Конец пятидесятых годов XX века ознаменовался началом гонки вооружений, порожденной холодной войной между двумя сверхдержавами — СССР и США. Испытания баллистической ракеты «Р-7» с переброской макетов ядерных боеголовок на Камчатку в марте 1957 году утвердили лидирующие позиции Советов на политической арене: возможность нанесения ядерного удара средней мощности из любой географической точки страны вызывала серьезные опасения со стороны противника.

Запуск первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года и первый полет человека в космическое пространство 12 апреля 1961 года наглядно продемонстрировали высокий научно-технический уровень и технологический потенциал Советского Союза. Как следствие, космос стал рассматриваться как перспективный плацдарм для размещения нового вида вооружений. Отныне авторитет и позиция лидера одного из оппонентов зависели от возможности скорейшей реализации безопасной доставки человека за пределы орбиты Земли. Запуск национальных программ по освоению дальнего космоса стал катализатором прогресса космической отрасли, в частности, пилотируемой космонавтики. Краеугольным камнем в отношениях между США и СССР стала Луна: как ближайшее к Земле небесное тело, именно она должна была получить статус полномасштабного военного полигона для испытания ядерного оружия. Возможность постройки форпоста серьезно обсуждалась в США, в связи с чем, высадка человека на поверхность естественного спутника Земли стала первостепенной задачей. Именно в этот момент Штаты решили взять реванш в космической гонке, и стало очевидно: Вернер фон Браун готов отправить человека на Луну.

Советский Союз не был готов сдавать позиции первенства, однако потерпел поражение: Луна досталась американцам, программы по высадке советских космонавтов на ее поверхность и освоению естественного спутника Земли легли в архив истории.

Лунные концепты: гонка за лидерство.

На заре космической эры было определено, что для осуществления полетов в дальний космос необходимы сверхтяжелые ракеты-носители стартовой массой более 3000 тонн. Для успешной высадки на Луну США реализовали беспрецедентную кампанию по проектированию, технологической сборке, стендовой отработке и испытаниям различных частей системы космических аппаратов, предназначенных пилотируемых полетов к Луне,  включая возможность частного финансирования проекта. Так, общая стоимость программы «Apollo» с 1960 по 1973 гг. составила 25,4 млрд долларов (152 млрд долларов на сегодня), где 453 млн долларов NASA потратило на контракты с компаниями частного сектора, которые оказали услуги его подразделениям только в 1968 году. [1]

Советский Союз, опираясь на лидерство в освоении околоземного космического пространства, сократил расходы на реализацию космических программ. Разработка советской «лунной» ракеты сильно тормозилась, но руководство страны опиралось на прошлые успехи и удержание сильных позиций  в ближайшие годы. Одним из негативных факторов явилось отсутствие единого концептуального решения в подходе к выбору программы полета.

Для осуществления лунных, а в дальнейшем и марсианских миссий NASA изначально предполагался пуск ракеты-носителя сверхтяжелого класса «Nova» (1959-1964) со стартовой массой порядка 4500 тонн. Причиной внушительным размерам аппарата являлась схема пилотируемого полета, где орбитальный корабль и посадочный аппарат были объединены в единое целое.  В противовес была  предложена схема с малым посадочным аппаратом, отделяемым от основного корабля, что уменьшило стартовую массу до 3000 т.

В СССР существовало достаточное количество проектов, реализация которых позволила бы сэкономить финансовые затраты на этапе разработки. Если США сосредоточились на высадке человека на поверхность Луны, то советская лунная программа предполагала различные версии пилотируемого облета, высадки космонавтов, либо исследования естественного спутника Земли посредством автоматических межпланетных станций (АМС). Последний вариант оказался единственным реализованным на практике.

Например, для пилотируемого облета Луны с последующим возвращением на Землю, разрабатывался проект межпланетного корабля «Север» — прототип будущего «Союза», который изначально проектировался для лунных целей, но за отсутствием бытового отсека. Заправка концепта должна была осуществляться на орбите от танкеров, разгон — с помощью разгонных блоков семейства «Д» (см. далее по тексту). Упомянем проект «Зонд», предполагающий запуск лунного корабля «Союз 7К-Л1» по программе облета Луны экипажем из двух человек с помощью РН «УР-500» («Протон» — ракета-носитель тяжелого класса; ОКБ-52 В.Н. Челомея, 1960-е гг.).

