ГЛАВА 7 ЛУННЫЙ РЕВАНШ

ГЛАВА 7

ЛУННЫЙ РЕВАНШ

ГРУНТ С ЛУНЫ

Итак, отправить человека на Луну у советских конструкторов не получилось. Но прямо признать свое поражение Советский Союз не захотел. Тут-то и пригодились заявления некоторых деятелей, что советские космонавты никогда и не собирались на Луну. Мол, с самого начала предполагалось послать туда автоматические станции.

В 1968 году, когда стало ясно, что СССР отстает в лунной гонке, возникла оригинальная идея доставить с Луны грунт до того, как туда высадятся американцы.

Предложение создать ракетно-космическую систему для доставки на Землю лунного фунта было подписано 10 января 1968 года, а 28 февраля 1968 года уже был утвержден эскизный проект аппарата. Тогда в НПО имени Лавочкина создавались луноход "Е-8" для передвижения космонавта по Луне и станция "Е-8ЛС" для съемок с орбиты Луны предполагаемых районов посадок беспилотных и пилотируемых лунных кораблей комплекса "Л-3". Для этих аппаратов была разработана специальная посадочная ступень "КТ". Руководитель НПО Георгий Николаевич Бабакин предложил использовать ее в аппарате для доставки на Землю лунного грунта, названном "Е-8-5". Если бы все прошло штатно, то маленький спускаемый аппарат через 11 суток и 16 часов доставил бы на Землю 100 граммов лунного грунта.

Посадочная ступень была доработана следующим образом. На ней было установлено грунтозаборное устройство (ГЗУ), которое состояло из бурового станка с системой электрических приводов и бурового снаряда, механизма выноса ГЗУ — штанги, на которой был укреплен буровой станок, и приводов, перемещающих штангу в вертикальной и горизонтальной плоскостях (по азимуту и углу места).

Для выбора места бурения (азимута разворота ГЗУ) на посадочной платформе были установлены два телефотометра. Для освещения зоны работы грунтозаборного устройства параллельно телефотометрам были установлены светильники.

Приборный отсек, имеющий форму тора, служил стартовой площадкой для возвратной ракеты. Возвратная ракета представляла собой самостоятельный ракетный блок с однокамерным жидкостным реактивным двигателем и системой из трех сферических баков с компонентами топлива тетроксид азота и несимметричный диметилгидразин. Диаметр центрального бака — 67 см, диаметр каждого из периферийных баков — 53 см. Для стабилизации ракеты на активном участке служили рулевые сопла. На центральном баке был укреплен цилиндрический приборный отсек диаметром 56 см, внутри которого установили электронные счетно-решающие и гироскопические приборы системы управления ракетой, приборы бортового радиокомплекса метрового диапазона с телеметрической системой, аккумуляторные батареи и приборы бортовой автоматики. Учитывая малое время полета возвратной ракеты, в системе энергопитания использовали одноразовые серебряно-цинковые батареи. На внешней поверхности приборного отсека были установлены четыре штыревые приемно-передающие антенны.

В верхней части приборного отсека с помощью металлических стяжных лент был прикреплен спасаемый аппарат сферической формы массой 36 кг, который отделяется от ракеты по радиокоманде с Земли. Спасаемый аппарат представлял собой металлический шар диаметром 50 см, на внешней поверхности которого нанесли теплозащитное покрытие из асбо-текстолитового наружного слоя и наполнителя из стеклотекстолитовых сот, предохраняющее аппарат с установленным внутри него оборудованием от воздействия высоких температур при входе в атмосферу Земли.

Внутренний объем возвращаемого аппарата был разделен на три изолированных отсека. В одном из них конструкторы расположили радиопеленгационные передатчики УКВ-диапазона, обеспечивающие возможность обнаружения возвращаемого аппарата при спуске на парашюте на Землю, серебряно-цинковую аккумуляторную батарею, элементы автоматики и программновременное устройство, управляющее вводом в действие парашютной системы.

Во втором отсеке находился парашют, четыре упругие антенны пеленгационных передатчиков, два наполненных газом эластичных баллона, обеспечивающих необходимое положение возвращаемого аппарата на поверхности Земли после посадки.

Третьим отсеком был цилиндрический контейнер для грунта, взятого с поверхности Луны. В контейнере с одной стороны имелось приемное отверстие, герметично закрываемое специальной крышкой после помещения в него лунной породы.

Кроме всего прочего, на посадочной ступени был установлен вымпел, а на спасаемом аппарате — знак государственной принадлежности.

Станция "Е-8-5", как и "Е-8", была достаточно тяжелой — 5725 кг. Аппарат должен был сначала выводиться на орбиту вокруг Земли. Для этого использовалась ракета "Протон-К" ("УР-500К").

Схема полета от момента старта с Земли и до посадки на Луну полностью повторяла схему полета станций с луноходами за исключением того, что существовали жесткие ограничения по выбору мест посадки. Эти ограничения диктовались условиями прямого старта возвратной ракеты к Земле после забора грунта. При этом время старта возвратной ракеты также имело жесткие временные рамки.

Через 588 секунд после старта отключался двигатель третьей ступени и запускался разгонный блок 11С824 (блок "Д" от ракетного комплекса "Н1-ЛЗ"). На 958-й секунде аппарат "Е-8-5" с блоком "Д" выходил на околоземную орбиту. Через 35 минут после запуска раскрывалось посадочное устройство станции, через 66 минут — проводилась ориентация комплекса, через 70 минут — двигатель блока "Д" запускался повторно и переводил станцию на траекторию полета к Луне. В ходе перелета предусматривались две коррекции. Через 4 суток 7 часов после старта "Е-8-5" выходила на окололунную орбиту с высотой 120 км и периодом обращения 2 часа. Через сутки должна была проводиться первая коррекция для снижения над выбранной точкой посадки до высоты 20 км, а еще сутки спустя — вторая с целью подправить плоскость подхода аппарата к точке посадки. Наконец через 7 суток 16 часов запускалась тормозная двигательная установка, и 6 минут спустя станция совершала посадку на поверхность Луны.

