Розробки ракет-носіїв і космічних апаратів в Україні в 1962—1991 рр.

Перші розробки ракет-носіїв в КБ «Південне» розпочато в 1956 р., коли йому доручили підстрахувати ОКБ-1 С.П. Корольова при створенні штучного супутника Землі [12-14]. Для його запуску передбачалося використовувати космічну РН, яка могла бути створена на базі вже існуючої бойової балістичної ракети Р-12, що істотно скоротило б терміни і вартість створення самого космічного ракетного комплексу, а також спростило його експлуатацію.

Після запуску 4 жовтня 1957 р. першого ШСЗ це питання відпало. Однак в КБ під керівництвом В.М. Ковтуненка тривали розробки двоступінчастого носія на базі бойової ракети Р-12 з новим двигуном В.П. Глушка — РД-119, а також власного супутника [15].

Ескізний проект першого космічного ракетного комплексу було завершено в квітні 1960 р., РН якого отримала назву «Космос». У його створенні взяли участь також конструктори відділу 10. Особливостями «Космосу» були простота в конструкції і дешевизна виготовлення. Цією РН можна було виводити космічні апарати вагою до 450 кг на полярну орбіту, стартова маса самої РН становила 109 т.

Космічний апарат ДС-2 («Космос-1»)

З початком проектних робіт над РН виникло питання про створення для нього «корисного навантаження», тобто космічних апаратів, які будуть виводитися на орбіту ШСЗ. Перші роботи почалися в кінці 50-х рр. в проектному відділі 3 (начальник відділу В.М. Ковтуненко [15]), в секторах головних частин Ю.О. Сметаніна і перспективних розробок М.І. Кормильцева. Трохи пізніше до цих робіт залучено відділи 11 (М.Б. Двінін), 14 (А.І. Скворцов), а також випробувальні підрозділи [12, 13]. При цьому необхідно було вирішити низку нових завдань, пов’язаних з невагомістю, впливом вакууму та радіації, тривалими термінами активного існування в автоматичному режимі, сполученням різнорідних апаратурних комплексів, взаємодією з наземними пунктами та центрами керування й контролю, прийомом і обробкою інформації та ін. До кінця 1960 р. в КБ створено спеціалізовані підрозділи для космічних розробок: проектний відділ 32 з космічної техніки під керівництвом Ю.О. Сметаніна, відділ 27 з комплексної електричної ув’язки космічних апаратів (начальник відділу В.І. Данельскій).

Безпосереднє керівництво новим напрямом робіт здійснював В.М. Ковтуненко, призначений заступником Головного конструктора КБ. Активну участь в роботах по створенню перших супутників, крім названих вище керівників, брали В.І. Талан, В.А. Пащенко, В.А. Величкин, П.А. Латайко, А.М. Попель, П.П. Плешаков, Г.П. Ліванов, І.Л. Лось, В.Ф. Руденко, С.С. Кавелін, А.С. Петренко, Г.А. Шаповало- ва, В.Ф. Зубенко, В.М. Харламов, В.І. Руцький тв ін. [12, 13].

8 серпня 1960 р. вийшла Постанова ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР «Про створення ракети-носія 63С1 на базі бойової ракети Р-12, розробку і запуск 10 малих штучних супутників Землі». Відповідно до неї було розпочато розробку і виготовлення малих ШСЗ військового призначення. Зокрема, постановою передбачалося створення 10 космічних апаратів, що запускаються за допомогою РН 63С1, з них чотири мали розроблятися ОКБ-1. Супутники розробки КБ «Південне» мали індекс «ДС» («дніпропетровський супутник»). Перший супутник ДС-1 оснащувався цільової апаратурою наукового призначення, решта (ДС-А1, ДС-К8, ДС-П1) були подвійного призначення, поряд із завданнями для Міністерства оборони СРСР здійснювали також дослідження для інститутів АН СРСР. У НДІ-4 Міністерства оборони СРСР в 1961 р. створено ескізний проект «Розробка та створення комплексу засобів вимірювання та управління для забезпечення льотно-конструкторських випробувань комплексу 63С1, запуску малих штучних супутників Землі та комплексу 65С3 на базі виробу 8К65 ». Розробка РН доручалася КБ «Південне». Для неї на полігоні Капустин Яр було побудовано експериментальну шахтну пускову установку «Маяк-2».

