ГЛАВА 5 ЛУННОЕ ПРОТИВОСТОЯНИЕ

ГЛАВА 5

ЛУННОЕ ПРОТИВОСТОЯНИЕ

ЭСКИЗЫ "APOLLO"

Осень 1957 года, осень советского космического триумфа, преподнесла президенту Дуайту Эйзенхауэру и всей республиканской администрации тяжелейший, но необходимый урок. Было сделано два важнейших вывода. Первый вывод: США заметно уступают Советскому Союзу в области ракетостроения и космонавтики, из-за чего страдает обороноспособность Западного мира. Второй: чтобы преодолеть отставание Америки в этой области, необходимо объединить усилия и ресурсы всех заинтересованных ведомств в рамках одной организации, которая будет заниматься только космической программой.

Еще в октябре 1957 года члены Американского ракетного общества призывали создать научно-исследовательское агентство по космонавтике. В ноябре с такой же инициативой выступила Национальная Академия наук. К апрелю 1958 года американскими конгрессменами было представлено двадцать девять соответствующих законопроектов. Их авторы сходились в одном: космонавтикой должна заниматься организация, которая сможет скоординировать разрозненные усилия военных и гражданских ведомств, направленные на преодоление отставания США в космической гонке.

29 июля 1958 года состоялось рождение НАСА Национального управления по аэронавтике и исследованию космоса (англ.: National Aeronautics and Space Administration, NASA). Управление было образовано на базе Национального консультативного совета по аэронавтике (англ.: National Advisory Committee tor Aeronautics, NACA). Специалисты этой уважаемой организации (восемь тысяч сотрудников) составили ядро нарождающейся корпорации. Помимо совета по аэронавтике, в состав НАСА была интегрирована Лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института (две с половиной тысячи человек), Военно-морской флот отдал свою группу, работавшую над искусственными спутниками (двести специалистов), а в 1960 году в НАСА перешел Вернер фон Браун с отделом проектирования Управления баллистических ракет армии.

Никто не может сказать, когда в первый раз было произнесено название "Apollo", но именно его предложил для нового проекта директор Управления программ пилотируемых космических полетов НАСА Эйб Силверстайн (1908–2001) в январе 1960 года. В июле того же года идея трехместного корабля "Apollo" для полетов вокруг Земли и для пилотируемого облета Луны была предана гласности. В октябре проектанты Целевой космической группы уже выпустили первые эскизы командного модуля "Apollo".

Однако президент Дуайт Эйзенхауэр не проявил к новому проекту ни малейшего интереса. На первый год работы над "Apollo" НАСА просило 23 миллиона долларов, но получило миллион. В декабре 1960 года агентство попросило 71 миллион, а Эйзенхауэр направил в конгресс запрос всего на 29,5 миллиона!

Не приходится сомневаться, что от закрытия проект "Apollo" спасли советские космические достижения. 20 апреля 1961 года, когда весь мир уже несколько дней находился под неизгладимым впечатлением от полета летчика-космонавта Юрия Алексеевича Гагарина (1934–1968), новый президент США Джон Фицджеральд Кеннеди (1917–1963) направил вице-президенту Линдону Бейнсу Джонсону (1908–1973) записку, в которой просил дать ему ответы на следующие конкретные вопросы. Во-первых, есть ли у США возможность оставить СССР позади, осуществив посадку ракеты на Луне? Во-вторых, существует ли какая-либо внятная космическая программа, обещающая внушительные результаты в ближайшее время? В-третьих, какие дополнительные расходы понадобятся для реализации этой программы? В-четвертых, должны ли США при разработке крупных ракет-носителей отдать предпочтение ядерному, жидкому или твердому топливу или комбинации всех трех? В-пятых, предпринимаются ли максимальные усилия по реализации космической программы и есть ли от этих усилий практическая отдача?

Вице-президент Джонсон поручил ответить на эти вопросы Вернеру фон Брауну. Немецкий конструктор в своем докладе весьма скромно и даже пессимистически оценил сложившуюся ситуацию, но при этом предложил аргументированную систему действий, которые США могли противопоставить полету Юрия Гагарина. В ответе на первый вопрос президента он обращал внимание на то обстоятельство, что своими недавними запусками советские ученые продемонстрировали, что в их распоряжении имеется ракета-носитель, способная доставить на околоземную орбиту полезную нагрузку весом более 6 т. С помощью такой ракеты возможно: доставить на орбиту несколько астронавтов одновременно, обеспечить мягкую посадку полезного груза на поверхность Луны, вывести капсулу весом от 1800 до 2250 кг на окололунную орбиту с последующим ее возвращением в атмосферу Земли. Однако для высадки человека на Луну и его возвращения на Землю потребуется ракета-носитель, мощность которой будет превышать мощность советской ракеты по крайней мере в десять раз.

В частности, немецкий конструктор писал:

Можно с уверенностью сказать, что: а) мы не имеем хороших шансов опередить Советы в создании пилотируемой "лаборатории в космосе"; б) у нас есть спортивный шанс добиться лидерства над Советами, осуществив мягкую посадку на лунную поверхность станции, оснащенной радиопередатчиком: в) у нас есть спортивный шанс раньше Советов совершить облет Луны пилотируемым кораблем с экипажем из трех человек (1965–1966 годы); г) у нас есть отличные шансы одержать победу над Советами, совершив первую высадку экипажа на Луне… Если мы предпримем ударную программу, я думаю, эта задача может быть выполнена в 1967–1968 годах.

