их жизнедеятельности. При использовании ракеты  для  выведения  пилотируемых
кораблей система аварийного спасения,  средства  ручного  управления  и  сам
экипаж будут входить в массу корабля.
   Конструкция ракеты должна иметь высокую степень совершенства, с тем чтобы
масса полезного груза составляла не менее 3-4 процентов от  стартовой  массы
ракеты.
   Возникает вопрос: а можно ли выполнить столь жесткие  требования?  Думаю,
что это нелегко, но возможно, если ясно видеть цель и подчинять ей работу по
созданию машины.
   Сегодня представляются наиболее целесообразными  три  схемы  многоразовых
одноступенчатых ракет: с вертикальным  взлетом  и  с  вертикальной  посадкой
(чисто ракетная схема); с вертикальным взлетом и с самолетной посадкой  (так
сказать "крылатая ракета"); с горизонтальным взлетом и с самолетной посадкой
(типа  рассматривавшегося  в  семидесятые-восьмидесятые   годы   английского
проекта "Хотолл").
   Последнюю схему можно назвать революционной. Ее идея исходит  из  желания
преодолеть основной недостаток современных ракет: в баках ракеты размещается
не только горючее, но и окислитель (и его приходится тоже  разгонять),  хотя
часть полета проходит  в  плотных  слоях  атмосферы,  где  кислорода  вполне
достаточно и его  вроде  бы  логично  использовать.  До  последнего  времени
всерьез в этом направлении не работали. И это не случайно: для использования
кислорода на ракете, помимо жидкостных ракетных  двигателей  (большая  часть
полета все же проходит вне плотных  слоев  атмосферы),  нужно  устанавливать
воздушно-реактивные двигатели. А они  гораздо  тяжелее  жидкостных  ракетных
двигателей  с  той  же  тягой.  Сейчас  представляется  возможным   создание
воздушно-реактивных двигателей, работающих  до  скорости  порядка  1500-1700
метров в секунду, что могло бы дать существенный выигрыш в  массе  носителя,
если бы удалось создать достаточно легкий комбинированный двигатель, который
на  взлете   и   в   плотных   слоях   атмосферы   работал   бы   в   режиме
воздушно-реактивного двигателя, а далее - в режиме  жидкостного  реактивного
двигателя.
   Эти  идеи  и   легли   в   основу   английского   проекта   многоразового
воздушно-космического самолета "Хотолл". Предполагалось,  что  этот  самолет
взлетает с аэродрома при скорости около  шестисот  километров  в  секунду  с
помощью специальной стартовой тележки-шасси, остающейся на  земле,  и  затем
совершает разгон до высоты  около  25  километров  при  работе  двигателя  с
забором кислорода из атмосферы. К  этому  моменту  он  должен  был  набирать
скорость около 1600 метров в секунду.
   В современной авиации самолеты с воздушно-реактивными  двигателями  (ВРД)
развивают скорость примерно до 600-800 метров в секунду. Увеличить  скорость
аппарата с воздушно-реактивным двигателем можно только  за  счет  увеличения
скорости истечения струи газов из сопла двигателя, а  этого  можно  добиться
практически  только  за  счет  повышения  давления  в  камере  сгорания.  Но
повышение давления  в  ВРД  можно  обеспечить  за  счет  повышения  мощности
компрессора на входе  в  двигатель,  а  следовательно,  за  счет  увеличения
мощности, затрачиваемой на его работу: круг замыкается.
   Идея двигателя в проекте "Хотолл" заключалась  в  том,  чтобы  на  сжатие
воздуха перед его подачей  в  камеру  сгорания  тратить  существенно  меньше
мощности, чем в обычном  ВРД,  за  счет  предварительного  сжижения  воздуха
(путем охлаждения). Охлаждать воздух в двигателе "Хотолла" предполагалось  в
радиаторе за счет теплового обмена между воздухом и жидким водородом.  После
сжатия уже жидкого воздуха с  помощью  насосов  (а  работа  сжатия  жидкости
значительно меньше работы сжатия  газа)  он  вместе  с  горючим  (водородом,
сжатым до высокого давления еще в жидком состоянии) должен был подаваться  в
камеру сгорания. Такая схема и позволяла авторам проекта двигателя "Хотолла"
рассчитывать на получение скорости истечения до  величин  порядка  1500-1600
метров в секунду и обеспечивать его использование в режиме ВРД до  такой  же
скорости полета.
