Изделие без имени. Зачем России ракета с ядерным двигателем

8 августа в Архангельской области произошла авария на объекте Министерства обороны. Изначально военные сообщили, что происшествие случилось при "испытании жидкостной реактивной двигательной установки", хотя кратковременное повышение радиационного фона в районе аварии указывало на то, что инцидент мог быть связан с источником радиации. 10 августа это официально подтвердил пресс-релиз госкорпорации "Росатом": "Трагедия произошла в период работ, связанных с инженерно-техническим сопровождением изотопных источников питания на жидкостной двигательной установке", – утверждается в документе, который также сообщает о гибели пятерых сотрудников корпорации и ожогах различной степени тяжести у еще троих.

Эксперт в области ядерного оружия Джеффри Льюис высказал предположение, что авария случилась при неудачных испытаниях российской крылатой ракеты с атомной двигательной установкой "Буревестник" – эта гипотеза основана на изучении спутниковых снимков и других данных, в частности, информации, что у побережья неподалеку от места аварии находится судно "Серебрянка", предназначенное для сбора жидких ядерных отходов. В формулировке Росатома говорится не о реакторе, который, предположительно, является составной частью "Буревестника", а именно об изотопном источнике питания, впрочем, здесь возможны разночтения.

Мы вновь публикуем текст о ракете "Буревестник", подготовленный в марте 2018 года – за несколько дней до того, как эта крылатая ракета с атомной двигательной установкой получила свое "птичье" названия по итогам открытого конкурса Минобороны РФ.

***

1 марта 2018 года президент России Владимир Путин в обращении к Федеральному собранию объявил о создании новейших систем стратегического оружия, представленных как ответ на строительство Соединенными Штатами системы противоракетной обороны.

Путин перечислил следующее:

• Ракетный комплекс с тяжелой межконтинентальной ракетой "Сармат": ограничений по дальности "практически нет", "способен атаковать цели как через Северный, так и через Южный полюс".
• Крылатая ракета с ядерной энергоустановкой.
• Беспилотные подводные аппараты с межконтинентальной дальностью со скоростью, "кратно превышающей скорость самых современных торпед".
• Гиперзвуковой авиационно-ракетный комплекс "Кинжал". Высокоскоростной самолет доставляет ракету в точку сброса "за считаные минуты". Ракета, "превышающая скорость звука в десять раз", маневририрует на всех участках полета. Дальность более двух тысяч километров, ядерные и обычные боезаряды. С 1 декабря – на опытно-боевом дежурстве в Южном военном округе.
• Перспективный ракетный комплекс стратегического назначения с планирующим крылатым блоком "Авангард". "Идет к цели как метеорит": температура на поверхности блока достигает 1600–2000 градусов по Цельсию. Испытания успешно завершены. Началось серийное производство.
• Лазерное оружие. "С прошлого года в войска уже поступают боевые лазерные комплексы".

В США заявления Путина встретили со скептицизмом, связав их с предстоящими в России президентскими выборами. Телекомпания NBC привела мнения экспертов и неназванных официальных лиц, что названные Путиным вооружения не являются сюрпризом для американских специалистов и что часть из них не готова к использованию на поле боя, в частности, ядерная подводная торпеда. Пентагон заверил американцев, что военные США полностью готовы [к отражению подобных угроз].

В опубликованном в феврале обзоре ядерной политики США записано:

"В дополнение к модернизации "наследия" советских ядерных систем, Россия разрабатывает и вводит в действие новые ядерные боеголовки и средства запуска… Россия также разрабатывает по меньшей мере две новые межконтинентальные системы, гиперзвуковой планер (hypersonic glide vehicle), новую межконтинентальную, ядерную и с ядерным двигателем подводную автономную торпеду".

То есть в обзоре упоминаются по меньшей мере три типа из шести перечисленных Путиным вооружений. Не до конца понятно, "Кинжал" или "Авангард" имеются в виду под названием гиперзвуковой планер – скорее, "Авангард". Лазерное оружие не является стратегическим и потому не вызывает особых дискуссий. Подводная торпеда – по всей видимости, тот самый проект "Статус-6", картинки которого были, как утверждалось, случайно показаны российским телевидением в репортаже о совещании Путина с военными в 2015 году. Таким образом, по-настоящему сюрпризом могла быть только крылатая ракета с ядерным двигателем. И именно эта ракета из всего перечисленного Путиным стала предметом наибольшего обсуждения.

