Буран: история создания и первого запуска на орбиту

Размещено на http://www.allbest.ru/

"БУРАН" - советский крылатый орбитальный корабль многоразового использования. Предназначен для выведения на орбиту вокруг Земли различных космических объектов и их обслуживания; доставки модулей и персонала для сборки на орбите крупногабаритных сооружений и межпланетных комплексов; возврата на Землю неисправных или выработавших свой ресурс спутников; освоения оборудования и технологий космического производства и доставки продукции на Землю; выполнения других грузопассажирских перевозок по маршруту Земля-космос-Земля, решения ряда оборонных задач.

Внутренняя компоновка, конструкция

В носовой части "Бурана" расположены герметичная вставная кабина объемом 73 кубических метров для экипажа (2 - 4 чел.) и пассажиров (до 6 чел.), отсеки бортового оборудования и носовой блок двигателей управления.

Среднюю часть занимает грузовой отсек с открывающимися вверх створками, в котором размещаются манипуляторы для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажно-сборочных работ и различных операций по обслуживанию космических объектов. Под грузовым отсеком расположены агрегаты систем энергоснабжения и обеспечения температурного режима. В хвостовом отсеке (рис. справа) установлены агрегаты двигательной установки, топливные баки, агрегаты гидросистемы. В конструкции "Бурана" использованы алюминевые сплавы, титан, сталь и другие материалы. Чтобы противостоять аэродинамическому нагреванию при спуске с орбиты, внешняя поверхность ОК имеет теплозащитное покрытие, рассчитанное на многоразовое использование.

На менее подверженную нагреву верхнюю поверхность устанавливается гибкая теплозащита, а другие поверхности покрыты теплозащитными плитками, изготовленными на основе волокон кварца и выдерживающими температуру до 1300 С. В особо теплонапряженных зонах (в носках фюзеляжа и крыла, где температура достигает 1500 - 1600 С) применен композиционный материал типа углерод-углерод. Этап наиболее интенсивного нагревания ОК сопровождается образованием вокруг него слоя воздушной плазмы, однако конструкция ОК не прогревается к концу полета более чем до 160 С. Каждая из 36000 плиток имеет конкретное место установки, обусловленное теоретическими обводами корпуса ОК. Для снижения тепловых нагрузок выбраны также большие значения радиусов затупления носков крыла и фюзеляжа. Расчетный ресурс конструкции - 100 орбитальных полетов.

Двигательная установка и бортовое оборудование

Объединенная двигательная установка (ОДУ) обеспечивает довыведение ОК на опорную орбиту, выполнение межорбитальных переходов (коррекций), точное маневрирование вблизи обслуживаемых орбитальных комплексов, ориентацию и стабилизацию ОК, его торможение для схода с орбиты. ОДУ состоит из двух двигателей орбитального маневрирования (на рис.справа), работающих на углеводородном горючем и жидком кислороде, и 46 двигателей газодинамического управления, сгрупированных в три блока (один носовой блок и два хвостовых). Более 50 бортовых систем, включающих радиотехнические, ТВ и телеметрические комплексы, системы жизнеобеспечения, терморегулирования, навигации, энергоснабжения и другие, объединены на основе ЭВМ в единый бортовой комплекс, который обеспечивает продолжительность пребывания "Бурана" на орбите до 30 суток

Теплота, выделяемая бортовым оборудованием, с помощью теплоносителя подводится к радиационным теплообменникам, установленным на внутренней стороне створок грузового отсека, и излучается в окружающее пространство (в полете на орбите створки открыты).

Выведение на орбиту

Запуск "Бурана" осуществляется с помощью универсальной двухступенчатой РН "Энергия", к центральному блоку которой крепится пирозамками ОК. Двигатели 1-й и 2-й ступеней РН запускаются практически одновременно и развивают суммарную тягу 34840 кН при стартовой массе РН с "Бураном" около 2400 т (из них около 90% составляет топливо). В первом испытательном запуске беспилотного варианта ОК, состоявшемся на космодроме Байконур 15 ноября 1988 года, РН "Энергия" вывела ОК за 476 сек. на высоту около 150 км (блоки 1-й ступени РН отделились на 146-й сек. на высоте 52 км). После отделения ОК от 2-й ступени РН был осуществлен двухкратный запуск его двигателей, что обеспечило необходимый прирост скорости до достижения первой космической и выход на опорную круговую орбиту. Расчетная высота опорной орбиты "Бурана" составляет 250 км (при грузе 30 т и заправке топливом 8 т). В первом полете "Буран" был выведен на орбиту высоту 250,7/260,2 км (наклон орбиты 51,6 ) с периодом обращения 89,5 мин. При заправке топливом в количестве 14 т возможен переход на орбиту высотой 450 км с грузом 27 т.

При отказе на этапе выведения одного из маршевых ЖРД 1-й или 2-й ступени РН ее ЭВМ "выбирает" в зависимости от набранной высоты либо варианты выведения ОК на низкую орбиту или на одновитковую траекторию полета с последующей посадкой на одном из запасных аэродромов, либо вариант выведения РН с ОК на траекторию возврата в район старта с последующим отделением ОК и посадкой его на основной аэродром. При нормальном запуске ОК 2-я ступень РН, конечная скорость которой меньше первой космической, продолжает полет по баллистической траектории до падения в Тихий океан.

