Охоту за спутниками предполагалось осуществлять также с помощью космического самолета «Спираль», разработка которого началась в 1965 году. Скажем несколько слов и о нем.
Уже вскоре после начала первых космических полетов конструкторы начали понимать, что полеты в космос на одноразовых ракетах весьма дороги и не очень надежны. «Вот если бы можно было в космос взлететь с обычного аэродрома!» — мечтали они.
Для осуществления этой мечты было сделано немало по обе стороны океана. В США, в частности, была осуществлена целая программа постройки и испытаний экспериментальных ракетопланов, которые сбрасывались с самолета-носителя Б-29 или Б-52 и, включив затем собственные двигатели, развивали гиперзвуковые скорости, ставили рекорды высоты.
Так, например, в серии полетов, совершенных на самолете Х-15 в начале 60-х годов был поставлен ряд рекордов, которые впечатляют и поныне. Скажем, в сентябре 1961 года самолет развил скорость 5832 км/ч, а 22 августа 1963 года достиг высоты 107 906 м!
В дальнейшем предполагалось, что подобные самолеты смогут выходить и на орбиту.
Узнав о достижениях американцев, наши конструкторы тоже принялись за освоение подобных рубежей. В середине 60-х годов ОКБ-155 Артема Микояна получает задание правительства возглавить работы по орбитальным и гиперзвуковым самолетам, а точнее — по созданию двухступенчатой авиационно-космической системы «Спираль». Главным конструктором этой системы стал Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.
Перебрав несколько вариантов, конструктор и его коллеги в конце концов пришли к такому решению. Система «Спираль» должна состоять из 52-тонного гиперзвукового самолета-разгонщика, получившего индекс «50–50», и расположенного на нем 8,8-тонного пилотируемого орбитального самолета (индекс «50») с 54-тонным двухступенчатым ракетным ускорителем.
Самолет должен разогнать «Спираль» до гиперзвуковой скорости 1800 м/с (Мб). Затем на высоте 28–30 км происходило разделение ступеней. Разгонщик возвращался на аэродром, а орбитальный самолет с помощью ракетного ускорителя, работающего на фтороводородном (F2+H2) топливе, должен был выйти на орбиту.
Конструкции и той и другой машины были разработаны достаточно подробно.
Так, экипаж самолета-разгонщика размещался в двухместной герметичной кабине с катапультными креслами. Собственно орбитальный самолет вместе с ракетным ускорителем крепился сверху в специальном ложе, причем носовая и хвостовая части закрывались обтекателями.
В качестве топлива разгонщик использовал сжиженный водород, который подавался в блок из четырех турбореактивных двигателей АЛ-51 разработки Архипа Люльки, имеющих общий воздухозаборник и работающих на единое сверхзвуковое сопло внешнего расширения. Особенностью двигателей являлось использование паров водорода для привода турбины. Вторым принципиальным новшеством был интегрированный регулируемый гиперзвуковой воздухозаборник, использующий для сжатия поступающего в турбины воздуха практически всю переднюю часть нижней поверхности крыла. Расчетная дальность полета самолета-разгонщика с нагрузкой составляла 750 км, а при полете в качестве разведчика — более 7000 км.
Боевой многоразовый пилотируемый одноместный орбитальный самолет длиной 8 м, с размахом крыла 7,4 м (в разложенном положении) выполнялся по схеме «несущий корпус». Благодаря выбранной аэродинамической компоновке из общего размаха на стреловидные консоли крыла приходилось лишь 3,4 м, а остальная часть несущей поверхности соотносилась с шириной фюзеляжа. Консоли крыла при прохождении участка плазмообразования (выведение на орбиту и начальная фаза спуска) отклонялись вверх для исключения прямого обтекания их тепловым потоком. На атмосферном участке спуска орбитальный самолет раскладывал крылья и переходил в горизонтальный полет.
