Незаменимая «семерка»

25 декабря 2024 г. с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Союз-2.1б» со спутником дистанционного зондирования Земли «Ресурс-П» № 5. Пуск прошел успешно и не отличался от сотен других, если бы не одно обстоятельство: это был двухтысячный старт ракеты семейства Р-7!

Моментом зарождения (или даже, скорее, зачатия) «семерки» принято считать 13 февраля 1953 г., когда вышло постановление Совмина СССР «О плане научно-исследовательских работ по ракетам дальнего действия на 1953-1955 гг.», подписанное еще Иосифом Сталиным. В документе особо важными задачами признавались изыскания, обеспечивающие разработку управляемой двухступенчатой баллистической ракеты, способной доставить на дальность 8000 км боевую часть массой 3 т. Однако в 1954 г. эту массу увеличили до 5 т, что потребовало полной переработки эскизного проекта. Соответствующее постановление правительства вышло в мае того же года. Таким образом, 2024 г. стал юбилейным для того облика Р-7, который мы сегодня знаем.

Ракета проектировалась по пакетной схеме – центральный блок (вторая ступень), а вокруг него четыре боковых (первая ступени). При этом двигатели всех блоков запускались на Земле одновременно, поскольку уверенности в надежном запуске в полете тогда не было. В качестве топлива использовалась новая на тот момент пара «жидкий кислород – керосин» (предыдущие дальние баллистические ракеты летали на кислороде и этиловом спирте).

Технические решения, которые были приняты, определили размеры и вес ракеты – в то время «семерка» была самым тяжелым летательным аппаратом в мире. Также требовалось много времени на подготовку к пуску – несколько часов. Старт осуществлялся с огромного наземного комплекса. По своим характеристикам Р-7 оказалась не самой эффективной боевой системой. Однако в то время ее основной задачей являлась демонстрация межконтинентальных возможностей советской ракетной техники.

После нескольких лет боевого дежурства «семерку» сменили «межконтиненталки» второго поколения – Р-9 и Р-16. Но вот парадокс: эти ракеты и даже их преемницы давно сняты с вооружения, а «семерка» жива до сих пор! В чем же причины такого долголетия?

Недостатки боевой Р-7 – огромные размеры и стартовая масса – превратились в достоинства для космического носителя. Большое время подготовки к пуску не имеет значения. Стартовые масса и тяга, прочность пакета обеспечили большой резерв грузоподъемности и модернизационный потенциал. Р-7 идеально подходила для создания космических носителей путем надстройки различными верхними ступенями. С 1957 г. было создано 22 модификации ракет «семерочного» семейства, а грузоподъемность космических вариантов выросла в сто раз, с 83 до 8300 кг.

К середине 1960-х производство «семерок», переданное из ОКБ-1 Сергея Королева на куйбышевский завод «Прогресс» под руководством Дмитрия Козлова, было отлажено до конвейерного выпуска. Это обеспечило высокую надежность и низкую себестоимость ракет. «Семерка» остается одним из самых недорогих космических носителей в мире.

Еще одним фактором долголетия Р-7 стала наземная инфраструктура. Изначально она была боевой ракетой, для которой на полигонах Байконур и Плесецк было построено шесть стартовых комплексов. Позднее, уже в «космическую пору», к ним присоединились площадки в Гвианском космическом центре и на космодроме Восточный. Носители на базе «семерки» стали единственными в мире, которые стартовали с четырех космодромов, расположенных в Европе, Азии и Южной Америке. Из 2000 пусков 955 произошли с Байконура, 1000 – с Плесецка, 27 – из Французской Гвианы и 18 – с Восточного. Ни одно средство выведения полезных грузов в космос не имеет таких возможностей.

Удачная конструкция, масштабное производство, надежность, наработанная в результате огромной статистики пусков, низкая стоимость и обеспеченность наземной инфраструктурой сделали «семерку» самым долгоживущим и массовым космическим носителем в мире. Подтвердим это цифрами.