   Далее полет должен был  совершаться  с  использованием  бортовых  запасов
кислорода. В качестве  горючего  на  обоих  участках  полета  предполагалось
использовать жидкий водород. По проекту, при  стартовой  массе  порядка  260
тонн, "Хотолл" должен был бы выводить на орбиту полезный  груз  весом  около
семи тонн, а затем возвращаться на Землю. Судя по сообщениям печати,  работа
над проектом прекращена: нет финансирования.  О  реальности  проекта  судить
трудно, так как она определялась возможностью создания относительно  легкого
комбинированного    двигателя,    способного    работать    и    в    режиме
воздушно-реактивного, и  в  режиме  жидкостного  реактивного  двигателя,  об
устройстве которого практически никаких  материалов  не  было  опубликовано.
Разработку двигателя вела известная английская фирма "Роллс-Ройс", известная
отнюдь не только своими автомобилями, но и первыми эффективными и  надежными
воздушно-реактивными  двигателями,  что  внушало  определенное   доверие   к
проекту.
   Ограничение возможности  работы  двигателя  "Хотолла"  в  режиме  ВРД  (в
котором не нужно тратить бортовые запасы кислорода) до скорости 1600  метров
в секунду связано с тем, что  в  камеру  сгорания  шел  не  только  кислород
воздуха, но и азот, являвшийся балластом в тепловом процессе. Можно  поднять
эффективность  идеи  "Хотолла",  если  охлаждать  жидкий  воздух  до   такой
температуры, чтобы можно было  отделять  кислород  от  азота,  а  сжимать  и
подавать в камеру только кислород. Тогда  можно  было  бы  поднять  скорость
истечения струи продуктов сгорания до величины 4000-4600 метров  в  секунду,
что позволило бы использовать двигатель в режиме ВРД до  примерно  такой  же
скорости  полета.  Трудности  такого  повышения  эффективности   связаны   с
необходимостью осуществлять сепарирование кислорода и азота в газожидкостной
смеси,  движущейся  в  двигателе  с  высокой  скоростью,  с  дополнительными
затратами  энергии  и,  скорее   всего,   с   необходимостью   использования
высокопроизводительной холодильной  установки  на  борту  ракеты.  Трудности
могут оказаться серьезными и скажутся  в  первую  очередь  на  массе  самого
двигателя.  Можно  ли  сделать  такой  двигатель   эффективным?   Но   такое
направление работ стоило бы исследовать как можно серьезнее.
   Более понятной и доступной для ракетчиков является схема  одноступенчатой
многоразовой  ракеты-носителя  с  вертикальным  стартом  и  с   вертикальной
посадкой. Судя по всему,  исследованиями  по  такой  схеме  занимаются  и  в
Соединенных  Штатах.  Я  сам  начал  заниматься  этой  схемой  (вечерами,  в
свободное от текущей работы время) в середине семидесятых годов, но только в
начале девяностых удалось более или менее связать концы с концами для  ракет
такого типа (ракеты типа "Сивка")  и  провести  весьма  приближенные  оценки
возможности их создания.
   Ракеты "Сивка" должны были бы отличаться следующими особенностями: первая
- одновитковая схема полета с возвращением на космодром через  полтора  часа
после старта; вторая - полностью автономный полет;  третья  -  автоматизация
процессов подготовки к полету и запуска; четвертая - использование двигателя
с так называемым  внешним  расширением,  обеспечивающим  идеальную  высотную
характеристику и водород с кислородом в качестве компонентов топлива;  пятая
- аэродинамическое качество (отношение  аэродинамической  подъемной  силы  к
силе сопротивления) при возвращении равное приблизительно 0,6-0,7; шестая  -
угол атаки при  возвращении  около  30  градусов;  седьмая  -  относительное
удлинение (отношение длины ракеты к ее диаметру) около 3.
   Стартовые массы ракет такого типа в зависимости от их размеров  могли  бы
быть в пределах  от  250  до  16  000  тонн.  Массы  космических  аппаратов,
выводимых на орбиту ракетами  "Сивка",  могут  составлять  2-4  процента  от
стартовой массы ракеты.
