Программа освоения луны ссср. Лунные альтернативы: ссср мог победить
В январе 1969 года в ЦРУ поступила информация от осведомителей из Москвы, что СССР готовится к проведению специальной операции с целью срыва полёта американских астронавтов на Луну. Советы якобы намереваются с помощью мощных генераторов электромагнитного излучения вызвать помехи в бортовом электронном оборудовании космического корабля «Аполлон» во время его взлёта и привести его к катастрофе. Президент Ричард Никсон отдал приказ о проведении сверхсекретной операции «Перекрёсток» с целью воспрепятствовать любой подозрительной активности советских кораблей у берегов США во время стартов «Аполлонов».
В то время «лунная гонка» близилась к своей развязке, и было уже очевидно, что победа в ней достаётся США. В декабре 1968 года триумфальный облёт Луны совершили Ф. Борман, Дж. Ловелл и В. Андерс на «Аполлоне-8». В мае 1969 года Т. Стаффорд, Дж. Янг и Ю. Сернан на «Аполлоне-10» несколько раз облетели Луну, отработав все этапы расстыковки и стыковки, снижения и подъёма лунной кабины, кроме лишь посадки на Луну и взлёта с неё. В то время как в СССР о любом запуске в космос объявляли только пост-фактум, американцы заранее назначали дни старта своих кораблей, приглашая прессу и телевидение со всего мира. Поэтому уже все знали, что на 16 июля 1969 года намечен старт с космодрома имени Дж. Кеннеди «Аполлона-11», который полетит к Луне.
Советская лунная программа безнадёжно отставала. Когда «Аполлон-8» облетел Луну, в СССР только готовился корабль для такого облёта, а корабля для посадки на Луну не было вовсе. После успешного полёта американцев вокруг Луны советское руководство решило отказаться и от пилотируемого облёта Луны, который теперь не мог иметь большого эффекта. Но администрация США была не уверена, что СССР решил просто так сдаться без боя в «лунной гонке», и ожидала от него какой-нибудь «пакости», чтобы помешать американцам с триумфом победить в ней. Ведь в США высадка на Луну стала идеей-фикс национального престижа на все 1960-е годы.
В то время советские корабли радиоэлектронной разведки, бороздившие Мировой океан и перехватывавшие сигналы связи НАТО, маскировались под рыболовецкие сейнеры. Эта уловка была уже давно известна натовцам, и те, в свою очередь, постоянно отслеживали передвижение этих «рыболовецких флотилий» под красным флагом. В начале 1969 года было отмечено повышение активности советского флота вблизи американских берегов. Там теперь постоянно дежурили два советских корабля РЭР, а в мае 1969 года, во время полёта «Аполлона-10», уже четыре. «Это неспроста», – решили в американских спецслужбах. На время миссии «Аполлона-11», в июле, намечались масштабные меры противодействия возможным «козням русских».
Американские спецслужбы верили (или делали вид, что верили), что сильный электромагнитный импульс, направленный на взлетающую ракету, способен вызвать непоправимый сбой её оборудования и, в конечном счёте, её катастрофу. Теоретически это кажется возможным, хотя практических опытов такого рода никто не проводил (точнее – никто о них не сообщал). К назначенному дню взлёта – 16 июля – корабли ВМС США и авиация Береговой охраны были приведены в состояние боевой готовности. В районе мыса Канаверал дежурили семь американских подводных лодок. Американские корабли радиоэлектронной борьбы должны были, помимо постоянного отслеживания деятельности советских кораблей, поставить мощные помехи им на разных частотах. Боевым судам и авиации было приказано открыть огонь на поражение в случае, если от советских судов будет исходить подозрительная активность. Президент Никсон имел перед собой заготовленный проект директивы о применении против СССР стратегических ядерных сил. Он должен был подписать его в случае, если бы «Аполлон-11» потерпел крушение вследствие применения Советами электромагнитного сверхоружия.
Меры американцев не казались излишними. К объявленному дню у берегов Флориды «ловило рыбу» уже семь советских «сейнеров»!
Итак, старт «Аполлона» был назначен на 8 часов 32 минуты утра по времени атлантических штатов США. Ровно в 8 утра американские РЛС зафиксировали включение радиолокационной аппаратуры на советских судах на полную мощность. В 8:05 из Вашингтона поступил приказ 2-му флоту США привести в полную готовность все боевые системы. В 8:10 американские самолёты РЭБ «Орион» начали облёт советских судов, а боевые корабли начали сближение с «сейнерами», чтобы быть готовыми в любой момент открыть огонь.
В 8:20 началось интенсивное глушение аппаратуры советских судов путём создания помех. С 8:32 до 8:41 две ступени «Сатурн-5» успешно вывели третью ступень вместе с кораблём «Аполлон-11» на околоземную орбиту. В 8:45 советские суда снизили уровень своей радиолокационной активности до обычного. Через две минуты американским службам РЭБ поступил сигнал отбоя. В 8:50 американские корабли и самолёты начали покидать место событий.
Так как подробности советской операции засекречены до сих, никто не может сказать, что это было. Ведь советские корабли РЭР действительно проявили в это время повышенную активность! Если это не была попытка сбить с курса «Аполлон», то что это могло быть? Выдвигают две версии.
Согласно одной, советские суда радиоэлектронной разведки собирали информацию о полёте «Аполлона» с целью установить, действительно ли он отправился в космос (ведь не исключено, что конспирологическая версия о возможности инсценировки американских полётов, столь популярная сегодня, родилась уже тогда!). Согласно другой, СССР нарочно имитировал свою активность, чтобы заставить американцев лишний раз подёргаться. Дёргание, кстати, недёшево обошлось бюджету США: затраты на операцию «Перекрёсток» составили 230 млн. тогдашних долларов – почти 1% от общей стоимости программы «Аполлон». Иногда добавляют при этом, что и сведения о готовящейся Советами спецоперации против «Аполлона» были искусной дезинформацией, специально пущенной из Москвы. Так ли это – пока остаётся только гадать.
