Как запускали первый искусственный спутник Земли и почему все считали это сенсацией, кроме тех, кто над ним работал; за что чуть не арестовали главного конструктора Василия Мишина и почему будущее за многоразовой техникой; надо ли людям летать в космос и остаемся ли мы космической державой… Об этом разговор с академиком Олегом Алифановым, заведующим кафедрой космических систем и ракетостроения Аэрокосмического института национального исследовательского университета МАИ имени Серго Орджоникидзе.
Фото: Андрей Афанасьев, Коммерсантъ
Фото: Андрей Афанасьев, Коммерсантъ
— Нынешней осенью мы отмечаем сразу два «космических» юбилея: 165 лет со дня рождения основоположника теоретической космонавтики Константина Циолковского и 65 лет со дня запуска первого искусственного спутника Земли. Вы запуск помните?
— Отлично помню. В октябре 1957-го мне было 16 лет, я заканчивал школу и увлекался радиолюбительством. Сигнал «бип-бип» я поймал своим радиоприемником, а ближе к ночи мы все выходили на улицу, чтобы увидеть летящую в небе «звездочку». Это производило впечатление.
Начало космической эры
— Можно ли сказать, что это определило вашу судьбу?
— Вряд ли. Я всегда был человеком увлекающимся, и с детских лет у меня было много разных хобби. Из самых серьезных — рисование и радиотехника. Меня увлекало и то, и другое. Живописью я занимался довольно серьезно и до десятого класса не знал, куда пойду. В изостудии Дворца пионеров был уникальный преподаватель, звали его Валентин Иванович, очень добрый и одновременно очень требовательный. Помню, как в третьем классе пришел туда с внушительной папкой своих рисунков. Мне тогда казалось, что я уже достиг больших успехов. Валентин Иванович пролистал мои художества, отложил в сторону и говорит: «Ну что ж, начнем учиться рисовать». Это был щелчок по моему самолюбию, но, надо сказать, полезный. С тех пор я там регулярно занимался и действительно многому научился. Но и детекторный приемник в четвертом классе тоже сделал.
— Но в 1958 году вы пришли учиться в МАИ и с тех пор эти стены не покидаете. Были деканом аэрокосмического факультета, много лет заведуете кафедрой… Почему МАИ?
— Мой отец, Михаил Кузьмич, был студентом первого набора МАИ в 1930-м и потом работал в авиационной промышленности. Конечно, он хотел, чтобы я тоже учился в МАИ. Но сначала я поступал на Физтех. Не получилось. Математику написал на четыре, а вот за физику получил тройку. До сих пор помню задачу: разветвленная электрическая цепь, и надо было найти токи в контурах. Мы в школе ничего подобного не решали. Я написал целое эссе, куда и как побегут электроны. По сути, я выводил закон Кирхгофа, но вывести не сумел. Пошел в МАИ и действительно задержался тут почти на 65 лет.
— Не приходилось жалеть?
— Примерно с третьего курса стало интересно. А первые курсы, помню, как-то не очень. Я всегда хотел больше конкретики в приложениях того или иного раздела математики, физики. Нам, например, математику читали как-то совсем абстрактно, а хотелось уже тогда иметь хотя бы отдаленные представления, зачем нам нужен тот или иной ее раздел. Помня этот свой опыт, всегда советую преподавателям математики: обязательно говорите студентам, где это может им пригодиться, имейте соответствующие постановки контрольных задач по курсу. В частности, наша кафедра в свое время совместно с преподавателями математического анализа разработала постановки задач, которые могут встретиться выпускникам в их будущей работе. Мотивация для студента — очень важная вещь. А просто вычислять интегралы, брать производные — это скучно.
— Олег Михайлович, спутник запустили сразу после столетия Циолковского. Это специально так подгадали?
— Думаю, мало кто отдавал себе в этом отчет. Впервые о том, как это было, рассказал на Международном астронавтическом конгрессе в 1997 году мой учитель Василий Мишин, который сменил Сергея Королева на посту главного конструктора. Эта информация была строго засекречена. Василий Павлович был человеком исключительно честным, и когда его об этом спросили, ответил: «Ну что ж, придется рассказать».
