеголовки на
новую экспериментальную головную часть стало известно в 1958 году.
Задание на полёт "с предельной скоростью" в Плане ОКБ-1 означает -
отправим человека в космос с предельной скоростью, какая бы перегрузка
ни оказалась, даже если это будет полёт с билетом в один конец. Чем
не космический краш-тест с максимальной перегрузкой 24 g .
В наше время космонавты во время баллистического спуска могут в ручном
режиме управлять креном корабля, тем самым уменьшая или увеличивая
перегрузку. У Шепарда в полёте такая возможность была. "Уже через 3
минуты 10 секунд после старта он включил режим ручного управления
кораблём. ... Сначала Шепард опустил нос корабля, потом его немного
приподнял, затем последовательно отклонил его вправо-влево. ... вручную
он поддерживал и ориентацию аппарата, пока длилось торможение".
Напоминаю - это было 5 мая 1961 года. А нас интересует 1958-й в
Советском Союзе.
А год этот по интересующей нас тематике был чрезвычайно содержателен.
Читаем источники:
- "В ходе медицинских исследований, проведённых в апреле 1958 года,
испытания лётчиков на центрифуге показали, что при определённом
положении тела человек способен переносить перегрузки до 10 G без
серьёзных последствий для своего здоровья".
- "В мае 1958 года на орбиту отправился "Спутник - 3" или объект "Д".
Впервые в отечественной практике этот аппарат получил средства
автоматического и дистанционного управления. ... На определённых
участках орбиты, где отсутствовала связь с Землёй, автоматически
включалась запись телеметрии на магнитную ленту. После восстановления
связи осуществлялась передача записанной информации."
- "С 1957 года велась разработка перспективного пилотируемого корабля,
впоследствии названного "Востоком". Он получил автоматическую и
ручную системы управления, дублировавшие друг друга. ... аппаратура
позволяла выполнять ориентацию на орбите и осуществлять спуск.
1958 год: Королёв утверждает концепцию "Востока": сферический
спускаемый аппарат + приборный отсек с тормозным двигателем.
Рабочая высота орбиты 250 км.
Расчётная перегрузка при проектировании 8-9 G. "
Когда выяснилось, что второй тормозной двигатель никак не вписывается
в компоновку, Королёв распорядился, чтобы баллистики подбирали орбиту,
которая в случае отказа тормозного двигателя обеспечивала сход корабля
с орбиты за счёт торможения в высших слоях атмосферы в течение 5-7 дней.
На такой случай в спускаемом аппарате должен быть запас кислорода,
питания и прочего для обеспечения жизнедеятельности в течение 10 суток.
- "Для Исаева (гл. конструктор ОКБ-2 А.М.Исаев - В.А.) и его ОКБ
"пришествие" в космическую технику произошло в конце ноября 1958 года,
когда Королёв предложил разработать для пилотирумого спутника "Восток"
тормозную двигательную установку (ТДУ). Она понадобилась, чтобы
возвратить космонавта на Землю за счёт уменьшения орбитальной скорости
примерно на 150 м/с (понятней для многих - до 150 м/с - В.А.). Задача была
исключительно ответственная и содержала множество неизвестных. Но
предложение было принято. ... (В рекордные сроки - В.А.) За 14 месяцев с
момента получения Технического Задания была создана и испытана в полёте,
надёжно работающая в условиях вакуума, открытого космоса и невесомости
уникальная двигательная установка , не имеющая аналогов в мировой
практике".
Из сказанного выше становится понятным, что "экспериментальные полёты
человека с баллистическим спуском с предельной скоростью" к 1959 году
приобрели конкретное назначение - отработка аварийного спуска с орбиты
спускаемого аппарата с человеком в случае отказа тормозной двигательной
установки. Как во многих аварийных ситуациях главной задачей является
спасение жизни спасаемого, а чтобы обойтись без травм и "серьёзных
последствий для здоровья" - тут уж как получится. Понятная всем аналогия -
парашютисты (и десантники, и спортсмены) прыгают с запасным парашютом,
назначение которого в спасении парашютиста. Вот только вертикальная
скорость снижения парашютиста на (небольшом) запасном парашюте при
полном отказе основного в полтора раза больше, чем при спуске на
(большущем) основном парашюте - 7,5 м/с против 5,0 при массе "полезного
груза" в 120 кг. Поэтому в таких случаях спасение жизни запасным
парашютом обеспечено, а травмы всё-таки возможны.
