Союз Советских Социалистических Республик распался в 1991 году, а вместе с ним канули в лету и многие передовые наработки в различных областях науки и техники. Одним из таких забытых проектов является боевая лазерная орбитальная станция «Скиф». Это сейчас в сети можно встретить множество новостей о том, как российские и американские учёные объединяются в попытках создать лазер для защиты Земли от астероидов, а в 70-е годы прошлого века такие идеи были настолько революционными, что бюджета на их разработку не хватало даже у сверхдержав вроде СССР. Что же это за «Скиф»? Давайте начнём с самого начала.
История создания лазеров
Слово laser (лазер) — это акроним от light amplification by stimulated emission of radiation (усиление света посредством вынужденного излучения). В работе лазера используется свойство электронов атома занимать только определенные орбиты вокруг своего ядра. Когда атом получает квант энергии, он может перейти в возбуждённое состояние. Тогда электроны переходят с низкой энергетической орбиты на орбиту с более высоким энергетическим уровнем. Но они не могут оставаться там длительное время и в итоге возвращаются на прежнее место, испуская при этом фотоны (частички света).
Данный процесс запускает цепную реакцию перехода электронов других атомов на более низкие энергетические орбиты, в результате чего образуется лавина одинаковых световых волн, согласованно изменяющихся во времени. Таким образом формируется световой луч, который при достаточной мощности лазера может разрезать прочнейшие металлы. Грубо говоря, лазер — это оптический квантовый генератор, который преобразует световую (электрическую, тепловую и др.) энергию в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
Существование явления вынужденного излучения Альберт Эйнштейн (Albert Einstein) предсказывал ещё в 1916 году. Однако строгое теоретическое обоснование его словам было сделано к концу 20-х годов. И лишь в 1960 году американский физик Теодор Майман (Theodore Maiman) смог создать рабочий прототип оптического квантового генератора — лазера. С тех пор начали стремительно развиваться лазерные технологии. Лазеры стали широко применяться во многих отраслях науки и техники, а также в быту. Проигрыватели компакт-дисков с оптическим приводом, лазерные принтеры, указки (все же игрались такими?), прицелы для оружия, считыватели штрихкодов, светомузыка, лазерная гравировка, сварка, резка, легирование, лазерная локация для космической навигации, медицинские приборы, целые комплексы для получения управляемого термоядерного синтеза — это лишь малая часть того, где применяются лазеры на данный момент.
Сейчас российские и американские учёные всерьёз ведут разработку лазерной установки огромной мощности для защиты Земли от астероидов. Например, исследователи Самарского национального исследовательского университета имени Королева в сотрудничестве со специалистами филиала Физического института имени Лебедева Российской академии наук и учёными из университета Эмори (США) занимаются созданием диодного лазера, мощность которого может достигать нескольких мегаватт. Но мало кто знает о том, что подобный проект планировался ещё во времена СССР.
Боевая лазерная орбитальная станция «Скиф»
В конце 70-х годов прошлого века, когда вовсю бушевала холодная война между СССР и США, перед советскими учёными стояла задача разработать систему противоракетной обороны. Специалисты научно-производственного объединения «Энергия» предложили идею космической боевой станции, которая сможет не только перехватывать вражеские межконтинентальные баллистические ракеты, но и самолёты, и даже спутники, обеспечивая преимущество в любых воздушных и космических конфликтах. При этом в качестве вооружения было предложено использовать лазерную установку огромной мощности. Так появился проект боевой лазерной орбитальной станции «Скиф».
В 1981 году в связи с большой загруженностью НПО «Энергия» переложило задачу на конструкторское бюро «Салют». Очевидно, что проект был настолько амбициозным и затратным, что некоторые члены руководства страны периодически предлагали его свернуть. Стоимость программы «Скиф» до сих пор остаётся неизвестной, но при этом она всегда числится в списках самых дорогих космических проектов СССР. Летающая лаборатория с индексом А-60 (изделие «1А»), построенная на базе самолёта Ил-76 и оборудованная лазером с максимальной мощностью 1 МВт, провела первый испытательный полёт в 1981 году. Практически никаких данных об испытаниях лазера нет из-за максимальной секретности проекта. Так или иначе, но программа была свёрнута в начале 1983 года.
