ХХ століття стало золотим у контексті розвитку ракетобудування. Експерименти Роберта Годдарда з новим рідинним паливом дозволили його ракетам задати нову планку висотних і швидкісних характеристик. Через 20 років, до кінця Другої світової війни, німці використали його напрацювання у створенні своїх перших надзвукових балістичних ракет, за допомогою яких вони завдали руйнівних ударів по Лондону. Ця історія про те, як за пів сторіччя ракети пройшли шлях від грізної зброї відплати найкривавішої війни в історії до основного засобу її запобігання — ракетних сил ядерного стримування.
Досвід Годдарда: предтеча балістичних ракет
Американський фізик та винахідник зі штату Массачусетс Вільям Годдард, як і багато вчених свого часу, розпочав ракетні експерименти у 20-х роках минулого століття. 1919 року Смітсонівський інститут публікує новаторську роботу Годдарда, яка називається “Метод досягнення екстремальних висот”. Насамперед колег Роберта цікавило створення ракети, що могла б доставляти корисне навантаження (науково-дослідницьку апаратуру) вище земної атмосфери.
Годдард намагався підвищити ККД ракетних двигунів і досяг своєї мети за рахунок використання паливної суміші, що складається з рідкого кисню та бензину, а також скориставшись ракетним соплом конструкції де Лаваля. Крім цього, у його перших ракетах була реалізована система подачі палива під тиском, яка в майбутньому дозволила йому сконструювати ракету з керованою реактивною тягою.
16 березня 1926 року відбувся перший запуск рідинної ракети Годдарда, що проходив з імпровізованого стартового майданчика, обраного ним неподалік Вустера, штат Массачусетс. Під час запуску ракета за 2,5 секунди повністю витратила свій запас палива, але все ж таки досягла польотної висоти в 41 фут (12,5 м) і швидкості 60 миль/год (96 км/год). Побоюючись витоку технологічних напрацювань, Годдард ніколи не афішував свою роботу, тож успішний запуск його інноваційної ракети навіть не потрапив до місцевих газет. Єдиними свідками події стали кілька аспірантів та наукових співробітників із Університету Кларка, а також дружина винахідника.
З метою вивести свої дослідження на новий рівень Роберт Годдард розпочав пошук фінансування своїх проєктів, і в 1930-му знайшов підтримку в особі американського філантропа та гірничодобувного магната Деніеля Гуггенхайма. Винахідник уклав із ним угоду щодо фінансування своєї робочої діяльності строком на чотири роки (пізніше її було продовжено ще на вісім років). Родина винахідника переїхала до Росвелла, штат Нью-Мехіко, де Роберт Годдард обладнав випробувальний полігон для запуску нових модифікацій своїх ракет. Однак приватних інвестицій Фонду Гуггенхайма було явно недостатньо для того, аби повною мірою розкрити військовий потенціал ракет на рідкопаливному двигуні — Годдард потребував підтримки держави, яка у передвоєнний період вперто не помічала потенціал ракетних озброєнь.
До власної смерті в 1945 році Годдард зі своїми колегами здійснили ще 31 успішний запуск своїх ракет. Пізні модифікації ракет Роберта Годдарда оснащувалися гіроскопом для кращої орієнтації у просторі, а також мали відсіки під корисне навантаження для наукового обладнання. Система повернення на Землю була реалізована за допомогою парашута, який ракета автоматично вистрілювала, наблизившись до нашої планети.
Попри низку новаторських інженерних рішень, відсутність державного інтересу з боку США виконала свою невдячну справу, і вже до кінця 30-х років гітлерівська Німеччина перехопила ініціативу в галузі ракетобудування. Результатом цього стала справжня еволюція ракет того часу — перша балістична V-2.
Зброя відплати: німецька V-2
Перша керована балістична ракета в Німеччині створювалася за участю талановитого ракетобудівника — Вернера фон Брауна. Фон Браун був членом Товариства космічних польотів (Verein für Raumschiffahrt) — організації ентузіастів, заснованої у Німеччині 1926 року. Члени товариства змогли виявити бюрократичну лазівку в умовах Версальського мирного договору, за яким Німеччині, що програла в Першій світовій війні, заборонялося розробляти власну ракетну програму. Однак під заборону підпадали тільки порохові твердопаливні ракети, тож Товариство космічних польотів спрямувало всі зусилля на розвиток ракет, що працюють на рідинних ракетних двигунах. Розробками товариства зацікавились німецькі військові.
