В прошлой статье я рассказал о семействе ракет Сатурн. А теперь хочу перейти к наследию программы «Сатурн». Почему были утрачены и сами ракеты и интерес к ним.
Итак, первое, что нам говорят сторонники НАСА, был утрачен интерес к ракетам «Сатурн». Причём, не уточняют к каким именно. Как правило, имеется в виду только «Сатурн-5», потому что на них «стало нечего возить». Но это очень сомнительный аргумент. Например, Борис Черток был с ним не согласен, и американцам, которые сказали ему такое, не поверил. Самый близкий по времени пример к «Сатурнам» – это 1976 г, запуск «Вояджеров». «Вояджеры» имели массу чуть менее 800 кг и были запущены ракетами «Титан-2».
А теперь давайте представим, что «Вояджеры» весили бы не 800 кг, а, скажем, 3-4 т. Сколько дополнительного оборудования можно было бы на них установить! Более мощные передатчики, большие баки с топливом для коррекции траектории, различные дублирующие системы для надежности и прочее. Да целая очередь из учёных выстроилась бы во всём мире, чтобы установить на них какой-нибудь свой прибор. Это, если фантазии у самих американских ученых не хватило бы. Ведь, такой аппарат можно запускать раз в столетие или даже ещё реже, когда происходит парад планет, т.е. планеты выстраиваются в таком положении, что запуск подобных аппаратов становится более энергетически выгодным. Можно использовать принципы космической механики для разгона аппарата, минимизируя расход топлива и сроки полета. Но «Вояджеры» весили всего 800 кг. Больше «Титан-2» вывести не мог.
Теперь давайте приглядимся повнимательнее. А что же можно было вывести на ракетах «Сатурн»? И вот, выясняется, что еще у «Сатурна-1» были варианты её использования в проекте «Dyna-Soar».
Это орбитальный самолёт или ракетоплан, как его по-разному можно называть. Напомню, это было отдельным направлением в НАСА. Они занимались орбитальными ракетопланами ещё с 50-х годов.
И один из проектов - это прототип X-20 «Dyna-Soar», космический самолёт или ракетоплан.
Что интересно, его масса 5165 кг Т.е. он вполне укладывался в массу ПН, которую могла бы вывести ракета «Сатурн-1». У него ещё предполагался разгонный блок, но думаю, что и он вполне бы мог уместиться в эти заявленные параметры – 9 т.
Но, как нам говорят, в 1963 г. финансирование было сокращено, а затем, в том же 1963, проект «Dyna-Soar» был закрыт. Возможно, что проект «Dyna-Soar» был закрыт, потому что переключились на программу «Аполлон». Возможно, он был закрыт, потому что такие ракетопланы конструировались из металлов, из сплавов. Т.е. на основе опыта применения других высотных самолётов, типа Х-15. И инженеры к этому времени поняли, что сплавы таких тепловых нагрузок не выдержат, нужны какие-то другие материалы, полимеры, керамика, то что было позже использовано на Шаттлах. А возможно, это произошло и из-за того, что ракета «Сатурн-1» не соответствовала своим характеристикам. Т.е. она не могла вывести заявленные 9 т. Возможно, даже и 5 с лишним тонн она тоже на орбиту вывести не могла. И поэтому был утрачен к ней интерес. Были попытки использовать для вывода Dyna-Soar на орбиту новую, на тот момент, ракету Титан-III. Но её первый старт состоялся только в 1965г и, видимо, не получилось договориться с военными. Соответственно, если не на чем этот ракетоплан выводить, тогда проект надо закрывать. Необходимой для него ракеты нет.
Ракета «Сатурн-1В». Её полезная нагрузка от 18 до 21 т, берем среднюю цифру - 20 т. И снова ракета с ПН 20 т НАСА совершенно не нужна, она их не интересует, но они создают Шаттл с полезной нагрузкой 30 т. По факту ПН всегда была меньше из-за проблем с центровкой, балансировкой, и не превышала 24т, или даже еще меньше.