Из текста письма следует, что Вернер фон Браун если и не был осведомлен о намерениях президента Кеннеди сделать лунную гонку главной ареной исторического соревнования капитализма и социализма, то очень хорошо представлял себе образ мыслей этого честолюбивого и решительного политика. Письмо возымело действие. 25 мая 1961 года президент Кеннеди обратился к конгрессу с посланием, озаглавленным "О неотложных национальных потребностях", в котором говорилось:

Если нам предстоит выиграть битву, которая развернулась в мире между свободой и тиранией, драматические достижения в космосе, имевшие место в последние недели, должны создать у всех нас ясное представление, как это было после спутника в 1957 году, что эта деятельность оказывает воздействие повсюду на планете на умы людей, задумывающихся над тем, какую дорогу им следует выбрать… Настало время… когда наша страна явно должна играть лидирующую роль в космических достижениях, что во многом может оказаться ключом к нашему будущему на Земле… Я считаю, что наша страна должна поставить перед собой цель до окончания текущего десятилетия высадить человека на Луне и благополучно вернуть его на Землю. Ни один космический проект в этот период не будет более впечатляющим для человечества или более важным в плане долгосрочного освоения космоса: и ни один из них не будет столь дорогостоящим и сложным для реализации.

Главное же в этом послании то, что американский президент озвучил конкретный срок исполнения "проекта века": конец текущего десятилетия, то есть самое позднее — 1969 или 1970 год. НАСА был выдан полный карт-бланш.

Прежде чем приступить к проектированию непосредственно космических кораблей для проекта, НАСА должно было определиться с выбором схемы полета к Луне и ракетой-носителем. Еще в апреле 1960 года руководство одобрило трехэтапную программу создания мощной ракеты-носителя "Saturn". Первой в этой серии должна была стать двухступенчатая ракета "Saturn С-1"; ее планировали запустить в 1961 году. Второй — трехступенчатая ракета "Saturn С-2" с запуском в 1963 году. Третьей — перспективная пятиступенчатая ракета "Saturn С-3". Для всех трех вариантов проектировалась единая первая ступень с двигателями "Р-1" на топливе кислород-керосин. Для второй и третьей ступеней фирма "Rocketdyne Div." должна была разработать кислородно-водородные двигатели "J-2". Для четвертой и пятой ступеней фирме "Pratt & Whitney" были заказаны двигатели "LR-115" или "RL-10".

После того как конгресс принял решение о финансировании программы подготовки лунной экспедиции, в США был создан Комитет по ракетам-носителям. В него вошли руководители НАСА, Министерства обороны, ВВС и некоторых корпораций. Комитет предложил разработать ракету-носитель "Saturn С-3" в трехступенчатом варианте. По расчетам, "Saturn С-3" был способен вывести на околоземную орбиту около 50 т полезного груза, а к Луне — всего 13,5 т. Этого было недостаточно, и НАСА, поощряемое позицией президента, смело расширило фронт работ над перспективной ракетой-носителем "Saturn С-5".

Два научных коллектива НАСА — Центр пилотируемых аппаратов в Хьюстоне и Центр имени Маршалла в Хантсвилле — рассматривали самые разные схемы экспедиции. Инженеры Хьюстона предлагали простой "прямой" вариант полета. Огромная ракета стартует с Земли и выводит на межпланетную трассу ракету меньшего размера с кабиной на трех астронавтов. При подлете к Луне эта вторая двухступенчатая ракета разворачивается "хвостом вперед", включением двигателей нижней ступени гасит скорость и опускается на широко расставленные опоры посадочного устройства. После того как астронавты исследуют район посадки и вернутся в свой командный модуль, верхняя ступень ракеты взлетает с Луны и ложится на обратный курс. Командный модуль с астронавтами тормозится в атмосфере Земли, выпускает парашюты и садится в океан.

Однако для такого путешествия была нужна ракета исполинского размера — высотой более 100 м и массой примерно в 5000 т. Проект такой ракеты, получившей название "Nova", был одобрен еще президентом Дуайтом Эйзенхауэром. С января 1959 года по июль 1960 года команда Вернера фон Брауна изучила множество возможных компоновок "Nova" на основе жидкостных ракетных двигателей "F-1" и "J-2". Первые проекты ракеты "Nova" (например, "Nova-4L"), согласно расчетам, могли вывести на окололунную орбиту полезный груз порядка 24 т, поэтому носитель пришлось дорабатывать, увеличивая его габариты и количество двигателей на ступень. В конце концов получилось настоящее чудовище — высотой 66 м и со стартовой массой 3152 т. Создание подобной ракеты, по мнению оптимистов, уходило далеко за 1970 год, а потому в конце концов "Nova" была отвергнута.

У Вернера фон Брауна появилось контрпредложение, с которым будущий шеф Центра имени Маршалла выступил еще в 1952 году в журнале "Collier’s". Зачем, спрашивается, запускать весь лунный комплекс одной гигантской ракетой, если можно собрать его на околоземной орбите из частей, выведенных ракетами меньшего размера?.. Летом 1961 года, когда НАСА искало возможность выполнить задание президента Кеннеди в короткий срок, идея показалась очень привлекательной. Ведь меньшая по размерам ракета требовала более скромных стартовых сооружений и сокращала время на разработку и испытания.

Был еще третий вариант, обещавший максимальную экономию доставляемой к Луне массы, а значит, и минимум массы при запуске с Земли. На Луну нужно садиться в небольшом посадочном модуле, оставив на селеноцентрической орбите главный корабль с командным модулем и ракетной ступенью для полета к Земле. Первым, еще в 1916 году, к этой идее пришел русский ученый Юрий Кондратюк. Изучая советскую литературу по космонавтике (после запуска "Спутника-1" в НАСА создали специальную библиотеку, в которой хранились переводы доступных советских книг на эту тематику), инженер Джон Корнелиус Хуболт (р. 1919) из Центра Лэнгли НАСА ознакомился с этим необычным предложением и начал пробивать его в жизнь.