Считается, что советская лунная программа закончилась безрезультатно. То есть мы проиграли эту гонку американцам, напрасно потратили массу сил и времени? Только сегодня, когда гриф «Совершенно секретно» с этих разработок наконец снят, мы можем убедиться, что мнение о лунной программе как неудачной является ложным, ведь практически все наши достижения: запуск первого спутника, первого космонавта, первых межпланетных станций - были так или иначе связаны с ней и работали на главное - подготовку высадки человека на поверхность Луны. ПРОЕКТ «СЕВЕР»
2 января 1959 года в СССР был проведен первый успешный запуск трехступенчатой ракеты-носителя «Восток», созданной в рамках семейства ракет Р-7. Ракета вывела на траекторию полета к Луне автоматическую станцию «Луна-1», которая через 34 часа после старта прошла в шести тысячах километров от цели. Связь со станцией поддерживалась более 60 часов.
В марте того же года под руководством Сергея Королёва началась подготовка к созданию нового космического корабля, предназначенного для околоземных полетов и полетов к Луне. Первоначально проект, получивший название «Север», не предусматривал высадки космонавта на поверхность нашего естественного спутника - речь шла только о пилотируемом полете вокруг Луны. К лету конструкте выработали параметры, которые легли в основу конструкции будущего корабля.
Как предварительный этап была задумана программа «Союз 7К-Л1». Космический корабль в рамках этой программы был предназначен для пилотируемого полета вокруг Луны продолжительностью 6-7 дней. Поскольку не предусматривался выход на лунную орбиту, на корабле не устанавливалась мощная двигательная установка, а возвращение на Землю обеспечивалось маневром в гравитационном поле Луны. При точных расчетах и правильном выведении включение двигателя для возвращения не требовалось вообще. Космический корабль «Союз 7К-Л1» весил примерно 5600 килограммов и был создан на базе проекта «Союз». Внешне Л1 напоминал «Союз», но был двухместным и не имел сферического орбитального модуля.
Однако уже на первом этапе работ стало ясно, что для реализации проекта необходимо запустить в серийное производство ракетоноситель совершенно нового типа. Поэтому 23 июля 1960 года правительство СССР поставило перед ОКБ-1 задачу по созданию новой ракеты-носителя со стартовой массой более 2000 тонн для вывода на низкую орбиту полезной нагрузки свыше 80 тонн. На ракете предполагалось использовать обычное химическое топливо, а на всю разработку отводилось 7 лет. Программа получила название Н-1 (предположительно - от слова «носитель») и имела спецобозначение -11А52.
28 июля того же года в США было официально объявлено о начале работы над проектом Apollo, который предусматривал пилотируемый облет Луны и высадку человека на ее поверхность. Битва за Луну началась.
НА ЛУНУ ПО-КОРОЛЕВСКИ
Почти сразу же с началом работ над новым носителем между двумя ведущими советскими конструкторами Валентином Глушко (ОКБ-456) и Сергеем Королёвым (ОКБ-1) выявились серьезные разногласия по вопросу дальнейшего развития ракетостроения. Глушко считал, что лучшими топливными компонентами являются азотная кислота и гептил. Технические характеристики при сгорании у этих веществ достаточно высоки, но они крайне ядовиты и опасны в эксплуатации. Королев придерживался подхода, согласно которому на первой ступени мог быть использован традиционный керосин, а для второй и третьей следовало разработать двигатели на водороде.
Американский конструктор Вернер фон Браун при создании носителя для программы Apollo также пошел по пути применения керосина и водорода. На первой ступени ракеты Saturn-V планировалось разместить 5 двигателей F-1 с тягой по 690 тонн. Работа над F-1 началась еще в 1955 году, и уже в августе 1961 года прошли первые огневые испытания.
Поскольку в СССР такой мощности достичь не удалось, Королёв решил использовать двигатели с тягой 150 тонн. Подобные двигатели могли быть созданы в ОКБ-456 (Глушко) или в ОКБ-276 (Николай Кузнецов). Поскольку Королёв и Глушко придерживались различных взглядов на эту проблему, разработка была поручена Кузнецову. В августе 1964 года в ответ на американский план высадки на Луну было принято решение о разработке аналогичной программы на базе ракеты-носителя Н-1 по схеме, предусматривающей наличие орбитального и посадочного модулей.
Программа предусматривала вывод на лунную орбиту двухместного космического орбитального корабля «Союз 7К-ЛОК» и одноместного лунного корабля ЛК-Т2К. Для торможения около Луны предназначался ракетный блок Д. На орбите один из космонавтов должен был через открытый космос перебраться в лунный корабль и с использованием того же блока Д начать посадку на Луну. Непосредственно перед посадкой блок Д отбрасывался, и корабль, используя собственную двигательную установку (блок Є), плавно опускался на четыре опоры. Космонавт покидал корабль в скафандре «Кречет» и около суток работал на поверхности Луны. По окончании работ на поверхности лунный корабль должен был при помощи блока Е вернуться на орбиту и состыковаться с орбитальным модулем. Космонавт через открытый космос переходил в орбитальный модуль и переносил в него образцы лунного грунта, после чего лунный корабль отделялся. Для возвращения на Землю должна была быть задействована двигательная установка орбитального корабля (блок И). Приземление выполнялось по той же схеме, что и в проекте «Союз 7К-Л1».
Согласно расчетам приблизительная масса заправленного топливом орбитального модуля составляла 20 тонн, взлетно-посадочного модуля - примерно 6 тонн. Суммарная нагрузка, выводимая на траекторию полета к Луне, составляла 30 тонн. Для того чтобы с опорной орбиты разогнаться до второй космической скорости, требовалась дополнительная ступень, весившая вместе с топливом 40-50 тонн. Значит, ракета-носитель должна была доставить на низкую околоземную орбиту 75-100 тонн груза. В сжатые сроки эту задачу могла решить только ракета Н-1. 12 октября 1964 года состоялся первый полет трехместного корабля «Восход», пилотируемого космонавтами Комаровым, Феоктистовым и Егоровым. Корабль выводился на орбиту новой ракетой «Союз». Впервые три космонавта находились на корабле без скафандров. Полеты по программе «Восход» проводились с целью практической отработки систем будущего орбитального корабля для лунной экспедиции. Из-за спешки в проекте не была предусмотрена система аварийного спасения, и риск полетов на «Восходах» был очень высок. К счастью, полет прошел без сбоев, и космонавты благополучно вернулись на Землю.