После забора образца лунного грунта и через 8 суток 18 часов после взлета с Земли со станции к Земле стартовала верхняя ступень, а через 11 суток 16 часов ее спасаемый аппарат совершал посадку на территории Советского Союза.

Однако в космонавтике часто происходит все не так, как планируется.

16 июня 1969 года во время первого старта станции "Е-8-5" № 402 не произошел запуск двигательной установки блока "Д". Причиной была ошибка в схеме системы управления — при сбросе среднего переходника блока "Д" произошло размыкание бортовой цепи, из-за чего не прошла команда на запуск двигателя. Станция погибла.

И вот — 13 июля 1969 года. В 2 часа 54 минуты 41 секунду по времени Гринвича стартовала станция "Е-8-5" № 401, получившая в официальных сообщениях наименование "Луна-15". Вслед за ней 16 июля в 13 часов 32 минуты из Космического центра имени Кеннеди был запущен "Apollo 11".

17 июля ровно в 10 часов "Луна-15" вышла на селеноцентрическую орбиту. А дальше в официальных сообщениях ТАСС о полете аппарата начались судорожные метания. Сначала сообщалось о двух коррекциях, проведенных 19 июля. Однако в итоговом сообщении ТАСС о полете станции значились коррекции 18 и 19 июля, как это и должно было быть по плану. Странно выглядела и орбита станции после первой коррекции: вместо круговой высотой 120 км она была эллиптической с апоселением в 221 км и периселением в 95 км, хотя период обращения (2 часа и 3,5 минуты) был близок к расчетному. Вторая орбита практически соответствовала расчетной.

Так или иначе, но 19 июля к Луне прибыл "Apollo" и в 17 часов 22 минуты вышел на селеноцентрическую орбиту.

Если исходить из расчетной программы полета и итогового сообщения ТАСС, то первый возможный момент посадки у советской станции наступил 20 июля около 19 часов. Но "Луна-15" так и осталась на орбите. Существует как минимум три версии этого. Первая — на борту были неполадки, вторая — гравитационное поле Луны не было достаточно изучено, потому станцию решили держать для его изучения еще сутки, последняя — США обратились к СССР с просьбой не проводить активных работ со станцией, чтобы не помешать посадке "Apollo".

Лунный модуль "Apollo 11" сел в 20 часов 17 минут и 42 секунды, то есть всего через час с небольшим после расчетного времени посадки "Луны-15". И уже 21 июля Армстронг ступил на поверхность Луны. А в 17 часов 54 минуты того же дня взлетная ступень "Eagle" покинула Луну, унося с собой первые образцы грунта. Но еще до этого, в 15 часов 47 минут, на "Луне-15" наконец-то включилась тормозная двигательная установка. Сделав по лунной орбите 52 витка, станция пошла на посадку. Но касание Луны произошло не через 6 минут согласно расчетам, а через 4. Станция буквально врезалась в Луну. Дело в том, что советские баллистики тогда еще точно не знали рельеф предполагаемого района посадки (12° с. ш, 60° в. д.). А там оказалась достаточно высокая гора — в нее и угодила станция.

В 1969 году Советский Союз еще дважды пытался с помощью автоматических станций привезти на Землю лунный грунт.

23 сентября была запущена станция "Е-8-5" № 403, но двигатель на блоке "Д" при втором включении не запустился. Просто в блоке на момент запуска не оказалось окислителя (жидкого кислорода), он весь вытек из-за незакрытая разделительного клапана окислителя после первого включения. Станция осталась на низкой околоземной орбите под названием "Космос-300" и через четыре дня сгорела в атмосфере.

Схожая судьба ожидала и станцию "Е-8-5" № 404. Ее запустили 22 октября. Из-за отказа одного из блоков радиокомплекса обратные развороты головного блока были проведены со значительной ошибкой. В результате к моменту второго включения двигателя головной блок оказался неправильно ориентирован в пространстве. После отработки разгонного импульса автоматическая станция и разгонный блок вошли в плотные слои атмосферы над акваторией Тихого океана. В официальном сообщении ТАСС этот аппарат получил наименование "Космос-305".

Следующая станция "Е-8-5" № 405, запущенная 6 февраля 1970 года, потерпела аварию из-за неправильной работы ракеты-носителя: при запуске двигательной установки второй ступени — в результате отказа сигнализатора давления в камере сгорания одного из двигателей прошла команда на их отключение.

Только станции "Е-8-5" № 406 повезло" Она была запущена с космодрома Байконур 12 сентября 1970 года с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя "Протон-К" и получила наименование "Луна-16".

17 сентября она вышла на селеноцентрическую орбиту с высотой в апоселении 118,6 км и в периселении 102,6 км. Первая коррекция орбиты, проведенная 18 сентября, обеспечила прохождение аппарата над выбранным районом посадки с одновременным понижением высоты периселения до 20,8 км. С помощью второй коррекции 19 сентября перицентр был понижен до 11,86 км.