Первоначально новый вариант отказались даже рассматривать. Рассказывают, что Макс Фаже (1921–2004), создатель космического корабля "Mercury" и первого проекта корабля "Apollo", выслушав в декабре 1960 года доклад Хуболта, закричал: "Ваши цифры врут!" Однако Джон Хуболт не сдавался и продолжал убеждать всех, кто хотел его слышать. Шли месяцы, и идея овладевала массами.

Нарушая все правила субординации и деловой переписки, Хуболт сумел "достучаться" до руководителей НАСА. По заданию из Вашингтона в начале 1962 года команда Вернера фон Брауна просчитала вариант стыковки у Луны, а специалисты Хьюстона — сборки у Земли. Выяснилось, что для первого варианта достаточно одной ракеты "Saturn С-5", а для второго потребуются две.

11 июля 1962 года решение лететь на Луну с расстыковкой и стыковкой на селеноцентрической орбите было утверждено официально. С этого момента в составе лунного космического комплекса появилось два отдельных корабля: командно-служебный модуль (англ.: Command Service Module, CSM) и лунный модуль (англ.: Lunar Module, LM).

Двухмодульный космический корабль и получил в конце концов название "Apollo". С помощью двигателей третьей ступени ракеты-носителя и командного модуля он должен был выводиться на орбиту искусственного спутника Луны. Двое астронавтов переходили из командного модуля в лунный, который затем отделялся от командного модуля и садился на Луну. Третий астронавт оставался в командном модуле на орбите. После завершения миссии на Луне кабина с астронавтами взлетала и стыковалась с командным модулем. Кабина отделялась и падала на Луну, а корабль с тремя астронавтами возвращался на Землю.

Предварительные расчеты показали, что "Saturn С-5" может вывести 120 т на околоземную орбиту и доставить 45 т к Луне, что вполне вписывалось в схему Джона Хуболта. Его сторонники торжествовали: им удалось переломить ожесточенное сопротивление оппонентов и заставить чиновников НАСА поверить в более оригинальный вариант.

ПРОГРАММА "7К-Л1"

В своей статье, опубликованной в газете "Правда" 10 декабря 1957 года, Сергей Павлович Королев сообщал:

Задача достижения Луны технически осуществима в настоящее время даже при помощи ракеты, взлетающей с Земли. В дальнейшем, по мере совершенствования техники ракетостроения, повышения энергетических возможностей и развития космических полетов, было бы очень интересным основание на Луне постоянной космической станции…

Здесь представляется заманчивым использование недр Луны для устройства помещений станции и создания своей мощной атомной энергетической системы с использованием лунных полезных ископаемых. Сила лунного притяжения меньше земного в шесть раз, и это, по-видимому, обеспечило бы условия жизни, похожие на земные.

Можно предположить, что в будущем именно Луна, являющаяся естественным и вечным спутником нашей планеты, станет основной промежуточной станцией на пути с Земли в глубины космоса…

Королев знал, о чем писал. Выиграв первый забег в космической гонке, Советский Союз собирался сохранить свой приоритет и в дальнейшем. На повестке дня стоял вопрос организации пилотируемого полета к Луне, и первыми этот полет должны были совершить советские космонавты.

В марте 1959 года в ОКБ-1 под руководством Сергея Павловича Королева началась подготовка к созданию нового космического корабля "Север", который должен был заменить орбитальный корабль "Восток" на последующих этапах развития советской космонавтики. Первоначально "Север", проходивший в документации под обозначением "7К", массой около 9 т. создавался как маневрирующий корабль. С его помощью планировалось отработать такие манипуляции, как маневрирование на орбите, сближение и стыковка, управляемый спуск возвращаемой капсулы. "Север" представлял собой как бы переходную ступень от космического корабля "Восток" к кораблям следующего поколения, получившим впоследствии наименование "Союз", и состоял из спускаемого аппарата в виде фары, который без труда вмещал трех космонавтов в скафандрах, и агрегатного отсека. Начать полеты "Севера" планировали в конце 1962 года. И теоретически, добавив к этому кораблю разгонный блок, его можно было бы отправить в облет Луны. Однако до изделия "Север" не довели: в процессе разработки встретились непреодолимые трудности, да и ракета "Р-7" не смогла бы вытянуть такой тяжелый корабль на орбиту.

Работы над проектом "Север" шли ни шатко ни валко. Нужно было менять концепцию, и в 1962 году в ответ на американскую программу "Apollo" проектный отдел № 9 ОКБ-1, возглавляемый Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым, предложил целый космический комплекс, состоявший из кораблей "7К", "9К" и "ПК" и предназначенный для облета Луны. Сначала на околоземную орбиту должен был выводиться корабль "9К" (разгонный блок), затем к нему последовательно пристыковывались три или четыре корабля "11К" (танкер) с горючим и окислителем. После завершения заправки должен был стартовать корабль "7К" с экипажем из двух человек, который после стыковки с заправленным разгонным блоком превращался в корабль для облета Луны. Если все пять запусков проходили успешно, то пилотируемый корабль массой 23 т с помощью двигателей разгонного блока "9К" переводился бы на облетную траекторию. Весь рейс не должен был занять больше восьми суток.

Для того времени такая схема выглядела очень сложной, ведь на орбиту не летал еще ни один корабль с экипажем, и не была отработана система стыковки, без которой осуществить проект попросту невозможно. Правда, имелась у нее и своя положительная сторона — для выведения кораблей на околоземную орбиту можно было использовать проверенную в деле и достаточно надежную ракету-носитель "Р-7" с дополнительной третьей ступенью (ракета "Восток").

На тот момент эйфория от космических успехов была столь велика, что практически без технической экспертизы 16 апреля 1962 года было принято постановление правительства о создании комплекса для облета Луны. Вся программа получила новое название — "Союз".