ЖЕРТВЫ КОСМИЧЕСКОЙ ГОНКИ
В декабре 1965 года проект облета Луны был полностью передан ОКБ-1 Сергея Королёва. Новый сценарий предусматривал использование единой серии кораблей «Союз» для облета Луны (модификация «Союз 7К-ЛК1») и для высадки на Луну (модификация «Союз 7К-ЛОК»), причем для облета должна была применяться разработанная ведущим конструктором ОКБ-52 Владимиром Челомеем ракета «Протон», а для высадки -королёвская ракета Н-1.
В обоих проектах был задействован разработанный в ОКБ-1 разгонный блок Д. 14 января 1966 года во время хирургической операции умер Сергей Павлович Королёв. Его место занял Василий Мишин, имевший меньше опыта и личных связей. Тем не менее общее руководство лунной программой осталось за ним.
В феврале проект ракеты Н-1 подвергся переработке. Для осуществления программы потребовалось увеличить выводимый на околоземную орбиту вес с 75 до 95 тонн. Первый запуск был запланирован на март 1968 года.
В ноябре 1966 года начался этап летных испытаний космических кораблей серии «Союз» (модификация 7К-ОК для околоземных полетов). В качестве носителя использовалась ракета «Союз». Первый запуск 28 ноября выявил большое число неполадок. Корабль самопроизвольно израсходовал запас топлива для двигателей системы ориентации и бесконтрольно вращался. Возникли сбои и в системе автоматического спуска. 14 декабря во время старта следующего «Союза» произошел пожар и взрыв ракеты-носителя. Был сильно поврежден стартовый комплекс.
В январе 1967 года начались предстартовые испытания ракеты-носителя «Протон-К» с кораблем серии «Союз», способным совершить облет Луны (двухместная модификация 7К-Л1). После облета Луны спускаемый аппарат корабля должен был совершить двухэтапный вход в атмосферу и мягкую посадку на территории СССР. Предполагалось, что пилотируемый полет этого комплекса состоится уже в июне 1967 года, однако первые беспилотные запуски выявили недоработки систем управления корабля и разгонного блока Д, а также неполадки в ракете «Протон-К».
В это время лунная программа США получила тяжелый удар. 27 января в результате возникшего в ходе предстартовых испытаний пожара погиб экипаж первого корабля серии Apollo. Причиной пожара стало короткое замыкание, которое оказалось фатальным в насыщенной кислородом атмосфере корабля. Менее чем за минуту огонь полностью заполнил пространство командного модуля, и, несмотря на попытки экипажа открыть выходной люк, пламя накрыло астронавтов. Расследование инцидента выявило несовершенство многих систем, и последующие доработки корабля привели к задержке в реализации американской программы на 18 месяцев. У СССР появился шанс сократить отставание и выиграть гонку. Ради этого был предпринят рискованный шаг. 23 апреля 1967 года, несмотря на то, что ни один из предшествующих четырех беспилотных полетов корабля «Союз 7К-ОК» не прошел без аварий, в космос отправился «Союз-1» с Владимиром Комаровым на борту. Ракета «Союз» вывела корабль на околоземную орбиту, где он должен был состыковаться со стартующим на следующий день «Союзом-2» (экипаж: Быковский, Хрунов и Елисеев). Два из трех членов экипажа «Союза-2» должны были перейти в «Союз-1», после чего оба корабля возвращались на Землю. Таким образом отрабатывались основные операции, которые необходимо было проделать на лунной орбите для обеспечения высадки на Луну. Однако сразу же после старта на «Cora з е - 1 » не раскрылась одна солнечная батарея, и на проведение операций по сближению и стыковке не хватило энергии. Старт «Союза-2» отменили и было принято решение посадить «Союз-1» досрочно. Из-за отказа автоматики Комаров сажал корабль вручную. Во время спуска в атмосфере не вышел основной тормозной парашют и не раскрылся запасной, в результате чего скорость снижения составляла около 600 км/ч. Владимир Комаров погиб при ударе спускаемого аппарата о землю.
Тем не менее работы по лунной программе не останавливались, и уже в октябре два беспилотных корабля серии «Союз 7К-ОК» впервые успешно выполнили на орбите автоматическую стыковку.
БЛЕСК И НИЩЕТА ЛУННОЙ ПРОГРАММЫ
В марте 1968 года состоялся запуск комплекса «Протон-К» - «Союз 7К-Л1». Разгонный блок Д отработал без замечаний, беспилотный корабль выполнил полет по высокоэллиптической траектории, но из-за отказа системы ориентации вместо плавного двухэтапного входа в атмосферу спускаемый аппарат совершил баллистический спуск в нерасчетную точку и был уничтожен по команде с Земли. В газетах появилось сообщение об успешном полете аппарата «Зонд-4». Впоследствии зондами назывались и другие беспилотные корабли этой серии, совершавшие полеты в 1968-70 годах. Несмотря на произошедшую 22 апреля аварию ракеты-носителя «Протон», первый советский пилотируемый облет Луны был намечен на ноябрь. Такая спешка объяснялась желанием обогнать американский корабль Apollo-8, старт которого к Луне планировался на конец декабря. ЦРУ официально предупредило руководство NASA о готовности СССР к пилотируемому облету Луны. В мае новая сверхтяжелая ракета Н-1 впервые была установлена на старте. Испытательный полет планировался на сентябрь, однако из-за повреждения кислородного бака первой ступени ракету пришлось вернуть в монтажно-испытательный комплекс. 15 сентября был успешно запущен «Союз 7К-Л1», получивший название «Зонд-5». После облета Луны космический корабль не смог осуществить двухэтапный вход в атмосферу и произвел приземление по баллистической траектории далеко от расчетной точки. 26 октября стартовал орбитальный корабль «Союз-3», пилотируемый космонавтом Береговым.
В этом первом после гибели Владимира Комарова полете планировалось осуществить стыковку с беспилотным кораблем «Союз-2», стартовавшим днем ранее. Автоматическая система стыковки сблизила корабли на 200 метров, после чего космонавт перешел на ручное управление. Однако из-за допущенной при этом ошибки и возникшего перерасхода топлива от стыковки пришлось отказаться. Посадка обоих кораблей прошла успешно.