Он был первым замом Королева по научно-технической деятельности в ОКБ-1, и ему также была поручена разработка боевых ракет, начиная от Р-1 до Р-7 и первой твердотопливной ракеты. А сам Сергей Павлович всегда был, если так можно сказать, «заточен» на освоение космоса. Его в первую очередь интересовало все, что с этим связано. Мой отец во время войны работал с ним в Омске на заводе Туполева и рассказывал мне, что даже в то время Королев мечтал о полетах в космос.
Так вот, когда дело дошло до межконтинентальной ракеты, «семерки», стало ясно, что ее можно использовать для вывода на орбиту искусственного спутника, которые тогда уже начали разрабатываться в ОКБ-1. Но вначале надо было довести ракету до ее основного предназначения. Ее отделяющиеся головные части во время летных испытаний не выдерживали нагрева при спуске в атмосфере и разваливались. Тогда еще не умели делать эффективную тепловую защиту. Летные испытания были временно остановлены.
Для решения проблемы была создана специальная группа молодых ученых под руководством академика Георгия Петрова. Они с этой задачей успешно справились. А пока проблема решалась, Сергей Павлович обратился в правительство с предложением использовать уже готовую ракету для вывода на орбиту искусственного спутника. Поначалу идея вызвала недоверие, но когда Хрущеву все объяснили, он дал добро.
Срочно был изготовлен ПС-1: под таким кодовым названием появился на свет первый «простейший спутник». Люди, которые его изготовили и запустили в космос, даже не представляли, какой это вызовет фурор во всем мире. Василий Павлович рассказывал, что, придя на работу на следующий день, к своему удивлению, увидел, что его рабочий стол завален вырезками из зарубежных газет, кричащих об открытии Советским Союзом космической эры.
Решение некорректных задач
— Олег Михайлович, впоследствии теплозащита совершенствовалась и вы здесь сыграли немалую роль. Вас даже называют создателем целой научной школы. О чем идет речь?
— Еще учась в институте, я увлекся вопросами спуска в атмосфере пилотируемых крылатых космических аппаратов. У меня и диплом был на эту тему. Тогда это была совершенно новая тематика, никакой литературы на эту тему не существовало, все засекречено. На Кузнецком Мосту находилась Государственная научно-техническая библиотека, и там можно было найти некоторые американские данные на английском языке. Там я почти что поселился, изучая эти материалы. Надо и баллистику посчитать, и аэродинамику, и тепловые режимы. Именно тепловым проектированием и тепловой защитой космических аппаратов я и хотел заниматься, оставшись на кафедре.
Но пришлось повременить, потому что кафедре дали одно важное научное задание — создать методику расчета надежности конструкций баллистических ракет. Этой проблемой никто тогда не занимался. Нашу группу из четырех выпускников кафедры возглавил в то время доцент, впоследствии профессор Алексей Кузнецов — удивительный человек с необыкновенной судьбой. Он всю войну пролетал стрелком-радистом, два раза был сбит, прыгал с парашютом, один раз остался цел и невредим, в другой раз сломал ногу, но потом опять летал. Один из всей эскадрильи выжил и до конца жизни преподавал в МАИ. Я очень благодарен ему за уроки жизни — это были особого сорта люди кристальной честности, порядочности и трудолюбия.
Когда мы начинали эту работу, мы мало что в ней понимали, включая и самого Алексея Алексеевича. Но постепенно находили нужные решения и в итоге успешно выполнили задание Королева. После чего я перешел к той проблематике, которой и хотел заниматься,— теплозащитными системами космических спускаемых аппаратов. Королева уже не было, и его преемник Мишин дал нам задание создать экспериментальную базу для отработки теплозащитных материалов в нестационарных режимах. Опять же, опыта практически никакого. Начали создавать плазмотроны, что было очень непросто сделать, а в дальнейшем проводить необходимые экспериментальные исследования.
Например, мне нужно было найти способ измерения больших переменных по времени тепловых потоков, действующих на поверхность исследуемого образца. А время проведения таких измерений подчас всего несколько секунд, затем образец материала уже подвергается тепловому разрушению — абляции. При этом сама задача математически неустойчивая. Пришлось взяться за математику.
— И вы наконец-то поняли, зачем она нужна?
— Да, здесь понадобилась серьезная математика. Изучал функциональный анализ, теорию уравнений с частными производными, интегральные уравнения, численные методы, прослушал несколько курсов лекций на факультете вычислительной математики и кибернетики МГУ, который основал выдающийся математик Андрей Тихонов. К этому времени он сумел найти общий метод решения так называемых некорректных задач.
— Что это такое?