Эскизный проект космического комплекса для облета Луны "7К-9К-11К" с экипажем из двух человек Сергей Королев подписал 24 декабря 1962 года. Проект содержал основные положения, описание составных частей комплекса, направления дальнейших работ и требования к разработке. Чтобы не дразнить военных, которые всегда выступали главными заказчиками продукции советской ракетно-космической отрасли, в эскизном проекте были приведены материалы по двум типам кораблей военного назначения, создание которых было возможно на базе комплекса "Союз": пилотируемого спутника-разведчика ("Союз-P") и пилотируемого спутника-перехватчика ("Союз-П"). С середины 1963 года начался выпуск конструкторской документации. Что касается сроков, то на всех уровнях Сергей Королев заявлял, что в 1964 году "Союз" обязательно полетит.

В том же 1963 году Королев поставил задачу создания трехместного корабля "7К" для орбитальных полетов под названием "7К-ОК". Предложения по нему были подготовлены в начале 1964 года, а весной провели макетирование. Вскоре были утверждены исходные данные на конструкцию и бортовые системы. Именно этот корабль мы знаем сегодня под названием "Союз".

В тот период в США шло параллельное создание космических кораблей по программам "Gemini" и "Apollo". И если пуск корабля "Apollo" намечался на конец 1960-х годов, то испытания двухместного космического корабля "Gemini" должны были начаться в 1964 году, что ставило под угрозу первенство СССР в пилотируемых полетах. Такого советское руководство допустить не могло. Поэтому Сергею Королеву в конце 1963 года было передано личное задание Никиты Сергеевича Хрущева: подготовить и осуществить запуск многоместного корабля "Восход" на базе космического корабля "Восток". Работы по "Союзу" практически остановились.

Сумятицу в планы внес и главный конструктор ОКБ-52 Владимир Николаевич Челомей (1914–1984), который вышел к руководству с проектом облета Луны по петлеобразной траектории одноместным лунным кораблем "ЛК". Причем корабль должен был выводиться на околоземную орбиту трехступенчатой ракетой "УР-500К" ("Протон-К"), разработанной в том же бюро.

В 1964 году, после того как американцы сообщили об успешном запуске тяжелой ракеты "Saturn I", руководство Советского Союза почувствовало, что приоритет в области космических технологий ускользает, и впервые всерьез рассмотрело вопрос об экспедиции на Луну в ЦК КПСС и Совете Министров. В принятом Постановлении № 655–268 "О работах по исследованию Луны и космического пространства" от 3 августа 1964 года главной задачей была заявлена высадка советского космонавта на поверхность Луны в 1967–1968 годах, к 50-летию Октября. Осуществление программы облета Луны было поручено ОКБ-52, а проект "7К-9К-11К" поддержки вновь не получил. Тогда же Владимир Челомей подписал аванпроект корабля "ЛК-1".

13 октября был смещен Никита Хрущев, и ОКБ-52 Владимира Челомея, который до того активно пользовался поддержкой главы государства, оказалось "за бортом". Руководство лунной программой полностью перешло к Сергею Королеву, больше того — тот получил возможность использовать все наработки Челомея по пилотируемому полету к Луне и, в частности, ракету "УР-500К" для своих задач.

Для начала на бумаге конструкторы ОКБ-1 попытались скрестить трехступенчатую ракету Челомея с модифицированным вариантом корабля "7К". Предлагались самые различные варианты: например, рассматривалась возможность создания упрощенного аппарата "7К-ПЛК" ("Простейший лунный корабль"). Все обсуждаемые модификации были проще и рациональнее, чем первоначальный "7К-9К-11К", и, как представлялось, имели реальные шансы на осуществление.

26 августа 1965 года у председателя Военно-промышленной комиссии состоялось совещание на тему "О состоянии работ по исследованию космического пространства. Луны и планет". Говорилось о неудовлетворительном ходе работ по лунным программам, что "ставит под угрозу приоритет СССР в области освоения космоса". Было предписано считать центральной задачей 1965–1967 годов осуществление облета Луны пилотируемым кораблем. Министерству общего машиностроения (которое и занималось развитием советской космонавтики) поручалось: в недельный срок представить график изготовления и отработки "УР-500К"; совместно с руководителями ОКБ-1 и ОКБ-52 в двухнедельный срок рассмотреть и решить вопрос о возможности унификации кораблей для облета Луны и высадки экспедиции на ее поверхность; в месячный срок представить программу летноконструкторских испытаний ракеты "УР-500К" и пилотируемого корабля.

Так, на базе двух проектов родилась новая советская программа облета Луны, проходившая под обозначением "УР-500К-Л1" ("УР-500К-7К-Л1"). 15 декабря 1965 года она была утверждена и стала основной.

В соответствии с проектом предполагалось провести полет вариантом корабля "Союз" ("7К-Л1"), старт которого с околоземной орбиты осуществлялся бы при помощи блока "Д", имеющего высокосовершенный ракетный двигатель замкнутой схемы на топливе кислород-керосин. Однако масса корабля вместе с блоком "Д" превышала возможности трехступенчатой "УР-500К". Поэтому придумали оригинальную схему. "УР-500К" выводит систему "разгонный блок — корабль" на близкую к орбитальной траекторию, но последняя ступень не добирает до 1-й космической скорости несколько сотен метров в секунду. Довыведение на промежуточную орбиту осуществляется при первом включении двигателя блока "Д", а пустая третья ступень после отделения совершает полувитковый полет и падает в океан. В расчетное время двигатель блока "Д" запускается второй раз и переводит систему на траекторию полета к Луне. Далее схема повторяла программу облета Луны, изученную в рамках первоначального варианта темы "Союз" ("7К-9К-11К").

