ХХ век стал золотым в контексте развития ракетостроения. Эксперименты Роберта Годдарда с новым жидкостным топливом позволили его ракетам задать новую планку высотных и скоростных характеристик. Спустя 20 лет, к концу Второй мировой войны, немцы использовали его наработки в создании своих первых сверхзвуковых баллистических ракет, с помощью которых они нанесли сокрушительные удары по Лондону. Это история о том, как за полвека ракеты прошли путь от грозного оружия возмездия самой кровавой войны в истории до основного средства ее предотвращения — ракетных сил ядерного сдерживания.
Опыт Годдарда: предтеча баллистических ракет
Американский физик и изобретатель из штата Массачусетс Уильям Годдард, как и многие ученые своего времени, приступил к ракетным экспериментам в 20-х годах прошлого века. В 1919 году Смитсоновский институт публикует новаторскую работу Годдарда, которая называется «Метод достижения экстремальных высот». В первую очередь коллег Роберта интересовало создание ракеты, которая могла бы доставлять полезную нагрузку (научно-исследовательскую аппаратуру) выше земной атмосферы.
Годдард пытался повысить КПД ракетных двигателей, и достиг своих целей за счет использования топливной смеси, состоящей из жидкого кислорода и бензина, а также использования ракетного сопла конструкции де Лаваля. Помимо этого, в его первых ракетах была реализована система подачи топлива под давлением, которая в будущем позволила ему сконструировать ракету с управляемой реактивной тягой.
16 марта 1926 года состоялся первый запуск жидкостной ракеты Годдарда, проходивший с импровизированной стартовой площадки, выбранной им неподалеку от Вустера, штат Массачусетс. Во время запуска ракета за 2,5 секунды полностью израсходовала свой запас топлива, но все же достигла полетной высоты в 41 фут (12,5 м) и скорости в 60 миль/час (96 км/час). Опасаясь утечки технологических наработок, Годдард никогда не афишировал свою работу, поэтому успешный запуск его инновационной ракеты даже не попал в местные газеты. Единственными свидетелями события стали несколько аспирантов и научных сотрудников из Университета Кларка, а также супруга изобретателя.
Желая вывести свои исследования на новый уровень, Роберт Годдард начал поиск финансирования своих проектов, и в 1930-м нашел поддержку в лице американского филантропа и горнодобывающего магната Дэниеля Гуггенхайма. Изобретатель заключил с ним соглашение о финансировании своей рабочей деятельности сроком на четыре года (позднее оно было продлено еще на восемь лет). Семья изобретателя переехала в Росвелл, штат Нью-Мехико, где Роберт Годдард оборудовал испытательный полигон для запуска новых модификаций своих ракет. Однако частных инвестиций Фонда Гуггенхайма было явно недостаточно для того, чтобы в полной мере раскрыть военный потенциал ракет на жидкотопливном двигателе — Годдарду была необходима поддержка государства, которое в предвоенный период упорно не замечало потенциал ракетных вооружений.
До собственной смерти в 1945 году Годдард с коллегами произвели еще 31 успешный запуск своих ракет. Поздние модификации ракет Роберта Годдарда оснащались гироскопом для лучшей ориентации в пространстве, а также имели отсеки под полезную нагрузку для научного оборудования. Система возврата на Землю была реализована посредством парашюта, который ракета автоматически выстреливала по мере приближения к нашей планете.
Несмотря на ряд новаторских инженерных решений, отсутствие государственного интереса со стороны США сделало свое неблагодарное дело, и уже к концу 30-х годов гитлеровская Германия перехватила инициативу в области ракетостроения. Результатом этого стала настоящая эволюция ракет того времени — первая баллистическая V-2.
Оружие возмездия: немецкая V-2
Первая управляемая баллистическая ракета в Германии создавалась при участии талантливого ракетостроителя — Вернера фон Брауна. Фон Браун был членом Общества космических полетов (Verein für Raumschiffahrt) — организации энтузиастов, основанной в Германии в 1926 году. Члены общества сумели найти бюрократическую лазейку в условиях Версальского мирного договора, по которому проигравшей в Первой мировой войне Германии запрещалось разрабатывать собственную ракетную программу. Однако под запрет подпадали только пороховые твердотопливные ракеты, поэтому Общество космических полетов направило все усилия на развитие ракет, работающих на жидкостных ракетных двигателях. Разработками общества заинтересовались немецкие военные.
