Orbitaallaev Buran
Kosmonautika koidikust saadik on olnud valuliseks teemaks transpordisüteemi "Maa-kosmos-Maa" loomine. Ja täiesti rahuldavalt pole seda probleemi siiani lahendatud.
Süsteemi «Энергия-Буран» (11Ф36) loomine oli nõukogude kosmonautika kõige mastaapsem ja ressursinõudlikum programm. Süsteemi kuulus orbitaallaev «Буран» (11Ф35ОК) kanderaketiga «Энергия» (11К25).
18 aasta jooksul oli projektiga hõivatud üle miljoni inimese 1286-st ettevõttest 86-e erineva ministeeriumi alluvuses. Projektile oli 1992 aasta seisuga kulutatud 16,4 miljardit nõukogude rubla.
Mootorisektsiooniga hakkasid tegelema teadusinstiduudid Molnija ja Energia. Teadusinstituut Piljugini ja Lapogini juhtimisel nuputasid juhtimissüsteemi kallal. Mjashisevi nimeline eksperimentaalinstituut Novikovi juhtimisel konstrueeris kabiini, ellujäämissüsteemi ja leidis lahendused soojusjaotusele. Konstrueerimisbüroo Saljut Poljuhini eestvedamisel koos Hrunitsevi nimelise tehasega valmistasid abiseadmed ja kogu sisustuses olevad aparatuurid. Barmini konstrueerimisbüroo töötas välja stardi- ja maandumissüsteemid, teadusinstituut Jurjevitsi ja Lapota juhtimisel tegid valmis pardamanipulaatori.
Buran loodi kui sõjaline süsteem vastuseks ameeriklaste 1972.aastal käivitatud Space Shuttle programmile, mis nägi ette nelja süstikuga 60 lendu aastas. Üks ameeriklaste süstik võis maalähedasele orbiidile viia 29,5 tonni kasulikku kraami ja tagasi Maale tuua 14,5 tonni. Aastane ülesviidav kogus planeeriti 1800 tonni ja allatoodav 820 tonni. Selle ajani suutis USA orbiidile viia vaid 150 tonni kasulikku koormust aastas. Kuigi ameeriklased nimetasid programmi moe pärast tsiviilotstarbeliseks, võtsid venelased seda ilmselgelt sõjalise ohuna, eriti peale seda kui üks süstik demonstratiivselt üle Punase Väljaku kulges. Üha enam hakati rääkima kiirgusrelvade ja võimsate laserite loomisest, millede abil oleks teoreetiliselt võimalik vastase raketid juba tuhandete kilomeetrite kauguselt kahjutuks teha. Sellise süsteemi osana nägigi Nõukogude Liit Space Shuttle programmi. Kardeti, et USA omab nüüd ka suutlikust orbiidilt tulistada mistahes punkti NLiidu territooriumil.
Niisiis saigi 1976. aastal Burani tellijaks NLiidu Kaitseministeerium, kes esitas projektile järgmised nõuded:
- vastase sõjalisele tegevusele orbiidil kompleksete vastumeetmete võimaldamine.
- sõjaliste, teaduslike ja rahvamajanduslkike ülesannete lahendamine.
- läbi viia sõjalisi uurimusi olemasolevate relvasüsteemide täiustamiseks ning uute väljatöötamiseks.
- kosmonautide, kosmilise aparatuuri ja kauba orbiidile toimetamine ja tagasitoomine (see punkt oli nimekirjas viimane!!!).
1974. aastal peatati Poliitbüroo otsusega Glushko konstrueerimisbüroo töö kandraketiga H-1 ning loodi selle baasil teadusühendus Energia. Orbitaallaeva (just nii kutsusid venelased oma Burani) peakonstruktoriks sai Sadovski. Teaduskollektiiv Molnia asust tööle 1976.aastal hakates tegelema laeva planeeriva lennuga, pardasüsteemidega ning soojuskaitsega. Molniat juhtis Losino-Losinski. Plaaneri valmistamine tehti ülesandeks Tushinski masinaehitustehasele. Molnia pakkus välja kaks orbitaallaeva varianti. Projekt 305-1 põhines neli korda suurendatud orbitaallennukil Spiral, mida hakati välja töötama 1964.aastal ja tegi oma esmalennu 1977.aastal.