Вот как проект был описан Путиным: создана малогабаритная сверхмощная ядерная энергетическая установка, которая размещается в корпусе крылатой ракеты типа новейшей российской ракеты Х-101 воздушного базирования или американского "Томагавка" и имеет "практически неограниченную" дальность полета – в силу этого (и благодаря "непредсказуемой траектории полета", как выразился Путин) она способна обойти любые рубежи перехвата. В конце 2017 года на Центральном полигоне Российской Федерации состоялся ее успешный пуск. В ходе полета энергоустановка вышла на заданную мощность, обеспечила необходимый уровень тяги.

В качестве иллюстративного материала на выступлении Путина был приведен ролик, на котором ракета огибает зоны перехвата в Атлантическом океане, огибает американский континент с юга и идет на север.

Тут есть некоторая неясность: Путин говорит об установке ядерного двигателя на ракеты типа X-101, а это ракета воздушного базирования. На видео же запуск производится с земли.

Попытки создать крылатую ракету с ядерным двигателем восходят к середине прошлого века, в США это проект "Плутон"/SLAM. Компактный ядерный реактор устанавливается на ракету и во время полета нагревает забираемый снаружи воздух, который затем выбрасывается через сопло, создавая тягу.

Проект SLAM (иллюстрация)

Плюсы подобного проекта: не нужен запас никакого топлива, кроме ядерного, то есть комбинация "ядерный реактор + воздух в качестве рабочего тела двигателя" обладает почти неограниченным запасом хода – и в этом совпадает с описанием российского президента.

Минусы, вынудившие американцев отказаться от проекта: реактор, чтобы быть достаточно компактным для ракеты, лишен защиты, охлаждается непосредственно протекающим воздухом, который становится радиоактивным и выбрасывается наружу. Испытывать подобную ракету чрезвычайно проблематично – она излучает огромное количество тепла, издает очень громкий звук и покрывает территорию, над которой пролетела, шлейфом радиоактивных осадков. Если же с ракетой что-то произойдет, ядерный реактор без защиты может упасть на населенной территории. (Например, трудно представить себе удар крылатыми ракетами с ядерными двигателями, подобный ударам ракетами "Калибр" по целям в Сирии, которые в 2015 году нанесли российские корабли из Каспийского моря.)

И все-таки двигатели, созданные в рамках проекта, были испытаны на стендах – они продемонстрировали высокую мощность, соответствующую ожидаемой, а радиоактивность выхлопа оказалась ниже, чем предполагали инженеры. Однако в 1964 году проект был оконачательно закрыт: он требовал больших затрат, любое воздушное испытание ракеты было бы чрезвычайно опасным, а главное, возникли сомнения в целесообразности крылатых ракет такого типа – к этому моменту стало ясно, что основой стратегического ядерного арсенала суждено стать межконтинентальным баллистическим ракетам. Ракеты с ядерными двигателями примерно в те же годы разрабатывались в СССР и Великобритании, но они не дошли даже до этапа стендовых испытаний.

Как может быть устроена ракета с ядерным двигателем

Начнем с размеров. Президент упомянул, что ее параметры сравнимы с ракетами “Томагавк” и “Х-101”. "Томагавк" имеет диаметр 0,53 см, а Х-101 (у нее не круглая форма) описанный диаметр 74 см. Для сравнения: диаметр ракеты SLAM должен был составить более трех метров. Независимый эксперт по ядерным технологиям Валентин Гибалов считает, что параметры новой российской разработки могут быть где-то посередине, а эффективно вписать конструкцию с ядерным реактором в диаметр 50–70 сантиметров очень тяжело и вряд ли имеет смысл. По видео испытаний, учитывая размеры пусковой установки, можно прикинуть, что диаметр новой ракеты составляет около 1,5 метров.

