Ещё раз о бароне Мюнхгаузене

4.2.1. Старт «Сатурна-5».

 

       Могла ли состояться экспедиция на Луну, если бы ракета «Сатурн-5» взорвалась прямо на стартовом столе? Или если бы старт не состоялся по техническим причинам и был отложен на неопределённое время?

 

       Ракеты-носители для пилотируемых космических кораблей в 60-х годах очень часто взрывались на точке старта не только во время, но даже ещё до начала пусков. Это было связано с необходимостью заправки ракет легковоспламеняющимися, взрывоопасными, криогенными или высокотоксичными компонентами в огромных количествах непосредственно перед стартом. Для заправки каждой новой модели ракеты на стартовом столе создавался сложнейший заправочный комплекс. Особенно это касается многоступенчатых ракет, в которых, как в «Сатурне-5», разные ступени должны были работать на разных топливных компонентах! Кроме этого, сложной технической проблемой было обеспечение герметичности топливных баков и топливопроводов, микроскопические протекания или другие незаметные на глаз дефекты в которых могли приводить к образованию взрывоопасных испарений, немедленно воспламеняющихся в момент зажигания.

 

       Второй важный фактор риска в моменты пусков состоял в том, что в те времена не существовало возможности испытать всю ракету в сборе, включая полную заправку топливом, иначе, чем посредством попытки выполнить программу вывода полезного груза «в натуре». Да, конечно, существовали стенды для прогонки различных систем; в том числе двигателей, которые перед установкой на ракету нарабатывали на таких стендах тысячи часов в номинальных режимах. Однако, после сборки ракеты в дело вступали тысячи ранее не учтённых факторов, самым «популярным» из которых были различного рода вибрации, возникающие в корпусе ракеты сразу после запуска двигателей. Некоторые детали за несколько секунд испытывали огромные перепады температур – от контакта с поверхностью баков с криогенными компонентами до контакта с внешними поверхностями сопел, нагреваемыми пламенем двигателей. Любая деталь, для «прогонки» которой на стенде весь набор факторов невозможно было учесть, могла в результате перегрева разрушиться или снизить прочность, в результате вибраций попасть в резонанс и, разрушившись, повредить другие системы двигателя – насосы, топливопроводы, а также сами резервуары с компонентами горючего.

       Например, как известно, официальной причиной гибели шаттла «Челенджер» в январе 1986 года стал разрыв/прогорание кольцевого уплотнителя, который наверняка не испытывался для условий, совпадение которых стало причиной катастрофы.

 

       Третьим серьёзным фактором риска, который мог стать причиной повреждения и взрыва ракеты на стартовом столе, было повышенное давление в баках, где хранился сжиженный кислород или водород. Если в случае с кислородом основной проблемой было выкипание и стравливание газообразного кислорода из своеобразных «паровых котлов» – ракетных баков с жидким кислородом – и, как следствие, необходимость непрерывной дозаправки баков практически до самого старта, то в случае с водородом проблема была гораздо серьёзнее. Молекулы водорода относительно легко проникают сквозь любые стенки баков, особенно в случае повышенного давления, постоянно образовывая вокруг ракеты гремучую смесь с кислородом. С целью минимизации рисков от взаимодействия газообразных испарений криогенных компонентов конструкторы шли на невероятно сложные ухищрения, размещая на ракете вытеснительные системы, работающие на инертных газах. Однако, эти меры могли привести лишь только к утяжелению и усложнению конструкции, что негативным образом сказывалось не только на грузоподъёмности первых ракет, но в первую очередь на их надёжности.

 

       Вообще говоря, подготовка к пуску многоступенчатых ракет была и есть более сложным этапом, чем эксплуатация систем ракеты в полёте. Красивая картина стоящей на стартовом столе ракеты с испаряющимися фонтанами криогенных топливных компонентов на фоне обратного отсчёта лишь знаменует собой окончание сложнейшего этапа окончательной сборки ракеты, доставки её на стартовый стол, установки, заправки и одновременной проверки работоспособности тысяч различных систем и датчиков. Если на этом этапе допускаются ошибки и недочёты, ракета может попросту не улететь со стартового стола. Поэтому при эксплуатации реально летающих на околоземную орбиту пилотируемых космических кораблей обычной практикой является откладывание старта по причине выявленных тех или иных поломок или дефектов, которые устраняются прямо на стартовом столе, а иногда – даже с возвращением почти готовой к старту ракеты обратно в сборочный комплекс…

       Если в СССР об откладывании, отмене стартов и о грандиозных взрывах ракет в степях Казахстана просто не сообщалось, а лишь показывалось свершившееся чудо удачного старта очередной ракеты в записи, то в США во времена эксплуатации комплекса «шаттлов» об этом объявлялось с завидной постоянностью. Дело в том, что у них телевизионщики как бы независимы от НАСА, поэтому их нужно загодя предупреждать о планируемом времени старта. Когда старт откладывается, необходимо всех об этом проинформировать, и так далее…

       Тем более странными выглядят старты «Сатурнов-5», будто бы отправлявших астронавтов к Луне, ни один из которых не был отложен ни разу! Тысячи ротозеев, собиравшихся поглазеть на те старты, всегда видели вовремя улетающую ракету. Но это и не удивительно, ведь мы уже знаем о том, что стартовала лишь одноступенчатая пустышка, щедро не дожигающая топливо для получения большей длины факела… Ближе к концу этих «полётов» НАСА видимо догадалось о чём-то подобном, так как в официальной истории старт «Сатурна-5» с «Аполлоном-17» оказался отложенным аж на 40 минут. Но, по моему мнению, это скорее похоже на извинение за пролитый кофе на следующий день…

 

       Чтобы не утомлять читателя выкладками статистических данных о числе фактов откладывания стартов и взрывов ракет, находящихся на стартовом столе, скажу, что согласно официальным данным испытаний и запусков ракетоносителей в СССР и США, предварительно планировавшихся для обеспечения пилотируемых полётов, по состоянию на 1969 год имеется 7 взрывов с разрушением ракеты-носителя из 115 планировавшихся стартов. Возможно, дотошные исследователи меня поправят, что таких взрывов было значительно больше, но я взял только те, которые произошли в процессе испытаний ракет, для которых планировался вывод на околоземную орбиту полезного груза, а не просто испытания неких отдельных ступеней или систем.

       Кроме того, напомню, мы условились оценивать благоприятные для НАСА данные по максимуму. Поэтому, исходя из вышесказанного, по состоянию на 1969 год надёжность на старте ракетоносителей, используемых для вывода полезного груза на околоземную орбиту, можно оценить как 1-(7/115) = 0,9391… Округлим значение опять-таки в пользу НАСА до 0.94.

 

       Итак, вероятность того, что «Сатурн-5» с экспедицией «Аполлона-11» не взорвётся прямо на стартовом столе или старт не будет отложен на неопределённое время из-за технических неисправностей, мы оценили в 94% или 0.94.

 

       Вспоминая историю реальной эксплуатации комплекса «шаттлов», которые начали летать с 1981 года, думаю, вы согласитесь со мной, что это значение отражает значительно завышенное максимальное значение искомого диапазона вероятностей…