10 ноября к Луне отправился «Зонд-6». В случае успешного завершения этого полета следующий корабль должен был бы стартовать с экипажем на борту. После облета Луны и двухэтапного входа в атмосферу корабль начал снижение в расчетной точке СССР, однако из-за преждевременного отделения парашюта разбился. Позднее выяснилось, что еще в космосе произошла разгерметизация спускаемого аппарата. Невзирая на риск, связанный с эксплуатацией кораблей класса «Союз», космонавты, прошедшие подготовку по лунной программе, обратились с письмом в политбюро, в котором просили разрешения на проведение в декабре пилотируемого полета к Луне. Они мотивировали это тем, что присутствие на борту космонавта повысит вероятность успеха. За несколько дней до старта Saturn-V - Apollo-8 на Байконуре был подготовлен к запуску комплекс «Протон-К» -«Союз 7К-Л1», и 8 декабря космонавты были готовы к полету, однако высокая вероятность катастрофы не позволила руководству принять решение о запуске раньше американцев. 21 декабря 1968 года астронавты Борман, Ловелл и Андерсон стартовали к Луне на борту корабля Apollo-8. Впервые люди покинули околоземное пространство. Впервые они не наблюдали закатов и восходов Солнца и впервые своими глазами увидели обратную сторону Луны. Сделав несколько витков на лунной орбите, космический корабль успешно вернулся на Землю. США выиграли первый этап битвы за Луну.
ПОСЛЕДНИЙ РЫВОК
После осуществления миссии Apollo-8 актуальность пилотируемого облета Луны в рамках программы «Союз7К-Л1» пропала, и очередной запуск в январе был беспилотным. На этапе выведения произошла авария ракеты «Протон-К», причем не сработала система аварийного спасения. Это окончательно охладило интерес к программе, которая отошла на второй план. У СССР оставался еще шанс обойти США с первой высадкой человека на поверхность Луны. 21 февраля 1969 года состоялся первый запуск ракеты Н-1. Целью полета являлся вывод на лунную орбиту беспилотного корабля «Союз 7К-Л1А» (модификация 7К-Л1). Однако из-за возникших высокочастотных колебаний произошло разрушение трубопроводов в первой ступени. После начала пожара, повредившего систему управления, двигатели первой ступени были выключены на 69-й секунде полета, и ракета упала в 52 километрах от старта.
3 июля состоялся второй запуск ракеты Н-1. Внесенные в конструкцию первой ступени изменения не помогли. Сразу после старта в топливный насос одного из двигателей попал посторонний металлический предмет, после чего насос разрушился и возник пожар. Через 23 секунды после старта полностью заправленная ракета обрушилась на стартовый комплекс и практически уничтожила его. Была немного повреждена находившаяся поблизости вторая стартовая площадка. На восстановление разрушенного и внесение новых изменений в конструкцию ракеты ушло два года.
13 июля предпринимается последняя попытка хоть в чем-то обогнать американцев. С помощью ракеты-носителя «Протон-К» к Луне стартовала автоматическая станция нового поколения «Луна-15», которая должна была впервые доставить образцы лунного фунта на Землю. После выхода на лунную орбиту обнаружились неполадки, тем не менее было решено произвести посадку. Но уже 16 июля начался полет американского корабля Apollo-11 с экипажем, состоящим из астронавтов Армстронга, Коллинза и Олдрина. В программе полета значилась первая высадка человека на Луну.
20 июля 1969 года почти одновременно началась посадка автоматической станции «Луна-15» и лунного модуля, пилотируемого Армстронгом и Олдрином. И здесь удача снова была на стороне американцев: «Луна-15» разбилась, а лунный модуль совершил успешную посадку. Астронавт Нейл Армстронг стал первым человеком, ступившим на поверхность Луны. Таким образом, США по всем статьям выиграли восьмилетнюю гонку и восстановили свой престиж. Однако работы по советской лунной программе на этом не остановились. 7 августа успешно стартовал и через 5 дней, совершив облет и фотографирование Луны, приземлился в районе Кустаная беспилотный «Зонд-7». Это был первый и единственный полет по программе «Союз 7К-Л1», прошедший без замечаний. Поскольку после июльского взрыва осуществление высадки на Луну откладывалось, было решено произвести в 1970 году пилотируемый облет Луны на корабле «Союз 7К-Л1», а также осуществить испытания кораблей «Союз 7К-ЛОК» и 7К-Т2К в беспилотном режиме на околоземной орбите. Изменились и цели программы Н1-ЛЗ. Вместо кратковременного пребывания на Луне планировалось обеспечить длительное присутствие космонавтов на ее поверхности. В связи с этим проект стал называться Н1-ЛЗМ.
Однако и этим планам не суждено было сбыться. Новые аварии и неудачные старты поставили крест на советской программе покорения Луны.
Почему мы не оказались на Луне? Чаще всего можно слышать о несовершенстве технологической базы советской промышленности, которая была неспособна создать ракету и космические аппараты для лунного проекта. Сообщалось, что в лунной гонке Советский Союз был обречен на проигрыш перед США. Но это не совсем так. Основной причиной провала наиболее дорогостоящего космического проекта (4 млр. рублей в ценах 1974 года), стала несогласованность действий различных ведомств, и амбиции ряда руководителей того периода.
Зачем нам нужна была Луна?
В действительности советская лунная программа была симметричным ответом на американскую лунную программу. Луна абсолютно не интересовала руководителей ОКБ-1 Королева и ракетный проект Н-1, являлся модернизированной версией более раннего королевского проекта. Предназначавшегося для доставки водородной супер-бомбы и для вывода крупногабаритных орбитальных комплексов, размеры которых должны были в несколько раз превосходить появившиеся позже «Союзы» и «Мир». Реализовывать лунную программу было экономически абсолютно нецелесообразно.
Но ЦК КПСС решило принять вызов американцев. В 1960 году выходит постановление Постановлением Правительства от 23 июня 1960 г. «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 гг.» предусматривалось проведение в 1960гг. проектно-конструкторской проработки и необходимого объёма исследований в целях создания в ближайшие годы новой космической ракетной системы со стартовой массой 1000-2000 т, обеспечивающей вывод на орбиту вокруг Земли тяжёлого межпланетного космического
корабля массой 60-80 т, мощных жидкостных ракетных двигателей с высокими характеристиками, ЖРД на жидком водороде, ядерных и электрореактивных двигателей, высокоточных систем автономного и радиотехнического управления, систем космической радиосвязи и т.п.. Но уже в 1964 г. ЦК КПСС ставит новую цель — осуществить пилотируемую экспедицию к Луне до того, как США доставят на Луну своего астронавта.Удары судьбы
Первым тяжелым испытанием для проекта стал личный конфликт между Королевым и Глушко и отказ последнего от разработки двигателей для лунной ракеты. В срочном порядке было принято решение возложить разработку двигателей на конструкторское бюро под руководством Кузнецова.