«Спираль»
Projekt 305-2 aga tekkis Savodski eestvedamisel, kes leidis, et pole mõtet jalgratast leiutama hakata ning võttis eeskujuks ameeriklaste süstiku kuju. Aerohüdrodünaamilise peainstituudi teadlased pidasid Spirali kuju paremaks ning toetasid aktiivselt esimest projekti. Üsna pea saavutas algselt teaduslik diskussioon Sadovski ja Losino-Losinski vahel hoopis võimuküsimuse: kumb neist pealik on. Lõpuks anti küsimus lahendada Peakonstruktorite Nõukogule, mis otsustas mitte riskida ja minna ameeriklaste poolt kontrollitud teed pidi. Rohelise tule sai niisiis projekt 305-2. Loobuti turboventilaatormootoritest atmosfääris lendamiseks. Laev sai hapnik-petrooliumil töötavad jõuallikad.
Orbitaallaeva Buran töötati välja üle kümne aasta. Selle aja jooksul viidi läbi mahukad tööd orbitaallaeva aerodünaamilistes, soojusfüüsikalistes ja vastupidavuslikes arendustes. Töötati välja uued soojuskaitse materjalid mida katsetati eksperimentaalaparaatidel БОР-4 ja БОР-5. Kõigi süsteemide väljatöötamisel loodi ligi sada eksperimentaalseadet, viis taismõõdus orbitaallaeva maketti ( räägitakse, et makette oli koguni 8 aga üks neist oli mastaabis 1:2, tehtud puust ning kujutas Burani lennukanaloogi БТС-002, kaks maketi olid osalised erinevate sõlmede proovstendid ). Automaatse maandumissüsteemi väljatöötamiseks kasutati kahte lendavat laborit TU-154 baasil.
TU-154
Orbitaallaev oli mõeldud sajaks lennuks mida ta pidi suutma sooritada nii piloteeritavana kui ka automaatreziimis. Meeskonna suurus oli kuni 10 inimest, kellest 4 oli ekipaaz ning ülejaanud 6 teadlased. 105-e tonnise stardimassiga laev pidi suutma orbiidile toimetada 30 tonni ning Maale tooma 20 tonni kasulikku koormust. Buran on 35,4m pikk, 16,5m kõrge (väljalastud telikuga), tiiva siruulatusega 24m ning tiivapindalaga 250 ruutmeetrit. Kaubasektsioon võimaldab mahutada eset gabariitides 17m pikk, diameetriga kuni 4,5m. Tööorbiidi kõrgus oli ette nähtud vahemikus 200-1000 km kaldega 51-110 kraadi. Lennuaeg 7-30 päeva.
Buran loodi madalalasetsevate tiibadega aerodünaamilise skeemi "Sabatu" («бесхвостка») järgi. Ninaosas asetsev 73 kuupmeetrine kabiin on hermeetiline, ülejaanud laev aga mitte. Keskosa võttis enda alla üles avanevate luukidega kaubaruum. Seal paiknes ka laadimis- ja montaazitöödeks ettenähtud manipulaator. Laadimisruumi all asetsesid energia- ning soojuskaitsesüsteemid. Sabaosas mootorid ja kütusepaagid. Et tagada orbiidilt naasmisel kaitset aerodünaamilise kuumenemise vastu oli laev kaetud mitmekordselt kasutatavate soojuskaitseplaatidega. Laeva ülaosa, mis pidi taluma suuremat kuumust, kaeti painduvate soojuskaitsetega. Soojuskaitse plaadid valmistati kvartsniitidest vastupidavusega temperatuurile kuni 1300 kraadi. Ninaoas ning tiibade esiosad kaeti süsinik-süsinik komposiitplaatidega temperatuuritaluvusega kuni 1600 kraadi. Kogu laeva kattis 39 000 plaati mis tagasid, et lennu lõpuks ei kuumenenud Burani konstruktsioonid üle 160 kraadi.
Juhtimissüsteemi töötas valja teadusühendus АП, mis koosnes pardaarvutuskompleksist ja hüdrostabiliseerimiskompleksist. Gromovi raadioinstituut konstrueeris raadiotehnilise süsteemi «Вымпел», mis oli ette nähtud ülitapsete navigatsiooniparameetrite mõõtmiseks, mis tagasid laeva automaatse juhtimise.