Двигатели орбитального маневрирования и два аварийных ЖРД работали на высококипящем топливе АТ-НДМГ (азотный тетраксид и несимметричный диметилгидразин), аналогичном применяемому на боевых баллистических ракетах, которое в дальнейшем планировалось заменить на более экологичное топливо на основе фтора. Запасов топлива хватало на орбитальный полет продолжительностью до двух суток, но основная задача орбитального самолета должна была выполняться в течение первых 2–3 витков. Боевая нагрузка составляла 500 кг для варианта разведчика и перехватчика и 2 т — для космического бомбардировщика. Фотоаппаратура или ракеты располагались в отсеке за отделяемой кабиной-капсулой пилота, обеспечивающей спасение пилота на любых стадиях полета. Посадка совершалась с использованием турбореактивного двигателя на грунтовой аэродром со скоростью 250 км/ч на выпускаемое четырехстоечное лыжное шасси.
Для защиты аппарата от нагрева при торможении в атмосфере предусматривался теплозащитный металлический экран, выполненный из множества пластин жаропрочной стали ВНС и ниобиевых сплавов, расположенных по принципу «рыбной чешуи». Экран подвешивался на керамических подшипниках, выполнявших роль тепловых барьеров, и при колебаниях температуры нагрева автоматически изменял свою форму, сохраняя стабильность положения относительно корпуса. Таким образом, на всех режимах конструкторы надеялись обеспечить постоянство аэродинамической конфигурации.
К орбитальному самолету пристыковывался одноразовый двухступенчатый блок выведения, на первой ступени которого стояли четыре ЖРД, а на второй — один. В качестве топлива на первое время планировалось использовать жидкие кислород и водород, а впоследствии перейти на фтор и водород. Ступени ускорителя по мере вывода самолета на орбиту последовательно отделялись и падали в океан.
Планом работы над проектом предусматривалось создание к 1968 году аналога орбитального самолета с высотой полета 120 км и скоростью М 6–8, сбрасываемого со стратегического бомбардировщика Ту-95, своеобразного ответа американской рекордной системе: В-52 и Х-15. К 1969 году планировалось создать экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет ЭПОС, имеющий полное сходство с боевым орбитальным самолетом, который выводился бы на орбиту ракетой-носителем «Союз». В 1970 году должен был начать летать и собственно разгонщик — сначала на керосине, а спустя два года и на водороде. Полностью готовая система должна была стартовать в космос в 1973 году.
Ею, кстати, многие годы, кроме прочих специалистов, занимался и второй космонавт СССР Г. С. Титов. Отъездив после полета, как и Гагарин, положенные почетные маршруты по нашей стране и ее окрестностям, Титов поступил в Академию имени Н. Е. Жуковского. И здесь узнал, что в самолетном КБ А. Микояна идут работы над «космическим истребителем» многоразового использования по проекту «Спираль».
За время учебы Титов понял (хотя официального запрета вроде и не было), что шансов слетать еще раз в космос в рамках программы пилотируемых полетов у него крайне мало — там и так большая очередь из тех, кто еще не летал.
А роль «свадебного генерала» его не устраивала. И тогда он попросился в КБ Микояна на роль первого пилота космического истребителя. Микоян, впрочем, встретил его без особой радости, понимая, какой груз ответственности за судьбу Титова он на себя возлагает. Тем не менее, космонавт № 2 стал первым в списке будущих пилотов «космического истребителя» наряду с А. Филипченко и А. Куклиным.
Будущие космонавты-испытатели прошли теоретическую подготовку в Липецке, а затем, в 1967 году, во Владимировке начали осваивать испытательную работу. Затем, по мере развертывания работ по проекту «Спираль», в Звездном городке был создан так называемый четвертый отдел, куда вошли молодые летчики Кизим, Романенко, Джанибеков, Малышев и другие.
Ведущим конструктором «космического истребителя» многоразового использования, как уже говорилось, стал Г. Е. Лозино-Лозинский, который в дальнейшем будет и главным конструктором «Бурана».
Предшественниками самого будущего истребителя стали так называемые БОРы, на которых в беспилотном режиме отрабатывались разные узлы и методики использования будущего космолета. Так один из БОРов, напоминавший обыкновенный МиГ-17, только с укороченными крылышками и лыжеобразной формой фюзеляжа, подвешивался к самолету-носителю, затем сбрасывался с большой высоты и без двигателя шел на посадку. Другая модификация, полностью бескрылая и больше всего похожая на лапоть с треугольными стабилизаторами в корме, поднималась ракетой-носителем в космос и оттуда по спирали планировала на Землю, приводняясь в Тихом океане.