По мнению Глушко, создание двигателя необходимой размерности на кислороде могло затянуться, натолкнувшись на проблемы пульсационного горения и защиты стенок камеры и сопла от перегрева. В свою очередь, применение долгохранимых компонентов, дающих в камере ЖРД устойчивое горение с температурой на 280 — 580 град. С ниже, чем кислородное топливо, позволит ускорить отработку двигателя. Кроме того, ЖРД получался конструктивно проще.
Оценивая доводы Глушко, Королев писал в докладной записке на имя руководителя экспертной комиссии следующее: «Вся аргументация о трудностях отработки кислородного двигателя основана на опыте ОКБ В. Глушко по работе с ЖРД открытой схемы. Следует особо подчеркнуть, что эти трудности не имеют никакого отношения к двигателям принятой для ракеты Н-1 замкнутой схемы, в которых окислитель поступает в камеру сгорания в горячем и газообразном состоянии, а не в холодном и жидком, как при обычной, незамкнутой схеме. Действительно, при запуске двигателей замкнутой схемы имеет место тепловое воспламенение компонентов в камере сгорания за счет тепла горячего газообразного окислителя — кислорода или АТ. Такой метод запуска кислородно-керосинового двигателя замкнутой схемы экспериментально отработан в двигателях ОКБ-1 и принят для последней ступени РН «Молния», а также в ОКБ Н. Кузнецова при разработке кислородно-керосиновых двигателей НК-9В и НК-15В для ракеты Н-1». Экспертная комиссия приняла сторону Королева. Глушко этого Королеву не простил. Он поддерживает генерального конструктора Челомея, в его проекте гигантской ракеты УР-700, альтернативы Н-1 на двигателях собственной разработки. Но научная комиссия под руководством академика Келдыша отдала предпочтение проекту Н-1 ОКБ-1, поскольку проектные работы к тому времени по Н-1 уже практически были завершены.
В Постановлении от 3 августа 1964 г. впервые было определено, что важнейшей задачей в исследовании космического пространства с помощью ракеты-носителя Н1 является освоение Луны с высадкой экспедиций на её поверхность и последующим возвращением их на Землю.
Основными разработчиками лунной системы Л3 были:
— ОКБ-1 — головная организация по системе в целом, разработке ракетных блоков Г и Д, двигателей для блока Д и разработке лунного (ЛК) и лунного орбитального (ЛОК) кораблей;
— ОКБ-276 (Н.Д.Кузнецов) — по разработке двигателя блока Г;
— ОКБ-586 (М.К.Янгель) — по разработке ракетного блока Е лунного корабля и двигателя этого блока;
— ОКБ-2 (А.М.Исаев) — по разработке двигательной установки (баки, ПГ системы и двигатель) блока И лунного орбитального корабля;
— НИИ-944 (В.И.Кузнецов) — по разработке системы управления системы Л3;
— НИИ-885 (М.С.Рязанский) — по радиоизмерительному комплексу;
— ГСКБ Спецмаш (В.П.Бармин) — по комплексу наземного оборудования системы Л3.
Были определены и сроки начала ЛКИ — 1966 г. и осуществления экспедиции 1967-1968 гг.
В этот момент вносится важная корректировка в разработку ракеты. Для того чтобы обеспечить доставку космонавта одним запуском Королев адаптирует Н-1 под новые условия практически «с колена». Проект Л3 принимает тот вид, который не изменяется до закрытия лунной программы. От предыдущей схемы (с прямой посадкой без разделения на орбитальный и посадочные модули) новый вариант выгодно отличался своей массой. Теперь было достаточно одного запуска Н 1, правда для этого нужно было поднять её грузоподъёмность на 25 тонн. На промежуточную околоземную орбиту высотой 220 км и наклонением 51.8 о выводился бы 91.5-тонный комплекс Л3. Здесь аппарат мог находиться до 1 суток, за которые проводились последние приготовления. Постепенно приходило понимание сложности поставленной задачи.
Следующий удар – ограничение финансирования. Королев не смог добиться финансирования ряда важных элементов проекта, одним из которых был наземный стенд для испытания блока двигателей первой ступени – руководство страны посчитало это лишним, в то время как в проекте «Апполон» это стенд был. Начальник отдела испытаний проекта «Сатурн-5» — «Аполлон» К. Мюллер смог доказать, что для успешного решения задачи существует только один путь: полная наземная отработка всей системы во всех возможных штатных и нештатных ситуациях. Он костьми лег за то, чтобы 2/3 отпущенных на проект средств вложить в создание стендов для отработки и добился положительного результата: фактически все пуски «Сатурна-5» оказались успешными. Двигатели первой ступени Н-1 (а их было 30!) отрабатывались по отдельности и никогда в едином блоке на испытательном стенде. Отработка двигателей «по — живому» непременно затянула бы реализацию проекта.
Немедленно вносятся коррективы в работу двигателей, чтобы сократить число проблем во время испытательных полетов. Была разработала автоматическая система коррекции тяги двигателей, что позволяло, если один или несколько из двигателей выходят из строя, переносить сбалансировано нагрузку на другие. Впоследствии были также применены решетчатые аэродинамические рули (эта технология нашла применение на 10 лет позже в ракетах для истребителей-перехватчиков). Отличительной чертой Н- 1 стала уникальная для наших РН того времени массовая отдача по полезному грузу. На это работали несущая схема (баки и каркас не образовали единого целого), сравнительно малая плотность компоновки из-за огромных сферических баков вели к уменьшению полезного груза. С другой стороны, исключительно малая удельная масса баков, чрезвычайно высокие характеристики двигателей и конструктивные решения позволяли увеличить ее.
В 1966 году на операционном столе умирает Королев – ОКБ-1 возглавляет его бессменный заместитель – Мишин. Всем уже ясно, что в 1968 году не удастся попасть на луну и в 1969 по всей видимости тоже. Расчеты делались уже на 1970 год.