Перший прототип рідинної ракети називався А-2 — ця мініатюрна ракета працювала на суміші етанолового палива та рідкого кисню, а її перший успішний запуск датується груднем 1934 року. Молодому конструктору фон Брауну на той момент було лише 22 роки. Успіхи А-2 підштовхнули команду Брауна до подальшого створення версій А-3 і А-4, які за своїми габаритами вже були схожі на майбутню бойову ракету V-2.
V-2 була першою у світі балістичною ракетою — її політ відбувався балістичною траєкторією, а рідинний двигун використовувався лише в момент активної фази польоту: на етапі старту ракети і набору висоти. Потім маршовий двигун відключався і політ відбувався в пасивному режимі — із цього моменту ракета рухалася за інерцією, відповідно до заданої балістичної траєкторії. Після виходу в стратосферу на неї діяли тільки сили гравітації, а контроль і управління польотом здійснювався за допомогою автономної гіроскопічної системи управління. Вона оснащувалась приладами для вимірювання швидкості та програмним механізмом — комп’ютером, який був здатний коригувати курс ракети залежно від показників, що надходили на нього. Загалом V-2 складалася з 3000 компонентів, які мали працювати як годинник.
Перший запуск ракети V-2 відбувся в березні 1942 року і дуже вразив військове керівництво Третього Рейху, яке було присутнє на стартовому майданчику. Характеристики пізніх версій V-2 вражають навіть сьогодні: ракета була здатна доставити боєголовку вагою 980 кг на відстань 320 км, а її крейсерська швидкість у режимі суборбітального польоту сягала 5940 км/год (за цим показником V-2 була також першою надзвуковою ракетою). Під час свого запуску від 20 червня 1944 року V-2 досягла висоти польоту 175 км, що зробило її ще й першою ракетою, яка сягнула кордонів космосу.
Щоб запустити в суборбітальний політ ракету масою 14 тонн, застосували рідинний ракетний двигун (РРД) конструкції Вальтера Тілля, учасника конструкторської групи Вернера фон Брауна. В умовах земної атмосфери РРД конструкції Тілля був здатний забезпечити підйомну тягу в 25 тонн. Великий обсяг палива доставлявся до камери згоряння за допомогою паливного турбонасоса з газотурбінним приводом. Для витіснення суміші з баків використовувався рідкий азот, що містився у балонах під турбонасосом. Гаряча пара і кисень утворювалися завдяки розкладу H2O2 (пероксиду водню) високої якості на срібному каталізаторі і потім надходили до камери згоряння ракетного двигуна.
У 1943 році V-2 перейменували на “Фау-2”, яку також називають Vergeltungswaffe (в перекладі з німецької: зброя відплати). Нова назва опосередковано свідчила про головні цілі, для яких нацисти хотіли використати “Фау-2”: вчинення акту помсти за бомбардування міст Німеччини союзною авіацією. Перший бойовий запуск “Фау-2” був здійснений 6 вересня по щойно звільненому Парижу, а за день потому сталися перші ракетні пуски по території Англії, зокрема — Лондону. До 27 березня 1945 року (день, коли було здійснено останній бойовий запуск “Фау-2”) Німеччиною було завдано 1359 ракетних запусків по території Англії, цілі досягли 1054 ракети. На щастя англійців, “Фау-2” мали вкрай низьку точність: у коло діаметром 10 км потрапляла лише половина з усіх випущених ракет. Проте ракети залишилися страшним спогадом для англійців: за пів року ракетних пусків вони забрали 2724 життя.
Після війни головного конструктора V-2 Вернера фон Брауна врятував його інженерний геній. 2 травня 1945 року вчений разом з уцілілою частиною своєї команди здався у полон союзним військам у Баварії, був вивезений до США та залучений до розвитку американської ракетної програми, яка переслідувала вже мирні цілі. Разом із командою з 600 інших німецьких ракетних фахівців фон Браун розробив надважку ракету “Сатурн-5” (Saturn V), яка 1969 року доставила перших людей на Місяць у межах місії Apollo-11. Історія створення ракет зробила свій перший виток у бік миру.