X-101

Что находится внутри этой трубы? Самый простой вариант – так называемый прямоточный реактивный двигатель, когда воздух, поступающий через воздухозаборник спереди, проходит через реактор, нагревается, расширяется, и с большей скоростью выходит из сопла, создавая реактивную тягу. На этом принципе как раз и был основан проект SLAM, впрочем, эта схема далеко не единственная. Новая разработка может использовать какой-то вариант турбореактивного двигателя, нагрев воздуха может происходить не напрямую, а через теплообменник, – реактор может вырабатывать электроэнергию и питать электрический двигатель, вращающий пропеллер.

Как ни экзотично звучит этот вариант, он мог бы сработать, только летала бы такая ракета со скоростью максимум 500 км/ч и внешне больше бы походила на беспилотный дрон с очень длинными крыльями или... на кукурузник. Дело в том, что ядерная установка, дополнительно преобразующая тепловую энергию в электрическую, будет иметь очень большую относительную массу при заданной мощности. “Скажем, есть проект, который ныне засекречен, но до 2016 года довольно широко был опубликован – это проект мегаваттного (мегаватт – полезная энергия при 4 мегаватт тепловой энергии) реактора РУГК и установки ТЭМ (Транспортно-энергетический модуль) на его базе, его везде называют ядерным буксиром космического базирования. В этом проекте вес реакторной установки плюс система преобразования энергии составляет почти семь тонн при мощности 1 мегаватт. Его можно сравнить с самолетом АН-2: у него взлетный максимальный вес примерно семь тонн и мощность двигателя примерно 1 мегаватт. Получается, что если у нас нет ничего кроме реактора и турбогенераторов, то выйдет что-то вроде АН-2”, – говорит Гибалов. Максимальная скорость АН-2 – 258 км/ч, такая ракета вряд ли нужна российской армии.

Ан-2

Еще один экзотический вариант упомянул в комментарии Федеральному агентству новостей профессор российской Академии военных наук Сергей Судаков: “Мы сейчас предлагаем совершенно новую технологию – это очень компактный двигатель совершенно нового поколения… Это все, что касается холодных реакций и холодного ядерного синтеза. Это двигатели совершенно другие, и они не имеют никакого отношения к тем установкам, которые США разрабатывали в 50-е годы”. Эксперт, по всей видимости, не имеющий отношения к проекту, поясняет, что российским инженерам удалось создать двигатель на "низкообогащенном уране", обладающем высоким КПД, и ядерный “выхлоп” будет, но будет минимальным. "Мы сделали ракету, которая летает на низких температурах и с практически минимальным загрязнением", – сказал Судаков.

Холодный термоядерный синтез, то есть термоядерная реакция, происходящая при относительно небольших стартовых энергиях (в классической термоядерной реакции, например при термоядерном взрыве, топливо изначально нужно нагреть до очень высокой температуры – например, лазером или взрывом) – это маргинальная теория. Научный консенсус состоит в том, что холодный термоядерный синтез невозможен в принципе, немногочисленные адепты этого подхода время от времени громко заявляют, что добились успеха, но их эксперименты еще никому не удалось повторить. Есть и другой аргумент против холодного термояда в новой ракете – его куда эффективнее можно было бы использовать для других военных целей: “В чем смысл тогда многочисленных финансируемых государством проектов автономных ядерных энергоустановок для Арктики, если у военных внезапно есть такой прекрасный источник тепла и энергии, и не возили бы тогда топливо на самолетах, как это сейчас происходит для дизелей”, – замечает Гибалов.

Устройство ракеты проекта SLAM

Но и другие, более традиционные подходы, по мнению Гибалова, слишком сложны для двигателя, который должен работать очень долго и в условиях жесткого радиационного излучения:

– Например, воздушный реактивный двигатель с турбиной требует крайне сложной высокоточной механики, которая, если засунуть ее в условия ядерного реактора, не будет работать сколько-то продолжительное время. Нужно перебирать все узлы такого комбинированного двигателя и по каждому узлу проводить большое исследование – какими материалами надо его заменить, как его усовершенствовать. Чем дальше мы будем погружаться в детали такого возможного более сложного варианта, тем яснее будет, что такая разработка сопоставима, если не больше, по масштабам с разработкой СССР ядерных ракетных двигателей для космических ракет, а они потребовали строительства нескольких ядерных центров с реакторами, стендов на Семипалатинском полигоне, где сквозь ядерный реактор продувался водород. Все это затянулось где-то лет на 20, примерно 25 – отработка. И она была очень трудоемкая и очень ресурсоемкая. Я думаю, что любой другой вариант, кроме прямоточного, – это примерно то же самое.

