космос

Космодромов в мире насчитывается более двух десятков. Все они похожи друг на друга, имеют примерно одинаковый набор элементов и различаются лишь размерами. Причина такой схожести проста: для запуска космических аппаратов используются носители с жидкостными ракетными двигателями. Это обстоятельство диктует особую процедуру сборки и подготовки к запуску ракет, предполагает определенную конструкцию и габариты пусковых сооружений и соответствующие меры безопасности. Структура космодрома оказалась бы иной, будь космические ракеты твердотопливными (кстати, таковые уже разработаны), или, скажем, гравитационными (а эти— в далеких планах). Однако сейчас только реактивные двигатели на жидком топливе способны по своим энергетическим характеристикам обеспечить вывод на орбиту тяжелых космических аппаратов, и именно они определяют вид современного космодрома.

Первоначально рассматривалось более десятка вариантов размещения космодрома, среди них — мордовский, астраханский, северокавказский, дальневосточный и казахстанский. Чтобы понять сделанный в итоге выбор, надо сказать несколько слов о факторах, влияющих на размещение космодромов в конкретных точках земной поверхности. Одним из самых важных является баллистика полета.

Дело в том, что с минимальными энергетическими затратами спутник выводится на орбиту, наклонение которой соответствует географической широте космодрома. Наиболее критична широта космодрома при выведении на геостационарные орбиты, лежащие в плоскости экватора. На них размещают спутники связи и ретрансляторы телепередач, то есть прежде всего коммерческие космические аппараты. Космодром для запуска геостационарных спутников должен располагаться в более низких широтах. Каждый градус отклонения от экватора обходится примерно в 100 м/с дополнительного набора скорости космическим аппаратом. В этом отношении лучшие места занимают новый европейский космодром Куру, расположенный на широте около 5°, бразильский космодром Алькантара с широтой всего 2,2° и плавучий космодром Sea Launch, который может вести запуски прямо с экватора.

Дополнительное преимущество при старте с экватора состоит в том, что ракета сразу получает скорость 465 м/с в направлении на восток, обусловленную вращением Земли. Поэтому, кстати, траектории запуска ракет обычно прокладываются в восточном направлении. Исключение составляет Израиль — с востока с ним соседствуют недружественные страны, и он вынужден производить запуски в обратном направлении, преодолевая вращение Земли.

Другое соображение, тоже вытекающее из баллистики полета, связано с размещением так называемых «полей падения», куда падают отработанные нижние ступени ракет. Меньше всего проблем возникает в том случае, когда эти опасные зоны приходятся на акваторию океана. Именно поэтому подавляющее большинство космодромов мира расположено на побережье. В частности, на восточном побережье страны построен американский космодром на мысе Канаверал. Он был заложен в 1949 году по распоряжению президента США Гарри Трумэна и первоначально представлял собой ракетный полигон. Размещение его на полуострове, вынесенном довольно далеко в море, развязывало ракетчикам руки относительно трасс и районов падения ступеней ракет. Американцам достаточно было в принятом международным правом порядке объявлять о закрытии определенных зон Атлантического океана для движения морских и воздушных судов. Кроме того, мыс Канаверал имеет широту 28,5° — это почти самая южная точка континентальной части Соединенных Штатов, что давало американским ракетчикам определенное преимущество перед советскими.

Возникает вопрос: а почему же тогда для строительства первого советского космодрома не был выбран дальневосточный вариант? Увы, реалии «холодной войны» делали это невозможным. При запуске космических ракет они летели бы в сторону США, а это неизбежно приводило бы к постоянным обострениям отношений, ибо отличить запуск космической ракеты от боевой было просто невозможно. Другим немаловажным фактором был климат. Пуски ракет требовали визуального наблюдения за стартом. С этой точки зрения Байконур был хорош: солнце светит здесь в среднем 300 дней в году. Сыграло роль также наличие путей сообщения и то, что район космодрома отличается невысокой сейсмической активностью.