Американський ракетобудівник Роберт Годдард, який у 1945 році побачив захоплений американськими військами робочий екземпляр ракети “Фау-2”, був упевнений, що німецькі вчені вкрали його технологію, хоча підтверджень цьому не знайдено й досі.
Балістичні ракети на варті сучасного миру
Відразу після закінчення Другої світової війни лідери держав-переможниць були вкрай зацікавлені в тому, щоб конфлікти, подібні до щойно відгримілої світової війни, ніколи не повторилися в майбутньому. І ракети з ядерними боєголовками вбачалися їм ідеальною гарантією такої безпеки.
У США розробляється доктрина ядерного стримування. В її основі лежить не стільки пряма загроза ядерних ракетних ударів, як ймовірність того, що вони можуть бути завдані. Іншими словами, міжконтинентальні балістичні ракети з ядерними боєголовками сприймалися як зброя захисту, а не нападу. Доктрина ядерного стримування також мала на увазі можливість завдання ядерних ударів по території країни, що першою зважилася на ядерну агресію. Причому завжди йшлося про симетричну відповідь у використанні ядерної зброї: на одну випущену ракету може бути одна аналогічна відповідь тощо.
Поруч із розвитком міжконтинентальних балістичних ракет провідні країни світу почали розмірковувати і про необхідність захисту від них. Результатом цього стала розробка засобів протиракетної оборони (ПРО), ракет-перехоплювачів, головною метою яких є відстеження та знищення балістичних ракет у момент їхнього підльоту до цілі.
На захист від ракетних ударів надаються колосальні кошти. Так США, у період з 1950 по 2000 рік, витратили на розвиток власних систем ПРО понад $117 млрд (згідно з курсом 2000 року). Нові засоби ПРО разом з типами міжконтинентальних балістичних ракет, що дедалі більше вдосконалюються і здатні доставляти ядерні заряди, зрештою остудили запал гарячих голів по обидва боки океану. 1972 року США та СРСР укладають перший договір про обмеження стратегічних озброєнь (ОСО-1), згідно з яким ідеологічно ворогуючі країни дійшли думки, що “ефективні заходи щодо обмеження систем протиракетної оборони призведуть до зниження ризику виникнення війни із застосуванням ядерної зброї”. Пізніше було укладено другий договір ОСО-2 (1979), а також три договори щодо скорочення наступальних озброєнь (вже між США та Росією), датовані 1991, 1993 та 2010 роками.
Нині статус ядерних належить п’яти країнам: США, Великій Британії, Франції, Росії та Китаю. Декілька держав, такі як Північна Корея, Індія та Пакистан, не підписували договір про нерозповсюдження ядерної зброї (NPT). А Іран та Сирія, ймовірно, проводять нерегламентовані розробки в цій сфері, за що зазнають жорсткої санкційної політики з боку світової спільноти.
Багато в чому саме завдяки доктрині ядерного паритету та стримування людство не знало глобальних війн із часів завершення Другої світової. Але й гарне рішення має слабкі місця. Головна критика доктрини ядерного стримування полягає в зростанні бажання неядерних держав отримати ядерну зброю, щоб гарантувати свою безпеку на світовій арені. Іноді амбіції подібних держав провокують збільшення кількості ядерної зброї у світі та, як наслідок, дестабілізацію ситуації у світовій геополітиці. В результаті ядерне стримування зрештою призводить до ядерного розширення, ставлячи під загрозу глобальну безпеку.
Альберт Ейнштейн, причетний до розробки ядерної зброї, добре розуміючи її потенціал, так висловлювався про можливі наслідки глобального ядерного конфлікту: “Я не знаю, якою зброєю воюватимуть у Третій світовій війні, але у Четвертій битимуться палицями та камінням”. Відколи з’явилася перша ракета, здатна нести ядерну боєголовку, ці слова стали ще більш актуальними.