По мнению эксперта, новая разработка, вероятнее всего, является продолжением идей 1960-х, в первую очередь, прямоточных реактивных двигателей проекта SLAM. Гибалов утверждает, что современные материалы, новые технологии производства тепловыводящих элементов позволяют сделать такую ракету намного более чистой, чем 60 лет назад:

– Все реакторы проектируются таким образом, чтобы удерживать продукты деления, то есть радиоактивную грязь, которая образуется в ходе работы. Они герметичны в этом плане. Здесь, конечно, есть определенная сложность: чем больше температура, тем сложнее это делать, то есть стенки начинают течь. Но, как мне кажется, в принципе эта проблема решаемая. Можно считать, что в безаварийном варианте такой прямоточный реактор сравним по выбросам в воздух с замкнутым реактором с теплообменниками и вторым контуром.

Впрочем, вряд ли стоит рассчитывать, что такая сложная и совершенно новая техника будет всегда функционировать штатно, особенно на стадии испытаний. “Масло скорее польется из двигателя "Формулы-1", чем рядового “Опеля”, – объясняет Гибалов.

Название

Название для российской крылатой ракеты с ядерным двигателем придумано не было – и даже организован конкурс, как ее назвать. Однако военный обозреватель Алексей Рамм в "Известиях" выдвигает версию, что речь идет об изделии 9М730 ОКБ "Новатор" – одного из разработчиков российских крылатых ракет. При этом в самой же статье упоминается, что "Новатор" специализируется на наземных и морских ракетах, а "изделия воздушного базирования" разрабатывает "Радуга". А упомянутая Путиным ракета Х-101 – именно воздушного базирования.

Изделия "Новатора" под номерами 9М728 и 9М729 – действительно крылатые ракеты, одна – для знаменитых "Искандеров", другая – наземный аналог упоминавшейся Путиным X-101. И действительно, судя по сайту госзакупок, изделие находится в состоянии активной разработки. Однако никаких подтверждений тому, что это и правда анонсированная Путиным ракета, нет.

В статье приводится описание ракеты с ядерным двигателем военного историка Дмитрия Болтенкова: "По бортам ракеты находятся специальные отсеки с мощными и компактными нагревателями, работающими от ядерной энергоустановки". Это несколько отличается от концепции, что воздух обтекает непосредственно реактор, и предполагает некую систему теплообмена.

Американский эксперт по российским вооружениям Майкл Кофман в своем блоге соглашается с предположением Рамма, что ракета с ядерным двигателем – это 9М730. Кофман считает, что речь идет о реакторе без защиты, исходя из размеров и веса ракеты.

Он также приводит высказывания бывшего министра обороны Эша Картера в статье 2017 года: "Россия инвестирует в новые подлодки с баллистическими ракетами, тяжелые бомбардировщики, разработку новых МКБР… Но они также сочетаются с новыми концепциями использования ядерного оружия и некоторыми новыми и даже эксцентричными типами систем ядерных вооружений", которые, по мнению Кофмана, теперь заиграли в новом свете.

Другой эксперт по вооружениям, Джеффри Льюис, в статье для Foreign Policy пишет, что все системы, обнародованные Путиным, были известны еще администрации Барака Обамы: "Даже крылатая ракета, по поводу которой, как я теперь понимаю задним числом, делали намеки уже какое-то время американские официальные лица".

Были ли испытания?

CNN и Foxnews сообщили со ссылкой на неназванных официальных лиц, что анонсированная Путиным ракета находится еще лишь в стадии разработки и что США наблюдали недавно попытку запустить такую ракету, которая закончилась падением в Арктике (хотя тут не до конца понятно, как отличить успешный запуск ракеты от запуска, закончившегося ее падением – и в любом случае, при настоящих испытаниях ракеты в конце полета ядерный реактор должен с большой скоростью врезаться в поверхность Земли).