   Внешне "Сивка" должен представлять собой  цилиндр  с  двумя  конусами  по
концам. Верхний конус, в котором помещается космический аппарат,  отделяется
от ракеты после выхода на орбиту  высотой  100-130  километров,  и  "Сивка",
сделав один оборот вокруг Земли, возвращается на космодром, совершая полет в
атмосфере нижним конусом вперед. В нижней части ракеты размещается  маршевый
двигатель и посадочное устройство.  Посадочная  секция  маршевого  двигателя
обеспечивает  гашение  скорости   ракеты   в   процессе   торможения   перед
поверхностью Земли.
   У маршевого двигателя кольцевая камера сгорания и относительно  небольшое
кольцевое  сопло  с  диаметром,  близким  к  диаметру   ракеты.   Дальнейшее
расширение кольцевой струи газа после выхода из  сопла  происходит  за  счет
обтекания внешней  кромки  кольцевого  сопла,  в  процессе  так  называемого
течения Прандтля-Майера при обтекании острой кромки. Внутри кольцевой  струи
размещается центральное тело кольцевого двигателя  в  виде  конуса  с  углом
раскрыва  около  60  градусов.  Внутри  конуса   размещаются   турбонасосные
агрегаты, теплообменники, трубопроводы, клапаны и другие элементы двигателя.
Такой  двигатель  имеет  то  преимущество,  что  на  каждой  высоте   полета
расширение струи газа идет до давления, равного давлению атмосферы  на  этой
высоте,  то  есть   такой   двигатель   может   иметь   идеальную   высотную
характеристику.
   Размещение турбонасосных агрегатов и элементов конструкции осуществляется
таким образом, чтобы центр масс  при  возвращении  ракеты  в  атмосферу  был
достаточно сдвинут к хвостовому конусу и был смещен относительно  продольной
оси цилиндра, обеспечивая таким образом автоматическую  балансировку  ракеты
при возвращении под углом атаки около 30  градусов.  При  таком  угле  атаки
аэродинамическое  качество  аппарата  оказывается  порядка  0,65-0,7.  Такое
аэродинамическое качество  позволяет  при  движении  в  атмосфере  управлять
дальностью спуска в атмосфере, получить  необходимое  отклонение  в  боковом
направлении и тем самым обеспечить  возвращение  ракеты  к  точке  старта  и
посадку ракеты на специально оборудованной посадочной  площадке  космодрома.
Высота включения посадочной секции маршевого двигателя перед приземлением  -
от нескольких сот метров до километра,  скорость  перед  началом  торможения
100-200 метров в секунду.
   С целью снижения массы бак кислорода делается сферическим, а бак водорода
цилиндрическим. На участке  выведения  на  орбиту  основные  отсеки  "Сивки"
располагаются в следующем порядке: верхний конус (с космическим  аппаратом),
бак водорода, бак кислорода, нижний конус.
   Чтобы ракета могла вернуться к точке  старта  через  один  оборот  вокруг
Земли, она должна в процессе возвращения совершить боковой маневр около  650
километров и для этого иметь аэродинамическое качество около  0,7-0,8,  если
плоскость орбиты наклонена к плоскости экватора под углом 51 градус, как это
имеет место при выведении космических кораблей "Союз" и  многих  космических
аппаратов. Если ракета должна вывести КА на орбиту с меньшим наклонением, то
требуемое аэродинамическое качество может быть меньшим, но  если  наклонение
больше,  то  и  требуемое   аэродинамическое   качество   увеличивается.   А
необходимость  выведения  космических  аппаратов  на  орбиты  с  наклонением
большим, чем 51  градус,  легко  просматривается,  да  и  сейчас  многие  КА
выводятся на орбиты с большими наклонениями.
   То есть обнаруживается принципиальный недостаток варианта "Сивка" - малое
аэродинамическое качество. Кроме  того,  можно  отметить  очень  напряженную
массовую  сводку  конструкции  (при  проведении  оценок  по  схеме   "Сивка"
принимались весьма  оптимистичные  оценки  по  массам  конструкции  ракеты),
сложность конструкции баков, посадочного устройства  и  теплового  защитного
покрытия.
