Всем известно, что Советский Союз был великой космической державой. И много внимания уделял развитию своей космической программы…
Интересная работа
Среди колоссального количества работ, проводимых в рамках этой программы, была и отработка технологий, связанных с космическим кораблём «Буран». Для этих целей в 80-х годах прошлого века СССР открыл специальную тему: Беспилотный Орбитальный Ракетоплан («БОР»). В рамках этой работы в космос было запущено несколько орбитальных и суборбитальных аппаратов, на которых тестировались различные аспекты полёта «Бурана».
Самыми известными среди них, несомненно, являлись корабли модификации «БОР-4». Это были уменьшенные версии военного космического самолёта проекта «Спираль» 60-х годов. Они использовались для точной настройки керамического теплозащитного экрана корабля «Буран».
Всего с 1980 по 1987 год было запущено семь кораблей «БОР-4» по суборбитальным траекториям. А ещё четыре совершили орбитальный полет.
Но когда в 1988 году «Буран» совершил свой первый и единственный триумфальный полет, интерес к этому проекту, по понятным причинам, угас. Однако, вопреки всему, программа продолжала потихоньку работать. Её целью была разработка новых технологий. Таких, например, как обеспечение связи во время входа космического корабля в атмосферу.
Огненный фронт
Ни для кого не секрет, что при входе в атмосферу на орбитальных, а иногда и на суборбитальных скоростях вокруг космического корабля создаётся некий «огненный фронт». Он представляет собой смесь высокотемпературных нейтральных газов и плазмы. То есть газа, состоящего из ионов и электронов. И этот «фронт» создаёт проблемы. Поскольку частично, или даже полностью блокирует радиосигналы, не позволяя кораблю связаться с Землёй. Так может продолжаться несколько минут или секунд. Что очень критично, если полёт пилотируемый.
Продолжительность отключения связи зависит от траектории и типа корабля. Например, космический шаттл НАСА и советский «Буран» входили в атмосферу разогреваясь чуть меньше, чем спускаемая капсула корабля «Союз». Однако продолжительность фазы входа в атмосферу у них была больше (рассеиваемая энергия пропорционально такая же). В результате радиомолчание на «Союзе» длится около пяти минут. А в ходе первой и пока единственной миссии «Бурана» телеметрия прервалась не менее чем на восемнадцать минут!
Есть несколько способов (некоторые довольно экзотические), предназначенных для обеспечения связи при входе в атмосферу. Однако инженеры НПО «Молния» решили пойти оригинальным путём. Они предложили расположить радиоантенны вне описанной выше области, которая создаётся вокруг корабля.
«БОР-6»
Но в теории, конечно же, всё всегда выглядит проще, чем реализация задумки на практике. Поэтому для проверки возможности реализации подобной идеи был инициирован проект «БОР-6». Эта версия «БОР» всем была похожа на «БОР-4». Однако корабль имел два «рога», которые должны были разворачиваться на этапе входа в атмосферу. Они размещались перед набегающим плазменным фронтом. Это позволяло поддерживать связь с машиной в любое время.
Антенны располагались на концах этих «рожек». Их форма была заострённой, чтобы избежать образования вторичных ударных волн, и вместе с ними большего количества плазмы. Рога, которые придавали кораблю вид эдакого космического «жука», охлаждались газом. При их производстве использовались специальные абляционные материалы, которые должны были предотвратить возгорание при высоких температурах.
«БОР-6» имел длину 4,8 метра и массу 1450 кг, что на 50 кг больше, чем у версии «БОР-4».
Однако окончательный вариант интересной системы, который собирались установить на орбитальные аппараты семейства «Буран», оказался другим. И менее интересным. Выдвижные «рожки» были заменены двумя цилиндрами, расположенными на концах крыльев «Бурана». В таком случае они оставались за пределами края ударной волны.
Антенны, расположенные по краям крыльев шаттла серии «Буран», гарантируют связь при входе в атмосферу. На этом этапе программы все еще планировалось, что орбитальный аппарат будет оснащен двумя турбореактивными двигателями Люлька для посадки, которые будут сняты с производства в последнюю минуту.
Зачем всё это?
Но что послужило причиной такой сильной заинтересованности в том, чтобы избежать прерывания связи с «Бураном»? Ведь помимо других очевидных преимуществ, космический корабль был спроектирован так, чтобы в случае необходимости приземляться полностью в автоматическом режиме. Без вмешательства экипажа.
Однако навигационная система «Вымпел» могла вести «Буран» только после того, как он покинул плазменный шар. А в идеале советским инженерам хотелось бы, что бы она могла делать это непрерывно. И корректировать возможные отклонения в реальном режиме времени. И, таким образом, повысить живучесть корабля.
Другое, более загадочное применение исследуемой технологии заключалось в том, чтобы с помощью неё гарантировать связь с «Бураном» во время манёвров в высоких слоях атмосферы на высоте до 80 километров, направленных на изменения угла наклонения орбиты. Способность «Бурана» выполнять подобные манёвры являлась симметричным ответом на одну из самых пугающих возможностей применения американских шаттлов. СССР считал, что челноки программы Спейс Шаттл могут быть использованы в качестве платформы для несения ядерного оружия при внезапном военном запуске с космодрома Ванденберг. И их полёта к территории СССР с использованием таких гиперзвуковых манёвров. Чтобы предотвратить подобную возможность, «Буран» тоже должен быть способен их выполнять. Хотя нужно отметить, что советские инженеры считали использование шаттла в качестве ударного оружия в случае ядерной войны полной ерундой.
Модель БОР-6 для испытаний в аэродинамической трубе (ЦАГИ).
Не сложилось
Первый полет космического корабля «БОР-6» планировался на 1991 или 1992 год. Запуск должен был быть суборбитальным. Это избавляло от необходимости добавлять к аппарату тормозной двигатель. После старта с космодрома Капустин Яр и достижения апогея в 193 километра вторая ступень ракеты-носителя «Космос-3М» должна была разгонять «БОР-6» для имитации входа в атмосферу на скорости 7,3 км/с. Фаза входа в атмосферу должна была проходить на высоте от 90 до 40 километров над уровнем моря. И в это время должна была быть проверена система связи с развёртываемыми «рожками». Корабль должен был приземлиться с помощью парашюта на полигоне Сары-Шаган.
Однако, что печально, программа «БОР-6» так и не была реализована. По нескольким причинам. Главной из них, что очевидно, стал распад Советского Союза в 1991 году. И замораживание проекта «Буран».
Но уже до того, как это произошло, интерес к программе резко снизился. Выяснилось, что можно установить радиосвязь (да, не совсем полноценную, но всё же) во время входа в атмосферу с использованием обычных антенн, расположенных в тех областях фюзеляжа, где плотность плазмы ниже. Да и вообще, проблему можно было решить и не только так. Потому что фаза молчания во время входа в атмосферу может быть почти полностью сведена на нет с помощью геостационарных спутников. Ведь плазма окружает корабль в основном снизу, а не сверху. Что позволяет посылать и принимать сигналы через эту область.
Именно такой подход использовали в программе Спейс Шаттл НАСА с конца 1980-х годов, чтобы обеспечить почти постоянную связь во время входа в атмосферу через антенну S-диапазона с использованием спутников системы TDRS. Для программы «Буран» планировалось использовать аналогичный метод с геостационарными спутниками «Луч».
Очень жаль, что мы так и не увидели полёт маленького рогатого космического корабля…