Ёжик и Скиф в космосе (часть 2)
Продолжаем разговор об орбитальных лазерах, начатый здесь.
"Скиф" против ёжиков
Лазерная орбитальная платформа начала разрабатываться в СССР в конце 1970-х годов. Программа "Скиф" должна была стать ответом на разрабатываемую американцами СОИ. При этом, понимая сложность перехвата боевых блоков МБР, советские ученые разрабатывали "Скиф" в первую очередь, как средство уничтожения американских космических аппаратов (да, да тех самых "Эскалибуров", о которых речь шла выше), чтобы не дать им перехватить наши МБР.
Было решено установить на космический аппарат (КА) углекислотный газодинамический лазер мощностью 1 МВт, разработанный одним из филиалов Института атомной энергии им. И.В.Курчатова. и испытанный на авиационном лазерном комплексе А-60.
Авиационный лазерный комплекс А-60 (он же "Ил-76ЛЛ с БЛ")
Космический аппарат, предназначенный для установки на нем мегаваттного лазера с Ил-76ЛЛ с БЛ, получил обозначение 17Ф19Д "Скиф-Д". Буква "Д" обозначала "демонстрационный". Также попадается инофрмация, что на "Скиф" должен был устанавливаться непрерывный газодинамический углекислотный лазер РД0600 мощностью не 1МВт, а 100 КВт.
27 августа 1984 г. министр общего машиностроения О.Д. Бакланов подписал приказ N343/0180 о создании 17Ф19Д "Скиф-Д".
Первый запуск на орбиту "Скифа-Д" должен был состояться во втором квартале 1987 г.
"Скиф-Д" был прежде всего экспериментальным КА, на котором должны были отрабатываться не только лазер, но и некоторые штатные системы следующих аппаратов, создаваемых в рамках программы "советской СОИ". Это были системы разделения и ориентации, система управления движением, система электропитания, система управления бортовым комплексом.
Предполагаемый вид "Скифа-Д" на дежурстве
Создававшие «Скиф» конструкторы столкнулись с кучей новых для них технических проблем.
Во-первых, было совершенно неясно запустится ли на орбите в условиях вакуума и невесомости газодинамический лазер на углекислом газе. Чтобы разобраться с этой проблемой на Заводе им. М.В.Хруничева было решено создать специальный испытательный стенд. Стенд занимал огромную территорию и включал в себя четыре 20-метровые вертикальные цилиндрические башни вакуумирования, две 10-метровые шаровые емкости для хранения криогенных компонентов, разветвленную сеть трубопроводов большого диаметра.
Проблемы были с системой энергоснабжения лазера. Очень сложной вышла система управления движением "Скифа-Д". Ведь ей приходилось производить нацеливание поворотной головной части и всего аппарата на цель, при этом компенсируя возмущения от работы генераторов, от выхлопа газов из лазера (у турбогенераторов были крупные подвижные части, а газ так сильно нагревался, что его требовалось стравливать, влияло на движение космического аппарата, делая лазер крайне неточным), да и от самих разворотов очень тяжелой, но при этом очень быстро вращающейся головной части отсека специальной аппаратуры.
Уже в 1985 г. было ясно, что потребуется один испытательный пуск КА только для отработки всех этих вспомогательных систем. Поэтому было решено изделие "Скиф-Д1" вывести на орбиту без боевого лазера, и лишь "Скиф-Д2" полностью оснастить "спецкомплексом".
Скиф-ДМ + Энергия
Скиф разрабатывался параллельно с новой ракетой-носителем "Энергия", предназначенной для выведения на орбиту КА массой до 100 тонн.
В середине 1985 года было принято решение переделать стендовую РН 11К25 "Энергия" N6С в летную (номер носителя изменился на 6СЛ) и запустить в 1986 г.
Встал вопрос о полезной нагрузке для этого запуска. Решили использовать этот запуск в интересах темы "Скиф" и потребовали от КБ габаритно-весовой макет (ГВМ).
В КБ "Салют" решили установить на заказанный ГВМ все готовые на тот момент системы штатного "Скифа-Д" для их отработки в космосе. Так увидел свет проект аппарата "Скиф-Д макетный" или 17Ф19ДМ "Скиф-ДМ", получивший еще одно наименование - "Полюс".