20 сентября была вновь включена двигательная установка, которая обеспечила торможение и сход "Луны-16" с орбиты. Высота над поверхностью Луны на начало торможения составила 13,28 км, а на момент выключения двигателя — 2,45 км. После выключения двигателя аппарат в течение 43 секунд совершал свободное падение. На высоте 600 м от поверхности вновь начал работать основной двигатель станции в режиме регулируемой тяги в соответствии с выбранной программой управления и поступающей информацией от доплеровского измерителя скорости "ДА-018" и радиовысотомера "Вега". На высоте 20 м скорость станции была снижена примерно до 2 м/с. Здесь основной двигатель был выключен и дальнейшее торможение происходило с помощью двигателей малой тяги. На высоте около 2 м по команде от гамма-высотомера "Квант" они были выключены, и 20 сентября в 5 часов 18 минут по времени Гринвича автоматическая станция "Луна-16" совершила мягкую посадку на поверхность Луны в районе Моря Изобилия, в точке с координатами 0°41? ю. ш. 56°18? в. д. Отклонение от расчетной точки посадки составило 1,5 км.

После посадки было определено положение станции на лунной поверхности, а с помощью телефотометров были предприняты попытки получить изображения места бурения. Всего было три включения телефотометров. Из-за недостаточной освещенности изображения места бурения получено не было. На двух изображениях была видна Земля в виде светлого пятна.

Затем по команде с Земли было включено грунтозаборное устройство, и начались операции по забору фунта, включая бурение фунта до глубины 35 см, причем без разворота по азимуту. Взятые образцы фунта были помещены в контейнер возвратной ракеты и загерметизированы.

Старт возвратной ракеты с поверхности Луны с образцами лунного грунта состоялся 21 сентября. Продолжительность обратного перелета составила 84 часа. При снижении вертикальной скорости до 250 м/с на высоте 14,5 км была введена в действие парашютная система, и 24 сентября 1970 года спускаемый аппарат совершил мягкую посадку в 80 км юго-восточнее Джезказгана.

Главным результатом полета "Луны-16" стала первая в мире доставка автоматическим аппаратом на Землю образцов лунного фунта. Общая масса колонки фунта, доставленного "Луной-16", составила 101 г.

После вскрытия капсулы в Институте геохимии и аналитической химии АН СССР имени Вернадского выяснилось, что бур заполнен сыпучим лунным грунтом — реголитом, представляющим собой разнозернистый темно-серый (черноватый) порошок, который легко формуется и слипается в отдельные рыхлые комки. Эта особенность существенно отличает грунт (реголит) от земной бесструктурной пыли; по этому свойству он напоминает влажный песок или комковатую структуру земных почв.

Следовало закрепить успех, однако лунные трассы вновь продемонстрировали, сколь несовершенна создаваемая людьми космическая техника.

Автоматическая станция "Е-8-5" № 407, получившая официальное название "Луна-18", была запущена с космодрома Байконур 2 сентября 1971 года. На трассе перелета к Луне 4 и 6 сентября были выполнены коррекции траектории.

При подлете к Луне 7 сентября 1971 года "Луна-18" вышла на орбиту искусственного спутника Луны. Однако из-за методической ошибки включение тормозной двигательной установки прошло на 15 секунд раньше расчетного времени, в результате чего параметры окололунной орбиты после первого торможения сильно отличались от расчетных.

Для обеспечения посадки станции в расчетный район Луны должны были быть проведены две коррекции, причем после второй коррекции высота орбиты в периселении должна была составлять 16–17 км. С целью экономии топлива было принято решение ограничиться одной коррекцией орбиты, которая была проведена вне зоны радиовидимости. Положение осложнилось тем, что в результате включения двигателя вместо расчетных высот 16,9 км и 123,9 км — фактически были получены 93,4 км и 180,3 км. С целью исправления траектории в зоне радиовидимости была проведена дополнительная коррекция

11 сентября 1971 года была включена двигательная установка для схода с орбиты. Однако в результате ненормальной работы двигателя стабилизации получился перерасход горючего, и станция упала на Луну.

Несмотря на провал очередной миссии, 14 февраля 1972 года была запущена автоматическая станция "Луна-20" ("Е-8-5" № 408). 18 февраля она была переведена на круговую селеноцентрическую орбиту, а 19 августа на эллиптическую орбиту с максимальной высотой над поверхностью Луны 100 км и минимальной высотой 21 км.

21 февраля автоматическая станция "Луна-20" совершила мягкую посадку в точке с координатами 3°32? с. ш. 56°33? в. д., на участке лунного материка, примыкающего к северо-восточной оконечности Моря Изобилия.

После посадки было определено положение станции на лунной поверхности, а с помощью телефотометров получены изображения лунной поверхности, по которым ученые на Земле выбрали место взятия образцов лунной породы. По команде было включено фунтозаборное устройство, и начались операции по забору фунта. В процессе забора фунта дважды срабатывал автомат защиты по току, бурение приостанавливалось, и его снова возобновляли по командам с Земли.

Взятые образцы были помещены в контейнер возвратной ракеты и загерметизированы. После окончания перегрузки грунта в спасаемый аппарат с помощью телефотометра было повторно получено изображение места взятия проб фунта.

Старт возвратной ракеты с поверхности Луны с образцами лунного грунта состоялся 23 февраля, а уже 25 февраля 1971 года спасаемый аппарат приземлился в 40 км северо-западнее Джезказгана.

Главным результатом полета "Луны-20" стала доставка на Землю образцов лунного грунта массой 55 г. Этот новый образец лунного грунта представлял собой рыхлый разнозернистый материал светлосерого цвета, значительно более светлого, чем реголит из Моря Изобилия. Более светлый оттенок реголита "Луны-20" был подтвержден фиксацией отражающей способности места посадки.