На первой ступени было установлено 30 двигателей вдоль двух концентрических окружностей. Хотя на стендовых испытаниях двигатель показал себя достаточно надёжным, большинство проблем было вызвано вибрациями и другими неучтёнными эффектами, связанными с одновременной работой такого количества двигателей (сказалось отсутствие комплексного испытательного стенда, на который не дали денег).
Академик Василий Мишин (часть интервью):
– Василий Павлович, говорят, что в свое время Королев обещал: «В год пятидесятилетия Советской власти советский человек будет на Луне!» Не помните, при каких обстоятельствах это произошло?
– Да ничего подобного Королев никогда не говорил про Луну. Мы никогда бы не смогли высадиться туда раньше американцев. Кишка у нас была тонка, и денег не было. Мы были в состоянии только выводить аппараты на орбиту. А полет к Луне – это же на порядок больше затрат! Да мы и на орбите-то первыми оказались случайно. Это пропаганда все… Дело в том, что Америка – богатая страна, американцы могли нас переплюнуть давным-давно. Но им нужно было вернуть потерянный престиж – после первых спутников и Гагарина. И Кеннеди выступил в 1961 году перед конгрессом и запросил на это мероприятие 40 миллиардов долларов с тем, чтобы высадить американцев на Луну и вернуть их на Землю до 70-го года. США в то время могли пойти на такие огромные затраты, а наша страна, обессиленная после войны, таких средств в такие сроки выделать не могла. Вот и все.
– То есть они специально выбрали цель и сроки так, чтобы нас обязательно опередить?
– Ну да… И более того, именно программа «Сатурн-5–Аполлон» нас подтолкнула. Мы до этого занимались ракетой Н-1 совсем для других целей, не для Луны. Планировали выводить на орбиту тяжелую орбитальную станцию на 75 тонн. А потом, когда стала известна американская однопусковая схема (проект «Сатурн-5–Аполлон»), руководство нашей страны поручило разработать проект такой экспедиции на Луну с возвращением на Землю трем ведущим ОКБ, возглавляемым Королевым, Янгелем и Челомеем. В результате рассмотрения этих проектов выбрали проект Н 1-ЛЗ, разработанный ОКБ-1 под руководством Сергея Павловича Королева. В частности, и потому, что ракета Н-1 была уже разработана и запущена в производство, ее пришлось только несколько «подрастить» – стартовую массу увеличили с 2200 тонн до 3000 да поставили 30 двигателей вместо 24 на первую ступень.
Параллельно велась работа по доводке космического корабля. Наиболее проработанным был проект КБ Королева Л1, по которому был выполнен ряд беспилотных испытательных полетов. Этот корабль был похож на предназначенный для полетов по околоземной орбите корабль «Союз-7К-ОК» («орбитальный корабль»), известным широкой публике просто как «Союз». Главные отличия корабля «Союз-7К-Л1» от «Союз-7К-ОК» — отсутствие орбитального отсека и усиленная теплозащита спускаемого аппарата для входа в атмосферу со второй космической скоростью. Для запуска корабля использовалась РН «Протон».
Планировался вход в атмосферу над южным полушарием Земли, при этом за счет аэродинамических сил спускаемый аппарат вновь поднимался в космос, а его скорость уменьшалась со второй космической до суборбитальной. Повторный вход в атмосферу проходил уже над территорией Советского Союза. Корабли «Союз-7К-Л1» совершили пять беспилотных испытательных полетов под названиями «Зонд-4 – 8». При этом корабли «Зонд-5 – 8» выполнили облет Луны. Еще четыре корабля не удалось вывести в космос вследствие аварий ракеты-носителя «Протон» на этапе выведения. (Запускались также прототипы корабля «Союз-7К-Л1», а также несколько его исследовательских модификаций, не связанных с программой пилотируемого облета Луны.) В трех полетах «Зондов» из пяти имели место происшествия, которые привели бы к гибели членов экипажа или получению ими увечий в том случае, если бы эти полеты были пилотируемыми. На корабле «Зонд-5» находились черепахи. Они стали первыми живыми существами в истории, возвратившимися на Землю после облета Луны — за три месяца до полета «Аполлона-8».
В СССР существовал ряд разнообразных проектов высадки на Луну: несколько запусков и сборка лунного корабля на околоземной орбите, прямой полет на Луну и т.д., но до стадии испытательных запусков был доведен лишь проект КБ Королева Н1-Л3. Проект Н1-Л3 в своей основе повторял американский проект «Аполлон». Даже компоновка системы на этапе выведения была аналогична американской: лунный корабль находился в переходнике ниже основного корабля, как и лунный модуль «Аполлона».
Основными частями ракетно-космической системы для высадки на Луну по проекту Н1-Л3 были лунный орбитальный корабль «Союз-7К-ЛОК», лунный корабль ЛК и мощная ракета-носитель Н1.
Экипаж корабля «Союз-7К-ЛОК» состоял из двух человек. Один из них должен был перейти через открытый космос в лунный корабль и совершить посадку на Луну, а второй — дожидаться возвращения своего товарища на окололунной орбите.
Корабль «Союз-7К-ЛОК» был установлен для летных испытаний на носитель Н1 в четвертом (и последнем) его запуске, но из-за аварии носителя так и не был выведен в космос.
| Лунный корабль «ЛК»: 1 — лунный посадочный агрегат, 2 — ракетный блок «Е», 3 — кабина космонавта, 4 — блоки системы жизнедеятельности, 5 — прибор наблюдения при посадке, 6 — блок двигателей ориентации, 7 — радиатор системы терморегулирования, 8 — стыковочный узел, 9 — датчик прицеливания, 10 — юстировочные датчики, 11 — приборный отсек, 12 — телевизионная камера, 13 — всенаправленные антенны, 14 — источники питания, 15 — опорная стойка с амортизатором, 16 — подкос с амортизатором, 17 — посадочный радиолокатор, 18 — навесной приборный отсек, 19 — слабонаправленные антенны, 20 — антенны системы сближения, 21 — телевизионные антенны, 22 — двигатель прижатия, 23 — основной двигатель, 24 — отражатель, 25 — резервный двигатель. |
Система управления строилась на базе БЦВМ и имела ручную систему управления, позволяющую космонавту самостоятельно выбирать место посадки визуально через специальный иллюминатор. Лунное посадочное устройство было четырехопорной оригинальной конструкцией с сотовыми поглотителями остаточной вертикальной скорости посадки.
