Ошибки мировой космонавтики - Александр Геннадьевич Яровитчук

Несколько сослуживцев, чтобы вызволить пострадавшего, забрались внутрь и также получили порцию токсина. Выбраться и вытащить товарища они смогли, но спасти его не успели.

Нельзя забывать, что тетраоксид азота не только ядовит, но и взрывоопасен. Именно эти свойства вещества в сочетании с десятком человеческих ошибок привели к самому большому взрыву в истории ракетостроения. Он произошел в шахте 374–7 в Арканзасе в США. Там базировалась баллистическая ракета «Титан-II» с ядерной боеголовкой. Горючим и окислителем для нее была ядовитая пара аэрозин (смесь гидразина и несимметричного диметилгидразина) и тетраоксид азота. Началось все с того, что техник Пауэлл забыл взять специальный инструмент для ремонта, а вместо него подобрал какой-то рядом лежавший гаечный ключ со сменной головкой. Вторая ошибка заключалась в том, что на ремонтных опорах не была должным образом размещена мягкая отбортовка – своего рода страховка, продолжение платформы, соединяющее ее с корпусом ракеты таким образом, чтобы препятствовать падению предметов в шахту. К этим незначительным проблемам добавилась доля неудачи. От гаечного ключа отвалилась головка. Она проскочила между платформой и ракетой. Пролетев 30 метров, головка ключа ударилась о дно шахты и отскочила в бак. От удара бак с горючим был пробит, и ядовитый аэрозин начал медленно наполнять шахту. Техники это быстро заметили, и командование дало приказ на эвакуацию. Это касалось не только людей в шахте, но и тех, кто находился в командном пункте, который на самом деле легко мог быть изолирован. Многие считают, что это тоже было ошибкой, что является спорным утверждением. Данные «эксперты» утверждают, что боевой расчет мог легко предотвратить все последующие события, последовательно выполняя действия по нейтрализации топлива и включению системы вентиляции. Автоматика определила ситуацию как пожар и загерметизировала шахту, но не командный пункт. Другие должностные лица получили информацию об утечке ядовитого топлива и решили, что речь идет о попадании токсина в атмосферу. Поэтому они инициировали эвакуацию жителей из ближайших населенных пунктов. Пока организовывался штаб по устранению аварии, шло время, пары топлива заполнили всю шахту и через внутреннюю вентиляцию попали в командный пункт, а из-за снижения давления в баке горючего начало расти давление в баке окислителя. Возник риск, что и тетраоксид азота начнет вытекать. Следующие несколько часов предпринимались неловкие попытки проникнуть в командный пункт. Сначала попытались проникнуть через небольшой люк для аварийного спасения. Более того, одному из специалистов это даже удалось, но он был только в защитной маске, а военные настаивали на том, чтобы сотрудники были в полной химической защите. В массивном костюме в этот узкий лаз никто пролезть не мог, поэтому следующая группа стала штурмовать командный пункт через главный вход. Однако не удалось открыть защитные двери, так как никто не знал, как они работают. Все это сопровождалось проникновением в шахту кислорода извне. Третья попытка была удачной, и отряд включил вытяжной вентилятор. Это, вероятно, стало причиной появления искры, которой не хватало для взрыва. Первый взрыв в шахте был небольшой, его даже никто не заметил, но его было достаточно для того, чтобы разрушить бак окислителя. Тетраоксид азота сразу же вступил в бурную реакцию с гептилом. Для горения даже не нужна была искра. Взрыв был такой силы, что все подумали о взрыве ядерной боеголовки. Головная часть ракеты выбила 740-тонный люк шахты, который пролетел 200 метров. Ядерный заряд, к счастью, не сдетонировал и не вызвал радиационного заражения. Благодаря эвакуации почти никто критически не пострадал, кроме человека, включившего вентилятор.

Потом инженеры уже в безопасных условиях пытались воссоздать ситуацию с другой ракетой, когда четырехкилограммовая головка от ключа пробивает бак, но это ни разу не получилось. Другой интересный момент связан с тем, что взорвавшаяся ракета прежде уже пережила один взрыв.

Это случилось на пятнадцать лет раньше в шахте 373–4. Тогда взрыв произошел во время ремонта и модернизации шахты. Лифт и подъемные механизмы используют гидравлическую жидкость, которая хорошо горит, и прямо в двух сантиметрах от насоса для этого вещества строители стали проводить сварочные работы. Сосредоточившись на безопасности по отношению к топливу, специалисты забыли, что опасность могут представлять и горючие вещества других систем.

В итоге пожар распространился по трубопроводу гидравлической жидкости и перекинулся на верхние этажи шахты, отрезав рабочих на нижних этажах. Ракета при этом не пострадала. Ее перевезли, но спустя много лет она оказалась в эпицентре мощнейшего взрыва. Либо это была самая невезучая ракета в истории, либо после первого инцидента ее использовать не следовало.

Несколько раз в этой главе упоминался водород. По мнению Константина Циолковского, кислород и водород – лучшая пара горючего и окислителя для полетов в космос. При их соединении выделяется больше всего энергии. И единственная проблема – взрывоопасность этой смеси. Через два года после смерти основоположника космонавтики дирижабль «Гинденбург» подтвердил эти опасения. 190 000 кубометров водорода за тридцать секунд сожгли 200-тонную конструкцию длиной 250 метров.

На самом деле свойства жидкого водорода очень напоминают свойства жидкого кислорода. Вот только чтобы кислород вспыхнул, нужны горючие вещества, от которых окислитель все же можно изолировать. Водороду для воспламенения достаточно иметь рядом кислород, который в атмосфере повсюду. Избавиться от атмосферного кислорода, как мы понимаем, гораздо сложнее. Страх перед этим фактом был зачастую сильнее, чем реальная угроза. Это позволило сделать системы, которые не подводили, и серьезных аварий, причиной которых стало бы возгорание водорода, не было. А вот эффективность двигателей на самой энергичной паре оказалась не такой большой, как мог представить Циолковский.

Водород – это очень неплотный и легкий газ. Для его хранения требуются в достаточном количестве крупные баки. Материал емкостей для хранения должен быть прочным и иметь хорошие теплоизолирующие свойства, а значит, он будет более тяжелым. Космическая система в таком случае проигрывает в массе. Это можно было бы компенсировать за счет тяги двигателя. Но легкий водород, хотя и выделяет много энергии в ходе горения, не способен создать достаточное давление в двигателе, которое бы увеличило скорость истекающих газов и, соответственно, тягу. Это особенно сильно проявляется при работе на малых высотах, где атмосферное давление велико. В итоге в шаттлах, как и в проекте «Буран», водород использовался в качестве топлива, но на первых этапах полета ему помогают твердотопливные ускорители у американских шаттлов и керосиново-кислородные двигатели ракеты-носителя «Энергия» у советского «Бурана». Но все-таки наш РД-170 остается самым мощным двигателем в мире, а американский двигатель F-1 ракеты-носителя «Сатурн-5» для пилотируемого полета на Луну – вторым по мощности, только оба они используют керосин и кислород, а не водород.

Двигатель РД-170

На самом деле еще