И, наконец, самое интересное - использование ракет «Сатурн-5» для проекта Space Shuttle. Ракета «Сатурн-5» могла вывести на околоземную орбиту полезную нагрузку в 146 т, а Шаттл полностью заправленный имел массу около 120 т. Пожалуйста, бери готовую ракету, ставь Шаттл и выводи. При этом, на Шаттл можно было бы не ставить собственных двигателей (которые на орбите становятся ненужным грузом). И таким образом и облегчить и упростить конструкцию. Это сделали мы на нашем Буране, который из-за отсутствия маршевых двигателей был легче Шаттла, имел массу 96т, зато у него были более мощные, чем у Шаттлов, двигатели ориентации – 16т против 3т, что позволяло ему более свободно изменять орбиту.
Более того, даже когда «Space Shuttle» уже летали, был такой проект «Комета». Предполагалось на ракету «Сатурн-5» навесить ещё несколько двигателей F-1 в виде бустеров, только не твердотопливных, как у Шаттла, а дополнительно. Т.е. пакетную связку сделать. Полезная нагрузка «Сатурна-5» (в этом проекте она уже по-другому называлась) увеличилась бы до 200 т. И с помощью этого проекта собирались лететь на Марс, какие-либо станции выводить на орбиту и т.д. Но, почему-то, проект тоже загнулся, не имел никакого продолжения.
Думаю, что и с использованием Сатурна-5 в программе Шаттл получилась абсолютно та же история. Т.е, когда нужно было не в студии воткнуть флажок, как будто бы мы на Луне, а выводить реальную полезную нагрузку, коммерческую, военную, которая должна была бы быть равна или превышать 20 т, то поняли, что ракета «Сатурн-5» не соответствует своим характеристикам. И этому есть косвенное подтверждение.
В начале 2000-х годов, когда только зарождался проект создания сверхтяжёлой ракеты SLS, молодые инженеры НАСА решили воскресить двигатель F-1. Они взяли музейный образец, разобрали его по винтикам, с этих разобранных деталей они сделали 3D-чертежи, внесли кое-какие усовершенствования, газогенератор сделали другой по новым технологиям из новых материалов. В общем, были такие энтузиасты, думали, что сейчас сделают новый форсированный двигатель F-1, и даже название ему придумали F-1B. Он у них должен был иметь чуть ли не 1000 т тяги.
Но этот новый двигатель F-1B всё равно проиграл конкурс с твердотопливным ускорителем из-за своей высокой цены, большого количества ручной работы, одноразовости и т.п. Т.е абсолютно все те же пункты, по которым, якобы, проиграл и двигатель F-1. Вот, давайте с этим смешным моментом разберёмся. Начнём с конца. Двигатель проиграл из-за своей высокой цены, небольшого удельного импульса и большого количества ручной работы. А когда молодые инженеры НАСА собирались его воскрешать, они обо всём этом не знали? Для них это было в новинку, что двигатель будет одноразовый, что там будет большое количество ручной работы при изготовлении? Т.е им это, видимо, было неизвестно.
Второй момент ещё интереснее. Почему они пошли таким шпионским путём: разобрать готовое изделие, чтобы создать чертежи? Это долго, сложно, не удобно, а главное, неизбежно приведет к неточностям при копировании и создании готового изделия. Почему нельзя было обратиться на фирму-производитель и взять готовые чертежи? Ну, хорошо, допустим там какие-то юридические сложности, типа авторских прав, патентов и т.п. Но, они же не тайно в гараже собирались это делать. Можно было бы купить чертежи. Но нет. Они, почему-то, разбирают музейный экспонат. Причём, опять же, они не могли это сделать втайне. Т.е. если были какие-то юридические проблемы, они всё равно бы возникли: раз вы копируете наш двигатель.
Моя версия произошедшего. Я думаю, что эти инженеры НАСА действительно были в какой-то степени талантливы. И у них получился реальный двигатель F-1, когда они его создали по этим чертежам. И этот реальный двигатель F-1, скорее всего, имел тягу не более 400-450 т. Это, действительно, самый мощный двигатель своего времени. До сих пор это самый мощный однокамерный двигатель с незамкнутым циклом. Возможно, это абсолютно выдающееся творение в своём классе. Но тяга даже в 400 т ставит жирный крест на всей лунной программе и на станции «Skylab». Потому что с такой тягой ракета «Сатурн-5» никакой заявленной полезной нагрузки в 46 т к Луне или в 146 т на околоземную орбиту вывести не могла. И, поэтому, созданный ими двигатель потихонечку замяли, спустили эту историю на тормозах: вы проиграли конкурс, т.к. двигатели не соответствуют заявленным параметрам и так далее.