Возвращение с орбиты

Для схода с орбиты ОК разворачивается двигателями газодинамического управления на 180 (хвостом вперед), после чего на непродолжительное время включаются основные ЖРД и сообщают ему необходимый тормозной импульс. ОК переходит на траекторию спуска, снова разворачивается на 180 (носом вперед) и выполняет планирование с большим углом атаки. До высоты 20 км осуществляется совместное газодинамическое и аэродинамическое управление, а на заключительном этапе полета используются только аэродинамические органы управления. Аэродинамическая схема "Бурана" обеспечивает ему достаточно высокое аэродинамическое качество, позволяющее осуществить управляемый планирующий спуск, выполнить на трассе спуска боковой маневр протяженностью до 2000 км для выхода в зону аэродрома посадки, произвести необходимое предпосадочное маневрирование и совершить посадку на аэродром. В то же время конфигурация ЛА и принятая траектория спуска (крутизна планирования) позволяют аэродинамическим торможением погасить скорость ОК от близкой к орбитальной до посадочной, равной 300 - 360 км/ч. Длина пробега составляет 1100 - 1900 м, на пробеге используется тормозной парашют. Для расширения эксплуатационных возможностей "Бурана" предусматривалось использование трех штатных аэродромов посадки (на космодроме (ВПП посадочного комплекса длиной 5 км и шириной 84 м в 12 км от старта), а также в восточной (Хороль Приморского края) и западной (Симферополь) частях страны). Комплекс радиотехнических средств аэродрома создает радионавигационное и радиолокационное поля (радиус последнего около 500 км), обеспечивающие дальнее обнаружение ОК, его выведение к аэродрому и всепогодную высокоточную (в том числе автоматическую) посадку на ВПП.

История создания ОК "Буран"

Работы по созданию крылатых космических кораблей в Советском Союзе имеют свою историю.

Идея использовать крылья на возвращаемом космическом аппарате возникла сразу же с началом полетов в космос. Это обуславливалось желанием использовать потенциальные возможности земной атмосферы (в первую очередь, управляемое торможение и точное маневрирование) и тем авиационным заделом, с которым первые ракетчики пришли в космонавтику. Поэтому наличие крыльев на спускаемом аппарате, движущимся в атмосфере, выглядело простым и логичным.

С.П. Королев считал парашютную посадку бесперспективной, и потому, по его заказу, параллельно с Востоком, лапоток проектировал П.В. Цыбин. Машина задумывалась классической аэродинамической схемы, с трапециевидным крылом и нормальным хвостовым оперением. Свое полуофициальное название аппарат получил из-за характерной формы фюзеляжа, в аэродинамическую тень которого несущие плоскости убирались при входе в плотные слои атмосферы.

Занимался крылатыми кораблями и А.Н. Туполев, но пока о них известно крайне мало: опытный экземпляр беспилотного ВКС 130 был построен, а его пилотируемый вариант 136 должен был называться Красная К 1965 г. из всех минавиапромовских программ осталась одна известная сегодня под названиями 50-50 и Спираль, разрабатывавшаяся в ОКБ Микояна под руководством Г.Е. Лозино-Лозинским.

ОК "Буран" задумывался как военная система. Вот как вспоминал об этом в 1994-м году директор головного в ракетно-космической промышленности Центрального НИИ машиностроения Ю.А. Мозжорин.

Программа имеет свою предысторию. В 1972 г. Никсон объявил, что в США начинает разрабатываться программа Space Shuttle . Она была объявлена как национальная, рассчитанная на 60 пусков челнока в год, предполагалось создать 4 таких корабля; затраты на программу планировались в 5 миллиардов 150 миллионов долларов в ценах 1971 г. В дальнейшем они конечно подросли, как и у всех бывает, достигли 13 миллиардов 400 миллионов долларов. Программа была серьезная, поскольку создавались 4 стартовых комплекса, на базе Ванденберг и на мысе Кеннеди, создавались специальные производства.

Челнок выводил на околоземную орбиту 29,5 т, и мог спускать с орбиты груз до 14,5 т. Это очень серьезно, и мы начали изучать, для каких целей он создается? Ведь все было очень необычно: вес, выводимый на орбиту при помощи одноразовых носителей в Америке, даже не достигал 150 т/год, а тут задумывалось в 12 раз больше; ничего с орбиты не спускалось, а тут предполагалось возвращать 820 т/год. Это была не просто программа создания какой-то космической системы под девизом снижения затрат на транспортные расходы (наши, нашего института проработки показали, что никакого снижения фактически не будет наблюдаться), она имела явное целевое военное назначение.

И действительно, в это время начали говорить о создании мощных лазеров, лучевого оружия, оружия на новых физических принципах, которое теоретически позволяет уничтожать ракеты противника на расстоянии в несколько тысяч километров. Как раз вот создание такой системы и предполагалось для отработки этого нового оружия в космических условиях .

Слова Юрия Александровича подтверждает заместитель Главного конструктора МКС Буран В.М. Филин:

Необходимость создания отечественной многоразовой космической системы как средства сдерживания потенциального противника была выявлена в ходе аналитических исследований, проведенных Институтом проблем машиноведения АН СССР и НПО Энергия в период 1971 75 гг. Было показано, что США, введя в эксплуатацию свою многоразовую систему Space Shuttle , смогут получить решающее военное преимущество в плане нанесения превентивного ракетно-ядерного удара по жизненно-важным объектам на территории нашей страны.

В решениях НТС Министерства общего машиностроения и Министерства обороны ставилась задача: исключить возможную техническую и военную внезапность, связанную с появлением у потенциального противника многоразовой транспортной космической системы Space Shuttle принципиально нового технического средства доставки на околоземные орбиты и возвращения на Землю значительных масс полезных грузов .

Первый вариант отечественного ответа на американский вызов выглядел следующим образом: достаточно традиционная схема, включающая двухступенчатый носитель с пакетным разделением ступеней, в верхней части которого размещался транспортный корабль.