Следующий аппарат из той же серии "Луна-23" ("Е-8-5М" № 410) был запущен 28 октября 1974 года, а 2 ноября 1974 года вышел на орбиту искусственного спутника Луны, близкую к расчетной.

Новая станция немного отличалась от предшественниц. В частности, в три раза была уменьшена заправка водой системы обеспечения теплового режима приборного отсека и снят высотомер малых высот "Квант". Основным же отличием стала замена грунтозаборного устройства. Новое буровое грунтозаборное устройство "ЛБ09" состояло из буровой головки, буровой штанги с колонкой и механизмом забора грунта, механизма подачи буровой головки, механизма перегрузки керна и контейнера для укладки керна. В процессе бурения грунт поступал во внутреннюю полость штанги, где была расположена гибкая трубка — грунтонос — и механизм, который подхватывает грунт и удерживает его в виде столбика на протяжении всего процесса бурения. По окончании бурения грунтонос с грунтом извлекался из внутренней полости штанги и наматывался на барабан, размещенный в специальном контейнере. Затем этот контейнер помещался в герметизируемую капсулу спасаемого аппарата возвратной ракеты. Максимальная глубина бурения составляла при этом 2,3 м.

В связи с жесткой установкой грунтозаборного устройства на корпусе посадочной ступени из состава аппаратуры были исключены телефотометры и светильники.

Конструкция возвратной ракеты и спасаемого аппарата осталась без изменения, за исключением герметизируемой капсулы для размещения грунта, чей диаметр был увеличен с 68 до 100 мм.

6 ноября 1974 года в заданное время была включена двигательная установка для схода "Луны-23" с орбиты. Первый этап торможения прошел штатно и закончился на высоте 2280 м. После выключения двигателя включился доплеровский измеритель скорости "ДА-018", который обеспечивал измерение скорости и дальности на этапе прецизионного торможения. Однако, когда на высоте 400–600 м должно было произойти переключение на второй диапазон измерений, этого не произошло. В результате с высоты 130 м прекратилось измерение высоты полета. Автоматическая станция "Луна-23" совершила посадку на поверхности Луны на западном крае Океана Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 12° 4Г с. ш. 62°17? в. д. При этом вертикальная скорость в момент посадки более чем вдвое превысила допустимую: 11 м/с вместо 5 м/с, а сама посадка была произведена на площадку с углом наклона 10–15°. При скорости и перегрузках, вдвое превышающих допустимые, в момент посадки аппарат опрокинулся на грунтозаборное устройство, что привело к его поломке, разгерметизации приборного отсека и отказу дециметрового передатчика.

Была предпринята попытка по командам с Земли включить грунтозаборное устройство и подготовить возвратную ракету к старту с поверхности Луны, но безрезультатно.

Очередная неудача не смутила конструкторов — они привыкли к неудачам. Автоматическая станция "Луна-24" ("Е-8-5М" № 413) была запущена с космодрома Байконур 9 августа 1976 года. 14 августа было проведено торможение станции, в результате чего она перешла на круговую селеноцентрическую орбиту.

18 августа в заданное время был включен двигатель посадочной платформы и спустя 6 минут "Луна-24" совершила мягкую посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов, в точке с координатами 12°45? с. ш. 62°12? в. д.

Через 15 минут после проверки состояния бортовых систем станции, определения ее положения на лунной поверхности по команде с Земли было включено грунтозаборное устройство. Общая глубина бурения составила 225 см. В связи с тем, что оно производилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 м.

Возвратная ракета станции "Луна-24" с образцами лунного грунта стартовала к Земле 19 августа, а уже 22 августа 1976 года спасаемый аппарат совершил посадку в 200 км юго-восточнее Сургута.

"Луна-24" доставила на Землю образцы лунного грунта массой 170 г, при этом номинальное погружение буровой колонки в грунт соответствовало 225 см, а фактическая длина колонки составила около 160 см.

Таким образом, на Землю были привезены образцы лунного грунта из Моря Изобилия ("Луна-16"), из его древнего материкового обрамления ("Луна-20") и из Моря Кризисов ("Луна-24").

Несмотря на неудачи и потерю станций, грунт с Луны, доставленный с помощью автоматов, добавил аргументов тем, кто доказывал, что пилотируемые полеты на Луну не нужны, они гораздо дороже посылки аппаратов, а результативность примерно такая же. Однако образцами грунта конструкторы из бюро Бабакина не ограничились.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЛУНОХОДОВ

В июне 1960 года Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР закрепило за Сергеем Павловичем Королевым тему по подготовке и осуществлению высадки космонавта на Луну. Тогда было принято решение о посылке на Луну, помимо пилотируемых кораблей с экипажами, автоматического самоходного. Так появился проект "Луноход", проходивший в документах под обозначением "Е-8".

В ОКБ-1 началась работа над конкретными эскизами. Специалисты, занимавшиеся проектированием, были оформлены в отдельную группу, научным руководителем которой стал Михаил Клавдиевич Тихонравов. В обязанности сотрудников вошли определение общего облика аппарата и его компоновка, постоянный учет массы и "привязка" последней к средствам доставки на Луну, предварительные расчеты схемы полета. В условиях жесточайших ограничений массы всех узлов предстояло определить оптимальный состав бортовых технических систем и средств, их номинальные и предельно допустимые параметры.

К этому времени испытания в Научно-исследовательском институте Госкомитета автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения, которому первоначально было поручено изготовление шасси лунохода, показали, что эта область промышленности не сможет обеспечить соблюдение заданных технических параметров.