   Ракета-носитель с вертикальным взлетом  и  с  самолетной  посадкой  может
иметь  достаточно  большое  аэродинамическое  качество   и,   следовательно,
достаточный маневр в боковом направлении, позволяющий  ее  использование  не
только при относительно малых наклонениях орбиты, но и для выведения  КА  на
полярные и гелиосинхронные орбиты. Этот вариант  отличается  от  ракет  типа
"Сивка" в лучшую сторону и тем, что не нужно  иметь  на  борту  топливо  для
торможения перед приземлением, уменьшается количество топлива на  управление
в процессе спуска с орбиты, так  как  по  мере  снижения  начинают  работать
аэродинамические органы управления. Но зато придется вводить  в  конструкцию
крылья, элероны, стабилизатор,  аэродинамический  щиток  (для  регулирования
положения центра давления в  процессе  спуска),  гидросистему  управления  с
гидроприводами, тепловую защиту крыльев, шасси, ферму между баками,  систему
установки и отделения выводимого полезного груза и так далее.
   К недостаткам  крылатой  ракеты  относится  ограничение  стартовой  массы
величиной порядка 3000-4000 тонн.
   Оценки,  правда,  достаточно  приближенные,  показы-вают,  что   крылатая
ракета,  стартующая  вертикально,  могла  бы  обеспечить   выведение   массы
полезного груза около 2-3 процентов от стартовой массы ракеты.
   Наверное, стоит  поискать  и  другие  варианты  создания  одноступенчатых
многоразовых ракет-носителей, но если  оставаться  в  пределах,  понятных  в
смысле  идей  и  технологий,  более   перспективной   схемой   сегодня   мне
представляется крылатая ракета с самолетной посадкой.
   Что  касается  проблемы  "ракеты  и  экология",  то,  конечно,  разговоры
обывателей о влиянии запусков ракет на погоду не  имеют  под  собой  никакой
почвы, такой статистики нет. Зато почти не вызывает  сомнений,  что  запуски
ракет влияют на целостность озонового слоя, защищающего нас и все  живое  от
воздействия ультрафиолетового излучения Солнца. Продукты сгорания  ракетного
топлива могут, при соответствующем их  составе,  становиться  катализаторами
процессов распада озона. Но продукты сгорания таких компонентов топлива, как
кислород плюс керосин, кислород  плюс  водород,  практически  не  влияют  на
стабильность озонового  слоя.  А  вот  продукты  сгорания  твердого  топлива
являются очень активными  катализаторами  процессов  распада  озона.  И  при
каждом запуске твердотопливных ракет, и  при  запуске  американской  системы
"Спейсшаттл", с ее твердотопливными ускорителями первой ступени, в  озоновом
слое образуется дыра, которая  потом  постепенно  затягивается.  Так  что  в
принципе  использование  твердотопливных  ракет,  и  в  том  числе   системы
"Спейсшаттл", является экологически вредным.
   Экологически  вредными  являются  токсичные   компоненты   топлива   типа
тетроксид азота плюс несимметричный диметилгидразин, которое используется  в
ракете "Протон". Продукты  сгорания  такого  топлива  также  являются  очень
токсичными. Работы во время  заправки  ракет,  использующих  такие  топлива,
опасны для жизни и требуют большой осторожности.  Районы  падения  первой  и
второй ступеней ракет "Протон" заражаются остатками  компонентов  топлива  в
падающих баках, и жить в этих районах опасно.
   ОПЫТ ЛУННОЙ ПРОГРАММЫ
   Мы привыкли к полетам на орбитальные станции. Но ведь в принципе возможны
и полеты на другие планеты. Но почему только в принципе?  Еще  лет  двадцать
назад в различных книгах, статьях можно было прочитать о том,  что  развитие
пилотируемой космонавтики неизбежно идет по  намеченному  пути:  орбитальные
корабли - орбитальные станции - Луна - Марс и, как говорится, далее везде. С
мечты о межпланетных  полетах  началась  космонавтика.  С  нее  начали  свою
практическую деятельность создатели первых жидкостных ракет  в  двадцатые  -
тридцатые годы. С мечтой о полетах на Луну,  к  планетам  Солнечной  системы
работали творцы первых спутников и пилотируемых кораблей. Но  вот  кончается
ХХ столетие, а межпланетные пилотируемые корабли не только никуда не летают,
но даже и не строятся. А между тем конец шестидесятых -  начало  семидесятых
годов прошли под знаком крупного успеха космической техники. Созданные в США
пилотируемые корабли "Аполлон"  с  помощью  трехступенчатых  ракет-носителей
"Сатурн" совершили девять полетов. Начиная с 1969 года американцы шесть  раз
осуществили высадку экспедиций на поверхность Луны.