Облик носителя в существующем виде определился тоже далеко не сразу, и пакетная его компоновка не случайна. Возглавивший в 1975 г. ведущую ракетно-космическую фирму страны, получившую тогда же название НПО Энергия , академик В.П.Глушко весьма благоволил к концепции универсальной системы из множества стандартных ракетных блоков. Между тем, пятнадцатью годами раньше, в начале разработки легендарной Н1, такую схему исследовал Королев и отказался от нее как от самой неэффективной по массе. С другой стороны, реализованный Сергеем Павловичем моноблочный вариант, во-первых, требовал сложных, долгих и дорогих наземных испытаний. Во-вторых, главное он исключал перевозку готовых блоков с заводов в Москве, Днепропетровске и Куйбышеве на космодром; на Байконуре пришлось бы строить новый гигантский производственный комплекс. Для будущих программ это, может быть, было и приемлемо, но военных категорически не устраивало. Победил компромисс.

Корабль должен был состоять из трех частей: носовой (конической), с кабиной экипажа и рулевыми двигателями, средней (цилиндрической), с объемистым грузовым отсеком, и кормовой, с двигателями довыведения, орбитального маневрирования и топливом для них. В атмосферу аппарат должен был входить вперед коническим носом, с некоторым углом атаки этого достаточно, чтобы на тех скоростях получить определенное аэродинамическое качество, скользящий управляемый спуск. Посадка же предполагалась по парашютно-ракетной системе, на выдвижные опоры-амортизаторы.

Предложенная схема имела колоссальное преимущество отсутствовали крылья, большую часть времени бывшие паразитной массой. К достоинствам предложенной схемы можно также отнести следующее:

- имелся серьезный практический задел по спускаемым аппаратам с небольшим аэродинамическим качеством (КК "Союз", боеголовки баллистических ракет);

- имелись и давно использовались в Воздушно-десантных войсках сложные парашютные системы (с тормозными РДТТ), позволяющие осуществлять мягкую посадку тяжелых объектов;

- снимались жесткие требования по точности приземления;

отпадала необходимость в дорогой и сложной наземной инфраструктуре (в первую очередь аэродромов);

- конструкция космического корабля без крыльев и оперения по сравнению с крылатым ОК конструктивно является более простой и легкой при равной прочности, имеет меньшую омываемую площадь (что снижает массу теплозащиты), более простые алгоритмы управления, что в конечном итоге приводит к большей эффективности в эксплуатации

А к главному недостатку малую дальность бокового маневра при спуске. Нужна же была большая, что диктовалось элементарным соображением: в отличие от американцев с их раскиданными по всему миру авиабазами (а аварийные полосы для Шаттла сооружены по всему миру, от острова Пасхи до Марокко), у нас была только территория СССР - много, но недостаточно. И только три полосы (на Байконуре, в Крыму и у озера Ханка на Дальнем Востоке)... Сесть же на них нужно было с любого витка!

Проблему пытались решить: корпус корабля стал в сечении треугольным, однако это были полумеры. В общем, схема однокилевой бесхвостки с переменной стреловидностью передней кромки крыла напрашивалась, но решающим фактором стала не аэродинамика. Как раз здесь сказалось положение догоняющих: к этому времени облик американской системы после многократных изменений был, наконец, утвержден. И сработало классическое, увы, в нашей оборонке мнение: американцы не глупее, делайте, как у них!

Промежуточный вариант ОК "Буран" предусматривал установку воздушно-реактивных двигателей (ВРД). Это обуславливалось следующим: в связи с тем, что все аэродромы для посадки "Бурана" расположены на территории бывшего СССР, в течении суток возникало достоточно много витков, посадка с которых невозможна. Из этой ситуации могло быть два принципиальных выхода: расширить количество аэродромов (но "Буран" создавался как военный объект, а стратегические союзники были расположены "компактно" к границам СССР, Куба же была слишком близка к территории потенциального противника), либо повысить энерговооруженность атмосферного участка за счет установки ВРД. Конструкторы выбрали второй путь.

В дальнейшем (по техническим причинам) от использования на штатном ОК "Буран" ТРД в конце концов отказались (испытав воздушно-реактивную двигательную установку в реальных атмосферных полетах самолета-аналога БТС-002), однако в связи с тем, что изготовление и оборудование летных образцов (первой серии) уже шло полным ходом, конструктивно-силовую схему планера менять было поздно и ниши в ХЧФ под установку двигателей зашили панелями обшивки и закрыли гибким теплозащитным покрытием.

После необходимых доработок, транспортировки на космодром, испытаний и подготовки к старту, напряженный труд десятков тысяч людей завершился триумфом 15 ноября 1988 года.

Многоразовая космическая система "Энергия - Буран" Орбитальный корабль "Буран"

Работы над многоразовым орбитальным кораблем были начаты в 1974 году в рамках подготовки "Комплексной программы НПО "Энергия". Это направление работ было поручено главному конструктору И.Н. Садовскому. Заместителем главного конструктора по орбитальному кораблю был назначен П.В. Цыбин. Центральным вопросом при определении технического облика орбитального корабля был выбор его принципиальной схемы. На начальном этапе рассматривались два варианта схемы: первый - самолетная схема с горизонтальной посадкой и расположением маршевых двигателей второй ступени в хвостовой части; второй - схема "несущий корпус" с вертикальной посадкой. Основное ожидаемое преимущество второго варианта - предполагаемое сокращение сроков разработки за счет использования опыта и заделов по кораблям "Союз". В результате дальнейших исследований была принята самолетная схема с горизонтальной посадкой как наиболее отвечающая требованиям, предъявляемым к многоразовым системам.