Первый прототип жидкостной ракеты назывался А-2 — эта миниатюрная ракета работала на смеси этанолового топлива и жидкого кислорода, а ее первый успешный запуск датируется декабрем 1934 года. Молодому конструктору фон Брауну на тот момент было всего 22 года. Успехи А-2 подтолкнули команду Брауна к дальнейшему созданию версий А-3 и А-4, которые по своим габаритам уже были схожи с будущей боевой ракетой V-2.
V-2 была первой в мире баллистической ракетой — ее полет происходил по баллистической траектории, а жидкостный двигатель использовался только в момент активной фазы полета: на этапе старта ракеты и набора высоты. Затем маршевый двигатель отключался и полет происходил в пассивном режиме — начиная с этого момента, ракета двигалась по инерции, согласно заданной баллистической траектории. После выхода в стратосферу на нее действовали лишь силы гравитации, а контроль и управление полетом осуществлялись с помощью автономной гироскопической системы управления. Она оснащалась приборами для измерения скорости и программным механизмом — компьютером, который был способен корректировать курс ракеты в зависимости от приходящих на него показателей. В общей сложности V-2 состояла из 3000 компонентов, которые должны были работать как часы.
Первый запуск ракеты V-2 состоялся в марте 1942 года и весьма впечатлил военное руководство Третьего Рейха, присутствовавшее на стартовой площадке. Характеристики поздних версий V-2 впечатляют даже сегодня: ракета была способна доставить боеголовку весом 980 кг на расстояние в 320 км, а ее крейсерская скорость в режиме суборбитального полета достигала 5940 км/час (по этому показателю V-2 была также и первой сверхзвуковой ракетой). Во время своего запуска 20 июня 1944 года V-2 достигла высоты полета в 175 км, что сделало ее еще и первой ракетой, достигшей границ космоса.
Чтобы запустить в суборбитальный полет ракету массой 14 тонн, воспользовались жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) конструкции Вальтера Тилля, участника конструкторской группы Вернера фон Брауна. В условиях земной атмосферы ЖРД конструкции Тилля был способен обеспечить подъемную тягу в 25 тонн. Большой объем топлива доставлялся в камеру сгорания посредством топливного турбонасоса с газотурбинным приводом. Для вытеснения смеси из баков использовался жидкий азот, который располагался в баллонах под турбонасосом. Горячий пар и кислород образовывались благодаря разложению H2O2 (пероксида водорода) высокого качества на серебряном катализаторе и затем поступали в камеру сгорания ракетного двигателя.
В 1943 году V-2 переименовывают в «Фау-2», которую также называют Vergeltungswaffe (в переводе с немецкого: оружие возмездия). Новое название косвенно свидетельствовало о главных целях, для которых нацисты хотели использовать «Фау-2»: совершение акта мести за бомбардировки городов Германии союзной авиацией. Первый боевой запуск «Фау-2» был осуществлен 6 сентября по только что освобожденному Парижу, а днем позже последовали первые ракетные пуски по территории Англии, в частности — по Лондону. Вплоть до 27 марта 1945 года (день, когда был осуществлен последний боевой запуск «Фау-2») Германией было осуществлено 1359 ракетных запусков по территории Англии, из которых цели достигли 1054 ракеты. К счастью для англичан, «Фау-2» имели крайне низкую точность: в круг диаметром 10 км попадала только половина из всех выпущенных ракет. Тем не менее, ракеты остались страшным воспоминанием для англичан: за полгода ракетных пусков они унесли 2724 жизни.
