PopularEditorialNew
BestОбсуждаемое

Союз непозбутний

15

Вже понад півстоліття радянські та російські космонавти відправляються в космос на космічних кораблях Союз і заміни їм поки що не видно. Давайте пригадаємо історію їх створення і еволюції. Але почнемо трохи здалеку.

Примітка: я навожу абревіатури мовою оригіналу, бо лише так їх можна знайти.

Американські корені Союзу

У лютому 1956 року, за рік до початку робіт з розроблення космічного корабля Восток, Повітряні сили США оголосили конкурс на дослідницьку систему на базі пілотованої балістичної ракети. Його основним завданням було вироблення форми космічного корабля, яка би забезпечувала безпечне повернення людини з космосу. В ньому взяли участь усі основні авіабудівні компанії того часу і запропонували таке:

  • Lockheed, Martin та Aeronautics запропонували тупоносу форму, яка потім стане стандартною для головних частин та бойових блоків МБР, а також для капсул з плівками, що скидалися з ранніх розвідувальних супутників;
  • McDonnell запропонувала дзвіноподібну форму, що дуже нагадувала форму спускаємого апарату Союзів, але з трохи виступаючим тепловим екраном;
  • Avro, Goodyear і Convair запропонували сферичні форми, схожі на Восток і Восход;
  • Bell, North American, Republic і Northrop запропонували крилаті літальні апарати.

Коли було сформовано NASA, йому передали усі розробки за цим конкурсом і для першого американського космічного апарату Mercury був обраний проєкт McDonnell, але потім змінений на просту конічну форму.

Перевага дзвіноподібної форми полягає у тому, що вона дозволяє капсулі летіти в атмосфері з ненульовим кутом атаки, створюючи невелику підйомну силу. Це, в свою чергу, дозволяє зменшити перевантаження і полегшити конструкцію.

Цю форму розглядали і для Востока і Восхода, однак, за браком часу і досвіду, вирішили зупинитися на більш простій і менш ефективній сферичній. В результаті, перевантаження при вході в атмосферу складали 8-10 g.

Паралельно з роботами над проєктом Mercury, 9 грудня 1959 року NASA почало розробку свого наступного космічного корабля, який до липня 1960 року отримав назву Apollo, а 13 вересня було проведено тендер на його розробку. Через місяць за результатами тендеру 3 компанії — Convair, General Electric та Martin — отримали контракти на розробку ескізних проєктів. 15-17 травня 1961 року вони представили свої результати. Convair запропонувала проєкт з несучим лентикулярним фюзеляжем, Martin запропонувала просту конічну капсулу L-2C, дуже схожу на ту, яку використовували в NASA для попередніх розрахунків, а General Electric запропонувала модульну конструкцію, описану нижче. Після ознайомлення з результатами, тодішній адміністратор NASA Джеймс Вебб (так, той, на честь якого телескоп) сказав, що все це хуйня і вони використовуватимуть свою 5-тонну конічну дурепу.

Що ж являла собою пропозиція General Electric, яка отримала назву D-2?

В її основі лежала дуже проста і водночас геніальна ідея: зробити корабель модульним і зробити спускаємий апарат якнайменшим. Цього планувалося досягти, винісши усе непотрібне для посадки обладнання у окремий модуль, який відстрілюється перед входом в атмосферу. Кожний кілограм, винесений зі спускаємого апарату, знижує загальну масу корабля приблизно на 2 кілограми за рахунок зменшення маси теплового захисту. В результаті, весь D-2 (зі службовим модулем) мав приблизно таку саму масу, що й одна лише капсула Apollo і мав у півтора рази більший внутрішній об’єм жилих приміщень. Цей проєкт був оприлюднений у грудні 1962 року на спеціальному симпозіумі Американського астронавтичного товаристві у Денвері, штат Колорадо.

Спускаємий апарат D-2 мав форму фари: напівсфера в носовій частині, яка переходить в усічений конус з кутом 7 градусів, і класичний тепловий екран у формі сегменту сфери у кормі. Це був розвиток дзвіноподібної форми спускаємого апарату від McDonnell.

Рисунок 1. Вигляд і будова космічного корабля D-2 (розміри і маси зазначені в дюймах і фунтах)

Север і 1Л

Тим часом, у СРСР починаючи з 1958 року розпочалося проєктування цілої низки нових космічних програм, що мали прийти на заміну Востоку. Зокрема, ОКБ-1 під керівництвом Сергія Корольова розробляло надважку ракету Н-1 для польотів на Марс і Місяць (як проміжний етап). Паралельно велися роботи по програмі Восток, по автоматичним міжпланетним станціям, по вдосконаленню Р-7 і по бойовим ракетам, зокрема Р-9А, РТ-1 та РТ-2. Було зрозуміло, що таку складну ракету як Н-1 швидко не зробити, тому розроблялися також програми, що мали дати швидші результати.

Однією з таких програм була програма Север, започаткована у березні-квітні 1959 року. Вона передбачала створення орбітальної пілотованої станції (ОПС), ймовірно військового призначення, та 3-місного транспортного корабля Север, який мав доставляти туди і назад космонавтів. Перший варіант програми розроблялася протягом 1959-1960 років з початковою запланованою датою першого запуску у 2 половині 1962 року.

На жаль, про цю програму, як і взагалі про програми цього періоду, є вкрай мало інформації. Залишається незрозумілим що саме носило назву Север: транспортний космічний корабель, орбітальна станція чи комплекс в цілому, але більшість джерел схиляються до того, що йдеться саме про корабель (одне джерело вказує на орбітальну станцію). Також не до кінця відомо позначення елементів цього комплексу, проте більшість джерел схиляються до того, що транспортний космічний корабель мав позначення 5К (деякі джерела наводять позначення 7К).

Паралельно з програмою Север розроблявся проєкт місячного облітного корабля 1Л (не плутати з пізнішим Л1) з екіпажем від 1 до 3 людей, який частково використовував ті ж технічні рішення, що й 5К. Відповідальним за проєктування 1Л був відділ 9 ОКБ-1 під керівництвом Михайла Тихонравова і Костянтина Феоктистова.

У 1960 році до проєктування долучилися відділи 11 під керівництвом Володимира Рощина (питання входу в атмосферу) і відділ 3 під керівництвом Якова Коляка (проєктування місячного корабля), загальне керівництво було покладено на заступників Корольова Костянтина Бушуєва і Сергія Крюкова.

У тому ж 1960 році відділ 11 запропонував додати до 1Л ще один герметичний побутовий відсік (БО) для більшого комфорту космонавтів у тривалому польоті до Місяця і назад. Відділ 9 продовжував наполягати на схемі з 2 відсіками, але варіант з 3 відсіками переміг. Початково планувалося розмістити новий відсік між спускаємим апаратом (СА) і приладово-агрегатним відсіком (ПАО), але при цьому спускаємий апарат мав отримати ще один люк у днищі, що проходив крізь тепловий екран, а на той час це вважалося небезпечним. Ця конфігурація ще зробить два повернення пізніше — на 7К-ВИ і ТКС.