Проектные исследования, проведенные в направлении оптимизации многоразовой космической системы в целом, определили вариант системы, в котором маршевые двигатели были перенесены на центральный блок II ступени носителя. Энергетическая и конструктивная развязка ракетной системы выведения и орбитального корабля позволила проводить независимую отработку носителя и орбитального корабля, упростила организацию работ и обеспечила одновременную разработку универсальной сверхтяжелой отечественной ракеты-носителя "Энергия". Головным разработчиком орбитального корабля являлось НПО "Энергия", в сфере деятельности которого было создание комплекса бортовых систем и агрегатов для решения задач космического полета, разработка программы полета и логики работы бортовых систем, окончательная сборка корабля и его испытания, увязка наземных комплексов для подготовки и проведения пуска и организация управления полетом.

Создание по ТЗ НПО "Энергия" несущей конструкции корабля - его планера, разработка всех средств спуска в атмосфере и посадки, в том числе тепловой защиты и бортовых систем, изготовление и сборка планера, создание наземных средств его подготовки и испытаний, а также воздушная транспортировка планера, корабля и ракетных блоков были поручены специально созданному для этих целей НПО "Молния" и Тушинскому машиностроительному заводу (ТМЗ) МАП. С исключительной энергией и с большим энтузиазмом, опираясь практически на вновь созданный коллектив, вел работы по кораблю "Буран" генеральный директор и главный конструктор НПО "Молния" Г.Е. Лозино-Лозинский. Его ближайшим помощником был первый заместитель генерального директора и главный конструктор Г.П. Дементьев. Большой вклад в создание планера корабля "Буран" внесли директор ТМЗ С.Г. Арутюнов и его заместитель И.К. Зверев, Основные цели создания корабля "Буран" определялись тактико-техническими требованиями на его разработку:

Головными разработчиками НПО "Энергия" и НПО "Молния" с участием ЦАГИ (Г.П. Свищев) и ЦНИИМАШ (Ю.А. Мозжорин) был проведен сравнительный анализ двух схем корабля с горизонтальной посадкой - схема моноплана с низкорасположенным крылом двойной стреловидности и схема типа "несущий корпус". В результате сравнения в качестве оптимального варианта для орбитального корабля была принята схема моноплана. Совет главных конструкторов с участием институтов МОМ и МАП 11 июня 1976 года утвердил это решение. В конце 1976 года был разработан эскизный проект орбитального корабля.

В середине 1977 года для дальнейшего развертывания работ из службы 19 по космическим кораблям (руководитель К.Д. Бушуев) была переведена большая группа специалистов в службу 16 (руководитель И.Н. Садовский). Был организован комплексный проектный отдел 162 по орбитальному кораблю (начальник отдела Б.И. Сотников). Проектно-компоновочное направление в отделе возглавлял В.М. Филин, программно-логическое - Ю.М. Фрумкин, вопросы основных характеристик и эксплуатационных требований вел В.Г. Алиев. В 1977 году был выпущен технический проект, содержащий всю необходимую информацию для разработки рабочей документации.

Работы по созданию орбитального корабля находились под жесточайшим контролем Министерства и Правительства. В конце 1981 года генеральный конструктор В.П. Глушко принял решение о передаче орбитального корабля в службу 17, возглавляемую первым заместителем генерального конструктора, главным конструктором Ю.П. Семеновым. Заместителем главного конструктора по орбитальному кораблю был назначен В.А. Тимченко. Это решение было продиктовано необходимостью максимального использования опыта проектирования космических кораблей и повышения организационно-технического уровня руководства по созданию орбитального корабля. Одновременно с передачей дел по орбитальному кораблю проводится частичная реорганизация. В службу 17 переводится проектный отдел 162, преобразованный в отдел 180 (Б.И. Сотников), и подразделение ведущего конструктора В.Н. Погорлюка. В службе создается отдел 179 (В.А. Овсянников) по средствам приземления и аварийного спасения, куда вливается сектор В.А. Высоканова, переведенный из отдела 161. В кратчайшие сроки были разработаны детальные графики создания орбитального корабля, контролируемые главным конструктором, определены нерешенные вопросы и сроки их реализации. По существу, с этого времени начался этап реального воплощения идей в конкретные изделия.

Особое внимание уделялось наземной экспериментальной отработке. Разработанная комплексная программа охватывала весь объем отработки, начиная от узлов и приборов и кончая кораблем в целом. Предусматривалось создание около сотни экспериментальных установок, 7 комплексных моделирующих стендов, 5 летающих лабораторий и 6 полноразмерных макетов орбитальных кораблей. Для отработки технологии сборки корабля, макетирования его систем и агрегатов, примерки с наземным технологическим оборудованием были созданы два полноразмерных макета корабля ОК-МЛ-1 и ОК-МТ.

Первый макетный экземпляр корабля ОК-МЛ-1, основным назначением которого было проведение частотных испытаний как автономно, так и в сборке с ракетой-носителем, был доставлен на полигон в декабре 1983 года. Этот макет использовался также для проведения предварительных примерочных работ с оборудованием монтажно-испытательного корпуса, с оборудованием посадочного комплекса и универсального комплекса стенд-старт.

Макетный корабль ОК-МТ был доставлен на полигон в августе 1984 года для проведения конструкторского макетирования бортовых и наземных систем, примерки и отработки механо-технологического оборудования, отработки технологического плана подготовки к пуску и послеполетного обслуживания. С использованием этого изделия были проведены полный цикл примерок с технологическим оборудованием в МИК ОК, макетирование связей с ракетой-носителем, отработаны системы и оборудование монтажно-заправочного корпуса и стартового комплекса с заправкой и сливом компонентов объединенной двигательной установки. Работы с изделием ОК-МЛ-1 и ОК-МТ обеспечили проведение подготовки к пуску летного корабля без существенных замечаний. Для горизонтально-летных испытаний был разработан специальный экземпляр орбитального корабля ОК-ГЛИ, который был оснащен штатными бортовыми системами и оборудованием, функционирующим на заключительном участке полета. Для обеспечения взлета корабль ОК-ГЛИ был оснащен четырьмя турбореактивными двигателями.