По словам Путина, испытания прошли на Центральном полигоне. Рамм в "Известиях" приводит мнение, что это полигон в поселке Ненокса Архангельской области (Государственный центральный морской испытательный полигон ВМФ). При этом Центральный ядерный полигон Российской Федерации находится на архипелаге Новая Земля. Кофман также предполагает, что показанный в ролике запуск совершен на Новой Земле.

Первый подводный ядерный взрыв в СССР и первый ядерный взрыв на Новой Земле 21 сентября 1955 г. Испытание торпеды Т-5 мощностью 3,5 килотонны на глубине 12 м (бухта Чёрная).

Авторы проекта Warzone вспоминают в связи с этим о непонятном выбросе в атмосферу радиоактивного вещества йод-131 в феврале прошлого года, источником которого был Кольский полуостров на севере России. Выброс йода-131, по их словам, был зафиксирован – среди десятков других изотопов – и в ходе испытаний ядерного двигателя в Неваде в 60-х годах.

Правда, выброс одного изотопа йода без других радионуклидов вряд ли может быть следом испытания “грязной” ракеты с ядерным двигателем.

“Скорее всего, там были бы как минимум два изотопа и даже еще больше, – объясняет Гибалов. – Когда у нас течет, грубо говоря, из работающего реактора, то мы видим сразу четыре изотопа йода и два изотопа рутения (но это, по всей видимости, не относится к утечке рутения на Урале в прошлом году. –​ РС). Если у нас потекло какое-то количество йода сквозь стенку, то дальше все эти четыре изотопа путешествуют вместе. И это все очень хорошо мониторится и определяется, метод широко используется. Мое мнение: в случае реальных полетов даже на Новой Земле с включенным ядерным двигателем, именно полетов, а не наземных стендовых испытаний, мониторинговые станции их заметят – правда, при условии, что реактор “течет”.

При штатной работе, утверждает эксперт, обнаружить след от его работы будет достаточно сложно: “Да, все равно происходит активация воздуха. К сожалению, самый долгоживущий изотоп, который можно при этом обнаружить – это аргон-41, у него примерно два часа период полного распада. У США есть самолеты, которые оборудованы детекторами всяких продуктов активации, продуктов распада. Но, думаю, таким самолетом можно зафиксировать след от ракеты, практически только пролетев через него в течение не такого большого времени”. Но отсутствие протечек у нового ядерного двигателя, как было сказано выше, крайне маловероятно.

Путин в своей речи заявил, что успешные испытания были проведены в конце прошлого года. "Ведомости" внесли странное дополнение к этой информации, сообщив со ссылкой на источник, близкий к ВПК, что радиационная безопасность при испытаниях ракеты была обеспечена, поскольку "ядерную установку на борту представлял электрический макет".

Можно ли было запустить прототип ракеты, в котором вместо ядерного двигателя стоит заменяющая его электрическая установка? Гибалов говорит, что это не только возможно, но и вполне логично:

– Реактор с точки зрения техники – просто нагреватель, его очень легко заменить тепловыделяющими элементами из проволоки, по которой течет ток, обычными ТЭМами. Это было бы очень разумное решение при первых полетах ракеты, чтобы понять, насколько правильно спроектирована аэродинамика, система управления. Просто выбрасываем, допустим, будущую боеголовку, и заменяем ее полутонной батареек, которые дают тепловой эквивалент реактора, может быть, сниженной мощности. Делают они это очень недолго, 10, 20, 30 секунд, не больше минуты, но позволяют исследовать это все, не опасаясь катастрофы прямо в первом полете.

В интервью журналистке NBC Меган Келли Путин сказал, что тесты новых вооружений прошли хорошо, "над некоторыми системами еще нужно поработать, поднастроить, а некоторые уже поступили в войска и находятся на боевом дежурстве". На просьбу под запись дать ответ на вопрос "есть ли у вас работающая межконтинентальная ракета с ядерным двигателем, которая успешно прошла тестирование", Путин заявил: "Они все прошли его удачно. Просто разные системы находятся на разных стадиях готовности".