Mootoriplokk kindlustab laeva viimise lõpporbiidile, orbitaalkorrektsiooni, täpse manööverdamise teenindatavate orbitaaljaamade lähedudes, laeva stabiliseerimise ning pidurdamise orbiidilt lahkumiseks.Mootoriplokk koosneb:
- kaks mootorit, mis töötavad vedelhapnikul ja sünteetilisel süsivesinikul (süntiin) ning arendavad jõudu 8800kg.
- 38 juhtmootorit jõuga 400kg. 8 täppisorientatsioonimootorit jõuga 20kg. Mootorid on koondatud kolme plokki: üks ninas ja kaks sabas.
- hapniku reservuaar ning kütesepaagid koos tankurseadetega. Maksimaalne kütusevaru on 14 tonni.
Orbiidile viis Burani kaheastmeline kanderakett Energia mille keskosale kinnitus laev pürolukkudega. 1. ja 2. astme mootorid käivitusid praktiliselt üheaegselt ning arendasid jõudu 3550 tonni. Stardimass koos Buraniga 2400t, millest 90% moodustas kütus. Kanderakett viis 250km orbiidile laeva millel oli kasulikku koormust 30t ja kütusevaru 8t. Kanderaketi avarii korral orbitaallaev kas siirdus ettenähtust madalamale orbiidile või naasis kohe ühele varulennuväljadest. Kui kõik sujus normaalselt langes kanderaketi 2.aste mööda ballistilist trajektoori Vaiksesse Ookeani.
Orbiidilt lahkus Buran "saba ees" ning arvutussüsteem arvutas vajaliku pidurdusimpulsi. Minnes üle laskumistrajektoorile pöördus laev taas "õigetpidi" ning sisenes atmosfääri suure nurga all. Kuni kõrguseni 20 km juhiti laeva samaaegselt mootoriploki ja aerodünaamiliste elementidega. Sealt edasi kasutati ainult viimaseid. Buran omab piisavalt kõrgeid aerodünaamilisi näitajaid, et sooritada lend kuni 2000 km. Maandumiskiirus on kuni 360 km/h. Maandusmisraja pikkus 1100-1900m. Pidurdamiseks kasutati langevarju. Maandumisväljakuid oli ette nähtud kolm: 12 km kaugusel kosmodroomist, idas Primorje krais Horolis ning läänes Simferoopolis. (Ise ma teenisin Savitinskis Kaug-Idas ning sealset lennuvälja loeti üheks Burani avariimaandumisväljaks).
ок-м
Esimene orbitaallaeva makett OK-M oli ette nähtud peale tugevuskatsetusi "uputada" kosmonautikakeskuse basseini, et teda saaks kasutada trenazöörina.
ок-мл-1
Makett ОК-МЛ-1 oli ette nähtud erinevate süsteemide katsetusteks nii autonoomselt kui koos kanderaketiga. Polügonile viidi makett 1983.aasta detsembris.
ок-кс
1983. aasta augustis loodi kompleksstend ОК-КС, mis oli ette nähtud elektrisüsteemide ja arvutustäpsuste testimiseks. Stend pandi tööle märtsis 1984 ning töötas järjest ilma pausideta 1600 päeva kuni Burani stardipäevani.
ок-мт
Makettlaev ОК-МТ toodi polügonile augustis 1984. Eesmärk oli testida pardasüsteemide ühilduvust maapealsetega, mehhaaniliste sõlmede kontroll, stardieelsete ja maandumisjärgsete toimingute väljatöötamine ning tankimisprotseduuride juurutamine. Katsetused sujusid plaanipäraselt ilma suuremate märkusteta.
Horisontaallennu katsetusteks loodi laev ОК-ГЛИ (БТС-002), mis oli varustatud maandumisprotseduuriks vajaminevate seadmetega. Iseseisvaks stardiks ja lennuks atmosfääris oli makett varustatud nelja turboreaktiivmootoriga, mis arendasid jõudu kuni 10 tonni. Testiti nii automaat kui piloteeritavat maandumist, lennutehnilisi näitajaid allahelikiirusresiimil, vastupidavust ja juhitavust.Katsetused toimusid vahemikus 10.november 1985-aprilli lõpuni 1988 Shukovski nimelises Katselennuinstituudis. Kokku sooritati 24 lendu, milledest 17 täisautomaatresiimil kuni täieliku peatumiseni maandumisrajal. Esimene laeva juhtinud katsepiloot oli I.Volk, kes juhtis ka Burani kosmonaudikandidaatide gruppi. Kaks lendavat laborit TU-154 baasil sooritasid erinevate Burani sõlmedega 140 katselendu.