Під керівництвом Бушуєва з 1960 року розглядалися такі форми спускаємого апарату:

  • крилатий за схемою “качка”
  • звичайна куля
  • затуплений конус з крилами за схемою “безхвостка”

До 1961 року від усіх крилатих форм відмовилися і прийшли до ідеї керованого аеробалістичного спуску. Зокрема, відділ 11 для місячного корабля 1Л запропонував ідею подвійного входу в атмосферу (на 1 вході СА гальмував до трохи більше першої космічної, а на 2 — сідав), яка згодом була використана на апаратах серії Зонд (7К-Л1). Тепер розглядалися такі конфігурації:

  • сегментована сфера (відділ 11)
  • сфера з голкою
  • усічена сфера (відділ 9)

Приблизно в цей час в ОКБ-1 ймовірно потрапили матеріали проєкту D-2 і до 1962 року були внесені такі зміни:

  • СА корабля 5К став фароподібної форми як у D-2, однак відношення висоти до діаметру було обрано рівним 1, а не 0,62 як у General Electric;
  • розташування відсіків 1Л поміняли на БО-СА-ПАО (для цього довелося додати у конструкцію СА перископ для командира, бо БО перекривав огляд).

Слід зазначити, що проєкт D-2 мав досить низький ступінь пропрацювання, тому не можна казати, що 5К, 1Л чи Союз були безпосередньо з нього скопійовані. Крім того, він був розрахований на запуск значно важчою ракетою-носієм Saturn C-2. Скоріше, ОКБ-1 і General Electric незалежно прийшли до однієї ідеї модульної конструкції космічного корабля, і ОКБ-1 запозичило основну ідею проєкту D-2 — конфігурацію відсіків, а також форму спускаємого апарату.

Таким чином, фінальна конфігурація апаратів 5К і 1Л, досягнута на початок 1962 року, була наступною.

Космічний апарат 5К був розрахований на 3 космонавтів і складався з 2 відсіків, від носа до корми: фароподібного спускаємого апарату (СА) і циліндричного негерметичного приладово-агрегатного відсіку (ПАО). Діаметр елементів за даними одного джерела складав 2,2 м (з теплозахисним покриттям — 2,3 м), загальна маса 9 тон. Однак, те саме джерело зазначає, що при переході до Союзу діаметр СА був зменшений до 2,0 м (також зазначається, що Север був у півтора рази більший за Союз, але незрозуміло чи йдеться про об’єм чи про лінійні розміри), але загальновідомо, що діаметр СА Союз складає 2,2 м. Тому це, скоріше за все, є помилкою, і мені видається вірогідним, що діаметр СА 5К складав близько 2,5 м як у Шеньчжоу. Це би забезпечило приблизно в півтора рази більший об’єм СА порівняно з Союзом.

Місячний облітний корабель 1Л був розрахований на 1-3 космонавтів і складався з 4 відсіків, від носа до корми: конічної носової двигунної установки, яка використовувалася для управління орієнтацією при зближенні і стикуванні на орбіті Землі, циліндричного побутового відсіку (БО), спускаємого апарату (СА) у формі сегментованої сфери, і приладово-агрегатного відсіку (ПАО), який мав форму спідниці, дві штанги з дископодібними панелями сонячних батарей і стикувальний вузол у кормі. Його розміри наблизилися до розмірів пізнішого Союзу.

Союз Восток-7/1Л

Ще у 1960 році стало зрозуміло, що Север і 1Л є занадто важкими для ракет сімейства Р-7 (найкращі на той час представники цього сімейства 8К72К Восток і 8К78 Молния забезпечували виведення 900 кг на відлітну орбіту та 4725 кг на низьку навколоземну орбіту). Тому, 26 січня 1962 року було прийнято рішення об’єднати проєкти Север, 1Л і Восток для побудови 4-сегментного ракетного потягу масою 15-25 т з метою обльоту Місяця згідно ідей російського і радянського філософа Костянтина Ціолковського.

10 березня 1962 року Корольов затвердив науково-технічний проспект “Комплекс для сборки космических аппаратов на орбите спутника Земли (тема «Союз»)” (це — перший з проєктів під назвою Союз). Він передбачав збирання на орбіті таких комплексів:

  • ОПС військового призначення;
  • місячного пілотованого облітного комплексу;
  • глобальної телекомунікаційної супутникової системи;
  • системи перехоплення космічних апаратів.

Усі ці різні за складом та призначенням комплекси об’єднував один спільний елемент — збиральний корабель Восток-7 (Восток-7К, Восток-Ж, 3КЖ), що був спеціальною модифікацією одномісного корабля Восток-3А з системами зближення і стикування, маршовим двигуном багаторазового включення, двигунами підтримання орієнтації і деякими іншими покращеннями, які збільшили його масу на величину від 1100 кг до 1300 кг порівняно з базовою моделлю.

Якщо ви досі не заплуталися у позначеннях, додам, що в деяких джерелах для позначення Восток-7 використовують 7К — так само як корабель Союз; крім того, назва Восток-7 співпадає з назвою скасованої місії Восток-7 (командир — Борис Волинов), що планувалася на 1964 рік. Що стосується корабля 5К (Север), то для нього іноді зустрічається позначення Восток-5, що дозволяє сплутати його з кораблем Восток-3А №7 (місія Восток-5, командир Валерій Биковський), деякі джерела також пропонують називати його 7К — теж так само як корабель Союз. На жаль, відкритих матеріалів про техніку тих часів дуже мало і вони містять багато суперечностей. Багато в чому це пов’язано з тим, що більшість цих матеріалів написані за спогадами учасників, записаних через двадцять, тридцять, а то і більше років після описуваних подій.

ОПС військового призначення, як не важко здогадатися, була все тією ж самою станцією з програми Север. Вона передбачалася з екіпажем з 3 людей і була призначена для спостереження Землі. Вона мала складатися з 2 модулів: житлового і цільової апаратури. Екіпаж доставлявся кораблями 5К.

Рисунок 2. Орбітальна станція Север, варіант 1961 року
Рисунок 3. Орбітальна станція Север, варіант 1962 року

Для усіх інших варіантів комплексу Союз за допомогою корабля Восток-7 збирався ракетний потяг, що складався з основного навантаження і 3 циліндричні ракетні блоки масою по 4800 кг (позначення невідоме, за деякими джерелами 9К, як і у розгінного блоку у пізнішому варіанті), кожний з яких оснащувався тороїдальним навісним відсіком з апаратурою зближення і стикування, який відстрілювався після стикування. Окрім варіанту з 3 рідкопаливними РБ (скоріше за все, з довгозберігаємими компонентами палива АТ + НДМГ) розглядався варіант з 5 твердопаливними РБ, однак від нього Корольова відмовили Крюков і Феоктистов, оскільки твердопаливні ракети того часу були дуже ненадійними і небезпечними.

Залежно від місії основним навантаженням мав бути або місячний корабель 1Л, або геосинхронний телекомунікаційний супутник масою 1100-1200 кг, або пілотований перехоплювач 5КМ, який мав виявляти цілі на відстані до 40 км.