Перший космічний апарат ДС-1, створений в Дніпропетровську, важив 160 кг. Він грав роль своєрідного «першого супутника» для нового носія і призначався в основному для підтвердження заданих тактико-технічних характеристик РН, а також перевірки працездатності нової бортової апаратури в умовах космічного простору. Його пуск конкурс відбувся 27 жовтня 1961 р. і виявився аварійним — через збої в роботі датчика регулятора швидкості система керування функціонувала нестійко. Супутник на орбіту не вийшов.

21 грудня того ж року стартувала друга ракета з другим супутником ДС-1. Перший ступінь відпрацював нормально, але РРД другого ступеня вимкнувся за 5 с до програмного часу. Було прийнято рішення продовжити льотно-конструкторські випробування на третьому носії, терміново виготовивши для цього новий супутник, якому ставилося мінімальне завдання — констатувати факт виходу на орбіту й проведення, по можливості, зондування іоносфери та атмосфери радіовипромінювання на фіксованих частотах. Такий супутник під назвою ДС-2 було спроектовано і виготовлено протягом двох місяців. Він мав масу 47 кг, являв собою сферичний контейнер зі стержневими антенами, зовні нагадував перший радянський ШСЗ, був забезпечений передавачем системи «Маяк» з живленням від акумуляторних батарей. Пуск РН 63С1 16 березня 1962 р. (третій) пройшов успішно і супутник ДС-2 — перший діючий космічний апарат розробки КБ «Південне» вийшов на орбіту.

Космічний апарат ДС-2 під назвою «Космос-1» став родоначальником величезної сім’ї різноманітних космічних апаратів. З 16 березня 1962 р. в КБ проводився відлік усіх запусків ШСЗ власної розробки [12-15]. Наприкінці 1962 р. носієм 63С1 було виведено на орбіту ще три космічні апарати розробки КБ «Південне»: ДС-П1 ( «Космос-6», 30 червня), ДС-К8 («Космос-8», 18 серпня), ДС-А1 («Космос-11», 20 жовтня), а також три малих супутника розробки ОКБ-1. Пуски РН зі стартової позиції «Маяк-2» тривали до кінця 1964 р. Наукові дослідження навколоземного простору продовжили інші апарати, які мали спеціальну апаратуру.

Так, «Космос-8» (ДС-К8 №1) став першим спеціалізованим апаратом для дослідження метеорної речовини в навколоземному просторі. У 1962—1963 рр. розроблено ще два наукових ШСЗ ДС-МР і ДС-МТ відповідно для дослідження магнітного поля Землі та варіацій інтенсивності космічних променів.

У 1960 р. конструктори КБ приступили до розробок потужнішого космічного ракетного комплексу — «Інтеркосмос». Тут як перший ступінь використано бойову балістичну ракета Р-14. Ракета «Інтеркосмос» могла вивести на полярну орбіту близько 1,5 т корисного вантажу. У 1962 р. розробки по програмі «Інтеркосмос» передано філії КБ у Красноярську (головний конструктор М.Ф. Решетньов). Перший пуск РН «Інтеркосмос» відбувся 28 серпня 1964 р. з космодрому Байконур.