Kuna Burani suured gabariidid tegid tema maa peal transportimise vaevaliseks kasutati selleks eesmärgiks Mjashisevi konstrueerimisbüroo pommitajat 3М-Т «Атлант» ning kuna ka sel juhul suutis pommitaja kanda vaid 50 tonni siis oli Buran platsile jõudes seadmetest puhtaks tehtud ning ilma kabiinita, mis kõik transporditi tagantjärgi kohale. Tushinski masinaehitustehasest viidi laev mööda Moskva jõge kuni Shukovskini kus ta laaditi juba pommitajale, mis viis ta Baikonuri kosmodroomi polügonile. Seal pandi laevale rattad alla ning veeti juba stardiplatsile, kus kõik puuduolevad viled ja kellad külge monteeriti.
Samuti toodi õhuteed pidi stardiplatsile kanderakett Energia osad lennukiga 3-МТ. Loodeti, et kui valmib maailma suurim ja muidugi analooge mitte omav transpordilennuk Ан-225 «Мрия» siis võtab see omale ülesandeks süsteemi Energia-Buran komponentide transpordi. Paraku selleks ajaks kui Ан-225 «Мрия» teenistusse asus oli Burani projekt juba sulgemisel...
Esimese kolme stardi jaoks tõi kila-kola stardiplatsile transpotlennuk 3М-Т, mis sooritas selleks 150 lendu. «Мрии» osaks jäi vaid Burani viimine Pariisi lennundusnäitusele mais 1989 ja näidislend Baikonuril 12.aprillil 1991 toimunud lennundusparaadil.
Esimene täiskomplektne Buran tehasemärgiga Nr.1.01 saabus Baikonurile detsembris 1985. Venisid kohapealsed teenendavate hoonete ehitused. Angaari (saal 104) kasutatigi lõpuks ainult laoruumina kuhu mahutati ule 3000 kasti Burani komponentiga, milledest igaüks kaalus üle tonni. Takerdusid pea kõik stardiplatsiga seotud tööd kuniks sekkus Partei ja viis läbi omad kasvatuslikud korrektsioonid vastutavate töötajate ridades.
Kuigi Burani esimeseks lennuks oli koostatud palju erinevate süsteemide proovimisi siis lõpuks jäädi vaid stardi- ja maandumisparameetrite jälgimise juurde, kuna paljude sõlmede katsetamised venisid üle aja.
Burani esimene start määrati 29.oktoobrile 1988 kell 6 ja 23 minutit Moskva aja järgi. Stardieelsed protseduurid läbiti edukalt, meteotingimused olid head. Kuid 51 sekundit enne starti katkestas laeva avariisüsteem automaatselt kogu protseduuri. Läbi oli põlenud üks navigatsioonisüsteemi skeemidest. Peale vigade parandamist määrati uueks stardiajaks 15. november 1988 kell 6 Moskva aja järgi. Seekord alustati stardi ettevalmistamisega juba 11 tundi varem. Meteotingimused olid halvad. Tund enne starti oli tuuletugevus tõusnud 20m/s. Lubatav piir oli 15m/s. Koguneti välknõupidamisele. Otsus sõltus kolmest peakonstruktorist: Semenovist, Losino-Losinskovost ja Lapoginist. Starti otsustati jätkata ning see toimuski 15.novembril 1988 kell 06.00:02 Moskva aja järgi.