С корабля "Союз", имеющего расчетную массу 6,5 т, были сняты системы, от которых при облете Луны показалось возможным отказаться. Из-за этого корабль лишился бытового отсека и состоял из спускаемого аппарата (СА) и приборно-агрегатного отсека (ПАО), который, в свою очередь, разделялся на переходный отсек, приборный отсек и агрегатный отсек. Сверху на спускаемом аппарате устанавливался опорный конус системы аварийного спасения. В центральной части конуса имелся проход для доступа космонавтов к гермолюку спускаемого аппарата, через который экипаж корабля должен был совершать посадку в корабль на стартовой позиции. Опорный конус сбрасывался на орбите Земли, перед стартом корабля к Луне.

Спускаемый аппарат имел сегментально-коническую форму с усиленным теплозащитным экраном, позволявшим совершать вход в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Экран сбрасывался перед посадкой на Землю, на высоте нескольких километров. В спускаемом аппарате размещался пульт управления кораблем, бортовой вычислитель "Салют-3", научные приборы, фотоаппаратура, система жизнеобеспечения, элементы систем терморегулирования и радиосвязи, парашютная система, объекты биологических исследований, оптический ориентатор, аккумуляторная батарея, состоящая из восьми блоков. По сравнению с орбитальной версией "7К-ОК" в спускаемом аппарате корабля "7К-Л1" было увеличено число газовых двигателей системы управления спуском. В то же время в спасательном аппарате не устанавливалась запасная парашютная система. Снаружи в верхней части спускаемого аппарата размещалась остронаправленная параболическая антенна для радиосвязи с Землей, работающая в дециметровом диапазоне волн. Система ориентации и управления корабля была оснащена гироплатформой и новыми датчиками солнечно-звездной ориентации, работающими в комплексе с вычислителем "Салют-3".

Спускаемый аппарат соединялся с приборно-агрегатным отсеком с помощью переходного отсека, на котором располагались десять двигателей системы ориентации, работающие на перекиси водорода. По диаметру переходного отсека размещалась многовибраторная антенна командной радиолинии. В герметичном приборном отсеке находились буферные аккумуляторные батареи (основная и резервная) системы электропитания, приборы и аппаратура бортовых систем корабля. В негерметичном агрегатном отсеке размещалась корректирующая тормозная двигательная установка "КТДУ-53" с одним однокамерным двигателем многократного включения. В качестве горючего использовался несимметричный диметилгидразин, в качестве окислителя — смесь окислов азота в азотной кислоте. Топливо общей массой около 400 кг помещалось в четырех сферических баках в агрегатном отсеке. Кроме того, в агрегатном отсеке размещались двигатели системы ориентации, работающие на однокомпонентном топливе — перекиси водорода. На внешней поверхности находился радиатор-теплообменник системы терморегулирования корабля. Снаружи на приборно-агрегатном отсеке размещались две панели трехсекционных солнечных батарей. На концевых створках панелей находились антенны KB-диапазона для радиосвязи с Землей. У торца приборно-агрегатного отсека размещалась антенна УКВ-связи и радиотелеметрии.

В пилотируемом варианте корабля "7К-Л1" должны были устанавливаться дополнительные системы и устройства: два кресла с амортизаторами системы "Казбек" для размещения космонавтов, индикатор курса, астроориентатор, фотоаппарат "Салют-1М" с дополнительным длиннофокусным объективом "Таир-ЗЗС", кинокамера "16ЛK-K1" Красногорского завода, автоматический фотоаппарат "АФА-БАМ", фотоаппарат "СКД", индивидуальные дозиметры. В систему жизнеобеспечения вводился блок личной гигиены космонавтов. Бортовой вычислитель укомплектовывался долговременным запоминающим устройством "ДЗУ-4". Космонавты на корабле "7К-Л1 " должны были совершать полет в костюмах без спасательных скафандров.

Примечательно, что Сергей Королев, не слишком доверявший продукции ОКБ-52 Владимира Челомея, в 1965 году распорядился проработать еще один вариант пилотируемого облета Луны. В его варианте космический корабль "7К-Л1" выводился бы на орбиту в беспилотном режиме. Экипажу предстояло стартовать на орбиту на корабле "7К-ОК" с помощью ракеты "Союз", являвшейся очередной модификацией проверенной "Р-7". После стыковки кораблей космонавты должны были перейти в скафандрах "Ястреб" из бытового отсека "7К-ОК" в спускаемый аппарат "7К-Л1" через открытый космос и изогнутый тоннель в опорном конусе системы аварийного спасения. После этого корабль "7К-ОК" должен был автоматически отстыковаться, а корабль "7К-Л1", сбросив стыковочный узел с опорным конусом, стартовать к Луне.

Позднее на специальном самолете "Ту-104" проводились эксперименты по исследованию возможности перехода двух космонавтов в скафандрах из корабля "7К-ОК" в корабль "7К-Л1". В результате этих исследований вариант с подсадкой экипажа на орбите Земли был отвергнут.

РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА "Н1-ЛЗ"

То, что Советский Союз проиграл лунную гонку, ныне принято связывать с провалом программы создания сверхтяжелой ракеты-носителя "Н-1". В этом есть свой резон, ведь, если бы такая ракета сумела взлететь в установленные сроки, советский план экспедиции на Луну мог быть реализован раньше американского. Однако взлететь ей было не суждено.

По свидетельству соратников Королева, замысел сверхтяжелой трехступенчатой ракеты "Н-1" возник у Сергея Павловича еще в 1956 году. В различных источниках название ракеты расшифровывается как "Носитель-1" или как "Наука-1". Впервые свои предложения по такой ракете Королев представил 15 июля 1957 года. Начало же работ над проектом "Н-1" датируется 30 июля 1958 года.