— Был такой известный французский математик Адамар, который в самом начале прошлого века сформулировал условия математической корректности постановки любой задачи. Это существование решения, его единственность и устойчивость. И если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то задача некорректно поставлена. Авторитет Адамара в математическом мире был так велик, что математики сделали вывод: если им встретилась такая задача, то попытка ее решения сама по себе некорректна.
— Почти как Аристотель…
— Да, почти полвека эти задачи не решались. Тихонов сделал первую попытку еще во время войны. Он переформулировал исходную некорректную задачу в условно корректную. А в 1963 году предложил общий метод решения таких задач. Мои задачи в области теплопроводности были именно некорректно поставленными. Я изучил работы Тихонова, для чего потребовалось достаточно глубокое погружение в математику. Познакомился с самим Андреем Николаевичем, у нас сложились добрые отношения. Одну из моих статей в «Доклады Академии наук» именно Андрей Николаевич и представил для опубликования. Так мне пришлось стать в какой-то степени и математиком. Основываясь на общей теории некорректных задач, позже я предложил свой метод их решения, который неплохо прижился в различных практических исследованиях, не только в области теплообмена и теплофизики.
— В чем его отличие от тихоновского?
— Я предложил так называемую итерационную регуляризацию применительно к градиентным методам — например, к методам скорейшего спуска и сопряженных градиентов. Такие методы можно регуляризировать, сделав их устойчивыми по выбору числа итераций.
Напрасная трата государственных денег
— Как это выглядит практически?
— Практически с тех пор начало развиваться целое научное направление, стала создаваться школа исследований со многими приложениями в теплофизике и теплотехнике. Она получила известность, и не только в нашей стране.
— Какую роль все это сыграло в разработке систем теплозащиты?
— Применений очень много. Например, эти знания пригодились при создании теплозащитных покрытий для отечественного космического корабля «Буран». Мы предложили метод измерения теплового потока на поверхности тепловой защиты по всей траектории спуска при ее летных испытаниях на аппарате «Бор-4», а также для исследования теплофизических свойств самих теплозащитных материалов. Убедили Глеба Лозинского, который возглавлял этот проект, что наши исследования могут быть полезными при создании эффективной теплозащиты «Бурана». Он сказал: «Делаем у вас в МАИ отраслевую лабораторию!» В этой лаборатории мы и занимались такими исследованиями, в частности, «бурановские» теплозащитные плитки наделили и теплометрическими возможностями.
Вся поверхность «Бурана» была покрыта керамическими плитками, кроме носовой части и ведущей кромки крыла, где из-за очень высокой температуры применялись другие материалы. Это был легкий высокопористый материал, который сверху имел тонкое покрытие из специального материала, который придавал плитке твердость и возможность ее эксплуатации.
Во всех четырех запусках «Бора-4» (а это был возвращаемый из космоса автоматический аппарат, на котором тестировалась тепловая защита «Бурана») мы принимали участие с установкой на поверхности аппарата подобных теплометрических плиток, а по температурным измерениям в них решали соответствующие обратные задачи теплопроводности, в частности, по определению тепловых потоков. Но для этого нам надо было знать теплофизические свойств материала. Эту задачу мы решили заранее на стендах в МАИ, ЦАГИ и ЦНИИмаше, также привлекая для этого методики, основанные на решении соответствующих обратных задач теплофизики. Таким образом, впервые были измерены нестационарные тепловые потоки на поверхности спускаемого аппарата по траектории его движения в атмосфере. Поскольку «Бор-4» имитировал полет «Бурана», предполагалось, что и там будет то же самое.
— Сейчас часто говорят о том, что будущее за многоразовой космической техникой, такой, каким был «Буран». Вы с этим согласны?
— Да, согласен. «Буран» был отличной машиной, но он переразмерен. Это его и погубило. Кстати, Василий Мишин был категорическим противником «Бурана». Он везде доказывал, что ракетно-космическая система «Энергия-Буран» создается преждевременно и не будет нужна. Он никому не мешал работать, но считал, что «Буран» обречен, что это напрасная трата государственных денег. Я не был с ним согласен, доказывал ему, что все обстоит иначе. Вот, мол, американцы же летают! На что он отвечал, что и они скоро перестанут летать, потому что это неверное, неоправданно дорогое в реализации решение. Из-за этого своего мнения, кстати, он чуть не попал в тюрьму.
— Неужели?!