476 sekundiga viis Energia laeva 150 km kõrgusele. Esimene Energia aste eraldus 146-ndal sekundil kõrgusel 52 km. Peale teise astme töö lõpetamist saavutas laev esimese kosmilise kiiruse ning läks Maa ringorbiidile kõrgusel 260,2 km 51,6 kraadise nurga all. Ringi ümber Maa sooritas laev 89,5 minutiga. Laeva optimaalsemaks soojuskaitseks käänduti vasaku tiivaga Maa poole jättes "kõhualuse" Päikese poole. Kõik süsteemid töötasid normaalselt. Teise ringi 67. minutil alustati orbiidilt lahkumise protseduuri. 7:31:50 pardaarvuti aja järgi alustati kütuse ümberpumpamist esipaakidest tagapaakidesse, et saavutada pidurdamiseks vajalik raskuskese. Kell 8:17 ruleerisid stardirajale kaks MIG-25, et saata atmosfääri sisenevat Burani. Kell 8:20 Vaikse ookeani kohal 20000 km kaugusel maandumiskompleksist lülitus sisse orbitaal-manööverdusmootor, mille tulemusena tõusis laeva nina 37 kraadi. Atmosfääri siseneti 38 kraadise nurga all kiirusega 27330 km/h. Lennuväljal ilmastikuolud samal ajal halvenesid. Kell 8:53 kõrgusel 90 km kaotati laeva ümber tekkinud plasmakihi tõttu 18 minutiks side. Kell 9:06 jõuti kõrguseni 65km, kiirus oli langenud 20000 km/h. Temperatuur tiiva otstes oli tõusnud 924 kraadini. 50 km kõrgusel side taastus ning Buran võttis automaatselt ühendust maandumiskompleksiga. Sellel momendil ületas laeva kiirus kümne kordselt helikiirust. 30 km kõrgusel oli kiirus kahanenud juba 3 Machini. 20 km kõrgusel lülitus välja mootoriplokk ning edasi langes Buran juba plaanerina. Selle ajani sujus kõik plaanipäraselt. Siis aga sooritas laev kõiki shokkeeriva 45 kraadise manöövri paremal tiival. Lennujuhil oli enesehävituse käivitamiseks vaid loetud sekundid otsustamaks, kas laev kaotas tõesti juhitavuse. Olukorra päästis Molnia peakonstruktori asetäitja Mikojan, kes nõudis, et lend jätkuks. Kõrgusel 15300m vähenes kiirus alla helikiiruse.
8km kõrgusel asusid Burani saatma hävitajad MIG-25. Välisvaatluse järgi kandsid piloodid ette, et ehki laev paistab üsna "kõrbenud" siis vigastusi kuskil ei paista. Kõrgusel 6200m võttis Burani juhtimise üle maapealne maandamissüsteem «Вымпел-Н». Süsteem tegi vajalikud kursikorrektiivid ning kõrgusel 4km alustas laev maandumist. Lennuvälja kaameratest paistis nagu Buran kukuks läbi madalate pilvede langemiskiirusega 60m/s. Siis aga väljus telik ning laev tõstis kiiruse vähendamiseks järsult nina. Langemiskiirus vähenes 10 sekundit enne raja puutumist 8-le m/s ja sekund enne raja puutumist ühele meetrile sekundis. Kell 09:24:42, ennetades graafikut vaid ühe sekundiga, puudutas kiirusel 263km/h Buran maandumisrada. Pidurdusteekond oli 1620m. Kogu lennuaeg 260 minutit.
Peale lendu läks laev põhjalikule ülevaatusele. Kaotatud oli 8 jäika soojusplaati ja 2 painduvat. Kuna üks kaotatud plaatidest oli tiivalt siis kannatas kaitseta koht tugevalt ning katastroofi hoidis ära vaid plasma lühiajaline mõju. Tiiva sisekonstruktsioonid olid tugevalt sulanud. Üle saja plaadi oli saanud väiksemaid mehhaanilisi kahjustusi.
Algselt oli plaanis ehitada kolm orbitaallaeva ning sellele lisati 1983 veel kaks aga tellimusteks need vaid jäidki. Teise laeva stardiks oli planeeritud 7 ööpäevane programm. Kolmandat laeva valmistati ette piloteeritavaks lennuks.
Sellest, et teine lend 1992. aastal ka aset leidis ei teadnud peale kitsa ringi inimeste enne 2000. aastat keegi. Laeva nimeks oli Baikal. Järgnevatele laevadele olid reserveeritud nimed Uragan ja Taifun.