Боевые ракеты – исходная Р-7 и ее усовершенствованный вариант Р-7А в 1957-1967 гг. в рамках летных испытаний пускались 54 раза. Боевого применения этой системы оружия, как понятно, не было.

Первыми космическими носителями стали слегка модифицированные двухступенчатые «межконтиненталки», запустившие на орбиту первые искусственные спутники Земли и получившие уже в наше время название «Спутник». В 1957-1958 гг. они стартовали четырежды.

Следующей ракетой космического назначения стала трехступенчатая Р-7, созданная в 1958 г. достройкой двухступенчатого пакета третьей ступенью – «Блоком Е». Именно с этой ракетой связано большинство советских приоритетов начала космической эры. С ее появлением возможности «семерки» выросли многократно, обеспечив запуски первых «лунников» – станций «Луна-1», «-2» и «-3», а также кораблей «Восток», в том числе с первым в мире космонавтом – Юрием Гагариным. Позже появились более совершенные модификации – «Восток-2» и «Восток-2М», запускавшие спутники «Космос», «Метеор» и «Электрон». Всего «Востоки» с 1958 по 1991 г. стартовали 165 раз.

В конце 1960 г. появилась новая модель – четырехступенчатый носитель «Молния», названный по имени запускаемых им спутников связи. Исходный пакет Р-7 оснастили двумя новыми ступенями – «Блоком И» и «Блоком Л». Последний, кстати, стал первым отечественным «космическим буксиром». Кроме спутников связи, «Молнии» запускали межпланетные станции типа «Луна», «Марс» и «Венера», а «Молнии-М» – «Космосы» и «Прогнозы». С 1961 по 2010 г. «Молнии» стартовали 320 раз.

В 1963 г. из «Молнии» сделали трехступенчатый «Восход». Он вновь обеспечил стране мировые приоритеты: сначала он выводил многоместные пилотируемые корабли «Восход» (с тремя космонавтами на борту) и «Восход-2», из которого Алексей Леонов впервые в мире вышел в открытый космос. «Восходы» выводили и автоматические спутники «Космос». В общей сложности они слетали 299 раз.

В 1964 г. на основе «Восходов» была создана наиболее распространенная модель космической ракеты-носителя «семерочного» семейства — «Союз». Наиболее совершенные варианты этого средства выведения используется для запуска на орбиту до сих пор. За все время своего существования свет увидели 11 модификаций «Союза», и с 1966 г. по настоящее время было выполнено 1156 запусков. Ни один другой космический носитель мира не может похвастаться такой статистикой. У американцев самыми распространенными космическими ракетами-носителями были представители семейства Thor/Delta, которые совершили 766 пусков, и Atlas, запущенный 585 раз. Однако они уже не смогут превзойти «Союз», так как их эксплуатация уже закончилась или заканчивается. Единственным претендентом на лидерство в этой области является семейство Falcon 9, созданное миллиардером Илоном Маском: c 2006 г. эти ракеты стартовали 422 раза и, возможно, через 10-12 лет догонят «Союз».

В конце XX в. семейство Р-7 подвергалось критике на Западе за несовершенство конструкции и использование керосина в качестве горючего, что якобы не соответствовало современным стандартам того времени, когда в приоритете были водородные ракетные блоки. В XXI в. «семерочная» концепция получила подтверждение своей эффективности с появлением ракеты-носителя Falcon 9 от SpaceX. Хотя детище Маска внешне совсем не похоже на «Союз», оно продемонстрировало важность простоты как ключевого элемента орбитальной ракеты-носителя. Понятно: с момента создания этой ракеты прошла уйма времени, изделие стало много совершеннее и надежнее, но основная конструкция сохраняется до сих пор. В этом можно увидеть что-то от танка Т-34, автомата Калашникова или вертолета Ми-8...