Het Buran-project is ongetwijfeld het meest indrukwekkende en duurste project ooit uit de Russische ruimtevaart. De toenmalige Sovjet-Unie startte in 1974 met dit ambitieuze project als antwoord op de plannen van de Amerikaanse Space Shuttle. Na één onbemande ruimtevlucht in 1988 werd het project echter gestopt en ging nooit nog een Russisch ruimteveer de ruimte in.
Uit angst voor de Space Shuttle
Het idee achter het concept van een herbruikbaar ruimtetuig was net als in de Verenigde Staten ook in de Sovjet-Unie al ontstaan tijdens de beginjaren van de ruimtevaart. Toch werd in Moskou nooit geld en tijd vrijgemaakt om een dergelijk project in de praktijk uit te werken. Toen de Verenigde Staten eind de jaren ’70 en begin de jaren ’80 druk in de weer waren met het ontwerpen en het testen van hun ruimteveer (Space Shuttle), stelde men zich in de toenmalige Sovjet-Unie steeds meer vragen over het nut van het Amerikaanse ruimteveer. Zo wekte het Amerikaanse Space Shuttle programma in Moskou zeer veel argwaan op doordat dit ruimteveer ook voor militaire doeleinden kon worden gebruikt en het beschikte over een zeer groot laadruim. Tot voor de komst van de Space Shuttle was de omvang en het gewicht van militaire satellieten en ladingen beperkt aangezien toenmalige draagraketten een beperkt laadvermogen hadden. De Amerikaanse Space Shuttle werd vooral ontworpen om vrachten tot 27 ton in een lage baan om de Aarde te brengen en zou volgens de ontwerpers makkelijk elke week kunnen gelanceerd worden. Om dit te onderzoeken vroeg de toenmalige Sovjet-regering aan verschillende industriële instellingen om het ontwerp en het nut van het Amerikaanse ruimteveer te analyseren waarna men in de Sovjet-Unie al gauw tot de vaststelling kwam dat vrachten van meer dan twintig ton voor civiele toepassingen toen niet bestonden. Hierdoor concludeerde men dat het Amerikaanse ruimteveer zou gebruikt worden voor militaire doeleinden. Toen de toenmalige Sovjet-minister van defensie Dmitriy Ustinov vervolgens ook nog eens een rapport in handen kreeg dat de Amerikaanse Space Shuttle in theorie zelfs kernbommen kon meenemen, was de Sovjet-Unie verplicht om hier op te antwoorden. Dit antwoord kwam er in de vorm van een eigen ruimteveer project dat de hoogste prioriteit kreeg.
Testmodellen en testvluchten
Officieel werd het Russische ruimteveer ontworpen om kosmonauten, ruimtetuigen en bevoorrading met in de ruimte te brengen maar vele jaren na de Koude Oorlog werd bekend dat dit project van in het begin in het leven werd geroepen voor militaire doeleinden. Welke militaire missies het Russisch ruimteveer zou hebben uitgevoerd, is tot op heden nog steeds geheim. De bouw van de Russische ruimteveren begon in 1980 en tegen 1984 was een eerste testmodel op ware grootte al klaar. In juli 1983 vond een eerste testvlucht van een BOR-5 schaalmodel plaats waarna uiteindelijk nog eens vijf testvluchten met schaalmodellen werden uitgevoerd. BOR stond voor ‘Bespilotnyi Orbital'nyi Raketoplan’ en waren een reeks van kleine onbemande ruimtetuigen die in de ruimte gebracht werden om tal van zaken op vlak van aerodynamica en hittebestendigheid te testen en demonstreren. De BOR-5 ruimtetuigen waren schaalmodellen (1:8) van de Buran en werden door middel van Russische Kosmos raketten vanop de Kapustin Yar lanceerbasis in de ruimte gebracht. Terwijl de Verenigde Staten het test-ruimteveer Enterprise hadden voor het testen en demonstreren van landingsfases werd in de Sovjet-Unie hiervoor beroep gedaan op OK-GLI test-ruimteveer. Dit testmodel werd door middel van raketmotoren vanop de begane grond tot op een bepaalde hoogte gebracht waarna de OK-GLI teruggleed als een zweefvliegtuig om vervolgens te landen op een landingsbaan. Alles samen werden meer dan twintig van deze testvluchten uitgevoerd waardoor de ingenieurs van het Buran-project waardevolle informatie verkregen over het ontwerp en de stuurbaarheid van hun ruimtetuig. Zo leerden Russische ingenieurs dankzij de vele testvluchten dat hun ruimteveer een glijgetal had van 6.5 in tegenstelling tot de Amerikaanse tegenhanger dat een glijgetal had van 5.5. Het glijgetal is in de luchtvaart en aerodynamica heel belangrijk en is de verhouding tussen de horizontale afgelegde afstand en de verticale afgelegde afstand (verminderde hoogte) van een niet aangedreven object dat zich voortbeweegt door de atmosfeer. Naast de grote testmodellen en BOR schaalmodellen werden ook nog tientallen andere testmodellen gebouwd waarmee ondermeer testen werden uitgevoerd in windtunnels.