После отказа НАТИ пришлось перерабатывать проект "Е-8". Были скорректированы некоторые технические параметры. Например, ужесточались требования к массовым характеристикам шасси: эта величина уменьшилась со 120 до 85-100 кг.

В целом же требования к луноходу были сформулированы так: продолжительная работоспособность в жестких условиях Луны, минимальная масса при максимальной проходимости, дистанционная радиотелевизионная или автономная программная управляемость движением лунохода, высокая надежность.

Но начинать надо было с прогноза механических свойств лунного грунта. Были установлены рабочие контакты с МГУ, Пулковской и Бюраканской обсерваториями, со специалистами по радиолокации Луны и специалистами Геологического института АН СССР.

Тихонравов внимательно следил за ходом работ, отклоняя поспешные и легковесные выводы. Так, например, при подготовке технического задания на шасси лунохода, желая сделать его максимально проходимым, ставилось требование преодолевать уклон величиной 45°. Когда пришли согласовать это задание к Михаилу Клавдиевичу, он прочел его и пояснил, что цифра очень завышена и что при таком угле наклона начинается естественное осыпание сухого грунта. Чтобы убедить составителей документа в нереальности выдвинутых требований, он тут же спросил: "Какой самый значительный уклон на улицах Москвы?" Москвичи, разумеется, знают, что наибольший уклон на московских улицах — в районе Трубной площади, но никто из присутствующих не знал его величину. "Вот поезжайте туда и померьте", — посоветовал Михаил Клавдиевич Тихонравов. Поехали, измерили. Оказалось, уклон всего лишь 12°.

Обработка большого количества снимков различных участков лунной поверхности, анализ естественных геометрических характеристик лунных кратеров и их распределения позволили подтвердить правильность выбора габаритных и компоновочных параметров аппарата. Однако имевшаяся информация не позволяла ответить на вопрос о несущей способности грунта, особенно на наклонных поверхностях лунных кратеров. Тихонравов поддержал идею об изучении механических свойств возможных аналогов лунного грунта. Организовали поездку на древние вулканы Армении, где для изучения были отобраны образцы вулканических шлаков и различных фракций туфов, возможно наиболее близких родственников лунных грунтов, что позволило незамедлительно приступить к отработке характеристик движителя, зависящих от их свойств.

Новой для всех стала задача выбора характеристик телевизионной системы управления луноходом с Земли. Из-за ограниченных электроэнергетических возможностей аппарата некоторые специалисты предлагали использовать на нем так называемое "медленное телевидение", то есть уйти от общепринятого телевизионного стандарта и, за счет сокращения количества передаваемых кадров, снизить бортовое энергопотребление. Однако при этом управлять луноходом пришлось бы, глядя на медленно (или скачкообразно) меняющуюся картину лунного пейзажа. Существовали и другие вопросы к телесистеме, поэтому конструкторы приступили к экспериментальному поиску, создали платформу, установили на нее комплект телевизионных средств от корабля "Восток" и смонтировали ее на автомобиле "ГАЗ-69". Затем, поочередно садясь за баранку, пытались двигаться на автомобиле по приборам, глядя на ландшафт только на экранах мониторов. Испытания убедили в необходимости максимального обзора в горизонтальной плоскости (вплоть до круговой панорамы) и помогли определить многие другие требования к телевизионной системе лунохода.

Компоновка аппарата определялась также не без проблем. Поскольку минимальная масса герметичной конструкции обеспечивается при сферической форме ее корпуса, луноход приобретал следующий компоновочный облик: на силовую основу (кольцевой шпангоут) устанавливалась приборная рама с радиоэлектронной аппаратурой и электроавтоматикой, на него же подвешивались блоки буферной батареи (электронакопителя). Нижняя часть герметичного корпуса имела форму шарового сегмента, верхняя — форму полусферы, опирающейся "экватором" на силовой шпангоут.

Но самым сложным при проектировании оставался вопрос о характеристиках движителя. Слишком много было неопределенностей! Поэтому приняли решение вести разработку двух вариантов шасси: колесного. для случая, если лунный грунт окажется плотным, и гусеничного, если лунный грунт окажется сыпучим.

В мае 1963 года работы по созданию шасси лунохода были переданы в Ленинградский всесоюзный институт ВНИИ-100 (позже — ВНИИтрансмаш). Туда же в октябре 1963 года направили переработанное техническое задание, где уже указывались и некоторые новые характеристики аппарата: масса — до 900 кг, диаметр приборного контейнера — 1800 мм, максимальная скорость передвижения по Луне — до 4 км/ч, предельное энергопотребление в течение 10 минут — до 1000 Вт, при номинальном энергопотреблении — до 250 Вт.

Определение основных параметров аппарата позволило наконец завершить компоновку посадочной лунной платформы, которая должна была принять на себя основные ударные нагрузки при осуществлении "мягкой" посадки "Е-8" на Луну. Для различных вариантов была проработана общая компоновочная схема, связывающая воедино тормозной ракетный блок, луноход и посадочную платформу со средствами, обеспечивающими выезд его на поверхность.

Проект обрел законченные черты в начале 1965 года. Выбор был остановлен на гусеничном шасси. Но утвердить его Сергей Королев так и не успел. Его бюро было чрезмерно перегружено работами по многим космическим направлениям, а потому проект "Е-8" был передан в Научно-производственное объединение Георгия Николаевича Бабакина.