Наконец, еще одним фактором была скрытность. Космодром стремились разместить подальше от населенных районов, границ и основных транспортных путей. Это, впрочем, не мешало американцам на высотных самолетахразведчиках U-2 достаточно часто пролетать над этим районом. Однако размещение космодрома на Дальнем Востоке и на Северном Кавказе с этой точки зрения оказалось бы еще хуже — там были слишком близки американские базы в Японии и Турции, соответственно. Кстати, название космодром получил вовсе не по имени населенного пункта, рядом с которым расположен. В начале своей карьеры он именовался Тюратам. А название казахского селения Байконур, находящегося совсем в другом месте, было выбрано, чтобы заморочить голову «супостатам».

В такой большой стране, как СССР, внутриконтинентальное расположение космодрома также облегчало создание сети станций слежения (вдоль траектории запуска) и сбор падающих на землю частей ракетных систем. Но вместе с тем такое расположение накладывало жесткие ограничения на траектории возможных запусков. В частности, при создании космодрома в Казахстане его нельзя было разместить южнее — поля падения пришлись бы на населенные районы Средней Азии, а также на территорию Китая. Более того, с Байконура даже нельзя запускать аппараты на орбиту с наклонением около 46° (такова его широта). При таком старте трасса полета пройдет по территории Китая. Поэтому минимальное наклонение орбиты так называемого «прямого» выведения (наиболее экономичного) при старте с Байконура составляет 51° — именно это наклонение было у советских орбитальных станций.

У расположенного на Дальнем Востоке космодрома Свободный нет таких ограничений по полям падения — ракеты проходят над океаном. Однако он расположен на широте 52° и потому по наклонениям орбит не имеет преимуществ перед Байконуром. Еще один российский космодром, Плесецк, находится на широте 63°, и для него минимальное наклонение орбит прямого выведения еще больше. Зато он лучше других подходит для запуска космических аппаратов на полярные орбиты, полезные в тех случаях, когда надо обеспечить охват спутниковыми наблюдениями всей поверхности Земли.

Постепенно расширяясь, Байконур занял площадь в 6 717 км2. Она включает центр, левый и правый фланги, а также поля падения. Этот космодром был и остается единственной базой, которая позволяет России запускать пилотируемые корабли и выводить на орбиту крупные космические аппараты, такие, например, как орбитальная станция «Мир». Примерно 40% всех космических аппаратов бывшего СССР и России запускались с этого космодрома, ныне принадлежащего суверенному Казахстану. И все же, несмотря на свое «первородство», Байконур не является самым активным космодромом на нашей планете. Абсолютное мировое лидерство по числу космических запусков принадлежит космодрому Плесецк.

При сборке все компоненты ракетно-космической системы подвергаются новой тщательной проверке — сначала по отдельности, а потом в комплексе. Вот теперь можно ехать на старт. Для этого на космодроме предусмотрена соответствующая транспортная инфраструктура. На Байконуре перевозки ведут по железнодорожным путям со скоростью до 5 км/ч — не быстрее пешехода. Это позволяет защитить от возможных сотрясений и ударов нежную «начинку» ракеты и космического аппарата. В Космическом же центре им. Кеннеди используют многоколесные платформы, которые мощные тягачи тянут по дорогам, схожим с автомобильными, но способным выдерживать куда большую нагрузку. Особые требования предъявляются и к качеству поверхности дороги. Ведь стоящая «свечой» ракета обладает сравнительно небольшим запасом устойчивости. Скорость перемещения платформы здесь примерно такая же, как и на российском космодроме. А космические челноки «шаттлы» вывозятся на стартовую позицию даже медленнее — специальный мощный гусеничный транспортер движется с совсем уж черепашьей скоростью — около 1 км/ч.