Поначалу Министерство обороны проявило большой интерес к проекту «Спираль», поскольку космолет можно было запустить почти с любой точки СССР. Поскольку, как предполагали наши эксперты, все наши три космодрома — Байконур, Плесецк и Капустин Яр — наверняка были на прицеле боевых ракет вероятного противника, то «космический истребитель» вместе с разгонным блоком в одном из вариантов мог бы стартовать в космос со «спины» гигантского самолета-носителя (типа будущей «Мрии»). Асам самолет-носитель мог бы подняться с любого большого аэродрома и туда же затем приземлиться. И сам космолет после выполнения задания тоже мог сесть на аэродромную полосу.
И все шло как будто неплохо. Но в 1967 году новый министр обороны Г. Гречко напрочь «зарубил» проект: слишком маленьким (длина всего 6 метров) и несерьезным показался ему этот космический самолетик. К тому времени до руководства страны дошли сведения о разработке в США куда более массивного «Space Shuttle» — «космического челнока» — и нашим конструкторам по заведенному еще при Сталине обычаю было приказано скопировать эту конструкцию.
Дело в том, что на одном из заседаний Политбюро кто-то из «спецов» обронил фразу. Дескать, если шаттл на очередном витке нырнет вниз и с пике сбросит атомную бомбу на Кремль, защититься нам будет нечем. И Лозино-Лозинскому было приказано сделать такой же космолет.
Логика действий была совершенно непонятной. Если шаттл собирались сбивать, то и «Спираль» могла сделать это за милую душу. Если на «Буране» собирались возить аналогичные заряды для сброса на Белый дом, так уже тогдашние заряды были достаточно компактны, чтобы их мог принять на борт и сбросить в нужной точке и небольшой космолет.
Однако логика наших верхов была «железной»: «В Белом доме, чай, не дураки сидят. И если они приняли решение строить „Спейс Шаттл", значит, и нам нужно делать то же…»
Финансирование программы «Спираль» прикрыли. Все силы и средства были брошены на никому не нужный, как теперь всем очевидно, «Буран».
И последующие запуски «БОРа-4», который представлял собой беспилотную уменьшенную вдвое копию «Спирали» (длина 3,4 м, размах крыла 2,6 м, стартовая масса около 1450 кг), стали использовать исключительно для опробования того или иного варианта теплозащиты в виде термоустойчивых плиток.
Между тем в конструкцию «БОРа-4», как и самой «Спирали», была заложена такая хитрость. Консоли его крыла могли поворачиваться в корневой части, при этом величина угла «развала» определяла угол атаки, при котором аппарат самобалансируется при входе в плотные слои атмосферы.
Это революционное решение снимало проблему защиты относительно острой передней кромки крыла от высоких температур: при поднятых консолях скоростной напор встречался с нижним днищем и «стекал» с крыла. А стало быть, и теплозащита могла быть не столь уж капитальной.
Это показал первый испытательный полет «БОРа-4», который был запущен 5 декабря 1980 года по суборбитальной траектории в направлении озера Балхаш. Полет доказал, что для защиты космолета вполне достаточно и уносимой абляционной теплозащиты на основе материала марки ПКТ-ФП, состоящего из фенолформальдегидной ткани, пропитанной смесью смол. Сходная защита, кстати, поныне применяется на спускаемых аппаратах кораблей «Союз» и за многие годы вполне доказала свою надежность.
Тем не менее в последующих полетах поверх абляционной теплозащиты на тонкую металлическую обшивку смонтировали и соответствующую «бурановскую» теплозащиту — керамические белые и черные плитки на основе ультратонкого кварцевого волокна, маты гибкой теплозащиты на базе органического войлока и носовой кок из композиционного материала «углерод-углерод».
Созданный задел и приобретенный опыт работы над «Спиралью» значительно облегчили и ускорили строительство многоразового космического корабля «Буран». Используя полученный опыт, Т. Е. Лозино-Лозинский возглавил создание планера «Бурана». Игорь Волк, выполнявший подлеты на дозвуковом аналоге «БОРа», впоследствии первым поднял атмосферный аналог «Бурана» в воздух и стал командиром отряда летчиков-испытателей, работавших по программе «Буран».
Охоту за спутниками предполагалось осуществлять также с помощью космического самолета «Спираль», разработка которого началась в 1965 году. Скажем несколько слов и о нем.