— В 1985 году к власти пришел Михаил Горбачев. Тогда в моду начинали входить плюрализм, гласность и свобода слова. Василия Павловича пригласили выступить на телевидении. До полета «Бурана» оставалось три года, он находился в стадии активной разработки, но Василий Павлович со свойственной ему прямотой критически высказался по этому поводу.
Прошло несколько месяцев, я прихожу на работу в МАИ. Борис Панкратов был тогда деканом нашего факультета, а я — замом Мишина как заведующего нашей кафедрой. И вот Панкратов зовет меня к себе. На нем лица нет. Говорит: «У нас беда. Василия Павловича обвиняют в разглашении сов. секретных сведений (как потом стало известно, связанных с системой "Энергия-Буран"), и сегодня-завтра он будет арестован, в связи с чем нам дано указание "сверху" его исключить из партии и уволить». Мы стали обсуждать, что можно предпринять в этой ситуации, и решили обратиться за помощью в Академию наук.
Я и один из моих коллег срочно поехали туда. В то время президентом академии был академик Анатолий Александров. Но в этот день он находился в командировке. Замещал его первый вице-президент Константин Фролов. Он был дружен с Мишиным. Выслушав нас, возмутился: «Этого не может быть, я этого не допущу». И при нас по «вертушке» звонит председателю КГБ Виктору Чебрикову. Объясняет ему ситуацию, рассказывает, что Василий Павлович — кристальной честности человек с большим количеством заслуг перед страной, в том числе в обеспечении ее безопасности, потом замолкает и слушает, что ему отвечают на том конце провода. Лицо его мрачнеет на глазах. Он кладет трубку и говорит нам: «Ничего сделать нельзя, решение принято».
Срочно едем домой к Василию Павловичу и пытаемся убедить его написать письмо Горбачеву. А он уперся: «Ничего писать не буду».
— Он не понимал грозящей ему опасности?
— Надо знать Мишина. Он такой был человек: если уверен в своей правоте, ему наплевать на последствия, особенно применительно к нему самому. Пусть, говорит, делают, что хотят, мне все равно.
Пишем письмо за него. Время было уже позднее, спешим. Принес Василию Павловичу — он поправил в двух местах. Его дочь быстро напечатала письмо на машинке. Я говорю: «Подпишите!» Едва его уговорил. Подписал. А что дальше делать? Как передать? Тут вспоминаем, что в аппарате правительства у него был какой-то знакомый. «Василий Павлович,— говорю,— у вас же есть его телефон?» — «Да вроде есть». Позвонили, а тот оказался помощником генерального секретаря и сам с большим уважением относился к Мишину. И хотя время было уже позднее, он сказал немедленно везти письмо ему. А рано утром положил его перед Михаилом Сергеевичем, который, как потом мне стало известно, поставил на нем резолюцию: «Разобраться, но не арестовывать».
Оптимизм всегда уместен
Фото: Андрей Афанасьев, Коммерсантъ
Фото: Андрей Афанасьев, Коммерсантъ
— Так вы спасли своего учителя. Разобрались?
— Месяц или два Василия Павловича вызывали «на ковер». Потом, слава богу, это «дело» полностью развалилось, не было ни одного факта, который хоть как-то подтверждал вину Мишина.
— Кто мог это организовать?
— Не знаю. Это, конечно, была какая-то месть, вероятнее всего, связанная с его открытой позицией по проекту. Если бы не письмо, он был бы арестован. Счет шел на часы.
— Сейчас вы считаете, что он был прав?
— Да, он был прав. Сначала мы, а потом и американцы отказались от этой идеи, и у них сейчас летает только автоматический крылатый космический аппарат существенно меньшей размерности — X-37. Они засекретили и то, зачем он был создан, и какая там теплозащита, а багажное отделение там, вообще говоря, достаточно внушительное. У него немалые возможности. Опасная штука.
— Как вы считаете, нужна ли вообще пилотируемая космонавтика или достаточно автоматов?
— Пилотируемая космонавтика, безусловно, нужна. Не все могут сделать автоматы. Да, на Марсе и даже на Луне еще много проблем, особенно связанных с радиационной безопасностью, надо еще много провести исследований и разработок, прежде чем надолго отправлять туда людей, но все равно к этому нужно стремиться.
— Зачем? Разве ценные материалы с той же Луны не могут доставлять автоматические станции?