Виведення елементів місячної ракети, орбітальної станції і розгінних блоків для перехоплювача і геосинхронних КА передбачалося поблочно з використанням ракет сімейства Р-7: 8К72К (Восток) для більш легких елементів і 8К78 без 4-го ступеня (пізніше цей варіант отримає індекс 11А57 і назву Восход) для більш важких.

Рисунок 4. Комплекс Союз Восток-7/1Л. 1-5 — космічний корабель 1Л (1 — носовий блок двигунів орієнтації, 2 — побутовий відсік, 3 — спускаємий апарат, 4 — сонячні батареї, 5 — приладово-агрегатний відсік), 6-8 — розгінні ракетні блоки, 9 — відокремлюваний стикувальний відсік, 10 — космічний корабель Восток-7.

План польоту був приблизно наступний:

  1. Запуск Восток-7
  2. При його прольоті над місцем пуску запускався ракетний блок
  3. Восток-7 і ракетний блок автоматично зближувалися до відстані від 5 км до 10 км, потім — за радаром до відстані від 100 м до 200 м
  4. Космонавт-монтажник на Восток-7 вручну стикувався з РБ, встановлювалися механічні і електричні зв’язки
  5. Відстрілювався навісний відсік РБ
  6. Пп. 2-5 повторювалися двічі
  7. При наступному прольоті місця пуску запускалося основне навантаження
  8. Зближення і стикування з ракетним потягом
  9. Відстикування і посадка корабля Восток-7
  10. Запуск ракетного поїзда

Це була досить складна місія, яка вимагала від космонавта-монтажника не лише 4-5 діб знаходитися в тісному одномісному Востоку-7, але й провести 4 ручних стикування. Цей план зустрів критику, зокрема всередині ОКБ-1. Основним противником проєкту був заступник Корольова Леонід Воскресенський, який розумів, що 4 ручних стикування просто не можуть пройти без проблем.

Тим не менше, 16 квітня 1962 року був випущений урядовий указ, який затвердив цей проєкт, проте він фактично не виконувався.

Союз 7К-9К-11К

Вже 24 грудня 1962 року цей проєкт змінився: замість великого корабля 5К з’явився в півтора рази менший корабель 7К (Союз-А) з діаметром трохи більше 2 м і екіпажем, зменшеним до 2 людей, а замість 3 розгінних блоків з’явився один новий розгінний блок 9К (Союз-Б), який стикувався вже не до приладово-агрегатного, а до побутового відсіку корабля 7К. 9К запускався порожнім і заправлявся від танкерів 11К (Союз-В). Також зник монтажний корабель Восток-7; частина створених для нього рішень пізніше була використана у космічних кораблях “Восход” (3КВ) і “Восход-2” (3КД). Маса кожного з елементів комплексу складала близько 5800 кг — стільки могли вивести на орбіту останні тогочасні модифікації Р-7. 7К виглядав досить схоже на сучасні модифікації Союзу, за виключенням циліндричної форми побутового відсіку. Зверніть увагу на те, що позначення Союз-А, -Б, -В вперше з’явилися у відкритій літературі 1980-х років для приховування справжніх позначень 7К, 9К, 11К і, скоріше за все, не використовувались під час розробки проєкту.

Рисунок 5. Одна з реконструкцій можливого вигляду корабля 7К.

Для виведення елементів комплексу Союз 7К-9К-11К були спеціально розроблені 2 нові модифікації Р-7: 11А55 для кораблів 7К і 11А56 для кораблів 9К і 11К. Ці модифікації є перехідними від 8К78 до 11А57.

Корабель 7К став результатом злиття проєктів 5К і 1Л. Від 5К він успадкував циліндричний ПАО і фароподібний СА (але зменшені для економії маси), а від 1Л — циліндричний БО і загальну конфігурацію. ПАО був розділений вздовж на 4 відсіки: тороїдальний навісний відсік (НО), що відстрілювався, агрегатний відсік (АО), в якому розташовувалися 2 коригувально-гальмівні двигунні установки КТДУ-35 (основна та резервна) і баки з компонентами палива до них (АТ + НДМГ), а також сонячні батареї (новація порівняно з Севером), приладовий відсік (ПО), де розташовувалася уся службова апаратура корабля, і перехідний відсік (ПХО), в якому розміщувалися двигуни орієнтації і баки з перекисом водню до них.

Рисунок 6. Комплекс Союз 7К-9К-11К. 1 — приладово-агрегатний відсік (ПАО) корабля 7К, 2 — спускаємий апарат (СА) корабля 7К, 3 — побутовий відсік (ПО) корабля 7К, 4 — розгінний блок 9К, 5 — навісний відсік (НО) стикування розгінного блоку 9К, 6 — корабль-танкер 11К з компонентами палива для заправки розгінного блоку.

Загальна довжина 7К складала 7,7 м, маса від 5500 кг до 5800 кг. Діаметр був зменшений за пропозицією Феоктистова. Корольов, не впевнений у такому рішенні, окреслив у себе в кабінеті площу, що припадала на одного космонавта, і примусив Феоктистова сидіти в ній до кінця засідання. Тому було незручно, але він продовжував на цьому наполягати і рішення було прийнято. Забігаючи наперед, зазначу, що це рішення виявилося помилковим, бо до 1968 року масу 7К вдалося зменшити на 200 кг і зменшення діаметру стало непотрібним, але відступати було занадто пізно. Це також примусило зменшити екіпаж до 2 космонавтів.

Рисунок 7. Порівняння першого та другого варіантів комплексу Союз. а — комплекс Союз 7К-9К-11К. б — комплекс Союз Восток-7/1Л.

Багато складнощів виявилося при розробленні системи стикування. Відповідав за це відділ 27 під керівництвом Бориса Раушенбаха, відповідальним за напрямок в цілому був заступник Корольова Борис Черток. Безпосередньо розробляли систему Віктор Легостаєв і Володимир Сиром’ятников. Розроблена ними система виявилася надзвичайно важкою, складною і ненадійною. Вона складалася з двох кілець — нерухомого і висувного, які мали суміщатися і скріплювалися при повороті за допомогою виступаючих гачків. Лише навесні 1963 року вони придумали систему штир-конус, яка зрештою у різних модифікаціях використовувалася на всіх наступних радянських і російських пілотованих космічних кораблях і орбітальних станціях. 

Приблизно в той же час відділ 11 розробив остаточний варіант системи посадки з парашутами і ракетною системою м’якої посадки. Справа в тому, що Корольов виступав різко проти використання парашутів, і не один рік пішов на перебір і аналіз усіх можливих систем посадки, від найбільш очевидних, таких як оснащення СА ракетними двигунами (як тобі таке, Ілоне Маску?) або ТРД чи надувними амортизаторами, і до надзвичайно екзотичних, таких як оснащення СА складаними вертолітними лопастями.

Розгінний блок 9К мав довжину 7,8 м і складався з власне ракетного блоку 9КМ з двигуном тягою 4,5 тс на компонентах АТ + НДМГ і навісного відсіку (НО) 9КН, до якого стикувалися танкери 11К. Маса при запуску становила 5700 кг. Розроблення його було доручено СКБ-385 під керівництвом Віктора Макеєва.