Buran vs. Space Shuttle
We kunnen er niet omheen, het Russische ruimteveer lijkt als twee druppels water op zijn Amerikaanse tegenhanger. Is dit toeval? Helemaal niet! Zo is vandaag de dag geweten dat de toenmalige geheime dienst van de Sovjet-Unie, de KGB, documenten kon bemachtigen over het ontwerp van tal van onderdelen van de Amerikaanse Space Shuttle. Doordat het ontwerp van het Amerikaanse ruimteveer geen staatsgeheim was, bleek het uiteindelijk ook niet moeilijk te zijn om aan deze documenten te geraken. Ondanks het feit dat het Russisch ruimteveer sterke gelijkenissen vertoont met zijn Amerikaanse tegenhanger, zijn er toch enkele opmerkelijke verschillen. Zo heeft de Russische variant een totale lengte van 36,7 meter en een spanwijdte 23,9 meter terwijl het Amerikaanse ruimteveer 37,2 meter lang is en een spanwijdte heeft van 23,7 meter. Nog een verschil tussen beiden bevindt zich in het vrachtruim. Zo heeft het Russisch ruimteveer een vrachtruim van 18,5 x 4,6 meter terwijl het vrachtruim van het Amerikaanse ruimteveer 18 x 4,6 meter groot is. Daarnaast kon de Buran zwaardere vrachten in de ruimte brengen (maximum 30 ton) en zwaardere vrachten terug naar de Aarde brengen (maximum 20 ton). Ook binnenin de ruimteveren was er een verschil doordat de Russische variant tot maximaal tien kosmonauten kon vervoeren.
Ook het propulsiesysteem van het Russische ruimteveer was anders ten opzichte van dat van het Amerikaanse ruimteveer. Zo beschikte de Buran niet over drie herbruikbare Space Shuttle Main Engines (SSME) die werden gevoed door een externe brandstoftank. Het hoofdpropulsiesysteem van het Russische ruimteveer bevond zich in de bijhorende draagraket. Zo deden Russische ingenieurs hiervoor een beroep op de krachtige Energia raket. Dit was een zogenaamd ‘heavy-lift expendable launch system’ dat bestond uit vier boosterraketten die bevestigd werden aan een centrale rakettrap. Deze volledige configuratie beschikte over acht raketmotoren (4 x RD-0120 en 4 x RD-170). Deze krachtige draagraket kon vrachten tot honderd ton tot in een lage baan om de Aarde brengen en woog bij het lanceren maar liefst 2 400 ton. In tegenstelling tot de twee Solid Rocket Boosters en de External Tank die enkel konden gebruikt worden voor het lanceren van het Amerikaanse ruimteveer kon de Russische Energia raket ook nog voor andere lanceringen worden gebruikt. Ook in de assemblage en het transport van beide ruimteveren was er een opmerkelijk verschil. Zo werd het Amerikaanse ruimteveer met zijn Solid Rocket Boosters en External Tank in verticale houding overgebracht van de montagehal naar het lanceercomplex terwijl dit met de Russische Buran horizontaal gebeurde. Op die manier kon het Russische ruimteveer veel sneller worden verplaatst. Eenmaal aangekomen op het lanceercomplex werd de Energie raket met daarop het ruimteveer in verticale houding gebracht. Net als aan boord van het Amerikaanse ruimteveer werd voor de Russische variant ook een robotarm (Remote Manipulator System) ontwikkeld die zowel bediend kon worden vanuit de cockpit van het ruimteveer alsook vanuit het vluchtleidingscentrum op Aarde.
van de assemblagehal naar het lanceercomplex gebracht - Foto: NPO Molniya
Buran, Ptichka en Baikal
Net als de Verenigde Staten besliste ook de Sovjet-Unie om meer dan één ruimteveer te bouwen. Zo werden er gedurende het hele Buran-project vijf ruimteveren gebouwd en acht testmodellen. De testmodellen werden vooral gebruikt als simulator of om tal van testen mee uit te voeren. Het eerste ruimteveer dat klaar was, kreeg de naam ‘Buran’ (OK-1.01) wat in het Russisch zoveel betekent als ‘sneeuwstorm’. Het tweede Russisch ruimteveer dat werd gebouwd (OK-1.02), kreeg de namen ‘Ptichka’ (Russisch voor ‘kleine vogel’) en ‘Buria’ (Russisch voor ‘storm’) en de bouw hiervan begon in 1988. Een derde ruimteveer (OK-2.01), genaamd ‘Baikal’ was de eerste van een reeks ruimteveren dat gemoderniseerd werd naar aanleiding van ervaringen die men had opgedaan tijdens tests met de Buran en Ptichka ruimteveren. Uiteindelijk werd begin de jaren ’90 ook nog gestart met de bouw van nog eens twee ruimteveren (OK-2.02 en OK-2.03). Om de Russische ruimteveren uiteindelijk te transporteren, werd een beroep gedaan op een Antonov An-225 Mriya vrachtvliegtuig dat speciaal ontworpen werd om Russische ruimteveren en onderdelen van de Energia raket te verplaatsen. Net als in de Verenigde Staten werd een Russisch ruimteveer op de rug van dit gigantisch vliegtuig bevestigd.