— Без людей, я думаю, все равно не обойтись. Я согласен с Циолковским, который считал, что человечество не будет вечно находиться в пределах Земли. В будущем, вероятно, научатся создавать большие корабли на 200–300 человек, где можно будет проводить серьезные научные эксперименты, используя то, что дает космос.
— Является ли наша страна космической державой или все это осталось в истории?
— Да, мы остаемся космической державой. Активно работаем на Международной космической станции. Кстати, на недавнем бюро совета по космосу я выразил мнение, что торопиться покидать МКС нам не нужно, поскольку там решаются важные научные задачи. Начаты проектные исследования по созданию нового масштабного космического объекта РОСС — Российской орбитальной служебной станции. Существуют космические проекты, которые, правда, часто откладываются, но я верю, что они состоятся. Луна, безусловно, должна стать нашим приоритетом на ближайшее будущее. Это самое близкое к нам небесное тело, полезное для дальнейшего использования и изучения. Готовятся миссии на Венеру. Когда-то ее называли «русской планетой» за то, что именно наши соотечественники направили туда первые исследовательские станции. Венера в планах есть, на НПО имени Лавочкина уже приступили к работе по созданию новых аппаратов. Так что Венера, надеюсь, так и останется «русской».
— Вы думаете, сейчас оптимизм уместен?
— Оптимизм всегда уместен. Думаю, все получится. Надо заниматься наукой в космосе, а не только кино снимать. Понимаю, что первыми снять кино в космосе — звучит заманчиво, но, думаю, не всегда и не во всем надо быть первыми. Главное, чтобы была польза науке и людям. Освоение космоса — дорогостоящее мероприятие. Но не осваивать его нельзя.
— В начале нашей беседы вы сказали, что вы увлекающийся человек. Сейчас чем увлекаетесь?
— Меня по-прежнему захватывает моя работа. Эта тематика далеко не исчерпана, границ не видно. Остальные увлечения отложены.
— А как же рисование?
— Давно не рисовал, хотя когда-то и дня без этого прожить не мог. Помню, занимался в кружке при Музее изобразительных искусств имени Пушкина. Особенно мне нравился зал микеланджеловских работ. Я приходил туда и часами рисовал эти шедевры. Недавно нашел папку с теми работами — не так плохо, между прочим. Но потом всю мою творческую энергию захватила наука и ракетно-космическая техника.
Кстати, знаете ли вы, что первый в мире запущенный в космос студенческий искусственный спутник был сделан именно у нас в МАИ? Это было в 1978 году на кафедре Мишина. На ней было создано Студенческое космическое конструкторское бюро (СККБ) под научным руководством такого известного ученого, как Михаил Тихонравов, сподвижник Королева еще с 1930-х годов, со времен знаменитого ГИРДа. Именно он, в то время профессор кафедры, заложил основы проектирования малых спутников с непосредственным участием студентов. К сожалению, Михаил Клавдиевич не дожил до запуска спутника МАИ в космос.
А другой наш «рекорд», также признанный в мире, это запуск одного космического объекта с другого космического объекта. Это были два малогабаритных спутника весом около 35 кг, отправленные в космос в 1982 году с орбитальной станции «Салют-2» выпускником нашей кафедры, космонавтом Валентином Лебедевым.
— Руками?
— Нет, там была предусмотрена шлюзовая камера, через которую в космос выбрасывали все ненужное. Именно через эту камеру наши спутники отправились в полет. Спутник считался международным, якобы сделанным силами всех стран соцлагеря. На самом деле всю работу сделали в нашем КБ, но, поскольку уже было официально объявлено, что спутник международный, каждая из стран-участниц сделала свои эмблемки, которые были затем наклеены на спутники. Вернувшись из космоса, Валентин мне говорит: «Как думаешь, я их так и запустил?» Оказывается, перед запуском спутников он сумел аккуратно отколупнуть эти эмблемки и взять их себе на память.
Академик Олег Алифанов
Фото: Андрей Афанасьев, Коммерсантъ
Фото: Андрей Афанасьев, Коммерсантъ
«Оптимизм всегда уместен. Думаю, все получится. Надо заниматься наукой в космосе, а не только кино снимать. Понимаю, что первыми снять кино в космосе — звучит заманчиво, но, думаю, не всегда и не во всем надо быть первыми. Главное, чтобы была польза науке и людям. Освоение космоса — дорогостоящее мероприятие. Но не осваивать его нельзя».