Танкер 11К мав довжину 4,2 м, масу 6100 кг і мав випускатися у 2 варіантах: 11КА з окислювачем і 11КБ з пальним. Місткість 4155 кг одного з компонентів палива. Розробляти його мало ОКБ-10 під керівництвом Михайла Решетньова.

План польоту був приблизно такий:

  1. Запуск 9К
  2. При прольоті Байконура запуск 11К
  3. Після запуску 11К мав опинитися в межах 20 км від 9К. Якщо ні, 9К підрулював до нього за допомогою малих двигунів в НО.
  4. Далі відбувалися зближення і стикування; активним апаратом був 9К. 11К пристиковувався до НО.
  5. Після перекачки палива 11К відстрілювався.
  6. Всього для заправки потрібно було 3 або 4 танкери 11К; повна заправка  компонентами палива 9К становила 25 тон.
  7. Після чергового прольоту Байконура запускався 7К з екіпажем.
  8. 7К пристиковувався до носового вузла 9К; активним апаратом був 7К.
  9. На навколоземній орбіті зв’язка 7К-9К утримувалася НО 9К.
  10. Відстріл НО, запуск двигуна 9К.
  11. Під час перельоту до і від Місяця корекції здійснювалися КТДУ 7К
  12. При підльоті до Землі 7К розділявся на 3 відсіки, посадка здійснювалася з подвійним входом в атмосферу, далі — керований спуск і посадка на парашуті на території СРСР.

Корольов підписав проєкт Союз 7К-9К-11К лише 7 березня 1963 року.

Ще раніше, у 1962 року Корольов доповів проєкт Союз 7К-9К-11К на міжвідомчій науково-технічній раді з дослідження космосу (МНТС). Протягом грудня його розглядала спеціальна експертна комісія з конкуруючих КБ, військових і представників Академії наук. Комісія дала в цілому схвальний відгук, але з зауваженнями. Зокрема, представники військово-повітряних сил запропонували вдягнути космонавтів у рятувальні скафандри принаймні на період запуску і посадки, оснастити СА крилами і встановити катапультні крісла для рятування екіпажу у разі аварії при запуску. Жодна з цих пропозицій не була врахована. 20 березня 1963 року проєкт Союз вдруге доповідався на засіданні МНТС, і цього разу отримав одностайну підтримку без зауважень, хоча Челомей і Глушко у виступах відзначили високу складність його реалізації.

Місячні Союзи (7К-ЛОК, 7К-Л1)

23 вересня 1963 року була затверджена радянська місячна програма, яка складалася з 5 етапів:

  1. пілотований обліт Місяця кораблем Л1 комплексом 7К-9К-11К;
  2. висадка на Місяць всюдиходу Л2 на посадковому модулі 13К і розгінному блоку 9К, що заправлявся з танкерів 11К;
  3. висадка на Місяці пілотованого корабля Л3, який мав виводитися 3 пусками Н1: першим виводився сам місячний комплекс з корабля 7К-ЛОК, посадкового модуля ЛК і розгінного блоку, а ще двома — танкери для його заправки, по 75 тон кожний (така була тогочасна проєктна вантажопідйомність Н-1); екіпаж планувалося доставляти на перевірений Р-7;
  4. місячна орбітальна станція Л4;
  5. важкий герметичний самохід Л5.
Рисунок 8. Порівняння Apollo CSM та Союз-7К-ЛОК
Рисунок 9. Порівняння D-2 з Союз-7К-ЛОК

У 1964 році з метою здешевлення схема місії Л3 стала однопусковою. Одним пуском ракети Н-1 (зі збільшеною до 93 т вантажопідйомністю) на орбіту виводився місячний ракетний комплекс Л3 у складі 7К-ЛОК з двома космонавтами, ЛК і ракетна частина з двох ступенів: блоків Г і Д (блоки А, Б і В — це сама ракета Н1). Блок Г скидався після переведення на відлітну траєкторію до Місяця. Вже на орбіті Місяця космонавти переходили в побутовий відсік, надягали скафандри і один з них за допомогою спеціального маніпулятора переходив з ЛОК в ЛК через відкритий космос. Після цього, ЛК з блоком Д відділявся від ЛОК, блок Д гальмував його, переводив на посадкову траєкторію і на висоті 1-3 км скидався. Далі посадка здійснювалася вручну за допомогою блока Е, який був частиною ЛК. Після виконання завдання на поверхні Місяця ЛК злітав на все тому ж блоку Е, стикувався на орбіті з ЛОК і переходив в нього через відкритий космос. Далі космонавти знімали скафандри, переходили у спускаємий апарат, взявши з собою усі зразки, відстрілювали побутовий відсік разом з ЛК і на двигунах блоку И (так називався приладово-агрегатний відсік 7К-ЛОК) повертались на Землю.

3 серпня 1964 року проєкт 7К-9К-11К був закритий, а обліт Місяця доручили ОКБ-52 Челомея, який планував використати 3-ступеневий варіант ракети УР-500К (зараз відома як Протон-К), розгінний блок і корабель ЛК-1 власної розробки. Цей проєкт, відомий як УР-500К-ЛК-1, проіснував недовго, бо у жовтні того ж року Хрущова змістили і Челомей потрапив у немилість.

Обліт Місяця знову повернувся до ОКБ-1, але цього разом вже з доробком Челомея і з важкою ракетою УР-500К. Корольов запропонував використати корабель 7К як основу для створення 3 різних, але частково уніфікованих апаратів: 7К-ЛОК для польоту на Місяць на ракеті Н-1 (Н-1/Л3), 7К-Л1 для обльоту Місяця на ракеті УР-500К (УР-500К-Л1) і 7К-ОК для польотів на низькі навколоземні орбіти на ракетах сімейства Р-7 (11А511). При цьому, кораблям сімейства 7К було запропоновано зберегти ім’я “Союз” в пам’ять про їхні витоки.

УР-500К-Л1 (інша назва — УР-500К-7К-Л1) відрізнявся від УР-500К-ЛК-1 кораблем (варіант 7К без побутового відсіку під назвою 7К-Л1 замість ЛК-1) і розгінним блоком (киснево-гасовий блок Д від ракети Н-1 замість челомеївського розгінного блоку на АТ + НДМГ). Цей проєкт призвів до безпілотних обльотів Місяця за програмою Зонд.

Всього було здійснено 2 запуски 7К-ЛОК, з них 1 успішний і 13 запусків 7К-Л1, з них 4 успішних. Усі запуски здійснювалися без екіпажу.

Військові модифікації Союзу (7К-П, 7К-ППК, 7К-Р, 7К-ТК, 7К-ВИ, 7К-ВИ/ОИС, 7К-С)

Ще у 1962 році остання редакція проєкту Союз 7К-9К-11К передбачала створення 2 військових кораблів: перехоплювача 7К-П і розвідника 7К-Р. 7К-Р ідейно продовжував плани створення орбітальної станції за проєктом Север, а 7К-П — орбітального перехоплювача 5КМ.