Гибалов называет создание крылатой ракеты с ядерной энергетической установкой теоретически решаемой задачей, учитывая современный уровень технологий, но все равно крайне дорогой и ресурсоемкой. Он называет косвенные аргументы, указывающие на то, что в действительности ракеты, которую представил Совету Федерации Владимир Путин, может не существовать:

– В отличие от других новых видов оружия, озвученных президентом, у этой конструкции не было никаких следов. Например, про разработку "Сармата" известно давно. То там, то сям вылезали элементы конструкции, прикидки, научные статьи, был какой-то шлейф косвенных признаков, что ведется такая разработка. Можно, конечно, отсутствие этого шлейфа в случае с крылатой ракетой объяснять тем, что здесь были гайки закручены по-настоящему. Например, по разработкам современного ядерного оружия ничего невозможно найти, какое оружие разрабатывается, какие там используются технические принципы – это все абсолютно закрыто на 100%. Но тут же есть не только ядерная часть, тут есть еще ракетно-крылатая часть. И, как кажется мне и другим коллегам, были бы какие-то следы. Думаю, как минимум этот проект находится на довольно ранней стадии разработки.

Стратегический баланс

Уильям Перри, министр обороны США в администрации Билла Клинтона и эксперт по разоружению, пишет в Politico, что новые вооружения, анонсированные Путиным, ничего не меняют в балансе ядерного сдерживания: России не нужно изобретать новые средства для преодоления средств обороны США, “заходить с юга”, потому что у нее и так есть все возможности для этого: система противоракетной обороны, как неоднократно заявлял Вашингтон, не в состоянии противостоять массированному запуску межконтинентальных ракет, ее цель – отдельные залпы государств-парий вроде Северной Кореи, а Россия и США и так обладают возможностями уничтожить друг друга. Перри обеспокоен тем, что США могут втянуться в эту новейшую гонку с Россией – у кого “ядерная кнопка” больше.

О том же говорит и Льюис: “Гонка вооружений с русскими бессмысленна. Русские ведут ее сами с собой. Гонка с российским военно-промышленным комплексом – как борьба со свиньей: и ты в грязи, и свинья довольна”. Кофман не верит ни в то, что Россия нуждается в новых вооружениях, чтобы обеспечивать жизнеспособность ядерного сдерживания, ни в то, что они фундаментально меняют военный баланс с США. По мнению эксперта, “Россия не уверена в своих конвенционных [военных] возможностях в грядущие годы или вообще когда-нибудь”.

Выступление российского президента содержало явное послание: "ничего подобного ни у кого в мире пока нет", "с нами никто по существу не хотел разговаривать, нас никто не слушал. Послушайте сейчас". Но интересно, что Путин использует в качестве обоснования новых российских вооружений только развитие противоракетной обороны США, не обсуждая, например, совершенствование американских баллистических ракет, которое, как утверждают эксперты в статье “Как модернизация ядерных сил США подрывает стратегическую стабильность”, может изменить баланс сил сдерживания, особенно учитывая ограниченность российской системы раннего оповещения.

В том же выступлении Путин заявил, что “в обновленном обзоре ядерной стратегии США... снижается порог применения ядерного оружия” и что Россия может использовать ядерное оружие “только в ответ на применение против нее или ее союзников... оружия массового поражения или в случае агрессии... когда под угрозу поставлено само существование государства”.

Однако США видят именно у России "снижение порога" в использовании ядерных сил: “Уверенность России в том, что, использовав первыми ядерное оружие, в том числе оружие малой мощности, можно получить такое преимущество, отчасти основана на представлении Москвы о том, что обладание бóльшим количеством и разнообразием нестратегических ядерных средств обеспечивает превосходство в кризисной ситуации или в условиях более ограниченного конфликта. Недавние заявления России относительно этой формирующейся доктрины применения ядерного оружия можно расценить как снижение Москвой "ядерного порога", переступив который можно первыми применить ядерное оружие... Заставить Россию отказаться от таких иллюзий – стратегическая задача первостепенной важности… Повысить гибкость и многообразие ядерного потенциала США, в том числе допустив возможность использования ядерного оружия малой мощности, важно для сохранения способности предотвратить агрессию в масштабах региона. Это поднимет "ядерный порог" и будет способствовать тому, что потенциальные противники осознают невозможность получения преимущества за счет ограниченной ядерной эскалации, что в свою очередь снизит вероятность применения ядерного оружия”.