Лунный корабль трижды успешно испытывался на околоземной орбите в беспилотном режиме под названиями «Космос-379», «Космос-398» и «Космос-434».
К сожалению, по многим причинам сроки испытаний постоянно сдвигались «вправо», а время реализации лунной программы – «влево». Это, естественно, сказывалось на работах, которые в последней четверти 1960 годов приняли совершенно ненормальный темп. Тем не менее, предполагалось, проводя по пуску ракеты каждые три-четыре месяца, закончить летные испытания и перейти к плановой эксплуатации комплекса в 1972 — 1973 годах.
Первый пуск ракетно-космического комплекса Н1-Л3 произошел 21 февраля 1969. В результате пожара в хвостовом отсеке и нарушения в работе системы контроля двигателя, которая на 68,7 с выдала ложную команду на выключение двигателей ракета погибла. Второй пуск комплекса Н1-Л3 был проведен спустя четыре месяца и также закончился аварийно из-за ненормальной работы двигателя № 8 блока А. В результате взрыва был практически полностью разрушен стартовый комплекс. И хотя опять зазвучали голоса в пользу ненадежности двигателей Кузнецова и самой конструкции ракеты, причина катастроф была в спешке с подготовкой летных испытаний.
Комиссия выяснила следующее: еще при стендовой отработке зарегистрирована восприимчивость НК -15 к попаданию крупных (десятки мм) металлических предметов в насос окислителя, которые приводили к повреждению крыльчатки, возгоранию и взрыву насоса; мелкие металлические предметы (стружка, опилки и т.п.), сгорающие в газогенераторе, приводили к разрушению лопаток турбины. Неметаллические предметы (резина, ветошь и пр.), попавшие на вход ТНА, остановки двигателя не вызывали. Такого результата надежности не было достигнуто даже намного позже! Экземпляр 5л относился к первой партии летных изделий, в которой не предусматривалась установка фильтров на входе в насосы. Их должны были поставить на двигатели всех ракет, начиная с носителя 8л, который предполагалось использовать при пятом пуске.
Надежность ЖРД показалась самому Кузнецову недостаточной. С июля 1970-го в ОКБ начали создаваться качественно новые двигатели фактически в многоразовом исполнении и со значительно увеличенным ресурсом. Однако они были готовы только к концу 1972-го, а летные испытания предполагалось до этого времени продолжать на ракетах со старыми ЖРД, контроль над которыми повысили.
Из-за повреждения стартового комплекса и замедления темпов работ подготовка третьего летного испытания затянулась на два года. Только в воскресенье 27 июня 1971 г. ракета 6л стартовала в 2 ч 15 мин 7 с по московскому времени со второго, недавно построенного, стартового сооружения площадки 110 космодрома Байконур. Все двигатели работали устойчиво. С момента отрыва телеметрия зафиксировала ненормальную работу системы управления по крену.
Начиная с 39-й секунды система управления была не в состоянии стабилизировать носитель по осям. На 48-й секунде из-за выхода на закритические углы атаки началось разрушение РН в области стыка блока «В» и головного обтекателя. Головной блок отделился от ракеты и, разрушаясь, упал невдалеке от старта. «Обезглавленный» носитель продолжал неуправляемый полет. На 51-й секунде, когда угол поворота по крену достиг 200 град., по команде от концевых контактов гироплатформы выключились все двигатели блока «А». Продолжая разрушаться в воздухе, ракета летела еще некоторое время и упала в 20 км от старта, оставив на земле воронку диаметром 30 м и глубиной 15 м.
23 ноября 1972 г., через 17 месяцев после неудачной третьей попытки состоялась четвертая. Экземпляр 7л стартовал с позиции №2 в 9 ч 11 мин 52 с по московскому времени. Для сторонних наблюдателей вплоть до 107-й секунды полет проходил успешно. Двигатели работали устойчиво, все параметры ракеты были в пределах нормы. Но некоторые причины для беспокойства появились на 104-й секунде. Им даже не успели придать значение: через 3 с в хвостовом отсеке блока «А» сильный взрыв разметал всю периферийную двигательную установку и уничтожил нижнюю часть сферического бака окислителя. Ракета взорвалась и рассыпалась в воздухе на куски. Но сами исполнители программы не унывали. Они понимали: все закономерно, ракета учится летать, аварии неизбежны. В носителе 8л разработчики постарались учесть все полученные ранее результаты летных испытаний. Ракета значительно потяжелела, но у ее создателей не было никаких сомнений в том, что взрывов и пожаров блока «А» уже не будет и пятая попытка решит задачу полета беспилотной экспедиции Л-3 по упрощенной схеме без посадки на лунную поверхность.
К началу 1974-го ракета 8л была собрана. На всех ее ступенях начался монтаж новых, многоразовых ЖРД. Так, двигатель НК-33 блока «А» представлял собой модернизированный вариант НК-15 с существенно повышенной надежностью и работоспособностью. Безаварийная наземная отработка всех ЖРД давала уверенность в успешном пятом пуске ракеты, намеченном на IV квартал 1974 г. На ракете установили рабочую версию лунного корабля со всей необходимой автоматикой. Планировалось провести облет луны и уже в следующем полете возможно отправить экспедицию.
Печальный конец
Снятие академика В.Мишина с поста руководителя ОКБ-1 и назначение в мае 1974 г. В.Глушко на его место оказалось неожиданным для всего коллектива. Работы по Н-1 во вновь образованном НПО «Энергия» в кратчайший срок полностью свернули, официально поводом закрытия проекта стало «отсутствие тяжелых полезных нагрузок, соответствующих грузоподъемности носителя». Производственный задел ракетных блоков, практически все оборудование технического, стартового и измерительных комплексов было уничтожено. При этом списаны затраты в сумме 6 млрд. руб. (в ценах 70-х годов), затраченных на тему.
Сам Глушко предложил на тот момент альтернативный проект «Энергия» на новых, еще не созданных двигателях. Поэтому он опасался успешного запуска ракеты Н-1 с лунным кораблем на борту – это могло перечеркнуть все планы его команды. Позднее, на создание подобной по мощности ракеты ушло еще 13 лет и было затрачено 14,5 млрд. руб.