У 1963 р. в КБ «Південне» представлено проект уніфікованих ШСЗ, що дозволяло для різних супутників використовувати однакові корпуси, один і той же набір службових систем — схему керування бортовою апаратурою, систему енергозабезпечення та ін. Таким чином, можна було налагодити серійне виробництво супутників та їх комплектуючих елементів, а також використовувати єдину випробувальну базу. При цьому здешевлювалося й виготовлення космічних апаратів. В кооперації з низкою інститутів в КБ було створено космічні системи з супутниками для оборонних цілей (ДС-К8, ДС-К40, 11Ф619, 11Ф616М). У 1963 р. на Південмаші створено відділ космічного виробництва (начальник В.С. Соколов). За допомогою космічних апаратів модифікацій ДС-У1 і ДС-У2 проведено значний обсяг різних наукових досліджень — вивчення параметрів атмосфери та їхнього зв’язку з сонячною активністю (супутники ДС-У1-А, ДС-У1-Г, ДС-У2-ГК, ДС-У2-ДКА), іоносфери та її впливу на проходження радіохвиль (ДС-У1-ІК, ДСУ2-І, ДСУ2-ІК, ДСУ2-ІП), потоків заряджених частинок різних енергій і сплесків космічного випромінювання в різних спектральних діапазонах (ДС- У1-Р, ДС-У1-Я, ДС-У2-Д, ДС-У2-К), магнітного поля Землі (ДС-У2-МГ), геліофізичні дослідження (ДС-У2- ГФ) тощо. Вага космічних апаратів серій ДС-У1 і ДС-У2 становила від 230 до 310 кг, термін активного існування — від півтора-двох місяців (У1-А, У1-Г, У1- ІК, У1-Р, В2-ГК, У2-МГ, У2-МТ) до чотирьох-шести (У2-ДКА, У2- ГФ, У2-Д, В2-І, В2-ІП, У2-МП). До середини 1964 р. КБ розроблено ескізний проект нового уніфікованого космічного апарата ДС-У3, який став базовим при створенні ДСУ3-ІК і ДСУ3-С для дослідження Сонця. З запуском 14 жовтня 1969 р. ШСЗ ДС-У3-ІК №1, відомого як «Ін- теркосмос-1», радянська космонавтика увійшла в еру міжнародної співпраці в дослідженні космосу [13]. На багатьох вітчизняних космічних апаратах почали встановлювати апаратуру з інших країн. Було розроблено спеціалізовані космічні апарати за програмами міжнародного співробітництва. Серед дніпропетровських це був ДС-У2-ДКА ( «Ореол-1» і «Ореол-2»), створений в межах спільної радянсько-французької програми «Аркад» при безпосередній участі як радянських фахівців, так і співробітників французького Центру з вивчення космічного випромінювання в м. Тулуза (згодом в СКЕ8).

24 серпня 1965 р. вийшла постанова Уряду про створення ракети Р-36, яка б забезпечила вивід на необхідну орбіту космічного апарата масою до трьох тонн з високою готовністю до пуску. Бойова ракета Р-36 орбітального варіанта, по суті, вже була космічним носієм, але в той період її льотні випробування тільки починалися. Тому, зважаючи на терміновість завдання, ескізний проект ракети-носія було розроблено на базі обох варіантів ракети Р-36 (балістичного й орбітального), які отримали позначення 11К67 і 11К69. Це дозволило розпочати льотно-конструкторські випробування ракети Р-36 — проміжного варіанта з супутниками систем розвідки і протикосмічної оборони — майже на два роки раніше.

У 1965 р. почалася доробка ракети 8К67 під космічний носій — встановлення нових елементів конструктивного, електричного та пневмогідравлічного стикування ракети з космічними апаратами, а також заміна частини бортових приладів системи керування на прилади, взяті з системи керування ракети 8К69. Крім того, проводилося доопрацювання агрегатів наземного стартового комплексу. До 1967 р. весь обсяг доробок по ракеті та стартовому комплексу завершено, і ракета-носій з індексом 11К67 («Циклон») вийшла на льотні випробування. Для проведення випробувань ракети-носія й запусків космічних апаратів на Байконурі було створено п’яте випробувальне управління на чолі з полковником П.С. Батурином. Технічним керівником випробувань був провідний конструктор комплексу Л.Д. Кучма, його помічником — провідний конструктор В.Н. Дівляш. Протягом 1967—1968 рр. на розрахункові орбіти виведено п’ять космічних апаратів «системи винищувач супутників» — три апарати мішені та два прототипи космічних апаратів винищувач супутників.