Роботи по 7К-П почалися у 1964 році. Союз-П відрізнявся від звичайного 7К наявністю спеціального контейнера для захоплених іноземних супутників. Передбачалося, що екіпаж на 7К-П має підійти до супутника іншої країни, вийти у відкритий космос, обстежити, вивести з ладу або захопити супутник і повернутися на Землю. Розгінний блок 9К дозволяв проводити такі операції до висот у 6000 км. Від цієї ідеї швидко відмовилися, бо очікували, що американські супутники, як і радянські, мають систему самознищення. Тому на заміну 7К-П був розроблений 7К-ППК з ракетним озброєнням (8 невеликих ракет). Його задачею було лише знищення супутників. Роботи за цим проєктом були припинені у 1965 році.

Рисунок 10. Військові модифікації Союзу (зліва направо): 7К-П, 7К-ППК, 7К-Р з пристикованим 7К-ТК, 7К-ВИ, 7К-ОБ-ВИ з пристикованим 7К-С

Про Союз-Р відомо небагато. Він мав складатися з невеликої орбітальної станції 11Ф71, що будувалася навколо приладово-агрегатного відсіку 7К, а спускаємий апарат і побутовий відсік були замінені на відсік цільової апаратури, до якої пристиковувався корабель 7К-ТК з екіпажем. Після смерті Корольова у січні 1966 року розробка Союз-Р була припинена, а документація по кораблю 7К-ТК була передана до ОКБ-52 для використання за програмою військових орбітальних станцій Алмаз. У грудні 1966 року роботи за 7К-ТК були припинені, бо Челомей віддавав перевагу значно більшому кораблю ТКС. Тим не менше, 7К-ТК став прототипом для розробки 7К-ОКС, який використовувався для доставки екіпажу на ДОС Салют-1, і 7К-Т другого покоління.

Виводити Союзи П, ППК і Р мала ракета 11А514 сімейства Р-7 зі збільшеною до 6700 кг вантажопідйомністю, розробка якої також була припинена у 1966 році. Деталі її конструкції не збереглись.

Найбільш радикальною модифікацією кораблів 7К стала 7К-ВИ “Звезда” (11Ф73) розробки куйбишевської філії №3 ОКБ-1 під керівництвом Дмитра Козлова. Роботи над нею розпочалися у 1965 році і спочатку вона практично не відрізнявся від звичайного 7К-ОК (але вже передбачала наявність БЦВМ). Після двох невдалих запусків 7К-ОК, у 1966 році було прийнято рішення повністю переробити проєкт 7К-ВІ. В результаті, він отримав іншу компоновку (спускаємий апарат попереду побутового відсіку — така компоновка початково розроблялася для 1Л, і потім буде застосована у ТКС), РІТЕГи замість сонячних батарей і скорострільна гармата НР-23. Крім того, він мав стикуватися зі станцією Алмаз і залишатися на орбіті протягом місяця. У 1968 році через побоювання з приводу люку у тепловому захисті і інтриги з боку головного конструктора ЦКБЭМ (нова назва ОКБ-1) Василя Мішина проєкт було закрито. Доробок 7К-ВИ був використаний при створенні супутника фоторозвідки “Янтарь-2К”.

Для боротьби з 7К-ВИ (11Ф73) у 1968 році Мішин запропонував свою станцію Союз-ВИ/ОИС (11Ф730), яка в цілому повторювала Союз-Р і складалася з орбітального блоку 7К-ОБ-ВИ і корабля постачання 7К-С на базі 7К-ТК. Крім того, на базі 7К-С планувалося створити автономні кораблі 7К-С-І і 7К-С-ІІ для короткострокових та довгострокових місій, а також вантажний корабель 7К-СГ. На базі корабля 7К-С було створено корабель 7К-СТ, пізніше перейменований у Союз-Т, який став родоначальником 3-го покоління кораблів Союз, а 7К-СГ надихнув на створення вантажних кораблів “Прогресс”, однак на базі 7К-Т, бо 7К-С затримувався. Розробка 7К-ОБ-ВИ була припинена того ж року.

Всього було здійснено 3 безпілотних польоти 7К-С.

Перше покоління (7К-ОК, 7К-ОКС)

Першим варіантом Союзу для низьких навколоземних орбіт став Союз 7К-ОК. Форма його орбітального відсіку стала більш округлою порівняно з 7К. Цікаво, що, незважаючи на своє земне призначення, 7К-ОК зберіг НО у конструкції ПАО, хоча він і не заповнювався компонентами палива (до нього кріпилася кормова антена системи Игла). 7К-ОК виводився одним пуском ракети Р-7 у варіанті 11А511 (“Союз”) без додаткових розгонних блоків чи танкерів. 

Апарати 7К-ОК були дуже небезпечними і ненадійними. В них розміщувалися по 3 члени екіпажу без скафандрів. Вже у першому пілотованому польоті загинув Володимир Комаров (Союз-1) через парашут, що не розкрився, потім лише чудом вижив Борис Волинов (Союз-5) в аварії через ПАО, що не відокремився. Незважаючи на наявність стикувальних вузлів, вони не дозволяли переходити з корабля в корабель і доводилося переходити через відкритий космос, використовуючи побутові відсіки в якості шлюзових камер.

На 7К-ОК переважно відпрацьовувалися операції зі стикування на орбіті. Ці кораблі були призначені для автономних польотів і теоретично могли знаходитися в космосі до 30 днів.

Рисунок 11. Союз 7К-ОК. Джерело: RussianSpaceWeb.com

Останні 2 польоти (Союз-10 і Союз-11) виконувалися на кораблях Союз модифікації 7К-ОКС, яка є подальшим розвитком військового 7К-ТК і вже мала стикувальний вузол ССВП (система стикування і внутрішнього переходу), що дозволяв переходити з одного корабля в інший. Обидва польоти були здійснені на першу радянську орбітальну станцію ДОС-1 (Салют-1) і були невдалими: у місії Союз-10 не вдалося пристикуватися через помилку операторів ЦУП (через нервову обстановку і тиск присутнього в оперативному залі керівництва не була вчасно вимкнена система орієнтації Союз-10), а місія Союз-11 завершилася катастрофою: при посадці передчасно відкрилися клапани провітрювання СА і екіпаж (Георгій Добровольський, Владислав Волков і Віктор Пацаєв) загинув. Таким чином, 7К-ОКС став перехідною моделлю від першого до другого покоління. 

Строго кажучи, Союз-10 і Союз-11 літали з позначенням 7К-Т, а перші модернізовані безпілотні 7К-Т були перероблені з немодернізованих, і позначення 7К-Т для них є більш правильним. Я використовую більш рідкісне позначення 7К-ОКС для того, щоби відрізнити їх від модернізованої версії.

Всього було здійснено 8 пілотованих і 9 безпілотних польотів 7К-ОК і 2 пілотованих польоти 7К-ОКС.

Друге покоління (7К-Т, 7К-Т/А9, 7К-Т-АФ, 7К-ТМ, 7К-Т-МФ6)

З початком створення цивільних орбітальних станцій ДОС (Салют) від 7К-ОК перейшли до 7К-ОКС, які мали стикувальний вузол з внутрішнім люком, що дозволяв переходити з корабля на станцію без виходу у відкритий космос. Ця модифікація брала початок з військового 7К-ТК. Однак, після страшної катастрофи Союзу-11, в якій загинули одразу 3 космонавти, було прийнято рішення переробити корабель, зробивши акцент на безпеці. Так з’явився 7К-Т.