Opleiding van kosmonauten
Om Sovjet-kosmonauten, die een opleiding kregen voor de Russische ruimteveren, zoveel mogelijk ervaring te laten opdoen met bemande ruimtevluchten werd beslist dat zij tijdens hun opleiding een zitje kregen aan boord van bemande Sojoez ruimtevluchten. Verschillende kosmonauten kwamen uiteindelijk in aanmerking om een eerste bemande ruimtevlucht uit te voeren met het Buran ruimteveer. Toen in 1985 echter beslist werd dat één van de twee crewleden van een Russisch ruimteveer een testpiloot moest zijn die werd opgeleid door het Russische Gromov Flight Research Institute daalde hierdoor het aantal kandidaten. Uiteindelijk raakten twee potentiële Buran-kosmonauten in de ruimte: Igor Volk en Anatoli Levchenko. Beiden verbleven ongeveer een week in een baan om de Aarde tijdens de Sojoez T-12 en Sojoez TM-4 ruimtemissies. Beide kosmonauten voerden ook verschillende testvluchten uit met het OK-GLI testmodel waarbij men hoogtes bereikte van zes kilometer en maximale snelheden tot 750 kilometer per uur. Igor Volk zou uiteindelijk de eerste gezagvoerder en piloot worden tijdens de eerste bemande vlucht met een Russisch ruimteveer. Anatoli Levchenko werd aangeduid als back-up en boordingenieur. Toen Anatoli Levchenko in augustus 1988 echter stierf aan de gevolgen van een hersentumor was dit een groot probleem voor het Buran-project aangezien men nu geen ervaren back-up gezagvoerder meer had. Om de veiligheid van de kosmonauten aan boord van de Russische ruimteveren te garanderen, werden deze in de cockpit uitgerust met twee schietstoelen. Op die manier kon de crew zich in veiligheid brengen indien er tijdens de eerste minuten van de lancering of tijdens de landing iets verkeerd zou gaan.
Onbemande ruimtevlucht
Op 15 november 1988 ging het eerste Russische ruimteveer, Buran, de ruimte in. Het ruimteveer werd vanop de Bajkonoer lanceerbasis in Kazachstan tot in een lage baan om de Aarde gebracht door middel van een krachtige Russische Energia raket. Op de Bajkonoer lanceerbasis werd het oude lanceercomplex van de Sovjet N1 Maanraket omgebouwd tot thuisbasis van de Russische ruimteveren. In tegenstelling tot de Amerikaanse Space Shuttle, die in 1981 zijn eerste ruimtevlucht maakte, was de Buran onbemand. Zowel de lancering, de baanmanoeuvres in de ruimte alsook de terugkeer en landing werden volledig automatisch uitgevoerd. Buran bracht zichzelf na de lancering ook tot in een hogere baan om de Aarde. Na twee omwentelingen gemaakt te hebben om onze planeet werden uiteindelijk de raketmotoren aan boord van het ruimtetuig tot ontbranding gebracht waardoor het ruimteveer snelheid minderde en kon terugkeren naar de Aarde. Precies 206 minuten nadat het ruimteveer Buran was vertrokken vanuit Kazachstan landde het ruimtetuig probleemloos terug op een landingsbaan op de Bajkonoer lanceerbasis. Buran had tijdens zijn ruimtevlucht slechts vijf van de 38 000 hittebestendige tegels verloren en ondanks een sterke wind landde het ruimteveer op slechts enkele meters van de op voorhand aangeduide plaats. Dit was de eerste maal in de geschiedenis van de ruimtevaart dat een complex ruimtetuig van deze omvang een volledig automatische ruimtevlucht uitvoerde. Ondanks het feit dat men oorspronkelijk dacht dat er zich tijdens deze eerste onbemande ruimtevlucht geen vracht in het laadruim van de Buran bevond, werd pas vele jaren later bekend dat dit niet klopte. Zo bevond zich aan boord van de Buran de zogeheten ‘37KB’ module. Deze cilindervormige module, met een diameter van 4,1 meter en een lengte van 5,1 meter, had een gewicht van 7 ton en werd ontwikkeld als werk- en leefruimte voor een Russisch ruimtestation. Zo zou deze module aan boord van een Russisch ruimteveer kunnen blijven of kunnen vastgehecht worden aan het Russische ruimtestation Mir 2 door middel van de robotarm. Na deze eerste geslaagde onbemande testvlucht zou de Sovjet-Unie in 1991 opnieuw een onbemande ruimtevlucht uitvoeren met ditmaal het ruimteveer Ptichka. Om het Russische ruimteveer maximaal te testen zou men dan in 1992 en 1993 nog eens twee onbemande testvluchten uitvoeren waarbij de Russische ruimteveren meer dan een week in een baan om de Aarde zouden blijven. Uiteindelijk was het de bedoeling om in 1994 de eerste bemande ruimtevlucht uit te voeren met een Russische ruimteveer.
