Energia-Polyus (6SL)

Energia aveva due varianti operative funzionalmente diverse. Energia-Polyus fu la configurazione iniziale di prova: il sistema Polyus stesso fungeva da stadio finale incaricato di portare il carico utile in orbita, mentre in Energia-Buran questo compito spettava all'orbiter. Il sistema Energia-Buran era stato progettato fin dall'inizio in modo che il booster potesse volare anche senza l'orbiter, come lanciatore cargo di grande capacità; quella configurazione si chiamava originariamente «Buran-T» e richiedeva uno stadio superiore aggiuntivo per l'inserimento orbitale finale. Poiché quello stadio superiore non era andato oltre la fase di progetto, il primo volo adottò un'altra soluzione: una sezione motori FGB (blocco cargo funzionale), costruita in origine per un modulo Mir poi cancellato, fu incorporata nello stadio superiore che doveva immettere in orbita il carico utile, un po' come facevano il Buran o lo Space Shuttle statunitense con il proprio inserimento finale. Nella tabella dei voli di Energia questo veicolo compare con il numero di serie 6SL; il materiale consultato non spiega che cosa significhino le lettere.

Polyus (in russo «polo»), noto anche come Skif-DM e con l'indice GRAU 17F19DM, era un prototipo di piattaforma orbitale d'arma. Le lettere DM stanno per «dynamic mock-up» (modello dinamico) della stazione da battaglia laser Skif, un progetto di oltre 80 tonnellate avviato alla fine degli anni Settanta presso l'NPO Energia e passato nel 1981 all'ufficio di progettazione Salyut a causa del carico di lavoro di Energia. Lo Skif doveva portare un laser a anidride carbonica da un megawatt sviluppato per il laboratorio volante Beriev A-60, e solo l'arrivo di Energia rese possibile mettere in orbita un veicolo così pesante. Il modello era lungo 37 m, con un diametro massimo di 4,1 m e un peso di circa 80.000 kg. Era formato da un blocco funzionale e di servizio, derivato dal veicolo di rifornimento TKS delle stazioni Salyut, e da un modulo di missione più grande. La sezione propulsiva comprendeva 4 motori principali, 20 propulsori per il controllo d'assetto e la stabilizzazione e 16 propulsori per la stabilizzazione fine. Per un esperimento ionosferico conteneva 420 kg di una miscela di xeno e kripton in 42 bombole da 36 litri ciascuna, il che permetteva anche di provare il sistema di scarico a momento nullo del laser senza rivelare lo scopo del veicolo.

Nel 1985 fu presa la decisione di lanciare in prova il nuovo booster, ancora in fase di banco di prova. Si valutò dapprima un carico utile fittizio di circa 100 tonnellate, ma una serie di cambiamenti dell'ultimo minuto portò a far volare invece lo Skif quasi ultimato, per una missione di 30 giorni. Il veicolo vero e proprio fu costruito in un solo anno, da settembre 1985 a settembre 1986. Il decollo, previsto inizialmente per settembre 1986, slittò a febbraio e poi a maggio 1987. Alla fine di gennaio 1987 lo Skif-DM fu trasferito dall'edificio di assemblaggio e collaudo del sito 92 al complesso di assemblaggio e rifornimento; il 3 febbraio 1987 fu accoppiato al razzo e il giorno dopo il complesso fu portato al banco di prova universale e alla rampa di lancio del sito 250. Fu pronto, infine, solo a fine aprile. Mikhail Gorbaciov visitò Baikonur l'11 maggio e, secondo il progettista capo di Salyut Yuri Kornilov, vietò la verifica in orbita delle capacità del veicolo; una decisione del 13 maggio 1987 ridusse l'insieme degli esperimenti. Per ragioni tecniche il carico utile viaggiava capovolto, sul fianco del razzo.

Il lancio, dal sito 250 di Baikonur, avvenne il 15 maggio 1987 alle 17:30 UTC, con cinque ore di ritardo. L'orbita prevista era di 280 km di quota con 64,6° di inclinazione. Entrambi gli stadi di Energia funzionarono come previsto: a 460 secondi lo Skif-DM si separò dal booster a una quota di 110 km, su una traiettoria di −15 × 155 km inclinata di 64,61°. Doveva ruotare di 180° in imbardata e di 90° in rollio prima di accendere il motore, ma compì invece una rotazione completa di 360°; quando il motore si accese rallentò il veicolo anziché spingerlo, e il carico utile rientrò su una traiettoria balistica sul Pacifico meridionale, nella stessa area del secondo stadio di Energia. Le fonti concordano sul fatto che il guasto fu del carico utile e non del razzo, ma lo descrivono in modo diverso: un errore del software del sistema di controllo d'assetto, un sistema di guida inerziale poco collaudato a causa dei tempi serrati, oppure un errore di commutazione elettrica. L'indagine accertò che a 568 secondi il dispositivo di controllo temporale ordinò lo sgancio dei coperchi del modulo laterale e dello scarico del laser, e che lo stesso comando era stato usato in precedenza per dispiegare i pannelli solari e disinnestare i propulsori di manovra.

I sovietici annunciarono il volo come un test suborbitale riuscito del nuovo booster con un carico utile fittizio; solo in seguito si seppe che avrebbe dovuto mettere in orbita il Polyus. Secondo la relazione finale, oltre l'80% dei compiti fu portato a termine, compresi tutti e quattro gli esperimenti applicati, e il volo fornì dati per affinare i carichi che l'orbiter Buran avrebbe affrontato nei suoi voli di prova. Parte dell'hardware del progetto fu riutilizzata nei moduli Kvant-2, Kristall, Spektr e Priroda della Mir e nei moduli Zarya e Nauka della Stazione Spaziale Internazionale. Energia-Polyus volò una sola volta.