В то время прорабатывалось множество возможных вариантов таких ракет, хотя к дальнейшему рассмотрению были приняты три.

Первый вариант был логическим продолжением ракеты "Р-7". Это была двухступенчатая ракета, у которой на основной корпус (вторая ступень) крепились шесть боковушек (первая ступень). То есть повторялась та же компоновка, которая успешно зарекомендовала себя на "Р-7". Длина такого пакета составляла 48 м. Каждая из боковушек снабжалась шестью кислородно-керосиновыми двигателями конструкции Николая Дмитриевича Кузнецова (1911–1995). На второй ступени предполагалось установить ядерный двигатель, который включался бы после отделения первой ступени. Стартовая масса такой ракеты составляла от 850 до 880 т, а выводимый на орбиту полезный груз — от 35 до 40 т.

Второй вариант представлял собой межконтинентальную баллистическую ракету с дальностью полета до 14 000 км. Для этой ракеты рассматривалась возможность использования двигателей конструкции Михаила Макаровича Бондарюка (1908–1969) и Валентина Петровича Глушко (1908–1989). При использовании двигателя Бондарюка ракета имела бы стартовую массу 87 т, включая боеголовку весом 2,6 т. С двигателями Глушко, соответственно, 100 т стартовой массы и боеголовка весом 4 т.

И наконец, третий вариант представлял собой носитель сверхтяжелого класса со стартовой массой 2000 т и массой полезного груза 150 т. В принципе это и был прообраз той ракеты, которая впоследствии стала известна под обозначением "Н-1". Первую и вторую ступени предполагалось выполнить в виде конуса. На первой ступени размещались 24 двигателя "НК-9" конструкции Кузнецова, вторая ступень имела четыре ядерных двигателя.

Ни один из этих вариантов не был реализован в том виде, как задумывался. Работы над ракетами с ядерны-ми двигателями были прекращены в конце 1959 года, когда стало ясно, что и обычный химический двигатель дает почти тот же эффект, но при этом ему не нужна сложная система защиты от радиации.

Первоначально эскизное проектирование сверхтяжелой ракеты проводилось ОКБ-1 в инициативном порядке. Однако уже 23 июня 1960 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров № 715–296 "О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960–1967 годах". Это была первая попытка утвердить на самом высоком уровне программу развития космонавтики в виде семилетнего плана.

В постановлении предусматривалось создание мощной ракеты-носителя "Н-1" на жидкостных ракетных двигателях в период с 1961 по 1963 год. Ракета "Н-1" должна была выводить на околоземную орбиту полезный груз массой 40–50 т и разгонять до второй космической скорости полезный груз массой 10–20 т. Вторым этапом на базе этой ракеты предполагалось создать носитель "Н-2", выводящий на орбиту 60–80 т и разгоняющий до второй космической скорости 20–40 т.

Эскизный проект ракетно-космических систем на базе "Н-1" Сергей Павлович Королев утвердил 16 мая 1962 года. Уже в нем стартовая масса носителя возросла по сравнению с первоначальными набросками до 2200 т, а грузоподъемность — до 75 т. Ракета проектировалась трехступенчатой, и все три ступени выполнялись в виде конуса, в который вписывались шесть сферических топливных баков последовательно уменьшающегося диаметра. Вся ракета проектировалась на двигателях Николая Кузнецова с компонентами топлива — жидкий кислород и керосин. На первой ступени (блок "А") устанавливались 24 тяговых двигателя. На второй (блок "Б") и третьей (блок "В") соответственно по 8 и 4 двигателя. Блоки "А" и "Б" комплектовались практически однотипными двигателями "НК-15". Блок "В" планировалось снабдить двигателями "НК-19". Предусматривалась возможность размещения на ракете четвертой ступени (блок "Г").

До конца 1963 года структурная схема лунной экспедиции с использованием сверхтяжелой ракеты "Н-1" еще не была выбрана. Но в докладной записке от 23 сентября 1963 года, посвященной программе развития космонавтики на период с 1965 по 1975 год, Сергей Королев излагает свой план покорения естественного спутника Земли.

Первый этап — облет Луны на пилотируемом корабле "Л-1" ("7К-9К-11К"), собираемом на околоземной орбите. Его мы обсуждали выше. К сказанному надо только добавить, что экипаж облетного корабля должен был произвести подробное картографирование поверхности Луны и определить возможные районы высадки будущей экспедиции.

Второй этап — отправка на Луну самодвижущегося вездехода "Л-2" с дистанционным управлением. Главной задачей было изучение поверхности Луны с целью выбора оптимального места посадки для основного и резервного лунного корабля. Кроме того, вездеход должен был собрать данные о свойствах лунного грунта, о магнитных полях Луны и интенсивности космического и солнечного излучения. Сам "Л-2" представлял собой гусеничный транспортер с ядерной силовой установкой, снабженный мощной радиостанцией и блоком научной аппаратуры. Он мог развивать скорость до 4 км/ч и пройти не менее 2500 км. На поверхность Луны вездеход должен был доставить посадочный аппарат "13К".