Однако мощности «Протона» оказалось недостаточно для вывода космического корабля на орбиту Луны и последующего возвращения аппарата на Землю. В этой связи облёт Луны совершался бы по упрощенной траектории в отличие от запуска «Apollo 8» (1968), в рамках которого впервые в истории был совершен выход на окололунную орбиту и возвращение на Землю.

Беспилотные тренировочные запуски «Зондов» совершались, но большая их часть окончилась неудачей на этапе входа в плотные слои атмосферы. При возвращении аппараты «ныряли в воздух» со второй космической скоростью, что оказывало на их корпуса более сильное термическое воздействие, чем при обычном сходе с орбиты. Аппараты либо сгорали, либо подлежали искусственному уничтожению (автоматическому подрыву). Стоит отметить, что перегрузки при таком варианте входа составляют 15-20g, являющимися смертельными для неподготовленного человека.

«Зонду 5», восьмому из запущенных прототипов «Союз 7К-Л1», удалось успешно завершить миссию: аппарат облетел Луну, произвел торможение в земной атмосфере и удачно приводнился в Индийском океане. На борту аппарата находились две среднеазиатские черепахи, некоторые виды насекомых и растений. За время полета пресмыкающиеся потеряли около 10% своего веса, однако по возвращению черепахи оставались активными и проявляли хороший аппетит.

В целом, лунная миссия предполагала пуск сверхтяжелого ракеты-носителя грузоподъёмностью порядка 100 тонн. Альтернативой выступали пуски большого числа аппаратов средней грузоподъемности, что в итоге оказалось технически и экономически нецелесообразным.

Разработка сверхтяжелых РН и лунных кораблей стояла в задачах многих КБ СССР, но наиболее перспективными считались проекты «УР-700-ЛК-700» 1966 года (ОКБ-52 МАП В.Н. Челомея) и «Н-1-Л-3», реализуемый с начала 1960-х гг. по 1976 г. (ОКБ-1 С.П. Королева, ныне — ОАО РКК «Энергия»).

«УР-700-ЛК-700» представляла собой технологический комплекс массой 5760 тонн, использующий в качестве топливной смеси токсичные высококипящие компоненты. Грузоподъемность аппарата на низкую околоземную орбиту (НОО) составляла 140 тонн, что фактически совпадало с «Saturn V» (NASA, США; 1967-1973). Техническая сложность проекта заключалась в объединении орбитального аппарата и посадочного модуля.

В случае «УР-700» как минимум первые два старта, скорее всего, потерпели бы фиаско по причине технологической сложности проекта. В случае же использовании тетраоксида азота в качестве окислителя и масс взрывчатых веществ и вероятности взрыва изделия в момент осуществления запуска, можно смело говорить о масштабной технологической и экологической катастрофе и непригодности космодрома в течение нескольких десятков лет. Из чего следует вывод, что при всей грандиозности замысла проект «УР-700» был изначально обречён на провал.

«Н-1-Л-3» — та самая «Царь-ракета», по сути, советский аналог «Saturn V». Однако проект изначально развивался как самостоятельный. Ракета-носитель «Н-1» предназначалась для вывода на орбиту Земли тяжёлого межпланетного корабля (ТМК), в задачах которого стояло осуществление пилотируемых полетов в рамках Марсианской программы Королева.

По проектному решению летчика-космонавта СССР, Героя Советского Союза, доктора технических наук, профессора К.П. Феоктистова, сборка ТМК на околоземной орбите должна была осуществляться посредством поочередных пяти-семи запусков РН «Н-1». Старт к Марсу планировался на 8 июня 1971 года.

Однако по затратам и долгосрочности исполнения Марсианская программа значительно уступала Лунной. Именно поэтому ракета-носитель «Н-1» была перепрофилирована и модернизирована для иных целей и задач. Перелет к Марсу был признан вторичным по отношению к Луне.