Однако на судьбу «Скифа» повлияли американцы и их программа Strategic Defense Initiative (Стратегическая оборонная инициатива). Это долгосрочная программа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, подразумевающая создание широкомасштабной системы противоракетной обороны, о запуске которой 23 марта 1983 года объявил Рональд Рейган (президент США с 1981 по 1989 год). Одним из направлений исследований в рамках СОИ стало изучение возможности использования лазера MIRACL (от английского Mid-Infrared Advanced Chemical Laser — улучшенный химический лазер инфракрасного диапазона) для уничтожения вражеских баллистических ракет в космосе. Такой поворот событий заставил руководство СССР пересмотреть ценность программы «Скиф», которая в итоге была возобновлена.
В 1985 году началось строительство динамического макета боевой лазерной орбитальной платформы «Скиф», который получил рабочее название изделие 17Ф19ДМ, а позже — «Скиф-ДМ». Экспериментальный образец комплекса имел длину 37 метров, максимальный диаметр 4,1 метра, а его масса составляла 77 тонн. Станция состояла из двух основных блоков: функционально-служебного и целевого. Первый блок, по сути, являлся космическим кораблём снабжения орбитальной станции «Салют». Там находились системы управления, связи, энергопитания, телеметрического контроля, а также система управления научными опытами. В двигательном отсеке находились четыре маршевых двигателя, двадцать двигателей ориентации и стабилизации, топливные баки и другая аппаратура. На боковых поверхностях двигательной установки размещались солнечные батареи, которые должны были раскрываться после выхода платформы на орбиту. В качестве вооружения комплекса должен был использоваться газодинамический лазер мощностью 100 КВт.
Тем временем к завершению подходила разработка сверхтяжёлой ракеты-носителя «Энергия», предназначенной для вывода на орбиту сверхтяжелых космических аппаратов. Первым испытанием для ракеты должен был стать вывод на орбиту орбитального ракетоплана «Буран». Однако работы по созданию «Бурана» выбивались из графика. Тогда было принято решение запустить с помощью «Энергии» космический корабль «Полюс». Такое название присвоили динамическому макету «Скиф-ДМ» для освящения события в официальных источниках. Также платформу дополнительно оснастили средствами для проведения геофизических экспериментов, вероятно, чтобы скрыть истинное назначение аппарата от иностранных разведок. Первоначально запуск планировался на сентябрь 1986 года. Но из-за сложностей в подготовке пусковой установки и других систем космодрома старт системы «Энергия-Скиф-ДМ» отложили на полгода.
15 мая 1987 года с космодрома Байконур впервые стартовала сверхтяжелая ракета-носитель 11К25 «Энергия», которая несла в качестве полезной нагрузки космический аппарат «Полюс». Первые две ступени ракеты отработали успешно. Через 460 секунд после старта «Скиф-ДМ» отделился от «Энергии» на высоте 110 км. Через 52 секунды после разделения начался манёвр «перевертона» аппарата («Скиф-ДМ» был установлен на ракету-носитель головным отсеком вниз и, соответственно, должен был совершить разворот на 180 градусов уже в полёте). В ходе данного манёвра произошёл сбой и космический аппарат упал в воды Тихого океана.
И хотя большая часть целевых экспериментов была проведена успешно, проект был закрыт. В частности, был получен богатый опыт наземной эксплуатации на всех этапах подготовки к старту сверхтяжелого ракетно-космического комплекса, а также подтверждена работоспособность ракеты-носителя сверхтяжелого класса с асимметричным боковым расположением выводимого объекта. За свой недолгий полёт «Скиф-ДМ» даже успел выполнить часть геофизических экспериментов. Многие элементы конструкции позже использовались при запуске модулей «Квант-2», «Кристалл», «Спектр» и «Природа».
Основные характеристики ракеты-носителя «Энергия» с испытательным модулем «Скиф-ДМ»:
- стартовая масса — 2320-2365 тонн;
- запас топлива: в боковых блоках — 1220-1240 тонн, в центральном блоке — 690-710 тонн;
- масса блоков при отделении: боковых — 218-250 тонн, центрального — 78-86 тонн;
- масса испытательного модуля «Скиф-ДМ» при отделении от центрального блока — 75-80 тонн;
- максимальный скоростной напор — 2500 кг/м².
Так, не успев начаться, закончилась история создания первой в мире боевой орбитальной станции, которая, к тому же, должна была оснащаться лазерным вооружением. Возможно, сейчас Россия, США и другие страны снова ведут разработку чего-то подобного, но уже в рамках международной стратегии по защите Земли от космических угроз.