Третий этап — запуск пилотируемого космического корабля "Л-3" весом 200 т. Корабль планировалось собирать на околоземной орбите из трех блоков, доставляемых при помощи ракет "Н-1". Первая ракета выводила на орбиту собственно комплекс "Л-3", состоявший из лунного орбитального корабля "ЛОК", посадочного лунного корабля "ЛК" и разгонного блока. Две другие ракеты "Н-1" служили танкерами с грузом топлива. Масса системы при полете к Луне достигала 62 т, что почти на 20 т превышало соответствующую массу "Apollo". Масса системы, совершающей посадку на поверхность Луны, составила бы 21 т (против 15 т у "Apollo"). Но зато пусков в схеме ОКБ-1 было даже не три, а четыре! Выводить в космос экипаж из двух-трех человек предполагалось на проверенной ракете "Р-7А", выпускавшейся заводом "Прогресс" для пилотируемых запусков. После достижения окололунной орбиты "ЛК" с одним космонавтом на борту отделился бы от "ЛОК" и по сигналу радиомаяка, установленного на вездеходе "Л-2", совершил бы мягкую посадку. После выполнения задания на Луне космонавт должен был взлететь с ее поверхности на стартовом модуле "ЛК" и состыковаться с "ЛОК". Возвращаемый корабль, обеспечивающий обратный полет к Земле, был модификацией корабля "7К-Л-1" и состоял из приборно-агрегатного отсека (2,5 т) и спускаемого аппарата (2,5 т). Весь рейс занял бы от 10 до 17 дней.

Четвертый этап — создание лунного орбитального комплекса "Л-4". Он состоял из трех элементов: ракеты-носителя (одна ракета "Н-1" или три разгонных блока "9К"), ракетного блока для вывода на лунную орбиту, орбитальной станции на двух-трех человек, созданной на основе космического корабля "7К-ОК", массой 5,5 т.

Пятый этап — высадка комплексной экспедиции на Луну в составе двух или трех космонавтов. Кроме того, отдельным кораблем планировалось отправить к ним в поддержку тяжелый самодвижущийся аппарат "Л-5" массой 5,5 т с герметичной кабиной. Он мог развивать скорость до 20 км/ч и нес на себе 3500 кг воздуха, воды и продуктов питания.

Если бы Сергей Королев проявил свойственную ему твердость в последовательном отстаивании плана освоения Луны на всех этапах прохождения проекта, история нашей лунной программы могла бы сегодня выглядеть совсем по-другому. Однако ситуация складывалась таким образом, что Сергею Павловичу приходилось идти на компромиссы с целью упрощения и удешевления проекта.

К сожалению, в полном объеме эту программу выполнить было невозможно даже при отсутствии критиков. Причины прагматические — недостаток средств. Хотя советская экономика не зависела от колебаний и потрясений рынка, лишних денег в ней не было.

Высокий драматизм ситуации с финансированием хорошо иллюстрирует одна история, которую рассказал главный конструктор ЦКБ тяжелого машиностроения Борис Родионович Аксютин (1977–1988):

Вспоминаю совещание, которое собрал С. П. Королев после полета в Пицунду к Н. С. Хрущеву, находившемуся там в это время на отдыхе. Этот полет был необходим для решения вопроса об ассигнованиях для работ по комплексу Н-1 (экспедиция на Луну). По возвращении из Пицунды он собрал совещание главных конструкторов у себя в кабинете. Все собрались, а его нет. Мы в недоумении ждем. Анатолий Петрович Абрамов, его заместитель, говорит, что Сергей Павлович в своем кабинете, сейчас должен прийти. Через некоторое время входит Сергей Павлович, ссутулившийся, рассеянно кивает головой, подходит к столу, садится, берется руками за опущенную голову, сидит молча некоторое время и как бы про себя говорит раздумчиво, тихим голосом: "Упустим время, не наверстаем". Затем поднимает голову, видит сидящих, встряхивается и произносит: "Я пригласил вас, чтобы рассказать об итогах встречи с Никитой Сергеевичем. Он сказал: "У нас большие успехи в освоении космического пространства, наши боевые ракеты стоят на дежурстве. Мы никогда не жалели денег на эти дела. Сейчас есть и другие заботы. Нужны средства для подъема сельского хозяйства и животноводства. Вам надо поэкономить". Мы должны продумать мероприятия по удешевлению комплекса Н-1"…

В целях экономии решили делать схему экспедиции в один запуск ракеты-носителя. Сергей Королев потребовал от проектантов проработки мероприятий по увеличению несущей способности "Н-1". Последовала серия предложений по модернизации ракеты, из которых основными были установка на первой ступени еще шести двигателей и появление (в отличие от американской схемы) четвертой и пятой ступеней — блока "Г" и блока "Д". Стартовая масса "Н1-ЛЗ", согласно новым предложениям, возрастала до 2750 т, а масса полезного груза — с 75 до 93 т.

При таких изменениях в проекте действующие сроки начала летно-конструкторских испытаний в 1965 году выглядели абсурдными. Поэтому 19 июня 1964 года появилось Постановление ЦК КПСС и Совета Министров, разрешающее перенести сроки начала испытаний на 1966 год.

Однако не было решения по лунной программе. Из-за этого тормозился процесс создания лунных кораблей, подготовки экипажей, строительства новых заводов и стартовых комплексов. Сергей Королев и Мстислав Келдыш обратились к Никите Хрущеву с прямым вопросом: "Летим или не летим на Луну?" Последовало указание: "Луну американцам не отдавать! Сколько надо средств, столько и найдем".

Наконец 3 августа 1964 года вышло историческое Постановление № 655–268 "О работах по исследованию Луны и космического пространства". Впервые на высшем уровне было заявлено, что "важнейшей задачей в исследовании космического пространства с помощью ракеты Н-1 является освоение Луны с высадкой экспедиций на ее поверхность и последующим их возвращением на Землю".

Однако самому Королеву так и не суждено было увидеть, чем закончится лунная гонка. 14 января 1966 года Сергей Павлович умер на операционном столе.

"Н-1": ИСТОРИЯ КАТАСТРОФ

Место Сергея Королева на посту руководителя ОКБ-1 (с 1966 года — Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения, ЦКБЭМ) занял Василий Павлович Мишин (1917–2001).