Стратегия создания ТМК на околоземной орбите в рамках Лунной миссии была признана нерентабельной. Было принято решении о форсировании «Н-1» на большую грузоподъемность: недостаточность финансирования проекта не позволяла совершить запуск трёх и более ракет в рамках одной миссии. Фактически, это и было реализовано — марсианский носитель был преобразован в лунный. Преобразованная РН «Н-1» должна была выводить на низкую околоземную орбиту около 90 т груза, что значительно уступало параметрам «Saturn V». Безусловно, что без экспедиционного комплекса (ЭК), ракета-носитель бесполезна. Американский «Colombia Eagle» сочетал в себе орбитальный корабль и посадочный модуль.

Уменьшенной копией системы выступал советский «Н-1-Л-3». Аналогом «Apollo» — двухместный «Союз-7К-Л3» (лунный орбитальный корабль, ЛОК), послуживший прототипом для знаменитого многоразового транспортного пилотируемого космического корабля «Союз», находящегося в эксплуатации уже на протяжении полвека. В отличие от кораблей типа «7К-Л1» («Зондов») данный образец имел бытовой отсек. По оценке специалистов «Союз» зарекомендовал себя как один из надежных и безопасных космических кораблей.

Для высадки на Луну, по аналогии с LEM, предполагалось использование лунного корабля (ЛК). Занятно, что маяком при прилунении должен был служить луноход. Осуществить торможение модуля с орбиты естественного спутника Земли предполагалось посредством разгонного блока «Д». Посадка и взлет планировалось реализовать с помощью одного и того же ЖРД (система ракетного блока «Е»). После повторного зажигания ферма с посадочными опорами должны была отсоединиться и остаться на поверхности Луны, а корабль с космонавтом состыковаться с ЛОКом.

Схема высадки на поверхность Луны представлялась более трудоемкой в сравнении с классическим двухступенчатым модулем, используемым в программе «Apollo». Высадку должен был совершать один космонавт, время пребывания которого на поверхности Луны ограничивалось часом. Переход из орбитального корабля в лунный модуль должен был осуществиться с помощью выхода космонавта в открытый космос.

Если бы лунный модуль не смог бы совершить возвращение на орбиту Луны, либо потерпел бы крушение в результате жесткой посадки, космонавт, находящийся в орбитальном корабле, смог бы совершить возвращение на Землю. Однако, в случае критической ошибки на каждом промежутке полета от разгона для перелета к Луне до возвращения на Землю, предложенная схема с объединением орбитального аппарата и посадочного модуля могла бы привести к катастрофе и полной потере миссии.

Для сравнения, Lunar Excursion Module мог высадить двух астронавтов на поверхность Луны, а время работы составляло более 20 часов. Причиной такого несоответствия параметров стали несколько факторов, а именно:

1. Ограниченное финансирование проекта;
2. Короткие временные сроки исполнения;
3. Необходимость перестройки ЛЭК под параметры ракеты-носителя, изначально создававшейся в рамках Марсианской программы.

Подготовка экипажа: вторые на Луне.

Марсианский проект ОКБ-1 разрабатывался задолго до звездного апреля 1961 года. Спустя два года после первого полета при ЦКБЭМ в «Центре подготовки космонавтов» был организован лунный отряд космонавтов (1963). Первоначально командиром группы был назначен Ю.А. Гагарин (как специалист по полезной нагрузке), однако руководство страны оказалось против повторного полета Гагарина в космос, всячески оттягивая сроки утверждения кандидатур космонавтов, в чьи задачи входило осуществление перелета к Луне.

В 1965 году группа была оформлена документально и утверждена военно-промышленной комиссией в мае 1966-го, в феврале 1967-го (после трагедии «Apollo 1») сформирована окончательно. Начальником отдела подготовки космонавтов по Лунной программе был назначен Валерий Быковский.