Seitsme ööpäevase Baikali lennu programmis oli ette nähtud põkkumine orbitaaljaama MIR-ga. MIRi personal pidi peale pökkumist sisenema Baikalisse ja viima läbi süsteemide kontrolli. Plaanis oli ka katsetada esimest korda kosmoses kuni 30 kW elektrokeemilist (vesinik-hapnik) energiaallikat. Sooviti proovida elutagamissüsteemi, mida esimesele laevale ei paigaldatud.
Baikali start toimus täpselt ettenähtud ajal. Kogu kompleksi stardimass oli 2390 tonni. Baikal kaalus 85226 kg. Kuni 38. sekundini kulges lend normaalselt, siis registreeris telemeetria järsu temperatuuritõusu peamootoris РД-140. Mootor lülitati välja. 40.sekundil käivitus tagasinaasmis protseduur. Teise laeva lend kestis vaid 22 minutit ja 12 sekundit.
NLiidu lagunemine andis kogu projektile surmahoobi. 1991. aastal anti programm Kaitseministeeriumi alluvusest üle Rahvamajandusele. Finantsid kuivasid kokku. 1992. aastal võttis Vene Kosmoseagentuur vastu otsuse projekti konserveerimiseks, kuigi selleks ajaks oli pooleldi valminud juba täiustatud laeva kolmas eksemplar. Projekt oli praktiliselt sulgunud. Mis aga sai valmistehtud eksemplaridest?
Esimene lendav ekemplar paiknes koos Energia maketiga Baikonuril platsil 112A ning peale NLiidu lagunemist läks üle Kashastanile. 12.mail 2002 hävis angaari katuse sissevarisemise tagajärjel.
Teine asub siiani Baikonuril platsil 112A ja on vene-kasahhi ühiskompanii Aelita omandus.
Kolmas asus 2004.aastani Tushinski masinaehitustehases. Valmis oli ta 50% ulatuses.Oktoobris 2004 sikutati poolvalmis laev Himkinski veehoidla kaldale ja seal seisab ta siiani.
Neljas lammutati Tushinski masinaehitustehases juba 90-ndte algul juppideks.
Viiendat ei hakatutki kokku panema ja kogu tema jaoks valmis meisterdatud kraam hävitati koos neljanda eksemplariga.
Makett ОК-М НПО «Молния» töötas veel 1995.aastal Moskava Gorki nimelises pargis aktraktsioonina. Siinkirjutaja tema edasist saatust ei tea.
Teine lendav makett ОК-ГЛИ või БТС-002 omab kõige pikemat teenistuskarjääri ning kriminaatset tausta. Peale Burani sulgemist asus see eksemplar konserveerituna Shukovskis ja mõned korrad esitleti teda aviashoul MAKS. 1999.aastal liisiti ta 9 aastaks austraalia kompaniile Buran Space Corporation. 2000. aastal, kui Austraalias toimusid Olümpiamängud, transporditi laev 700 000$ eest Sidneysse. Kohe peale Olümpiamänge läks kompanii pankrotti, jõudes lubatud 600 000$ asemel ära maksta vaid 150 000$. Kahtlustati, et bankrott oli kunstlik aga tõestada seda ei suudetud. Finantsraskuste tõttu jäi БТС-002 Austraaliasse. Pooleteist aastaga kasvasid hoidmiskulud 11281 dollarini ning 5.juunil 2002 müüs Energia laeva kompaniile Space Shuttle World Tour. 12.aprillil 2008 sai laeva omanikuks suurim Euroopa eratehnikamuuseum Technik MUSEUM SPEYER Saksamaal. Seal lõppes selle isendi teekond.
Kolmas makett seisab siiani Energia katsejaamas Koroljovis kus temaga ei osata midagi peale hakata sest raha ka utiliseerimiseks ei eraldata.
Baikonuris lageda taeva all platsil N254 seisab veel üks makett: ОК-МЛ1. Tema saatus oli eriti nutune. Kohalikud õllesõbrad kasutasid vrakki istumiskohana. 2007.aastal suudeti leida siiski vahendid valvatavale hoiuplatsile transportimiseks Saraatovisse.
Vot selline oligi kurb lugu projektist, millele algselt pandi suuri lootusi ja eesmärke ning kindlasti kehtib siin venelaste endi ütlus: taheti paremini aga läks nagu tavaliselt...
Loodan, et natuke lugemist oli