Возвращаясь к баллистическому спуску космонавтов с орбиты при отказавшей
ТДУ, очевидно, что перегрузка в этом случае будет заведомо выше
допустимой десятикратной. Поэтому задачей экспериментальных полётов с
баллистическим спуском человека, скорее всего, могла быть отработка
режимов управления спускаемым аппаратом во время торможения его в
верхних слоях атмосферы с целью снижения уровня максимальных перегрузок.
Но эта задача исследуется во время спуска, а до него есть время для решения
других задач, среди которых на январь 1959 года остроактуальными
являлись поисковые исследования разработчиков ТДУ для определения в
условиях космического вакуума и невесомости конкретных особенностей
жидкостного ракетного двигателя с заданными характеристиками. Не будем
забывать, что эта "задача была исключительно ответственной и содержала
множество неизвестных".
А теперь зададим тот же самый вопрос, что и в конце предыдущей статьи,
только в отношении советских конструкторов - чего такого критически
необходимого им в январе 1959 года не хватало, чтобы запустить человека
в космос на ракете Р-5А по "Плану ОКБ-1 "? Надёжная (без головной части)
ракета Р-5А производилась уже давно; экспериментальная "кабина с
устройствами для обеспечения жизненных условий", проверенная в нескольких
полётах с собаками, тоже проблемой уже не являлась; система автоматического
и дистанционного управления космическим аппаратом, тоже была разработана
и проверена в полёте "Спутника - 3". Не хватало на тот момент системы мягкой
посадки космического аппарата и подготовленного "как положено" кандидата
в космонавты.
Системы мягкой посадки, как известно, не было и у пилотируемого "Востока".
Вместо неё придумали катапультирование космонавта. Поэтому двумя годами
раньше существование даже чего-нибудь слегка похожего на мягкую посадку
кабины с космонавтом предполагать нет смысла. Но ведь собак в кабине
на парашюте приземляли уверенно (если парашют не подводил). Собаки были
все весом не более 6 кг и ростом до 35 см, поэтому даже в тесной кабине
возможно было их "упаковать в мягкую мебель". На их фотографиях в кабине
видно, что лежанки, в которых они зафиксированы, с трёх сторон по бокам (и
наверняка и снизу) выглядят как люксовые кресла. И этого им хватало, чтобы
перенести все перегрузки в полёте и при приземлении. То есть и для человека
в кабине - кроме мягкого, подогнанного под него кресла - необходимо совсем
немного, чтобы обеспечить ему удовлетворительную безопасную посадку.
Любой парашютист навскидку скажет, чем может быть это самое "немного".
Глубокий снег мягче при приземлении, чем даже мягкий круг на поле
аэродрома или арена цирка. Чего доброго, а уж глубокого снега глубокой
зимой в России долго искать не придётся. В том числе и на Северном Урале.
Вот одна "приманочка" ракеты в "район горы Отортен" (как написано в
названии УД без номера).
Другой заманчивой стороной Уральских гор являются их пологие длинные
склоны и зачастую плоские вершины. У любителей лыжной воздушной
акробатики дух захватывает наблюдать за выступлениями мастеров этого вида
спорта. И удивляет их чёткое приземление с довольно большой высоты на
высокой скорости на склон в зоне приземления. Склон этот не абы какой, а
имеющий достаточный уклон, чтобы частично гасить вертикальную
составляющую скорости спортсмена. Приземление спускаемого аппарата на
"попутный" склон с глубокими снегами - вот реальная возможность
обеспечить безопасную его посадку, так сказать, подручными средствами.
При ветре с западного направления посадка аппарата на восточный длинный
склон высокой горы - таким мог быть запланированный финал
предполагаемого полёта ракеты Р-5А с человеком на борту. А что произошло
в действительности, скрыто от "здоровой общественности", но хвосты
кое-какие торчат.
Впереди ещё долгий разговор на заданную тему, но сейчас предлагаю сделать
перерыв. Хочется раскопать подходящие конкретные документальные
подтверждения своим предположениям, чтобы не уподобляться "мастерам
художественного слова" с их "большими долями вероятности" высосанных
из пальца версий. Надежды, честно говоря, немного, но попытаться всё же
стоит.
Окончание следует ...