een korte maar historische ruimtevlucht - Foto: NPO Molniya
Einde van een ambitieus project
Het Buran-project had als belangrijkste taak om de eer en de trots van het Russische ruimtevaartprogramma te herstellen na het verliezen van de wedloop naar de Maan. De Sovjet-Unie had dan wel als eerste land een ruimtestation in een baan om de Aarde gebracht, toch was dit niets in vergelijking met projecten als het Amerikaanse ruimteveer dat duizenden over de hele wereld inspireerde. Zo zouden de Russische ruimteveren gebruikt worden om te koppelen met het Russische ruimtestation Mir en zouden deze een belangrijke rol spelen in de realisatie van een toekomstig Russische ruimtestation (Mir 2). Daarnaast zouden deze Russische ruimtetuigen een belangrijke rol spelen in de Koude Oorlog aangezien men ze ook kon inzetten voor militaire doeleinden. De Russische ruimteveren hadden uiteindelijk de perfecte tegenhangers moeten zijn voor de Amerikaanse Space Shuttles maar helaas is het nooit zover gekomen. Na de onbemande ruimtevlucht van het ruimteveer Buran in November 1988 werd het project stopgezet omwille van een te hoog oplopend prijskaartje en de slechte politieke situatie in de toenmalige Sovjet-Unie. De twee overige ruimteveren, Ptichka en Baikal, werden nooit volledig afgewerkt (95% afgewerkt) en het project werd uiteindelijk door de toenmalige president Boris Jeltsin op 30 juni 1993 officieel stopgezet. Op dat moment had men in de Sovjet-Unie aan het Buran-project al 71 miljoen dollar uitgegeven.
Van attractie tot schroot
Doordat er verschillende Russische ruimteveren en testmodellen werden gebouwd, bleef men na het stopzetten van het project plots zitten met een grote hoeveelheid aan kostbare onderdelen en hardware. Zo werd het OK-GLI testmodel verkocht aan het Duitse Technikmuseum Speyer waar het ruimteveer momenteel te bewonderen is in een permanente ruimtevaartentoonstelling. Dit is dan ook de enige plaats in Europa waar men een Russisch ruimteveer kan bezichtigen. Het ruimteveer Ptichka, dat 95% klaar was maar nooit de ruimte inging, bevindt zich vandaag de dag nog steeds op de Bajkonoer lanceerbasis en is eigendom van Kazachstan. Andere testmodellen van de Buran, de OK-TVA en OK-KS, bevinden zich in een pretpark in Moskou waar bezoekers een kijkje kunnen nemen en in een fabriek van het Russische ruimtevaartbedrijf RSC Energia. De twee overige ruimteveren die men op het moment van het stopzetten van het project aan het bouwen was, werden ontmanteld en delen ervan, zoals de hittebestendige tegels, werden via het internet verkocht. Maar wat ongetwijfeld het meest waardevolle onderdeel van het Buran-project had moeten zijn, werd in 2002 helemaal herleid tot schroot. Toen in mei 2002 het dak van de hangar 112, waar zich op dat moment het ruimteveer Buran en een heuse Energia raket in bevonden, in elkaar stortte, werden het ruimteveer en de raket totaal vernield. Hierbij kwamen ook zeven mensen om het leven die er op dat moment aan het werk waren. Een onderzoek wees later uit dat het dak wellicht is ingestort door gebrekkig onderhoud en te veel regen. Hierdoor is het enige Russiche ruimteveer dat ooit de ruimte inging niet meer te bezichtigen. Terwijl Buran de trots en eer had moeten herstellen van het Russische ruimtevaartprogramma stierf het hele project definitief onder het puin van een verlaten hangar.
in het Duitse Technikmuseum Speyer - Foto: Kris Christiaens
Sinds 1997 is het OK-TVA testmodel van het Russisch ruimteveer te bewonderen
in het Gorki Park pretpark in Moskou - Foto: Vladimir Menkov