В августе 1983 года в НПО "Энергия" был доставлен планер орбитального корабля для дооснащения и развертывания на его основе постоянно действующего комплексного стенда. В объединении было создано оперативно-техническое руководство, возглавляемое Ю.П. Семеновым. Оперативное ежедневное руководство работами осуществлял его заместитель А.Н. Иванников. Для разработки программно-математического обеспечения испытаний был создан отдел 107 (начальник отдела А.Д. Марков). Электрические испытания на КС-ОК начались в марте 1984 года. Работы по испытаниям возглавили Н.И. Зеленщиков, А.В. Васильковский, А.Д. Марков, В.А. Наумов и руководители электроиспытаний А.А. Мотов, Н.Н. Матвеев. Комплексная экспериментальная отработка на КС-ОК продолжалась в круглосуточном режиме без выходных дней 1600 суток и была завершена лишь тогда, когда ОК "Буран" готовился на стартовом комплексе к запуску. Чтобы охарактеризовать объем и эффективность экспериментальной отработки на КС-ОК, достаточно отметить, что отработано 189 разделов комплексных испытаний, выявлено и устранено 21168 замечаний.

Большую эффективность испытательных работ на КС-ОК обеспечил высокий уровень автоматизации испытаний, который составил 77% от общего объема работ. (Для сравнения - уровень автоматизации испытаний транспортного корабля "Союз ТМ" составлял 5%.)

Анализ результатов экспериментальной отработки на КС-ОК позволил обосновать ряд технических решений о возможности сокращения объемов работ по наземной предполетной подготовке ОК "Буран" без снижения ее качества. Так, например, три версии программного обеспечения БВК ( 17, 18, 19) проверялись по программе первого полета только на КС-ОК. Оценивая результаты экспериментальной отработки на КС-ОК, можно заключить, что комплексный стенд сыграл исключительную роль в обеспечении безопасности и сокращении сроков наземной предполетной подготовки ОК "Буран", в снижении расходов материальных ресурсов на его создание.

Размерность ОК и отсутствие на период сборочных работ по кораблю транспортных средств для доставки корабля в полной комплектации с завода-изготовителя на технический комплекс привели к необходимости проведения сборочных работ поэтапно. На заводе-изготовителе - Тушинском машиностроительном заводе - проводилась сборка планера массой не более 50 т, которая лимитировалась грузоподъемностью самолета 3М-Т. Планер транспортировали водным путем по реке Москве до г. Жуковский, где его грузили на самолет 3М-Т, а затем воздушным путем перевозили на посадочный комплекс полигона Байконур, где его после перегрузки на автомобильное шасси доставляли в монтажно-испытательный корпус. Планер транспортировали практически без орбитальных систем и отдельных агрегатов (кабины экипажа, вертикального оперения, шасси), на нем было установлено только 70% теплозащитного покрытия. Таким образом, в МИК ОК необходимо было развернуть сборочное производство и организовать процесс поставки необходимых комплектующих изделий. Планер первого летного орбитального корабля был доставлен на космодром Байконур в декабре 1985 года.

Отправке планера первого летного корабля "Буран" на технический комплекс предшествовала большая подготовительная работа. В отличие от ракеты-носителя "Энергия", для которой использовались техническая позиция и основная часть стартового комплекса от ракеты-носителя Н1, для ОК "Буран" все надо было создавать заново: все сооружения технического комплекса, на которых должны быть проведены досборка корабля и укомплектование его бортовыми системами, электрические испытания; посадочный комплекс с сооружениями, обеспечивающими обслуживание корабля после посадки, и командный диспетчерский пункт. Работы по созданию всех сооружений велись медленно, и к моменту прибытия планера первого летного корабля основная техническая позиция корабля (площадка 254) была готова только на 50-60%. Из пяти залов, необходимых для сборки и испытаний корабля, можно было сдать в эксплуатацию только один (зал 104).

Однако даже он в январе 1986 года использовался как складское помещение. В нем временно разместили наземно-испытательное оборудование орбитального корабля (около 3000 ящиков, массой не менее одной тонны каждый), которое предстояло в кратчайшие сроки доставить в пультовые, смонтировать и провести пусконаладочные работы. Для проведения испытаний необходимо было ввести в строй более 60 пультовых и около 260 помещений. Не были готовы к работе площадка для огневых контрольных испытаний объединенной двигательной установки, монтажно-заправочный корпус, специализированные площадки для работы с кораблем на посадочном комплексе. Решение об отправке планера первого летного корабля при такой низкой готовности технической позиции было принято после многократных обсуждений. Отправка должна была оживить работы на космодроме Байконур. Работы с ракетой-носителем "Энергия" опережали работы по кораблю, так как этому направлению оказывалось, как и в предыдущие годы, более пристальное внимание на всех этапах работ. К этим работам более тяготело и руководство Министерства.