Рисунок 12. Союз 7К-Т

Основні відмінності 7К-Т від 7К-ОКС полягали у скороченому до 2 людей екіпажі, за рахунок чого вони весь час перебували у рятувальних скафандрах, а також у покращеній ергономіці СА: раніше для доступу до деяких органів управління космонавти мали покидати крісла. Збільшення маси СА змусило відмовитися від сонячних батарей, натомість були встановлені хімічні акумулятори, заряду яких вистачало на 2 доби польоту до орбітальної станції і назад. Таким чином, Союз став суто транспортним кораблем для доставки екіпажів на орбітальні станції.

У місії Союз-13 була використана модифікована версія 7К-Т-АФ, призначена для автономного польоту. Замість стикувального вузла на ній розташовувалася наукова апаратура, крім того, корабель був оснащений сонячними батареями.

Для роботи з військовими орбітальними станціями ОПС (Алмаз) була створена модифікація 7К-Т/А9, яка мала відповідно модифіковану систему стикування і складані антени.

У місіях Союз-16 і Союз-19 використовувалася версія 7К-ТМ, яка була перехідною від другого до третього покоління. Вона мала андрогінний стикувальний вузол (для експериментального польоту Союз-Аполлон) і сонячні батареї. Вона також була автономною.

Рисунок 13. Союз-19 (7К-ТМ), зістикований з Apollo-18.

У місії Союз-22 використовувалася модифікація 7К-Т-МФ6, яка являла собою 7К-ТМ, переоснащений для ведення автономної фоторозвідки на орбіті з високим нахиленням.

Всього було здійснено 20 пілотованих і 3 безпілотних польотів 7К-Т, 1 пілотований політ 7К-Т-АФ, 5 пілотованих і 2 безпілотних польотів 7К-Т/А9, 2 пілотованих польоти 7К-ТМ і 1 пілотований політ 7К-Т-МФ6.

Третє і подальші покоління (Т, ТМ, ТМА, ТМА-М, МС, ГВК)

Союз-Т — це відкрита назва корабля 7К-СТ, який розроблявся за військовою програмою і початково планувався для доставки космонавтів на станцію 7К-ОБ-ВИ, розробка якої була припинена. Він настільки сильно відрізнявся від попередніх кораблів Союз, що з переходом на нього навіть нумерацію місій почали заново (потім нумерацію починали з 1 для кожної нової модифікації Союз і Прогресс). Він мав бортовий цифровий комп’ютер Аргон-16 з пам’яттю на феритових кільцях, сонячні батареї, нову систему управління, покращену силову установку, і перепроєктований СА, який міг вмістити 3 космонавтів у скафандрах. Вони використовувалися для польотів на орбітальні станції Салют-6 та Салют-7. Союз-Т виводилися на орбіту ракетою Союз-У (11А511У), яка замінила усі попередні модифікації Союзів (У — універсальна).

Модифікація Союз-ТМ (7К-СТМ) була призначена для польотів на станцію Мир. Вона отримала систему зближення Курс замість старої системи Игла, об’єднану двигунну установку КТДУ-80 (об’єднана означає, що зближувально-коригувальний двигун СКД і двигуни причалювання і орієнтації ДПО використовували спільні баки, таким чином вдалося відмовитися від резервного комплекту СКД і прибрати з борта перекис водню; усі двигуни тепер працювали на АТ + НДМГ) зі збільшеними з 500 кг до 880 кг паливними баками, покращену БЦВМ, полегшену парашутну систему, ефективніші двигуни м’якої посадки і оновлену САС. Союз-ТМ запускався у 2-місному і 3-місному варіантах. Вони початково виводилися ракетою Союз-У2, яка замість керосину використовувала синтин, але з 1996 року повернулися на Союз-У через високу вартість синтину.

Модифікація Союз-ТМА (7К-СТМА) була призначена для польотів на МКС і дозволяла розміщення космонавтів зі зростом до 190 см (раніше — до 182 см), а також зменшувала навантаження при посадці. Крім того, вона дозволяла доставляти до 100 кг вантажу на станцію і повертати до 50 кг. Була доопрацьована парашутна система і панель управління (з’явилися 2 дисплеї). Загалом Союз-ТМА був сертифікований за стандартами NASA для пілотованих польотів.

Модифікація Союз-ТМА-М (7К-СТМА-М) отримала цифрову систему передачі телеметричної інформації і нову БЦВМ ЦВМ-101, що забезпечило зниження маси на 70 кг і суттєве зниження енергоспоживання.

Модифікація Союз-МС (7К-СТМА-МС) отримала більш ефективні сонячні батареї, крім того решта аналогових систем були замінені цифровими.

Рисунок 14. Союз-ТМА (7К-СТМА). А — БО, 2,6×2,2 м, 1370 кг: 1 — стикувальний вузол, 2 і 4 — антени системи зближення Курс, 3 — передаючі антени, 5 — телекамера, 6 — посадковий люк; Б — СА, 2,1×2,2 м, 2950 кг: 7 — парашут, 8 — перископ, 9 — ілюмінатор, 11 — тепловий захист, ДМП не показані; С — ПАО, 2,7×2,5 м, 2900 кг: 10 і 18 — двигуни причалювання і орієнтації (ДПО), 12 — датчик Землі, 13 — датчик Сонця, 14 — вузол кріплення панелей сонячних батарей, 15 — датчик температури, 16 — антена системи зближення, 17 — зближувально-коригувальний двигун (СКД), 19 — антена зв’язку, 20 — бак з НДМГ, 21 — бак з рідким киснем, баки з АТ і балони з гелієм не показані.

Модифікація Союз-ГВК (вантажоповертаємий корабель) планувалася з 2018 року як вантажний варіант Союзу з ПАО від корабля Прогресс. Його основна відмінність від Прогресу — у збереженні СА, що має дозволити повертати до 500 кг вантажу з орбіти. Випробування деяких систем, призначених для Союз-ГВК відбулося у безпілотній місії Союз МС-14 у серпні-вересні 2019 року. Польотів цієї модифікації ще не було.

Вантажний корабель Прогресс (7К-ТГ, Прогресс М, Прогресс М1, Прогресс М-ГКМ, Прогресс М-М, Прогресс МС, Прогресс М-УМ)

Транспортно-вантажні кораблі Прогресс — нащадки програми 7К-ВИ/ОИС, в рамках якої був спроєктований транспортно-вантажний корабель 7К-СГ (вантажна версія 7К-С). Через затримку з розробкою 7К-С та потребі у вантажному кораблі для підтримання роботи орбітальних станцій Салют, першу версію вантажного корабля зробили на базі основної тоді версії корабля Союз 2 покоління 7К-Т. Усі кораблі Прогрес відрізняються від кораблів Союз зміненим ПАО (зокрема додана система дозаправки, відсутні системи життєзабезпечення), відсутністю СА та БО: замість них встановлюється великий вантажний відсік або менший вантажний відсік і додаткові баки у варіанті танкеру). Також відсутній тепловий захист, парашути тощо.