После войны главного конструктора V-2 Вернера фон Брауна спас его инженерный гений. 2 мая 1945 года ученый вместе с уцелевшей частью своей команды сдался в плен союзным войскам в Баварии, был вывезен в США и привлечен к развитию американской ракетной программы, которая преследовала уже мирные цели. Вместе с командой из 600 других немецких ракетных специалистов фон Браун разработал сверхтяжелую ракету «Сатурн-5» (Saturn V), которая в 1969 году доставила первых людей на Луну в рамках миссии Apollo-11. История создания ракет сделала свой первый виток в сторону мира.
Американский ракетостроитель Роберт Годдард, который в 1945 году увидел рабочий экземпляр ракеты «Фау-2», захваченный американскими войсками, был уверен, что немецкие ученые украли его технологию, хотя подтверждений этому до сих пор не найдено.
Баллистические ракеты на страже современного мира
Сразу после окончания Второй мировой войны лидеры победивших держав были крайне заинтересованы в том, чтобы конфликты, подобные только что отгремевшей мировой войне, никогда не повторились в будущем. И ракеты с ядерными боеголовками виделись им идеальной гарантией такой безопасности.
В США разрабатывается доктрина ядерного сдерживания. В ее основе лежит не столько прямая угроза ядерных ракетных ударов, сколько вероятность того, что они могут быть нанесены. Иными словами, межконтинентальные баллистические ракеты с ядерными боеголовками воспринимались как оружие защиты, а не нападения. Доктрина ядерного сдерживания также подразумевала возможность нанесения ядерных ударов по территории страны, первой решившейся на ядерную агрессию. Причем, речь всегда идет о симметричном ответе в использовании ядерного оружия: на одну выпущенную ракету может последовать один аналогичный ответ и так далее.
Наряду с развитием межконтинентальных баллистических ракет ведущие страны мира принялись размышлять и о необходимости защиты от них. Результатом этого стала разработка средств противоракетной обороны (ПРО), ракет-перехватчиков, главное предназначение которых — отслеживание и уничтожение баллистических ракет на моменте их подлета к цели.
В защиту от ракетных ударов вкладываются колоссальные средства. Так, США в период с 1950 по 2000 год потратили на развитие собственных систем ПРО свыше $117 млрд (согласно курсу на 2000 год). Новые средства ПРО вместе со все более совершенствующимися типами межконтинентальных баллистических ракет, способных доставлять ядерные заряды, в конечном итоге охладили пыл горячих голов по обе стороны океана. В 1972 году США и СССР заключили первый договор об ограничении стратегических вооружений (ОСВ-1), согласно которому идеологически враждующие страны пришли к мнению, что «эффективные меры по ограничению систем противоракетной обороны приведут к снижению риска возникновения войны с применением ядерного оружия». Позднее был заключен второй договор ОСВ-2 (1979), а также три договора по сокращению наступательных вооружений (уже между США и Россией), датированные 1991, 1993 и 2010 годами.
В настоящее время статус ядерных принадлежит пяти странам: США, Великобритании, Франции, России и Китаю. Несколько государств, такие как Северная Корея, Индия и Пакистан, не подписывали договор о нераспространении ядерного оружия (NPT). А Иран и Сирия, вероятно, проводят нерегламентированные разработки в этой сфере, за что подвержены жесткой санкционной политике со стороны мирового сообщества.
Во многом именно благодаря доктрине ядерного паритета и сдерживания человечество не знало глобальных войн со времен окончания Второй мировой. Но и у хорошего решения есть слабые места. Главная критика доктрины ядерного сдерживания заключается в растущем желании неядерных держав заполучить ядерное оружие, чтобы гарантировать свою безопасность на мировой арене. Иногда амбиции подобных государств провоцируют увеличение количества ядерного оружия в мире, и, как следствие, дестабилизацию ситуации в мировой геополитике. В результате ядерное сдерживание в конечном итоге приводит к ядерному расширению, ставя под угрозу глобальную безопасность.
Альберт Эйнштейн, причастный к разработке ядерного оружия и хорошо понимающий его потенциал, так высказывался о возможных последствиях глобального ядерного конфликта: «Я не знаю, каким оружием будут сражаться в Третьей мировой войне, но в Четвертой будут воевать палками и камнями». Когда появилась первая ракета, способная нести ядерную боеголовку, эти слова стали еще актуальнее.