В январе 1986 года во время полета на космодром министра О.Д. Бакланова с большой группой руководителей отраслей смежных министерств, генеральных и главных конструкторов, участвовавших в создании комплекса "Энергия-Буран", принимается решение об улучшении организации работ и создании оперативных групп для дальнейшей подготовки комплекса на космодроме. Там же О.Д. Бакланов подписал приказ о создании трех оперативных групп. Первая группа должна была обеспечить подготовку корабля "Буран" и всех технических средств для его запуска в III квартале 1987 года. Руководителем группы назначен главный конструктор корабля Ю.П. Семенов. Подготовка многоразовой космической системы "Энергия-Буран", руководителем которой был назначен главный конструктор комплекса "Энергия-Буран" Б.И.Губанов, входила в задачу второй группы. Третья группа занималась вопросами подготовки наземного и стартового оборудования. Руководил ею заместитель министра С.С. Ванин. В состав групп были включены все необходимые специалисты, в том числе военные строители. В приказе отмечалось, что все члены группы должны находиться непосредственно на космодроме до решения основной задачи - запуска комплекса "Энергия-Буран". Руководителям групп были даны все необходимые полномочия для решения поставленных задач. Доклады руководителей регулярно заслушивались на Межведомственной оперативной группе (МОГ), которая под председательством О.Д. Бакланова проводила свои заседания, выезжая на Байконур. После назначения О.Д. Бакланова секретарем ЦК КПСС в 1988 году МОГ возглавил вновь назначенный министр В.Х. Догужиев, он же стал Председателем Государственной комиссии по проведению пуска.

После выхода приказа началась круглосуточная напряженная работа без выходных, практически на грани человеческих возможностей. Руководители групп сосредоточили на Байконуре всех необходимых специалистов. Все вопросы решались комплексно. Одновременно со строительными работами велись монтаж оборудования и пусконаладочные работы. Параллельно решались разные вопросы - от обеспечения размещения персонала, организации питания и транспорта до отдыха специалистов. Значительно увеличилась численность испытательной службы, только на площадке 254 с января по март 1986 года численность возросла с 60 до 1800 человек. В испытательные бригады входили представители всех организаций. За достаточно короткий срок в течение января-февраля 1986 года были разработаны пооперационные графики, определена необходимая комплектация под каждую операцию, составлен полный перечень материальной части, подлежащей поставке на технический комплекс, организована разработка технологических паспортов сборки. Для упорядочения процесса изготовления материальной части на основных производствах и поставки ее на ТК в необходимые сроки была внедрена система заявок, направляемых с ТК на завод. В заявке указывался перечень материальной части под сборочную операцию и срок ее поставки для обеспечения пооперационного графика сборки. Заявки составлялись не только на "бортовую" комплектацию, но и любую материальную часть, необходимую для сборки и автономных испытаний, в том числе на механо-технологическое оборудование, расходные материалы, компоненты и т.д. Выполнение заявок контролировалось на ежедневных заседаниях первой рабочей группы. На основном производстве состояние с изготовлением и поставкой комплектующих регулярно рассматривалось на заседаниях Межведомственной оперативной группы. Такая система заявок дала возможность наладить достаточно четкий порядок изготовления и поставки комплектующих изделий (свыше 4000 наименований) и обеспечила планирование сборочных работ. Учитывая большой объем работ по нанесению теплозащитного покрытия, в МИК ОК был создан специализированный участок изготовления плиток теплозащитного покрытия. Это позволило не только обеспечить изготовление необходимого количества плиток для штатного цикла нанесения на корпус планера, но и оперативно обеспечить выполнение ремонтных работ по замене плиток, поврежденных в процессе подготовки ОК к пуску Несмотря на огромные трудности, сборка орбитального корабля завершилась. Бессменным руководителем сборки был заместитель главного инженера ЗЭМ В.П.Кочка. Практически за четыре месяца был подготовлен комплекс наземных средств. В мае 1986 года начались электрические испытания. Параллельно проводилась заключительная отработка систем.

Ни в отечественной, ни в мировой практике ракетно-космической техники не было аналогов, по сложности равных кораблю "Буран", Об этом красноречиво говорит следующее:

В процессе работы неоднократно возникали нештатные ситуации, такие, как несанкционированное снятие электропитания, и испытателям приходилось искать безаварийный выход из создавшегося положения. Об ответственном отношении специалистов к порученной работе говорит и такой пример. Испытатель П.В. Махаев при анализе телеметрической информации, полученной во время комплексных испытаний по программе "Работа ОДУ на площадке ОКИ", выяснил, что из-за нештатного завершения программы после приведения бортовых систем в исходное состояние два клапана ОДУ в течение нескольких часов находились под напряжением. В комплексе 14 (руководитель комплекса А.М. Щербаков) были организованы экспериментальные работы, которые проводились на предприятии круглосуточно, в результате чего была подтверждена работоспособность указанных клапанов. ОДУ для их замены не была снята и сроки подготовки ОК "Буран" выдержаны. Программа первого полета орбитального корабля многократно и тщательно обсуждалась. Рассматривались два варианта: трехсуточный и двухвитковый полеты, Трехсуточный полет решал больше задач, но при этом существенно увеличивался необходимый объем экспериментальной отработки. При реализации двухвиткового полета можно было не устанавливать ряд систем, таких, как система электропитания на электрохимических генераторах, система открытия створок, радиаторы и ряд других, требующих большой отработки. В то же время двухвитковый полет выполнял основную задачу - отработку участков выведения, спуска в атмосферу и посадки на посадочную полосу.

За несколько месяцев до пуска в адрес Правительства было направлено коллективное письмо, подписанное в том числе летчиками-космонавтами И.П. Волком и А.А. Леоновым, о том, что "Буран" не сможет надежно выполнить полет в автоматическом варианте и что первый полет, как у американцев, должен быть пилотируемым. Работала специальная комиссия, которая согласилась с предложением технического руководства о беспилотном пуске. В результате обсуждения для первого пуска был принят вариант двухвиткового полета.