Пуск с воды

Особняком в ряду космодромов мира стоит проект «Морской старт» (Sea Launch). Во-первых, это единственный (пока) частный комплекс для запуска орбитальных космических аппаратов. Соучредителями международной компании Sea Launch являются американская Boeing Commercial Space Company (40%), российская Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева (25%), британско-норвежская фирма Kvaerner Maritime A.S. (20%) и украинские аэрокосмические предприятия: ПО «Южмашзавод» и ГКБ «Южное» им. М.К. Янгеля (вместе 15%). Вторая особенность, как явствует из названия, это запуск ракет не с суши, а с воды. Правда, в этом «Морской старт» не является ни уникальным, ни даже первым. Еще в 1967 году итальянские специалисты запустили первый спутник со своего плавучего космодрома Сан-Марко (San Marco). Он представляет собой две платформы, установленные в Индийском океане (залив Формоза у побережья Кении). На одной из платформ, которая и дала название космодрому, смонтированы пусковая установка и монтажно-испытательный комплекс. На второй (она называется «Санта-Рита»)— размещаются пост управления запуском и комплекс слежения за полетом ракет-носителей. С космодрома Сан-Марко было запущено девять ракет-носителей типа «Скаут» со спутниками на борту. Но с 1988 года пуски не производились, а оборудование космодрома находится на консервации. Но вернемся к «Морскому старту». Первые проработки проекта начались в 1991 году, причем рассматривались и многотоннажные плавучие комплексы для запуска тяжелых ракет-носителей «Энергия» и «Энергия-М». Однако в конце концов решено было ограничиться сравнительно легкими носителями типа «Зенит». В 1995 году было подписано соглашение о создании совместного предприятия «Морской старт». 

В октябре 1998 года стартовая платформа, переоборудованная на верфи в Выборге из морской нефтяной платформы, пришла в порт базирования — американский город Лонг-Бич (сборочно-командное судно пришло туда ранее). Первый пуск с макетом спутника массой 4,5 тонны состоялся 28 марта 1999 года из района экватора. К настоящему моменту комплекс «Морской старт» выполнил 21 запуск, включая первый демонстрационный и один аварийный (в 2000 году). Преимущество морских космодромов заключается в способности производить запуски с экватора. Это позволяет сравнительно небольшому носителю вывести тяжелые (до 3 тонн) спутники на геостационарную орбиту. Недостатки же связаны со сложными и трудоемкими погрузочно-разгрузочными операциями в порту, и особенно в открытом море, и с затратами времени на вывод стартовой платформы к экватору. По этой причине «Морской старт» заметно уступает наземным космодромам по интенсивности запусков.

Всего Байконур имеет 9 стартовых комплексов с пятнадцатью пусковыми установками, 34 технических комплекса, 3 заправочные станции для ракет-носителей.

Вопросы экологии

Одна из серьезных проблем, связанных с космодромами, — их неблагоприятное влияние на окружающую среду. В первую очередь это обусловлено применением в качестве компонентов топлива ядовитых и агрессивных веществ. Такие компоненты, как азотная кислота, азотный тетраксид (четырехокись азота) и гептил (иначе именуемый несимметричным диметилгидразином), способны нанести значительный ущерб растительности и здоровью человека и животных. Что и говорить, если применяемый в качестве горючего керосин у ракетчиков считается «экологически чистым».

Наконец, отдельный тип планового экологического ущерба связан с падением «нижних» ступеней ракет-носителей. В баках обычно остаются излишки топлива — недозаправка может привести к потере дорогого спутника, так что лучше уж слегка перелить топлива. В результате, например, падающая на землю вторая ступень тяжелой ракеты «Протон» несет примерно 1 200 кг металла, 600—900 кг гептила и 1 000—1 500 кг азотного тетраксида. Причем раскаленная при торможении в атмосфере ступень может поджечь лес или взорваться. Как правило, вторые ступени ракет, запускаемых с космодрома Байконур, попадают в так называемый район падения № 326. Он имеет форму эллипса площадью более 5 000 км2, из которых больше половины — примерно 3 300 км2— приходятся на территорию Алтайского государственного природного заповедника, который с 1998 года включен в программу ЮНЕСКО «Всемирное наследие», и по закону его территория должна быть свободна от хозяйственной деятельности. Между тем за время эксплуатации «Протонов» на алтайскую землю упало около 180 их ступеней.