Прогресс (7К-ТГ) 11Ф615А15 — перша версія транспортного вантажного корабля Прогресс, що технологічно відповідає Союз 7К-Т, зокрема не має сонячних батарей. Єдиний представник 2-го покоління серед кораблів Прогресс.

Прогресс М (7К-ТГМ) 11Ф615А50 (Прогресс М — Прогресс М-49) — версія Прогресс, що технологічно відповідає Союз-Т.

Прогресс М (7К-ТГМ) 11Ф615А55 (Прогресс М-50 — Прогресс М-67) — версія Прогресс, що технологічно відповідає Союз-ТМ.

Прогресс М1 (7К-ТГМ1) 11Ф615А55М1 (11Ф615А70?) — танкер на базі Прогресс М зі збільшеним об’ємом паливних баків за рахунок зменшення інших типів вантажів. Використовувались в період інтенсивного максимуму 23 циклу сонячної активності з 2000-2004 роки для підтримання орбіт станцій Мир та МКС.

Рисунок 15. Прогресс М1-10 (7К-ТГМ1)

Прогресс М-ГКМ (без позначення) 11Ф615А55.40 — варіант Прогресс М для доставки на МКС малих модулів СО1 “Пирс” и МИМ2 “Поиск”.

Прогресс М-М (без позначення) 11Ф615А60 (з 2008 року) — версія Прогресс, що технологічно відповідає Союз-ТМА-М. Цю версію іноді невірно називають Прогрес-М2.

Прогресс М1-М (без позначення) 11Ф615А70 — танкер на базі Прогресс М-М зі збільшеним об’ємом паливних баків за рахунок зменшення інших типів вантажів. Потреб у запусках не було.

Прогресс МС (без позначення) (без шифру) — версія Прогресс, що технологічно відповідає Союз-МС.

Рисунок 16. 3D-модель Прогресс МС

Прогресс М-УМ (без позначення) (без шифру) — версія Прогресс для доставки на МКС універсального модуля УМ “Причал”. Складається лише з приладово-агрегатного відсіку і перехідної проставки, що приєднана до модуля.

921/1 Шеньчжоу

У 1992 році КНР вирішила розробити свій другий пілотований космічний корабель на базі Союзу (перший був на базі Gemini) з позначенням 921/1, відкрита назва Шеньчжоу. У 1995 році вони купили у РФ документацію на деякі системи, які не змогли розробити самі, у 1999 році провели перший безпілотний запуск, а у 2003 — пілотований.

Основні відмінності 921/1 від 7К:

  • більший розмір (2,5 м діаметр СА, 2,8 м діаметр ПАО і БО);
  • циліндрична форма БО;
  • БО має сонячні батареї і власні системи орієнтації і зв’язку, а також подвійний гермолюк у місці з’єднання з СА; це дозволяє не викидати БО при кожній посадці СА, а використовувати їх повторно;
  • андрогінний стикувальний вузол, сумісний зі стандартом АПАС, замість застарілого ССВП.

Судячи з усього, Шеньчжоу має не менше двох різних модифікацій: автономну, що використовувалась на місіях Шеньчжоу 1-7 і транспортну, що використовується з місії Шеньчжоу 8. Зовні вона відрізняється наявністю андрогінного стикувального вузла, схожого за конструкцією на АПАС-89 або АПАС-95. Загалом, Шеньчжоу виглядає значно прогресивніше за останні модифікації Союзу.

Всього було здійснено 3 пілотованих і 4 безпілотних польотів Шеньчжоу 1-7, 5 пілотованих (ще 1 триває) і 1 безпілотний політ Шеньчжоу 8+.

Рисунок 17. Модель Шеньчжоу 8+

Пізні нереалізовані проєкти модернізації корабля Союз

27 січня 1985 року для станції Мир, що тоді будувалася, було заплановано створення нового транспортного корабля, який би замінив Союз і Прогресс. Цей корабель мав мати значно більшу вантажопідйомність і бути багаторазовим. Йому був присвоєний індекс 14Ф70 і назва Заря; розроблення було доручено НПО “Энергия” (так з 1974 року називалося колишнє ОКБ-1). На початку 1987 року був випущений ескізний проєкт; після доопрацювання з урахуванням зауважень він був затверджений у травні 1988 року. У січні 1989 року роботи були зупинені через брак коштів. На цей час була випущений основна конструкторська документація як у головного розробника, так і суміжників.

Корабель Заря мав діаметр 4,1 м, довжину 5 м, і максимальну масу близько 15 т. Він міг доставити 3,0 т вантажу, 2,5 т вантажу і 2 космонавтів, або 8 космонавтів та повернути від 2,0 т до 2,5 т вантажу, від 1,5 т до 2,0 т вантажу і 2 космонавтів, або 8 космонавтів. Аеродинамічна форма корабля була аналогічна формі СА кораблів Союз, також були запозичені деякі системи, прилади і агрегати з Союз-ТМ. Разом з тим, використовувалися нові матеріали, зокрема теплозахисне покриття, запозичене з Бурану, і нові бортові системи на базі сучасної на той час обчислювальної техніки.

Заря складалася з повертаємого корабля (ВК) і навісного відсіку (НО), що відділявся від ВК перед поверненням. Для стикування зі станцією Мир передбачалося використання або старої системи ССВП, або андрогінної АПАС-89 з перехідним люком діаметром 800 мм, які при запуску закривалися конічним обтікачем, що скидувався.

ВК був розрахований на 30-50 польотів. Посадка здійснювалася без парашутів з використанням багаторазових РРД (24 посадочних двигуни тягою по 1,5 тс кожний на компонентах палива перекис водню + керосин і 16 двигунів управління спуском на перекисі водню, що були об’єднані в єдину двигунну установку) і сотового амортизатора. Перевантаження при посадці мало не перевищувати 10 g, точність посадки — не менше 2,5 км. На початковому етапі передбачалося розміщувати екіпаж у катапультних кріслах, що обмежувало екіпаж до 4 осіб.

В одноразовому НО мала розміщуватися багатофункціональна двигунна установка (МДУ), яка забезпечувала орбітальні маневри, зокрема перехід з опорної орбіти 190 км на робочу орбіту 200-550 км. МДУ включала 2 двигуни по 300 кгс кожний і ДПО на компонентах АТ + НДМГ. Також передбачалася можливість роботи з буксиром до висоти геостаціонарної орбіти.

Корабель Заря мали використовувати в таких варіантах:

  • транспортний корабель з екіпажем від 2 до 4 осіб і корисним навантаженням (в обох напрямках);
  • рятувальний корабель з екіпажем від 1 до 2 осіб або без екіпажу для екстреного повернення на Землю космонавтів (від 2 до 4 осіб на першому етапі і до 8 осіб — на другому);
  • корабель для проведення монтажних і ремонтно-відновлювальних робіт з екіпажем від 2 до 3 осіб;
  • безпілотний корабель з корисним навантаженням для польотів на високі орбіти (до 36 000 км) за допомогою буксира.

Як бачите, Заря мала поєднувати в собі усі навколоземні функції Севера, Востока-7, Союза і Прогресса. Виводитися вона мала ракетою-носієм Зеніт.