Летный экземпляр КА 17Ф19ДМ "Скиф-ДМ" получил бортовой номер 18201 вслед за 17Ф19Д "Скиф-Д" №18101, который хоть и был задуман раньше, но стартовать теперь должен был позже. Внешне оба аппарата имели много общего, за исключением поворотной головной части отсека специальной аппаратуры. 17Ф19ДМ состоял так же из двух модулей: функционально-служебного блока (ФСБ) и целевого модуля (ЦМ), имел длину 36.9 метров, максимальный диаметр 4.1 метра, массу 77 тонн вместе с головным ФСБ.
В целевом модуле "Скифа-ДМ" размещались экспериментальные установки для проведения прикладных и геофизических экспериментов (тогда как ЦМ "Скифа-Д" должен был нести резервуары с углекислым газом и два турбогенератора, обеспечивающие работу лазера).
"Скиф-Д" должен был нести не один, а два лазера.
Наведение аппарата на цели осуществлялось в два этапа.
Сначала для грубого наведения использовалась бортовая радиолокационная станция (БРЛС). Затем точное наведение осуществляла СНУ, использовавшая для этого маломощный лазер. Создавало СНУ казанское ПО "Радиоприбор" - ведущая в СССР фирма по системам опознавания. Для обработки данных от БРЛС и СНУ и совместной работы этих систем с исполнительными органами системы управления движением в СУД "Скифа-ДМ" использовалась БЦВМ "Аргон-16", аналогичная такой же БЦВМ на базовом блоке станции "Мир".
Для испытания СНУ решено было использовать отделяемые мишени (типа надувных шаров и уголковых отражателей). На надувных мишенях устанавливались бариевые плазмогенераторы для имитации работы двигателей баллистических ракет и спутников. Работу плазмогенераторов было решено официально объявить как геофизический эксперимент по изучению взаимодействия искусственных плазменных образований с земной ионосферой, а отстрел мишеней для СНУ - как испытания перспективной системы сближения и стыковки. Хотя, отработка новой системы стыковки, при которой аппарат не сближался с мишенями, а наоборот - отстреливал их, выглядела бы со стороны очень странно. Это уже была какая-то "перспективная система расстыковки".
:)
Полным ходом шла «перестройка». Не минула она и программу разработки орбитального лазера.
Меченый М.С. Горбачев начал пиариться на теме «мирного космоса» и Госкомиссия по пуску "Скифа-ДМ", опасаясь скомпрометировать «миротворческие заявления» руководства страны, программу испытаний существенно урезала - были отменены все отстрелы мишеней, испытания БРЛС и СНУ, выброс ксеноново-криптоновой газовой смеси через систему безмоментного выхлопа (СБВ).
На основании этих политических решений Госкомиссия по пуску "Скифа-ДМ" в феврале 1987 г. отменила в программе полета аппарата все отстрелы мишеней, испытания БРЛС и СНУ, выброс ксеноново-криптоновой газовой смеси через СБВ.
Решили лишь вывести "Скиф-ДМ" на орбиту, а через месяц свести его в атмосферу над пустынным районом Тихого океана. Что подумали бы в США о таком огромном, но молчащем аппарате - трудно сказать. Пожалуй, здесь было бы не меньше подозрений, чем в случае отстрела мишеней и выброса газовых облаков.
В программе испытаний оставили лишь десять наиболее "безобидных" экспериментов: четыре военно-прикладных и шесть геофизических.
15 мая 1987 года аппарат стартовал с космодрома Байконур. Две ступени «Энергии» отработали успешно. Через 460 секунд после старта «Скиф-ДМ» отделился от ракеты-носителя на высоте 110 километров. Испытания новой РН "Энергия" завершились успешно! А вот с выводимым аппаратом вышло уже не так "гладко".
Маневр поворота космического аппарата "Полюс" на 1800 по тангажу и к этому же на 900 по крену, как было предусмотрено программой ориентации корабля, был выполнен штатно. Однако расчетный процесс "переворачивания" из-за ошибки, заложенной в программе полета макета, не прекратился, а продолжался. В расчетный момент автоматически включилась маршевая двигательная установка, которая должна была сообщить космическому аппарату дополнительную скорость порядка 60 м/с, и вывести его на орбиту высотой 280 км.
В результате «Скиф-ДМ» не вышел на заданную орбиту и по баллистической траектории упал в Тихий океан.
Несмотря на это, по оценке, указанной в отчёте, более 80 % запланированных опытов удалось выполнить.
Прочие "Скифы".