В 1965—1967 рр. у КБ «Південне» створено супутник, який отримав згодом назву «Космічна стріла». З його допомогою можна було проводити оптичне зондування атмосфери Землі з космосу з метою визначення її будови та стану. З серпня 1969 р. почалися пуски ракети-носія 11К69, що отримала згодом назву «Циклон-2», з космічним апаратом-винищувачем супутників вітчизняної системи протиракетної оборони. Для цієї ракети було створено автоматизований стартовий комплекс під керівництвом Головного конструктора КБ транспортного машинобудування В.Н. Соловйова. Для відпрацювання системи винищувача супутників використовувалися найпростіші супутники комплексу «Ліра» (також розробки КБ «Південне»), які запускалися носіями 11К65М з космодрому Плесецьк.

Космічний апарат «Ореол» (ДС-У2-ДКА)

У 1971 р. серією з трьох випробувань продемонстровано можливість перехоплення орбітальних об’єктів на висотах до 1000 км. Успішне їх завершення дозволило в 1973 р. прийняти в експлуатацію комплекс-винищувач супутників і допоміжний комплекс «Ліра». Всього в період з 1969 по 1982 рр., з метою протидії космічним об’єктам, ракетами-носіями 11К69 було виведено три космічних апарати-мішені і 18 космічних апаратів-перехоплювачів. Космічний комплекс з ракетою 11К69 був прийнятий у дослідну експлуатацію та на озброєння. Ракета-носій 11К69 («Циклон-2») є одним з найнадійніших космічних носіїв легкого класу в світі — понад сотні польотів без єдиної аварії.

Космічний апарат «Інтеркосмос»

У 1966 р. в КБ «Південне» вирішили створити РН з більш високими енергетичними можливостями для запуску космічних апаратів УСК-МО системи раннього виявлення запуску балістичних ракет. Так РН незабаром було створено на базі орбітального варіанта ракети Р-36 із застосуванням розгінного ступеня, яка отримала індекс С5М, а сама РН — індекс 11К68 ( «Циклон-3»). У якості першого та другого ступеня використовувалася (з незначними доробками) ракета 8К69, а розгінний ступень виконано на базі серійної орбітальної головної частини 8Ф021 [12]. Після розробки ракетного комплексу настала майже десятирічна вимушена «пауза», пов’язана з тим, що космічний апарат УСК-МО, для якого РН в першу чергу призначалася, перейшов на потужніший носій. Знадобився тривалий час, щоб перевести космічний апарат радіотехнічного спостереження «Цілина-Д» з носія 8А92М на РН «Циклон-3». Перший пуск РН з цим космічним апаратом відбувся 28 червня 1978 р., після чого запуски «Цілини-Д» йшли паралельно на обох носіях, і тільки з 23 квітня 1983 р. «Цілина-Д» повністю «утвердилася» на РН «Циклон-3». У 1980 р. космічний ракетний комплекс «Циклон-3» прийнято на озброєння з космічним апаратом «Целіна-Д», а його творці удостоїлися високих урядових нагород. Лауреатами Ленінської премії стали Б.І. Губанов та В.Г. Команов, Державної премії СРСР — В.Ф. Уткін і А.А. Михалець. Надалі космічний ракетний комплекс «Циклон-3» приймався в експлуатацію в складі систем «Метеор» (1982), «Муссон» (1985) і «Стріла» (1991). У зв’язку з необхідністю запуску шести супутників системи «Стріла-3» однією РН, розробником системи управління розгінного ступеня проведено її модернізацію. Всього було вироблено 122 пуски «Циклона-3», з них успішних — 117. У 1969 р. розпочато розробки досконалішого космічного комплексу, який отримав назву «Зеніт». Спочатку його основою були бойові ракети Р-36, пізніше досліджувалася можливість використання на ракетах нетоксичних компонентів палива. РН «Зеніт» сконструйована за двоступінчастою схемою. Стартова маса ракети 450 т. Для виведення космічного апарата на високі кругові орбіти передбачено тривалий час роботи двигуна керування. Космічний комплекс «Зеніт» базувався на космодромі «Байконур». Перший успішний пуск РН «Зеніт» відбувся 13 квітня 1985 р, призначалася для виведення комерційних і дослідницьких космічних апаратів на орбіти ШСЗ і відлітні траєкторії до планет Сонячної системи. Розробки було розпочато під керівництвом В.Ф. Уткіна [16, 17] і успішно продовжено після його переходу в Москву в 1991 р. С.Н. Конюховим [12-14].