Итак, ракеты «Сатурн» целиком оказались абсолютно никому не нужны. Ни «Сатурн-1», ни «Сатурн-1В», ни «Сатурн-5». Несмотря на то, что было из чего выбирать. Т.е. представлен самый широкий спектр. Вот тебе ракета Сатурн-1 с ПН в 9 т, что больше нашей ракеты «Союз», которая выводит 7 т. Вот ракета «Сатурн-1В», равная нашему «Протону», с ПН 20 т. Вот ракета «Сатурн-5», выводящая 146 т. Ничего не надо.
Но, может быть, использовались какие-то отдельные узлы или агрегаты? Оказывается, да, использовали. Но какие? Двигатель H-1, который сам был модернизированным более ранним двигателем S-3D, позже тоже был модернизирован и под индексом RS-27 использовался, аж, до 2018 г в ракетах «Дельта-2» и «Дельта-3».
водородные двигатели RL-10, маломощные, с тягой 6т, стоявшие на 2-й ступени ракеты Сатурн-1 позже были форсированы до тяги в 11 т и до сих пор используются на разгонных блоках «Центавр-3», «Центавр-4». Соответственно, в ракетах «Титан-3» и «Дельта-4».
Что интересно, несмотря на то, что двигателю RL-10 почти 60 лет, он до сих пор капризничает. У него бывают не включения, нештатные работы и даже взрывы. Последний взрыв произошёл в 2018 г. Т.е. маломощный десятитонный водородный двигатель, несмотря на свой почтенный возраст, до сих пор капризничает. А с новым мощным двигателем J-2 с тягой в 105 т ничего такого не было. Работал безупречно.
Вот слова Дейла Томаса, технического директора Центра космических исследований имени Маршалла о двигателе RL-10 Это подтверждает в очередной раз мои, да и не только мои, слова о том, что если есть реальное инженерное, конструкторское решение, хорошее, плохое, дорогое, ненадёжное, хоть какое-нибудь, но если оно работает, оно работает десятилетиями, из него выжимают всё по максимуму, всё, что можно, и даже думают о том, стоит ли искать замену дорогому двигателю. Потому что дорогой, не очень надежный, но реальный – это лучше, чем пока никакой, который ещё предстоит разработать и создать.
И только в программах «Аполлон» и «Сатурн» мы встречаем вот эту странность. 100% надёжные, 100% отработанные ракеты. Но ни сами ракеты, ни их двигатели оказались абсолютно не нужны. Ещё раз замечу: и двигатель H-1, и RL-10 – это не детище программы «Сатурн-Аполлон». Это было до и осталось после. Т.е. в программе «Аполлон» они просто были использованы.
Некоторые говорят, что двигатель J-2, детище программы «Сатурн-Аполлон», позже стал двигателем RS-25, который ставили на Шаттлах. Я считаю, что это не совсем так. Да, двигатель RS-25 мощнее двигателя J-2, но он работает в более простом режиме. Он никогда не включался повторно в космосе, в вакууме. Он всегда включался только у Земли. И здесь нужно ещё раз подчеркнуть, что водородные двигатели – это была отдельная линия в НАСА и вообще в американской космонавтике. Они всегда ими занимались.
Поэтому, даже если мы примем за непреложную истину, что двигатель J-2 был создан, раз после него создали более мощный RS-25, то это было отдельное направление, и в программе «Сатурн-Аполлон» могло быть использовано то, что было на данный момент. Ничего из того, что было реальным детищем программ «Сатурн-Аполлон», – ракеты, двигатели, какие-то технологии – сейчас не используются.
Но сейчас у нас разговор только о «Сатурнах». Ракеты по такому принципу сейчас не строят. Илон Маск, скорее, больше копирует советскую технологию – ракету Н-1. На первой ступени у него стоит 36 двигателей, на Н-1 стояло 30. Т.е поставить 6-8 мощных двигателей, как на «Сатурне», ему, почему-то, в голову не приходит.
Вот так странное семейство «Сатурнов», с такими выдающимися характеристиками, оказалось никому не нужным. Как и практически всё, что связано с программой «Сатурн-Аполлон», которая стоит особняком во всей американской и мировой космонавтике.