Как уже отмечено выше, 26 октября 1988 года после докладов о готовности орбитального корабля, ракеты-носителя, стартового комплекса, полигонного измерительного комплекса, Центра управления полетом, средств связи и расчетов и о метеорологическом прогнозе на ближайшие дни Государственная комиссия под председательством В.Х. Догужиева приняла решение о запуске ОК "Буран" 29 октября 1988 года в 6 ч 23 мин московского времени. Подготовка к запуску проходила успешно, метеоусловия были благоприятными, скорость ветра не превышала 1 м/с. Все команды по циклограмме предстартовой подготовки исполнялись нормально, оставалось отвести от ОК "Буран" переходный стыковочный блок, но за 51 с до команды "Контакт подъема" в систему управления ОК и автоматизированный испытательный комплекс поступила команда "Аварийное прекращение подготовки РН", по которой системы ОК "Буран" были автоматически приведены в исходное, состояние и выключены со снятием бортового питания. Такая нештатная ситуация была предусмотрена, отработана на КС-ОК и проверялась на ОК "Буран" при проведении экспериментального транспортирования на стартовый комплекс. Государственная комиссия приняла решение отложить старт и слить низкокипящие компоненты топлива из ОК и РН. Анализ показал, что отбой запуска произошел из-за несвоевременного отвода платы системы азимутального наведения РН. После устранения всех замечаний, имевших место при предстартовой подготовке, и докладов о готовности к повторному запуску было принято решение о проведении повторной предстартовой подготовки и запуске 15 ноября 1988 года в 6 часов утра московского времени.

Предстартовая подготовка орбитального корабля началась за 11 ч до старта. На этот раз прогноз метеоусловий был неблагоприятный. Подготовка проходила без замечаний, все системы корабля функционировали исправно. В 1 час ночи была получена телеграмма об ухудшении прогноза метеоусловий. Увеличивалась облачность, шел снег, порывы ветра достигали 20 м/с. Орбитальный корабль рассчитывался на посадку при скорости ветра до 15 м/с. Собралась на экстренное заседание Государственная комиссия. Решение зависело от трех главных конструкторов - Ю.П. Семенова, Г.Е. Лозино-Лозинского и В.Л. Лапыгина. Они, уверенные в возможностях орбитального корабля, приняли решение продолжать подготовку к пуску. Пуск состоялся в 6 ч 00 мин 02 с 15 ноября 1988 года. Все системы в полете работали нормально. Три часа ожидания, и, наконец, на экранах мониторов появился возвращающийся "Буран". Проделав все предпосадочные маневры, он вышел точно на посадочную полосу, приземлился, пробежал 1620 м и замер посреди посадочной полосы, боковое отклонение составило всего 3 м, а продольное - 10 м при скорости встречного ветра 17 м/с, время полета составило 206 мин. Корабль был выведен на орбиту с высотой 263 км и минимальной высотой 251 км. ОК "Буран" блестяще преодолел все трудности спуска в атмосфере и стоял на полосе, готовый к следующим полетам. Это были счастливые минуты. Завершился труд огромной кооперации разработчиков! Полет продемонстрировал высочайший уровень отечественной науки и техники. Создана система, не уступающая, а по многим параметрам и превосходящая систему "Спейс Шаттл". Впервые в мировой практике была проведена автоматическая посадка космического аппарата такого класса. Трудно было сдержать слезы радости по завершении полета: напряженный десятилетний труд увенчался убедительным успехом. Радовались даже противники создания орбитального корабля. Каково было изумление И.П. Волка, до конца не верившего в посадку беспилотного корабля, когда он воочию убедился в этом! Полет подтвердил правильность проектных и конструктивных решений, а также обоснованность и достаточность разработанной программы наземной и летной отработки. Программа МКС "Буран" предусматривала строительство трех орбитальных кораблей, позднее, в 1983 году по дополнительному заказу их число увеличили до пяти. Три из них были изготовлены, два последних практически остались "на бумаге", если не считать отдельных агрегатов.

По программе работ при втором пуске с использованием второго орбитального корабля планировалось осуществить семисуточный полет в автоматическом режиме. Программой полета предусматривалась стыковка со станцией "Мир" в беспилотном варианте и отработка бортового манипулятора для доставки сменных научных модулей. Третий корабль готовился для пилотируемого полета. На нем должны были ввести все усовершенствования в конструкцию и системы, а также устранить все замечания по первым пускам. В дальнейшем в пилотируемых полетах "Бурана" предполагалось завершить его летную отработку, в том числе при длительных полетах (до 30 суток), и приступить к эксплуатации корабля, включая транспортно-техническое обслуживание орбитальных комплексов и выведение на орбиту беспилотных космических аппаратов. Первый корабль после полета было решено подвергнуть тщательной дефектации. Позже он использовался для отработки транспортировки корабля в полной комплектации на самолете "Мрия".

Многоразовый орбитальный корабль "Буран" - это принципиально новый космический аппарат, объединяющий в себе весь накопленный опыт ракетно-космической и авиационной техники.