На основе обширного исследовательского материала, полученного из ОКБ-1, работа над луноходом пошла достаточно быстро. Однако сотрудники Бабакина решили не доводить до ума королёвский проект "Е-8", а разработали свой вариант. Тем более что станция "Луна-9", успешно прилунившаяся, передала информацию о характеристиках лунного грунта. Грунт оказался достаточно твердым, слой пыли — небольшим. Поэтому конструкторы пересмотрели проект шасси, отказавшись от гусениц в пользу восьми ведущих колес.

Наконец осенью 1966 года переработанный эскизный проект лунохода был утвержден главным конструктором Георгием Бабакиным. Началась конструкторская проработка аппарата.

Помимо традиционных методов проектирования и создания космической техники, Бабакин организовал специальную лабораторию, которая работала при бюро. Она занималась вопросами управления и логики этого аппарата. Другим организационным мероприятием было то, что из числа работников эксплуатирующей организации (Министерство обороны СССР) был создан "экипаж" лунохода,

"Это была узкоспециализированная, хорошо дисциплинированная команда, — вспоминает Гарри Николаевич Роговский (р. 1922), один из "отцов" лунохода, — Их специально отбирали. Они проходили медкомиссию почти такую же, как космонавты. Это были молодые здоровые ребята, у которых эмоции не превалировали над делом, нервы были в порядке".

Для управления луноходом отобрали одиннадцать офицеров (в порядке распределения по экипажам): командиры — Николай Михайлович Еременко, Игорь Леонидович Федоров; водители — Габдулхай Гимадутинович Латыпов, Вячеслав Георгиевич Довгань; штурманы-навигаторы — Константин Константинович Давидовский, Викентий Григорьевич Самаль; бортинженеры — Леонид Яковлевич Мосензов, Альберт Евстафиевич Кожевников; операторы остронаправленной антенны — Валерий Михайлович Сапранов, Николай Яковлевич Козлитин, резервный водитель и оператор — Василий Иванович Чубукин.

Эта группа именно в таком составе была готова и к управлению луноходом 1969 года, управляла "Луноходом-1" (1970 год) и "Луноходом-2" (1973 год). Эти же офицеры должны были вести так и не стартовавший "Луноход-3".

К концу 1967 года была полностью готова вся конструкторская документация по новому варианту объекта "Е-8".

Автоматический космический аппарат "Е-8" включал не только луноход, но и корректирующе-тормозной модуль (КТ).

Корректирующе-тормозной модуль был предназначен для обеспечения перелета по трассе Земля-Луна, включая коррекции траектории, выход на орбиту искусственного спутника Луны, формирование предпосадочной окололунной орбиты, сход с орбиты и посадку на лунную поверхность. Основу конструкции КТ составляли четыре сферических топливных бака, соединенных между собой цилиндрическими проставками, две из которых выполняли роль приборных отсеков для размещения аппаратуры системы управления перелетом и посадкой. Часть аппаратуры системы управления, предназначенная для управления работой блока "Д", была размещена на переходной ферме.

Помимо основных баков топливо размещалось еще и в баках сбрасываемых отсеков. Сброс отсеков производился перед включением двигателя для схода с окололунной орбиты. Двигательная установка корректирующе-тормозного модуля состояла из основного двигателя с регулируемой тягой и блока двигателей малой тяги.

На посадочной ступени устанавливался собственно луноход, который состоял из двух основных частей: колесного шасси и герметичного приборного контейнера, в котором размещалась вся служебная аппаратура.

Приборный контейнер имел форму усеченного конуса, причем верхнее основание конуса, служащее радиатором-охладителем для сброса тепла, имел больший диаметр, чем нижнее. На время лунной ночи радиатор закрывался крышкой. Внутренняя поверхность крышки была покрыта фотоэлементами солнечной батареи, что обеспечивает подзаряд аккумуляторной батареи в течение лунного дня. В рабочем положении панель солнечной батареи могла располагаться под разными углами в пределах от 0° до 180°, чтобы оптимально использовать энергию Солнца при различных его высотах над лунным горизонтом. В передней части приборного отсека были расположены: иллюминаторы для телевизионных камер, электрический привод подвижной остронаправленной антенны, предназначенной для передачи на Землю телевизионных изображений лунной поверхности, малонаправленная антенна, обеспечивающая прием радиокоманд с Земли и передачу телеметрической информации, научные приборы и оптический уголковый отражатель.

В состав телевизионного комплекса, предназначенного для получения информации об окружающем луноход пространстве, входили малокадровая телевизионная система, предназначенная для получения изображений лунной поверхности, необходимых для оперативного управления движением, и фототелевизионная система.

Для получения панорамных изображений и съемки участков звездного неба, Солнца и Земли, необходимых для астроориентации лунохода и не требующих высоких скоростей передачи изображения, на борту лунохода установили телефотометрическую систему с панорамной разверткой, состоящую из четырех камер. Они были расположены таким образом, что две из них обеспечивали обзор местности справа и слева от лунохода в пределах 180° в горизонтальной плоскости и 30° в вертикальной; а две другие камеры давали изображение местности и пространства в пределах 360° в вертикальной и 30° в горизонтальной плоскости.

По левому и правому борту были установлены по две панорамные телефотокамеры (причем в каждой паре одна из камер конструктивно объединена с определителем местной вертикали) и четыре штыревые антенны.

В задней части приборного отсека располагался радиоизотопный источник тепла, а рядом с ним — прибор для определения физико-механических свойств лунного грунта и механизм подъема и опускания девятого колеса.