К сожалению, этот замечательный конструктор не обладал тем упорством, которое позволяло его предшественнику реализовывать свои устремления. Многие до сих пор полагают, что именно преждевременная смерть Королева и мягкотелость Мишина стали основной причиной краха проекта "Н-1" и, как следствие, советской лунной программы. Однако это наивное заблуждение. Потому что чудес не бывает: еще на стадии проектирования в конструкции ракеты "Н-1" появилось несколько ошибочных решений, которые и привели к череде катастроф.

В феврале 1966 года на Байконуре завершилось строительство стартового комплекса (площадка № 110), но ему еще долго предстояло ждать своей ракеты.

Первая "Н-1" появилась на космодроме только 7 мая 1968 года. Все двигатели были разработаны в Куйбышевском авиационном бюро (ныне — Самарское НПО "Труд") под руководством Главного конструктора Николая Дмитриевича Кузнецова. В качестве горючего использовался керосин, в качестве окислителя — жидкий кислород. Ракета-носитель оснащалась системой координации одновременной работы двигателей КОРД, которая в случае необходимости отключала неисправные двигатели.

Первое летно-конструкторское испытание ракеты "Н-1", фигурировавшей в документах под обозначением "ЗЛ", состоялось 21 февраля 1969 года. В составе лунного ракетного комплекса во время первого пуска вместо модулей "ЛОК" и "ЛК" был установлен автоматический корабль "7К-Л1С" ("11Ф92"), внешне напоминающий "7К-Л1", но оснащенный многими системами корабля "Л-3" и мощной фотоаппаратурой. В случае успешного запуска корабль "7Л-Л1С" должен был выйти на орбиту Луны, произвести ее качественную фотосъемку и доставить пленки на Землю.

Борис Евсеевич Черток в своих мемуарах описывает момент старта так:

В 12 часов 18 минут 07 секунд ракета вздрогнула и начала подъем. Рев проникал в подземелье через многометровую толщу бетона. На первых секундах полета последовал доклад телеметристов о выключении двух двигателей из тридцати.

Наблюдатели, которым невзирая на строгий режим безопасности удалось следить за полетом с поверхности, рассказывали, что факел казался непривычно жестким, "не трепыхался", а по длине раза в три-четыре превосходил протяженность корпуса ракеты.

Через десяток секунд грохот двигателей удалился. В зале стало совсем тихо. Началась вторая минута полета. И вдруг — факел погас…

Это была 69-я секунда полета. Горящая ракета удалялась без факела двигателей. Под небольшим углом к горизонту она еще двигалась вверх, потом наклонилась и, оставляя дымный шлейф, не разваливаясь, начала падать.

Не страх и не досаду, а некую сложную смесь сильнейшей внутренней боли и чувства абсолютной беспомощности испытываешь, наблюдая за приближающейся к земле аварийной ракетой. На ваших глазах погибает творение, с которым за несколько лет вы соединились настолько, что иногда казалось — в этом неодушевленном "изделии" есть душа. Даже теперь мне кажется, что в каждой погибшей ракете должна была быть душа, собранная из чувств и переживании сотен создателей этого "изделия".

Первая летная упала по трассе полета в 52 километрах от стартовой позиции.

Далекая вспышка подтвердила: все кончено!..

Последующее расследование показало, что с 3-й по 10-ю секунды полета система контроля параметрами работы двигателей КОРД ошибочно отключила 12-й и 24-й двигатели блока "А", но ракета-носитель продолжила полет с двумя отключенными двигателями. На 66-й секунде из-за сильной вибрации оборвался трубопровод окислителя одного из двигателей. В кислородной среде начался пожар. Ракета могла бы продолжить полет, но на 70-й секунде полета, когда она достигла высоты 14 км, система КОРД отключила сразу все двигатели блока "А", и "Н-1" упала в степь.

Второе испытание "Н-1" ("5Л") с автоматическим кораблем "11Ф92" и макетом "ЛК11Ф94" состоялось 3 июля 1969 года. Это был первый ночной старт "Н-1". В 23:18 ракета оторвалась от стартового стола, но когда поднялась немного выше молниеотводов (через 0,4 секунды после прохождения команды "контакт подъема") взорвался восьмой двигатель блока "А". При взрыве была повреждена кабельная сеть и соседние двигатели, возник пожар. Подъем резко замедлился, ракета начала наклоняться и на 18-й секунде полета упала на стартовый стол. От взрыва разрушился стартовый комплекс и все шесть подземных этажей стартового сооружения. Один из молниеотводов упал, свернувшись спиралью. Башня обслуживания высотой в 145 м сдвинулась с рельсов.

Анатолий Федорович Воронов (1930–1993) вспоминал, что в тот раз при подготовке к запуску присутствовали космонавты. Они поднимались на самый верх огромной ракеты, осматривали и изучали лунный ракетный комплекс. Поздно вечером они наблюдали за стартом из гостиницы: "Вдруг вспыхнуло, мы успели сбежать вниз, и в это время ударной волной выбило все стекла. После падения ракета взорвалась прямо на стартовой площадке…"

Причиной взрыва стало попадание постороннего предмета в кислородный насос двигателя № 8 за 0,25 секунды до подъема. Это повлекло взрыв насоса, а затем и самого двигателя.

Двух катастроф "Н-1" по вине низкой надежности первой ступени было вполне достаточно, чтобы заговорить о необходимости изменений в процессе подготовки ракеты к старту. Конструкторам ЦКБЭМ пришлось признать, что стратегия отработки нового носителя выбрана неправильно. Большая ракетно-космическая система должна выполнять свою основную задачу с первой же попытки — для этого все, что только можно испытать, должно быть испытано на Земле. Сама система должна строиться на основе многоразовости действия и больших запасов по ресурсу.

Однако создавать полномасштабный стенд для испытаний первой ступени было уже поздно. Поэтому ограничились введением дополнительных устройств безопасности.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.