Корабль рассчитан на 100 полетов и может выполнять полеты как в пилотируемом, так и в беспилотном (автоматическом) варианте. Максимальное количество членов экипажа 10, при этом основной экипаж - 4 человека и до 6 человек - космонавты-исследователи. При стартовой массе до 105 т корабль выводит на орбиту полезный груз массой до 30 т и возвращает с орбиты на Землю груз массой до 20 т. Отсек полезного груза позволяет размещать груз длиной до 17 м и диаметром до 4,5 м. Диапазон высот рабочих орбит 200-1000 км при наклонениях от 51 до 110 . Расчетная продолжительность полета 7-30 суток. Обладая высоким аэродинамическим качеством, корабль может совершать боковой маневр в атмосфере до 2000 км. По аэродинамической схеме корабль "Буран" представляет собой моноплан с низкорасположенным крылом, выполненный по схеме "бесхвостка". Корпус корабля выполнен негерметичным, в носовой части находится герметичная кабина общим объемом более 70 куб.м, в которой располагается экипаж и основная часть аппаратуры. С внешней стороны корпуса наносится специальное теплозащитное покрытие. Покрытие используется двух типов в зависимости от места установки: в виде плиток на основе супертонкого кварцевого волокна и гибких элементов высокотемпературных органических волокон. Для наиболее теплонапряженных участков корпуса, таких, как кромки крыла и носовой кок, используется конструкционный материал на основе углерода. Всего на наружную поверхность "Бурана" нанесено свыше 39 тысяч плиток. Система управления основана на бортовом многомашинном комплексе и гиростабилизированных платформах. Она осуществляет как управление движением на всех участках полета, так и управление работой бортовых систем. Одной из основных проблем при ее проектировании была проблема создания и отработки математического обеспечения. Автономная система управления совместно с радиотехнической системой "Вымпел" разработки Всесоюзного научно-исследовательского института радиоаппаратуры (Г.Н. Громов), предназначенной для высокоточных измерений на борту навигационных параметров, обеспечивает спуск и автоматическую посадку, включая пробег по полосе до останова. Система контроля и диагностики, примененная здесь впервые на космических аппаратах как централизованная иерархическая система, построена на встроенных в системы средствах и на реализации алгоритмов контроля и диагностики в бортовом вычислительном комплексе. При этом было принято и реализовано принципиальное решение - использовать в качестве входной информации данные системы бортовых измерений, которые до этого традиционно применялись только для передачи измерений в Центр управления полетом, но не включались в бортовой контур управления, считаясь ненадежными. На ОК "Буран" же был проведен специальный анализ измерительных трактов с обеспечением необходимого резервирования для исключения ложных сигналов.

Радиотехнический комплекс связи и управления поддерживает связь орбитального корабля с ЦУП. Для обеспечения связи через спутники-ретрансляторы разработаны специальные фазированные антенные решетки, с помощью которых осуществляется связь при любой ориентации корабля. Система отображения информации и органов ручного управления обеспечивает экипаж информацией о работе систем и корабля в целом и содержит органы ручного управления в орбитальном полете и при посадке. Система электропитания корабля, созданная в НПО "Энергия", построена на базе электрохимических генераторов с водородно-кислородными топливными элементами разработки Уральского электрохимического комбината (А.И.Савчук). Мощность системы электропитания до 30 кВт при удельной энергоемкости до 600 Вт.ч/кг, что значительно превышает удельные параметры перспективных аккумуляторных батарей. При ее создании пришлось среди многих решить две основные проблемы: разработать впервые в СССР принципиально новый источник электроэнергии - электрохимический генератор на основе топливных элементов с матричным электролитом, обеспечивающий непосредственное преобразование химической энергии водорода и кислорода в электроэнергию и воду и разработать впервые в мире систему космического криогенного докритического (двухфазного) хранения водорода и кислорода без потерь. Система электропитания состоит из четырех ЭХГ, смонтированных совместно с пневмоарматурой и теплообменниками на раме в виде единого энергоблока, двух сферических криостатов с жидким водородом и двух сферических криостатов с жидким кислородом, двух блоков дренажа водорода и кислорода, через которые может также осуществляться аварийный сброс воды, вырабатываемой ЭХГ, и приборного модуля, в котором размещены приборы автоматического контроля и управления, а также электросиловой коммутации. Три электрохимических генератора из четырех обеспечивают штатную программу полета, два ЭХГ - посадку в аварийной ситуации. Секционирование хранения и подачи в ЭХГ водорода и кислорода также увеличивает надежность выполнения программы полета. Орбитальный корабль "Буран" снабжен бортовым комплексом обслуживания полезных грузов, включающим в себя бортовой манипулятор для различных операций с полезными грузами на орбите.

Особо необходимо остановиться на объединенной двигательной установке. Эта сложнейшая установка разработана в НПО "Энергия" при головной роли комплекса 27 (руководитель комплекса Б.А. Соколов). ОДУ, работающая на экологически чистых компонентах топлива - жидком кислороде и синтетическом углеводородном горючем синтин, предназначена для выполнения всех динамических операций орбитального корабля с момента прекращения работы II ступени ракеты-носителя "Энергия" до завершения спуска орбитального корабля в атмосфере. Жидкий кислород в паре с синтетическим углеводородом повышенной калорийности существенно повышает энергетические возможности орбитального корабля и одновременно делает его эксплуатацию более безопасной и экологически чистой, что особенно важно для многоразовых транспортных космических систем, а использование кислорода позволяет связать ОДУ с такими бортовыми системами, как системы электропитания и жизнеобеспечения.

Впервые в практике двигателестроения была создана объединенная двигательная установка, включающая топливные баки окислителя и горючего со средствами заправки, термостатирования, наддува, забора жидкости в невесомости, аппаратурой системы управления и т.п. Если оценивать по степени сложности и трудоемкости ракетные разгонные блоки, изготовленные в предыдущие годы, то ОДУ по степени насыщенности пневмогидравлическими системами, приборами и бортовой кабельной сетью, видами и объемами проверок на герметичность и контролю по установке двигателей можно отнести к самому сложному и трудоемкому изделию. Техническое своеобразие ОДУ, по сравнению с другими разработками аналогичного назначения, во многом определялось и определяется повышенными требованиями к безопасности и надежности, многократностью использования, участием в выходе из нештатных ситуаций, изменением ориентации перегрузок при входе в атмосферу и другими особенностями. Большинство новых технических решений при создании ОДУ было связано с транспортированием жидкого кислорода по длинным трубопроводам к управляющим двигателям ориентации и его длительным хранением на орбите; большим влиянием массы топлива на центровку ОК как крылатого летательного аппарата; специфическими требованиями к ОДУ как элементу многоразовой космической системы (увеличенный ресурс, большие нагрузки, операционная гибкость и др.), а также с рядом технических решений, потребовавших разработки качественно новых средств контроля, диагностики и аварийной защиты двигателей и систем ОДУ.