Приборный отсек был установлен на восьмиколесном шасси, обеспечивающем передвижение автоматической лаборатории по поверхности Луны. Оно позволяло уверенно передвигаться по поверхности с рыхлым, сыпучим слоем грунта, преодолевать крутые подъемы, переезжать через кратеры и препятствия в виде отдельных камней или гряды камней, соизмеримых с размерами ходовой части. Каждое колесо шасси имело три титановых обода, покрытых сеткой из нержавеющей стали и соединенных грунтозацепами. Колеса, трансмиссии и двигатели были объединены в единые узлы — мотор-колеса. Луноход имел восемь мотор-колес, каждое из которых являлось ведущим. Все колеса были сделаны как неповоротные относительно вертикальной оси, поэтому для разворота лунохода на месте каждая четверка колес либо вращается в противоположном направлении, либо в одном, но с разной скоростью. Диаметр каждого из восьми ведущих колес по грунтозацепам составлял 510 мм, ширина — 200 мм, ширина колеи — 1600 мм.

Для обеспечения заданного теплового режима внутри термоконтейнера в условиях лунной ночи был использован радиоизотопный источник тепла, содержащий ампулы с полонием-210.

Двух контурна я воздушная система терморегулирования обеспечивала сброс тепла в течение лунного дня через верхнее днище приборного отсека, которое одновременно являлось радиатором-охладителем. На его наружной поверхности было нанесено специальное термооптическое покрытие, состоящее из зеркальных элементов из кварцевого стекла. Для дополнительного охлаждения в наиболее теплонапряженных сеансах применялся водяной испаритель.

Луноход управлялся дистанционно. В состав дистанционной системы управления входили система курсоуказания, обеспечивавшая передачу на Землю информации об угловом положении аппарата. Кроме того, курсовой гироскоп обеспечивал движение в заданном направлении с учетом объезда препятствий.

Стартовая масса космического аппарата "Е-8" составляла 5700 кг, после выхода на селеноцентрическую орбиту — 4100 кг, а на поверхности Луны — 1900 кг. Общая масса лунохода составляла 756 кг, его длина с открытой крышкой солнечной батареи — 4,42 м, ширина -2,15 м, высота — 1,92 м. Он был рассчитан на три месяца работы на поверхности Луны.

Кроме прочего, и на луноходе, и на посадочной ступени устанавливались флаги и вымпелы с изображением государственного герба СССР и барельефом Владимира Ильича Ленина.

Для отработки методики управления луноходом под Симферополем в Крыму был создан специальный лунодром. Там-то экипажи лунохода и смогли попрактиковаться в управлении аппаратом.

Тем временем 4 февраля 1967 года вышло очередное Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о работе над техникой по лунной программе. В нем был установлен график лунных экспедиций и полетов автоматических аппаратов, обеспечивающих их.

В рамках первой экспедиции луноходу отводилось немаловажное место. Он не только должен был детально обследовать предполагаемый район высадки, но и играть роль радиомаяка. Предполагалось, что перед осуществлением высадки космонавта на Луну будут отправлены два лунохода для выбора основного и запасного района прилунения. В запасной район, по замыслу, должна была в автоматическом режиме сесть резервная беспилотная лунная кабина. В основном районе прилунилась бы кабина с космонавтом. Космонавт, как и во всех других советских космических проектах, был всего лишь пассажиром, который, правда, мог взять на себя управление в критической ситуации.

Луноход планировалось использовать еще и для транспортировки космонавта по Луне к резервной кабине, если бы основная не смогла стартовать. Для этого впереди лунохода собирались установить площадку, на которую космонавт мог встать и управлять аппаратом, как на электрокаре. Для этого перед ним собирались закрепить пульт управления. Ехать можно было с той скоростью, с которой мог передвигаться луноход, — 1,2 км/ч.

19 февраля 1969 года стартовала ракета "Протон-К" с аппаратом "Е-8" № 201 на борту. На 51-й секунде полета разрушился головной обтекатель. Это произошло из-за ошибки в расчетах обтекателя на прочность. Запуск 19 февраля был первым полетом ракеты с этим новым обтекателем. Во время прохождения зоны максимального скоростного напора возникли аэродинамические вибрации, вследствие чего и произошло разрушение узлов крепления створок обтекателя. Обломки головного обтекателя врезались в баки первой ступени, пробив их оболочку. В результате произошел контакт самовоспламеняющихся компонентов топлива, завершившийся эффектным взрывом, полностью разрушившим ракету. О радиоактивном заражении местности элементами изотопного источника обогрева лунохода в районе падения обломков станции "Е-8" № 201 ничего не известно.

Следующий запуск лунохода состоялся только через два года.

Станция "Луна-17" ("Е-8" № 203) стартовала 10 ноября 1970 года и, совершив неполный виток вокруг Земли, направилась к Луне. 12 и 14 ноября были проведены плановые коррекции траектории перелета.

15 ноября "Луна-17" вышла на селеноцентрическую орбиту и в 3 часа 46 минут по времени Гринвича благополучно прилунилась в Море Дождей, в точке с координатами 38°17? с. ш. 35°00? з. д.

Два с половиной часа ушло на осмотр места посадки и развертывание трапов. В 6 часов 28 минут "Луноход-1" съехал с посадочной ступени на лунный грунт. Напомню, что к тому времени на Луне уже побывали американские астронавты: Армстронг, Олдрин, Конрад и Бин.

Самым сложным оказалось управление аппаратом. Две телевизионные камеры стояли на "Луноходе-1" слишком низко. Работала лишь одна из них, вторая была запасной. Картинка с Луны была очень контрастной, без полутеней. Весь первый лунный день экипажи лунохода приноравливались к необычному телеизображению.