Рисунок 18. Космічний корабель Заря: 1 — повертаємий корабель (ВК); 2 — корисне навантаження; 3 — посадковий двигун; 4 — робочий відсік; 5 — аеродинамічний щиток; 6 — ілюмінатор; 7 — зоряний датчик; 8 — катапультне крісло; 9 — пульт керування; 10 — антена апаратури зближення; 11 — агрегатний відсік; 12 — бортова апаратура; 13 — ДПО; 14 — лобовий теплозахисний екран-амортизатор; 15 — доплерівський вимірювач швидкості; 16 — система дозаправки і двигунна установка; 17 — навісний відсік (НО); 18 — система електроживлення (СЭП) з електрохімічним генератором (ЭХГ); 19 — навісний холодний радіатор

У 1984 році США оголосили про початок робіт зі створення орбітальної станції Freedom. Доставляти туди астронавтів планувалося, звісно ж, шатлами, але поставала проблема: шатл не міг довго перебувати у космосі і в разі виникнення небезпеки на нього не можна було розраховувати для екстреної евакуації екіпажу. Суспільний інтерес до цієї проблеми різко підвищився після катастрофи шатлу Challenger у січні 1986 року. Для її вирішення була започаткована програма Advanced Crew Recovery Vessel (ACRV). В її рамках розроблялося багато цікавих проєктів, але жодний не забезпечував бажаних характеристик за прийнятної вартості.

У березні 1993 року США вирішили перепроєктувати станцію Freedom у станцію Alpha і додати туди російські елементи (як з економічних, так і з політичних міркувань). Результатом цих робіт стала МКС. Зокрема, росіянам було запропоновано і створити рятувальну капсулу на основі технології Союзу. У 1995 році кооперація РКК “Энергия”, Rockwell International та Центру Хрунічева запропонувала проєкт апарату Lifeboat Alpha на основі технології корабля Заря, яка забезпечувала екстрене повернення до 8 осіб і могла залишатися пристикованою до станції впродовж 5 років. Вона мала твердопаливний гальмівний двигун і двигуни орієнтації на холодному газі. У червні 1996 року цей проєкт був затверджений, але того ж року закритий на користь проєкту NASA CRV/X-38 (який був також врешті закритий).

Рисунок 19. Проєкт капсули Lifeboat Alpha

У 2006 році ESA, що замовила розробку вантажного корабля ATV, вирішила, щоби двічі не вставати, розробити також свою власну пілотовану космічну програму на його основі, причому одразу з вимогою польоту на Місяць. В той же час, Роскосмос, щойно зазнавши невдачі при спробі розроблення багаторазового корабля Клиппер, розпочав розробку нового варіанту Союзу — Союз-К (К означало Клиппер). І, керуючись прислів’ям “Два дебила — это сила”, вони вирішили об’єднати свої зусилля. Для нового пілотованого корабля було вирішено взяти в якості ПАО платформу ATV, а СА розробити на основі Союза. Це було затверджено рішенням ESA від 21-22 червня 2006 року. Згідно планів, новий корабель мав бути готовим до 2012-2013 років. Відчувши солодкий запах євро, росіяни увімкнули свою фантазію на повну, поперегортали стелажі в архівах, і вже 30 січня 2007 року перед очима здивованих європейців розгорнулася готова місячна програма з 4 або 7 пусками Протонів (привіт, Союз 7К-9К-11К), а з лютого — вже з 2 або 4 пусками Ангари і 4 стикуваннями на орбіті (привіт, перша версія Н1-Л3). Вже у січні 2008 року від початкової конфігурації зі збільшеним Союзом (а заодно і від ПАО на базі ATV) відмовилися і перейшли до конічної капсули а-ля Apollo (по суті — копії Orion), ракета Ангара зростала в розмірах і вся програма почала нагадувати вже американську Constellation. Європейці все зрозуміли і 25-26 листопада вийшли з проєкту.

Але розкручену пилораму було вже не зупинити і у січні 2009 року проєкт був перейменований у ППТС (перспективна пілотована транспортна система) і переведений на бюджетне фінансування, 6 квітня того ж року корабель отримав назву ПТК НП (перспективний транспортний корабель нового покоління). Станом на 2012 рік передбачалося створення окремо орбітальної, і окремо місячної версії, але в 2019 році було оголошено, що корабель буде універсальним. За цей час він встиг двічі змінити ім’я: спочатку на Федерація у 2016 році, а потім на Орел у 2019. На цей час його маса досягла 22 т (екіпаж при цьому складав 4 людини) і жодна з існуючих в РФ ракет, включно з Ангара-А5, не могла його підняти. Спеціально під нього почалася розробка надважкої ракети-носія Енисей. РКК “Энергия”, розуміючи куди веде цей шлях, намагалася повернути Роскосмос до реальності і знизити вимоги до корабля, розробляючи паралельно полегшений до 17 т проєкт 2-місного корабля Орленок, який вже можна було би вивести принаймні Ангара-А5, яка існує хоча би в теорії. Для порівняння, 7К-ЛОК з таким самим екіпажем важив 9850 кг.

Підсумки

Концепція 3-відсікового модульного корабля, початково висунута General Electric, виявилася дуже вдалою. Незважаючи на помилкові рішення при проєктуванні (занадто малі розміри), обмеження, обумовлені можливостями перших ракет-носіїв, і катастрофи на ранніх етапах їх відпрацювання, сімейство космічних кораблів Союз виявилося достатньо надійним і пережило своїх творців. Розроблені на початку 1960-х як синтез ідей кінця 1950-х, вони впевнено увійшли у XXI століття. І хоча вже очевидно, що їхня експлуатація припиниться разом із МКС, дух Союзів продовжує жити у китайських Шеньчжоу, які є свого роду “Союзами здорової людини”, і їхня експлуатація схоже триватиме ще принаймні одне чи два десятиліття. Фактично, єдина інтрига яка залишилася стосовно них — чи доживуть вони до 100-річного ювілею цієї, безперечно, епохальної платформи.

Рисунок 20. Генеалогічне дерево космічних кораблів сімейства Союз. Темно-сірим тлом позначені модифікації, які не досягли стадії льотних випробувань, світло-сірим тлом позначені модифікації, які здійснили принаймні один випробувальний політ, білим тлом позначені модифікації, які перебували чи перебувають в експлуатації. Червоний текст — озброєні військові модифікації, помаранчевий — неозброєні військові, зелений — місячно облітні, синій — місячно орбітальні, пурпурний — автономні, чорний — транспортні, фіолетовий — вантажні, жовтий — універсальні

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

53
Войдите, чтобы видеть ещё 18 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Трогательный Сергей Королёв
Вечность назад

Wow, дякую Олексію за статтю, це справжня наукова робота

Тревожный Бори Труно
Вечность назад

вот с чего был скопирован союз https://www.orangesmile.com/extreme/img/main/jumeirah-mosque_1.jpg

Хороший Спок
Вечность назад

У тексті явно бракує одного фото: https://i.imgur.com/3MNZGdW.jpg

Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зарегистрируйтесь на сайте, чтобы не видеть рекламу, создавать и отслеживать темы, сохранять статьи в личные закладки и участвовать в обсуждениях
If you were unable to log in, try this link.