   В том триумфальном для американцев 1969 году мне пришлось побывать в  США
по приглашению НАСА. Было такое впечатление, что  НАСА,  принимая  советских
космонавтов, хотело продемонстрировать России тщетность  попыток  состязания
со Штатами в космических предприятиях. НАСА -  американская  государственная
организация, ведущая работы по  аэронавтике  и  космонавтике  с  центральным
аппаратом в Вашингтоне. Тогда она  вела  работы  через  свои  организации  -
центры Джонсона, Маршала, Кеннеди,  Годдарда  и  другие.  Эта  поездка  была
интересна мне не только  потому,  что  можно  было  своими  глазами  увидеть
развернутые тогда работы по проекту  "Аполлон",  но  и  сама  по  себе.  Она
позволяла мне познакомиться с интересной для меня страной, с ее людьми.
   Ехать как будто должны были либо Елисеев  с  Береговым,  либо  Елисеев  с
Шаталовым. Но ко  времени  поездки  Елисеев  с  Шаталовым  начали  проходить
подготовку к аттракциону "Трое под куполом цирка,  или  тройной  полет".  До
того осуществлялись, так сказать, одиночные  полеты  на  первых  "Востоках",
"Восходах" и "Союзах", потом двойные полеты на "Востоках" и  "Союзах".  Ясно
было, что рано или поздно  гениальные  и  девственно  чистые  начальственные
головы сгенерируют идею тройного полета, то есть одновременного полета  трех
кораблей по одной орбите со сближением и стыковкой. Было в этой идее  что-то
неприличное, болезненное (два стыкующихся корабля еще куда ни шло, но три  -
это уже  походило  на  нечто  скуратовско-ельцинско-строевское!).  Я  так  и
остался в неведении, кто же выдвинул столь  "смелую  и  оригинальную"  идею.
Докапываться опасался: можно было прийти к шокирующим результатам.  А  вдруг
Устинов - все-таки союзник, жалко было бы разочаровываться. Этот цирк вместо
успеха принес позорный провал: в процессе сближения  двух  кораблей  (третий
находился поблизости) отказала система определения параметров относительного
сближения,  автоматическое  сближение  пройти  не  могло,  а  к  ручному   с
расстояния  больше  200-300  метров  космонавты  не  были  подготовлены.   В
перепалке космонавтов в  момент  попыток  сближения  при  ручном  управлении
использовалась в основном неформальная лексика ("Да ты куда?  М...!  Вправо!
Е...! Тормози!.. Влево, влево  давай!..).  И  все.  Это  происходило,  можно
сказать, на глазах всего мира: американцы всегда  в  то  время  прослушивали
наши разговоры "земля - борт"  и,  скорее  всего,  результаты  подслушивания
публиковали в печати. Но так  или  иначе  этот  полет  задержал  Елисеева  и
Шаталова,  а  мне  и  Береговому  выпала   возможность   путешествовать   по
Соединенным Штатам в течение примерно двух недель.

   ...Длинный  перелет  над  океаном,  пустынные  области   Северо-Восточной
Канады. Подлетаем к  Монреалю  -  нас  не  принимают:  погода  плохая.  А  в
Нью-Йорк, как нам объяснили, лететь нельзя: если сразу полетим на  Нью-Йорк,
то запаса бензина перед аэропортом останется  на  час  полета,  а  требуется
минимум на два: часты большие очереди на посадку (и у  них  есть  очереди!).
Пришлось возвращаться назад и заправляться в Галифаксе.
   Во второй половине дня сели наконец в Нью-Йорке. В аэропорту нас встретил
Фрэнк Борман - командир "Аполлона-8", первого корабля, совершившего полет на
орбиту спутника Луны. Он должен был сопровождать  нас  до  Хьюстона,  где  и
передать в руки других космонавтов (американцы говорят "астронавты",  но  по
мне, наше название более правильное: до звезд нам еще далеко, а  космос,  он
тут рядом: начинается с высоты 200 километров).
   Борман, как мне