"Мы увидели там лишь какие-то черно-белые пятна, — вспоминает инженер-конструктор Гарри Николаевич Роговский. — Определить, где камни, где кратер, казалось, было невозможно. Требовался большой навык, большой опыт, чтобы разобраться в этом хаосе. Кратер, например, был виден в виде темной полоски, поскольку камеры стояли очень невысоко, на уровне глаз сидящего на стуле человека. Поэтому поначалу часто въезжали в кратеры. А въезжаешь в кратер — начинаются неприятности. Стенки у него рыхлые, луноход начинает буксовать, его сносит".

Но экипаж справился. Если за первый лунный день "Луноход-1" прошел лишь 197 м, то за второй — уже 1,5 км.

Экипаж и вся группа управления и анализа работала в Центре дальней космической связи под Евпаторией. Сеансы связи проводились с аппаратом ежедневно в течение всего лунного дня.

Три первых гарантийных месяца помимо изучения лунной поверхности "Луноход-1" выполнял еще и прикладную программу: отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. Сначала аппарат шел на юго-восток. В конце третьего дня направление его маршрута изменилось на северо-западное. Перед экипажами стояла задача: с использованием только навигационных средств (а не по старой колее) вывести машину к посадочной ступени. Это удалось.

18 января "Луноход-1" вернулся на место своей посадки.

20 февраля, по окончании четвертого лунного дня, ТАСС сообщило о полном выполнении первоначальной программы работ "Лунохода-1". Однако лунный странник не собирался помирать. Пришлось управленцам вместе с учеными разрабатывать программу работ еще на один лунный день, а потом еще на один, и еще… И только в начале 12-го лунного дня (30 сентября 1971 года) установить связь с луноходом не удалось.

В результате общее время активного функционирования лунохода (301 сутки 6 часов 57 минут) более чем в три раза превысило заданное. В ходе выполнения программы работы за 116 сеансов движения "Луноход-1" прошел расстояние 10 540 м, что позволило детально обследовать лунную поверхность на площади 80 000 кв. м. Максимальная скорость движения составляла 2 км/ч. За это время на Землю было передано 200 телефотометрических панорам и около 20 тысяч снимков малокадрового телевидения. В ходе съемки были получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволяющие провести детальное изучение их строения.

По данным обследования луноходом района посадки станции "Луна-17" были построены топографическая схема трассы в масштабе 1:1000, уточненные схемы отдельных участков в масштабе 1:200, топографические планы отдельных участков в масштабе 1:100, высотные профили трассы и характерных кратеров.

В течение всего срока активного существования лунохода регулярно проводились измерения физикомеханических свойств лунного грунта. С помощью автоматической спектрометрической аппаратуры РИФМА была получена информация о химическом составе лунного грунта — в своем составе он имел следующие элементы: кремний (20 %), железо (12 %), кальций (8 %), алюминий (7 %), магний (7 %), титан (<4 %) и калий (<1 %).

К научно-техническим приоритетным достижениям станции "Луна-17" относятся маневры подвижного аппарата на поверхности Луны в соответствии с планом полета.

Следующий аппарат серии "Е-8" не стал точной копией предыдущего. Прежде всего конструкторы прислушались к пожеланиям экипажей и сделали третью верхнюю телекамеру — на уровне роста человека. Это существенно улучшило обзор. Немного изменился и приборный состав лунохода. В системе энергопитания были установлены две доработанные аккумуляторные батареи. Кремниевые фотоэлементы солнечной батареи были заменены фотоэлементами из арсенида галлия. Конструкторы усовершенствовали систему управления, а на вымпелах появилась надпись "50 лет СССР".

"Луноход-2" в составе станции "Луна-21" ("Е-8" № 204) был запущен 8 января 1973 года и прилунился 16 января 1973 года в Море Ясности, в точке с координатами 25°51? с. ш. 30°27? в. д. Всего в 172 км к югу за месяц до нее сел "Apollo 17".

Посадка станции "Луны-21" произошла в 3 м от края кратера диаметром около 40 м, расположенного внутри кратера Лемонье. Стенки кратера были достаточно круты. Еще чуть-чуть — и ступень с "Луноходом-2" могла бы опрокинуться. Но повезло.

Но зато не повезло с навигационной системой лунохода. При посадке она вышла из строя. В результате возросла нагрузка на штурманов экипажа. Им приходилось ориентироваться по окружающей обстановке и Солнцу. Положение же корпуса определялось косвенным путем по загрузкам на колесах. Сильно выручила детальная фотокарта района посадки.

О фотокарте ходят различные слухи. В частности, Олег Генрихович Ивановский, главный конструктор по лунной тематике НПО имени Лавочкина, рассказал по этому поводу крайне необычную историю. Сразу после посадки "Луны-21" в Москву приехала американская делегация для обсуждения результатов исследования планет Солнечной системы. Встреча проходила с 29 января по 2 февраля 1973 года. На ней один из американских ученых осторожно подошел к Ивановскому и положил в карман его пиджака конверт. Внутри оказалась детальная фотография района посадки "Луны-21". Район был отснят американцами в преддверии вылета "Apollo 17". Эта фотография фактически спасла "Луноход-2".

Несмотря на отказ навигационной системы, новый луноход оказался куда шустрее своего предшественника. Сеансы связи с ним длились порой более 11 часов. Сказывался и накопленный опыт управления, и появление верхней телекамеры. В сложных для проходимости местах можно было сделать стереоскопические панорамы с помощью телефотометров, установленных с каждой стороны лунохода. Поэтому пройденное расстояние за лунный день доходило до 16,5 км!

Данный текст является ознакомительным фрагментом.