Как это случилось и кто виноват: катастрофа на космодроме Плесецк
Ракета Р-7 и ее модификации «Восток» и «Союз» требуют при установке, подготовке и заправке большого количества ручных операций. Ведя свою родословную почти непосредственно от легендарной «Фау-2», эти ракеты, кроме керосина и жидкого кислорода, используют еще два компонента — жидкий азот и 80-процентную перекись водорода.
Эта перекись по свойствам заметно отличается от привычного трехпроцентного раствора, который есть в любой домашней аптечке. 80-процентная перекись — густая и вязкая жидкость, ощутимо тяжелее воды. При контакте с катализатором она мгновенно разлагается с выделением большого количества тепла: продукты разложения нагреваются больше 500 градусов Цельсия. Получившийся парогаз (он состоит из смеси водяного пара и кислорода) вращает турбину, которая приводит в действие насосы, подающие в камеры сгорания двигателей основные компоненты — керосин и жидкий кислород.
Космодром Плесецк в наши дни
Расплавленный бетон
Именно эта перекись и стала причиной одной из самых страшных катастроф в истории советской космонавтики. Случилось это 18 марта 1980 года, когда вся страна готовилась к Московской олимпиаде. Ракета «Восток» с разведывательным спутником была установлена на стартовый стол на космодроме Плесецк и готовилась к пуску. Заправляют ее сначала керосином, затем жидким кислородом, перекисью водорода и жидким азотом. Во время заправки перекисью и начался пожар. Все происходило очень быстро, буквально нескольких секунд хватило для полного разрушения ракеты.
От нагрева жидкий кислород закипел и баки взорвались, после чего пламя стало совершенно ужасающим. В жидком кислороде запросто горит железо, не говоря уже об алюминиевых сплавах, из которых сделана ракета. От такого огня плавится бетон, образуя потеки, очень похожие на обычное бутылочное стекло. Начали плавиться и металлоконструкции стартового сооружения. Во время пуска за несколько секунд до зажигания включается водяная завеса для их охлаждения, но до запуска оставалось еще довольно много времени, и вода на старт не была подана. Секции башни обслуживания еще не были разведены. На них находилось много людей. Все они не просто погибли — от них ничего не осталось. Катастрофа унесла жизни 48 человек. Сорок четыре погибли на месте, еще четверо умерли в госпитале. Ожоги разной тяжести получили свыше сорока человек. Ликвидация пожара на стартовом столе заняла еще трое суток — люди спасали старт, вернее, то, что от него осталось.
Рацпредложение
Сразу после ликвидации пожара была создана комиссия, которая должна была установить причину взрыва и возгорания. В нее вошли все главные конструкторы — в том числе, В.П. Глушко, конструктор двигателей, В.П. Бармин, конструктор стартовых сооружений, и Д.И. Козлов, конструктор ракеты. Возглавил комиссию тогдашний зампред Совета министров СССР Л. Смирнов. Очень быстро возникли две версии места возникновения пожара — «верхняя», связанная с протечкой жидкого кислорода в районе третьей ступени на верхнем ярусе башни обслуживания, и «нижняя», объяснявшая это взрывом перекиси.
«Восток»
Дело в том, что концентрированная перекись водорода склонна к самопроизвольному разложению. Чтобы этого не происходило, в нее добавляют ингибитор — вещество, замедляющее нежелательную реакцию. Обычно это ортофосфорная кислота. Сильные катализаторы разложения перекиси, такие как серебро, свинец, перманганаты щелочных металлов и некоторые другие, преодолевают действие ингибитора. Даже человеческая кровь содержит фермент пероксидазу, разлагающую перекись.
В заправочных трактах компонентов топлива обязательно содержатся сетчатые фильтры, чтобы посторонние частицы не могли попасть в баки и агрегаты двигателя. Для перекиси водорода фильтры делают из нержавеющей стали. Но вот как эта сетка прикреплена к фланцу? Обычной пайкой легкоплавким припоем. Изначально для пайки узла использовалось чистое (пищевое) олово, имеющее температуру плавления 232 градуса Цельсия. Но чистое олово плохо паяет нержавеющую сталь, вдобавок при низких температурах шов, паянный оловом, может разрушиться (из-за этого когда-то погибла экспедиция Роберта Скотта к Южному полюсу).
Катастрофа произошла потому, что какой-то «рационализатор» предложил заменить олово, неустойчивое в условиях северных морозов (а Плесецк находится всего в 400 км от Полярного круга), на припой ПОС-40, содержащий 40% свинца и 60% олова и плавящийся при более низкой температуре. Такой припой пластичнее, паять нержавейку им гораздо удобнее и он не боится морозов. Но свинец, входящий в его состав, реагирует с перекисью водорода, и она начинает разлагаться. При этом происходит скачкообразное повышение температуры, и дальше перекись разлагается уже изза нагрева.
Перекиси в ракете примерно полторы тонны. Этого вполне достаточно, чтобы в клочья разнести первую и вторую ступени ракеты. Что, в принципе, и произошло.
Кладбище-мемориал в память о катастрофе на въезде в город Мирный
Кислород
Но комиссия выбрала «кислородную» версию. Действительно, в тот день случилась протечка жидкого кислорода, которую пытались устранить нештатным, но часто применявшимся способом — обмотав место стыка мокрым брезентом. Жидкий кислород замораживает воду, и она превращается в отличный конструкционный материал при температуре ниже -100 градусов Цельсия. Но если тем же жидким кислородом пропитать сухую ткань (да почти любой пористый горючий материал — например, опилки), то получается неплохое взрывчатое вещество, для воспламенения которого достаточно малейшей искры. Поэтому и запрещено устранять течи таким способом. Кроме того, очевидцы наблюдали вспышку в районе третьей ступени за некоторое время до взрыва, произошедшего в нижней части ракеты.
Кислородная версия позволяла обвинить в катастрофе людей, а не технику. При этом не нужно было ничего особенно модифицировать и переделывать, нужно было только наказать виновных. Так как большая часть «виновных» погибла, то они не могли постоять за себя, доказав несостоятельность кислородной версии.
Те же грабли
Однако примерно через год, 23 июля 1981-го, авария едва не повторилась. Во время заправки перекисью было зарегистрировано скачкообразное повышение температуры, но быстрые и слаженные действия (перекись слили) спасли и ракету, и людей. Разобрав заправочные магистрали, изъяв оттуда фильтры, удалось по косвенным признакам определить, что температура превышала две сотни градусов, а перекись взрывается уже при ста пятидесяти!
Оказалось, что на заводе, где изготавливали фильтры, рабочие могли просто перепутать марки припоя! Нодо сказать, что на взорвавшейся 18 марта 1980 года ракете стоял именно паянный свинцовым сплавом фильтр, не удалось: документация была уже уничтожена, так как, по нормативам, она хранится всего год. Тем не менее технологию изготовления фильтров ужесточили, и с 1981 года подобных инцидентов не было.
Только в 1996 году, на основании акта межведомственной комиссии по дополнительному расследованию причин катастрофы 18 марта 1980 года, было подписано решение о реабилитации боевого расчета. В нем было признано, что катастрофа произошла не по вине личного состава боевого расчета космодрома. Так была закрыта одна из самых трагических страниц советской космонавтики.