Космічний апарат «Океан-О1»

У 1976 р. розпочато розробки РН «Енергія» космічного комплексу «Енергія-Буран». У ній було застосовано нову модифікацію алюмінієвого сплаву, який міг витримувати значні навантаження, що виникають при польоті ракети. Перший старт ракети-носія з вантажним відсіком відбувся з космодрому Байконур 15 травня 1987 р. а з орбітальним кораблем — в 1988 р. Виготовлення та серійний випуск названих вище ракет, ракетних комплексів, РН і космічних апаратів різного призначення проводилися на Південному машинобудівному заводі (О.М. Макаров, Л.Д. Кучма, Ю.С.Алексєєв), в їх розробці брали участь також значне кількість суміжних організацій і академічних інститутів.

Працівники КБ

Література

1. Космонавтика. Энциклопедия. — М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1985.
2. Волков Е.Б., Филимонов А.А., Бобьірев В.Н., Кобяков В.А. Межконтинентальные баллистические ракеты СССР (РФ) и США. История создания, развития и сокращения. — М., 1996.
3. Советская космическая инициатива в государственных документах. 1946 — 1964 гг.. — М: РТСофт, 2008.
4. Задача особой государственной важности. Из истории создания ракетно-ядерного оружия и Ракетных войск стратегического назначения (1945-1959). Сборник документов. — М.: Российская политическая энциклопедия, 2010; Российская космонавтика в архивных документах. — М.: Родина МЕДИА, 2011. — 2 кн.
5. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. — М.: Наука, 1989.
6. Мировая пилотируемая космонавтика. История. Техника. Люди. — М.: Изд-во «РТ Софт», 2005.
7. Освоение космического пространства в СССР (1957—1967). — М.: Наука, 1971.
8. Храмов Ю.О. Путівник по космосу. — 2-е вид. — К.: Вид-во «Радянська школа», 1972.
9. Творческое наследие академика С.П. Королева. — Избранные труды и документы. — М.: Наука, 1980.
10.  Келдыш М.В. Избранные труды. Ракетная техника и космонавтика. — М.: Наука, 1985. — Т. 4.
11.  Scienziati e Techologi contemporanei. – Mslano: Arnoldo Mondadori Editore, 1974. – 3 vol.
12. Ракеты и космические аппараты Конструкторского бюро «Южное». — Днепропетровск: ГКБ «Южное», 2000.
13. Призваны временем. От противостояния к международному сотрудничеству. — Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2004.
14. Шестьдесят лет в ракетостроении и космонавтике. — Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2014.
15. Вячеслав Михайлович Ковтуненко. — НПО им. С.А. Лавочкина, 2011.
16. Владимир Федорович Уткин. Жизнь во славу Отечества. — М.: ЦНИИмаш, 2013.
17. Генеральный конструктор. Книга о В.Ф. Уткине. — М.: ЦНИИмаш, 2003; Уткин. Звезды Генерального конструктора. — Днепропетровск: КБ «Южное», 2013.
18. Україна космічна. Фотоальбом. — К.: Спейс-Інформ, 2008.
19. Конструкторское бюро «Южное». Люди и ракеты. Фотоальбом. — Днепропетровск: КБ «Южное», 2014.
20. Космический лидер. — К.: Изд-во «Феникс», 2014.

Джерело: Історія ракетно-космічної науки і техніки України / ДУ «Інститут дослідж. наук.-техн. потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України». – К.: Фенікс, 2021. – 456 с. Відповідальний редактор — В.П.Горбулін, академік НАН України, перший віце-президент НАН України.