Комплекс «Энергия» был создан уже много позже – 1987 году и запущен после смерти главного конструктора. К тому моменту ракета оказалась ненужной и дорогостоящей в связи с распадом СССР, а по техническому решению связки «Энергия» — «Буран» устаревшей, ведь американцы запустили аналогичный комплекс на 8 лет раньше. Задач для ее применения уже не оказалось. Затратность и сроки реализации проекта значительно превысили таковые по сравнению с «лунным» проектом Королева. «Энергия» после нескольких пусков, из которых два было частично удачных, прекратила свое существование.
РН «Энергия» на старте
Кузнецов не смирился с отстранением его от работ по ЖРД и продолжил стендовые испытания своих двигателей. Наземные испытания велись в 1974-1976 годах вплоть до января 1977 г. по новой программе, требующей подтверждения работоспособности каждого ЖРД в течение 600 с. Однако обычно огневые испытания одиночных двигателей в ОКБ продолжались 1200 с. Сорок ЖРД проработали от 7000 до 14 000 с, а один НК-33 — 20 360 секунд. На складах НПП «Труд» до 1995 года хранились 94 двигателя блоков «А», «Б», «В» и «Г» ракеты Н-1. Удивительным оказалось что двигатели Кузнецова для ракеты Н-1 существуют до сих пор и до сих пор готовы к работе как и в то далекое время.
Разгонный блок «Д», разработанный ОКБ Королева для ракеты Н-1 до сих пор используется при запуске аппаратов ракетой «Протон».
Впоследствии Глушко также предложил проект экспедиции на Луну, включая создание долговременной обитаемой базы, но время амбициозных мечтаний уже прошло. Полное отсутствие экономического эффекта от программы сказалось на мнении руководства страны – на Луну в Советском Союзе уже никто не собирался лететь. Хотя мог бы – в июле 1974 года.
В предыдущей статье о фильме “Apollo 18” упоминался советский лунный модуль “Прогресс”. По описанию фильма именно на нем единственный советский космонавт прибыл на Луну раньше американцев (или немногим позже) и героически погиб, сражаясь за жизнь с инопланетной угрозой.
На самом деле советский модуль является практически точной копией проекта Л3, разработка которого велась с 1963 года, а название “Прогресс” тогда было присвоено не ему, а новому ракетному носителю. В принципе, в контексте фильма такие подробности значения не имеют и надо отдать должное американским коллегам по кинематографу – Л3 был выполнен просто на “отлично”. А посему, об этой конструкции надо рассказать подробнее.
Итак, как уже говорилось ранее, разработку лунного посадочного модуля Л3 начали в 1963 г., практически одновременно с развертыванием программы “Союз”. Именно они должны были доставить советских космонавтов к Луне, но довести эту работу до конца не удалось. В итоге, “Союзы” стали знамениты как средство доставки космонавтов самых разных стран на околоземную орбиту. Что касается лунного посадочного модуля Л3, то его судьба сложилась следующим образом.
Из-за отсутствия подходящего по мощности носителя инженерам пришлось ограничиться компоновочной схемой, рассчитанной только на одного космонавта. Сравните размеры советского и американского лунных модулей (рисунок).
Конструктивно Л3 (называемый также ЛК – лунный корабль), состоял из двух секций:
– лунная кабина: кресло космонавта располагалось у задней стенки, справа и слева размещались средства управления, в центре был сделан большой круглый иллюминатор;
– приборный модуль: имел дисковидную форму, в нем разместили систему управления, радиотехнику, систему управления электропитанием и аппаратуру для обеспечения стыковки.
Самым узким местом ЛК, не считая его скромных габаритов, была невозможность прямого перехода космонавта из ЛОК (лунного орбитального корабля, который должен был доставить экспедицию). Другими словами схема действий после выхода на околоземную орбиту представлялась следующим образом.
Космонавты надевают скафандры разных типов (пилот ЛОК – “Орлан”, пилот ЛК – “Кречет-94”) и переходят в бытовой отсек, который в дальнейшем используют в качестве шлюзового.
Далее пилот ЛК, использую поручни, переходит по внешней поверхности ЛОК к своему кораблю. Для большего удобства оба люка были размещены друг против друга. После этого ЛК отделяется от ЛОК и спускается на поверхность Луны.
На высоте 16 км включаются тормозные двигатели, а на высоте 3-4 км от модуля отделяется разгонный блок “Д”, после чего ЛК выполняет “мертвую петлю”.
Такие ухищрения были необходимы для того, чтобы посадочный радиолокатор лунного корабля не принял отделившийся блок “Д” за лунную поверхность и раньше времени не сработало автоматическое включение ракетного блока “Е”. Непосредственно посадка проводилась самим пилотом ЛК, которому предстояло использовать как автоматическую, так и ручную систему управления.
Отдохнув и проверив работу аппаратуры космонавт выходил на лунную поверхность для сбора образцов. Скафандр “Кречет-94” был рассчитан на 4 часа автономного пребывания на Луне. За это время космонавт должен был установить на Луне научные приборы и государственный флаг СССР, собрать образцы лунного грунта, провести телевизионный репортаж, фото- и киносъемку района приземления.
Проведя на Луне не более 24 часов космонавт должен был покинуть планету. При старте включались оба двигателя блока “E”, и в случае штатной работы один из них впоследствии отключался. Затем ЛК выходил на лунную орбиту и с помощью системы “Контакт” совершал стыковку с ЛОК. Далее все действия космонавта проводились в обратном порядке, как перед спуском на Луну. Обратный путь на Землю должен был занимать не более 3,5 суток, а общее продолжительность экспедиции рассчитывалась на 11-12 суток.
Как мы видим, американские кинематографисты во многом оказались правы. Модуль ЛК прилунился в кратере на солнечной стороне и советский космонавт, по всей видимости, выполнил основную часть программы пребывания на лунной поверхности. Кстати, удачно был воспроизведен не только сам ЛК, но и скафандр “Кречет-94”.
Для более детального изучения данной темы имеется отдельная статья “Скафандры для советской лунной программы” (формат PDF). Сейчас от этой эпохальной программы остались только модули для стендовых испытаний и один из образцов скафандра “Кречет-94″. Последний, причем, является музейным экспонатом, чего нельзя сказать о модуле ЛК.
Под занавес рассказа о советском лунном модуле ЛК – несколько кадров из фильма “Apollo 18″. Смотрим, оцениваем, наслаждаемся…