За макетом "Скиф-ДМ" должны были последовать "Скиф-Д1" и "Скиф-Д2" (второй уже - полноценный боевой аппарат).
Далее планировался КА 17Ф19С "Скиф-Стилет". На нем собирались установить лазерный комплекс 1К11 "Стилет", разработанный в НПО "Астрофизика".
"Стилет" для 17Ф19С представлял собой космический вариант наземного "Стилета" (я упоминал о нем ранее в посте про "Сжатие"), уже созданного и проходящего в 80-х годах испытания. Наземный "Стилет" не предназначался для разрушения или уничтожения техники противника - этого просто не позволяла атмосфера и энергетика. Лазеры предназначались для вывода из строя прицелов и датчиков оптических устройств. На Земле применение "Стилета" было малоэффективным. В космосе за счет вакуума радиус его действия значительно увеличивался. "Стилет - космический" вполне можно было применять как противоспутниковое средство. Ведь выход из строя оптических датчиков космического аппарата противника был равносилен гибели спутника.
Для повышения эффективности действия "Стилета" в космосе был разработан специальный телескоп. В сентябре 1986 года электрический действующий макет "Стилета" был изготовлен НПО "Астрофизика" и поставлен в КБ "Салют" для испытаний. В августе 1987 года был изготовлен стендовый прототип кожуха телескопа.
В дальнейшем планировалось разработать целое семейство различных аппаратов тяжелого класса. Была запланирован унифицированный космический комплекс 17Ф19У "Скиф-У"... Но "перестройка" поставила на программе "Скиф" жирный крест. На руку противникам "Скифа" сыграл и неудачный вывод на орбиту "Полюса".
В сентябре 1987 г. работы по теме 17Ф19Д в КБ "Салют" и заводе им. Хруничева были приостановлены, да так и не возобновились. А к 1989 г. финансирование темы тяжелых боевых орбитальных станций было полностью прекращено.
В 1988 г. КБ "Салют" предложило проект тяжелого производственного модуля (ТМП) на основе задела по аппаратам 17Ф19ДМ, 17Ф19Д и 17Ф111. При стартовой массе 101.9 т его масса на орбите составила бы 88 т, из которых 25 т приходилось бы на технологическое оборудование для производства в условиях микрогравитации (10-5 - 10-6g) дорогих полупроводниковых материалов и кристаллов с геометрически совершенной кристаллической решеткой. На аппарате планировалось установить термоэлектрические печи типа "Кратер", прошедших испытания на модуле "Кристалл" орбитального комплекса "Мир". Для питания печей на ТМП планировалось установить большие солнечные батареи общей площадью 500 м2, позаимствованные с аппарата 17Ф111 "Каскад". Доставка расходуемых материалов на ТМП было возможно как кораблями типа "Союз" и "Прогресс", так и Многоразовой авиационно-космической системой МАКС. Проект ТМП рассматривался в течение ряда лет, однако так и не был утвержден.
P.S.
Более подробно (очень много букв!) о программе "Скиф" можно почитать здесь.
P.P.S.
На этом историю "Скифа" можно было бы считать завершенной, однако можно предположить, что некоторое продолжение в 90-х она получила.
Первый компонент готовящейся к запуску международной космической станции (МКС) был российским модулем под названием «Заря», также известным, как функциональный грузовой блок. Аппарат был построен в середине 90-х по контракту с НАСА предприимчивыми инженерами на заводе им. Хруничева, которые уложились и в сроки, и в бюджет. Основное предназначение Зари заключалось в том, чтобы снабжать станцию электроэнергией и выполнять ее орбитальную коррекцию - та же самая роль, которую должен был выполнять функциональный блок "Скифа". Некоторые советские исследователи считают, что "Заря" начала свою жизнь в качестве резервного аппарата, изначально создаваемого для программы «Полюс». Все что им нужно было сделать - стереть пыль со старого, но совершенно пригодного оборудования, или даже просто с чертежей, и это определенно могло помочь уложиться в производственный график строительства модуля космической станции во время экономического хаоса, который царил в России в девяностые.
[Источники]Источники:
1. http://military.tomsk.ru/blog/topic-353.html
2. http://pvo.guns.ru/abm/a135-01.htm
3. Журнал "Популярная механика" №10 (№84) 2009.
4. http://www.kbkha.ru/?p=8&cat=11&prod=62
5. http://www.buran.ru/htm/str163.htm (pdf-вариант)