Экипажи: А. Леонов — О. Макаров; П. Попович — В. Севастьянов; В. Быковский — Н. Рукавишников. Последний должен был совершить первый облет Луны на корабле «Союз-7К-Л1». Алексею Леонову предстояло стать первым советским космонавтом на Луне.

Летчики-космонавты: Г. Добровольский, В. Волошин, П. Климук, А. Воронов, Ю. Артюхин, Г. Гречко, А. Николаев, В. Ершов, Е. Хрунов, Г. Шонин, В. Горбатко, Б. Волынов, А. Куклин, А. Филипченко, К. Феоктистов, В. Кубасов, В. Волков.

Резерв посадочной программы «Л3» составили гражданские космонавты ЦКБЭМ С. Анохин, Г. Долгополов, А. Н. Бобиков, В. Бугров, В. Никитский, В. Яздовский, В. Пацаев.

Группа работала по направлениям программы облета естественного спутника Земли (вплоть до полной готовности к 1968 году) и по программе «Н1-Л3» по подготовки экипажа к высадке на поверхность Луны. Подготовка включала изучение бортовых систем и программного обеспечения «7К-Л1», динамики движения космического корабля, баллистики межпланетного перелета. Для изучения астронавигации по звёздам южного полушария группа была командирована на 10 дней в город Могадишо (Сомали).

С января 1968 года начались тренировки высадки на лунную поверхность на макетах посадочных аппаратов и на реальных тренажерах «7К-Л1». В рамках программы «Л-3» отрабатывались элементы посадки на динамическом тренажере, созданном на базе вертолета. В задачах стояло осуществление посадочного маневра: выбор площадки и посадка аппарата при ограниченном запасе топлива, умение оценивать вертикальную скорость корабля.

Ключевые члены группы присутствовали при запусках «Зонда-4», во время которого космонавты П. Попович и В. Севастьянов находились в ЦУПе (г. Евпатория, Крым) в изолированном бункере, где в течение шести суток вели прямые переговоры через ретранслятор «Зонда-4», имитируя перелет к Луне и возвращение на Землю. Однако в задачи миссии не входил облет Луны. По причине сбоя в системе ориентации «Зонда-4» аппарат вошел в плотные слои атмосферы и был подорван системой самоуничтожения над Гвинейским заливом.

Известным фактом является прошение ключевых членов Лунного отряда на разрешение пилотируемого облета Луны на «Зонде-7» 9 декабря 1968 года (за 12 дней до запуска «Apollo 8» 21 декабря 1968 г.). В ожидании решения правительства экипажи провели в готовности около десяти дней на космодроме «Байконур», где в монтажно-испытательном корпусе находилась подготовленная к старту РН «УР-500К» и КК «7К-Л1». Правительство СССР отложило пилотируемую миссию, и беспилотный запуск «Зонд-7» на РН «Протон» состоялся лишь 8 августа 1969 года.

В марте 1969 года советская программа пилотируемого облета Луны была закрыта, отряд «лунных космонавтов» сокращен до основного и дублирующего экипажей «А. Леонов — О. Макаров» и  «В. Быковский — Н. Рукавишников», которые продолжили подготовку к высадке на Луну по программе «Н1-Л3». Однако после двух неудачных запуском РН «Н-1» в феврале и июле 1969 года, отодвинув сроки повторного пуска «Царь-ракеты» еще на два года, а подготовка экипажей прекратилась. В ноябре 1969 года Лунный отряд был расформирован.

Реализация программа: причины неудачи.

При практической реализации лунного проекта ни «ЛК», ни «ЛОК» никогда не проходили орбитальные испытания в полностью законченном варианте. Прототипы советского лунного корабля трижды выводились на орбиту Земли с помощью РН «Протон» (1970-1971), однако успех программы «Apollo» не оставлял шансов на успех и, тем более, реванш Советов в пилотируемых полетах к Луне. В отношении же «ЛК-700» проводилась стендовая отработка с созданием полноразмерных макетов.

История королёвской «Н-1», пожалуй, стала самой фатальной из всех когда-либо существовавших проектов по созданию сверхтяжелых ракет-носителей. Безусловно, что марсианский проект был лебединой песней С.П. Королева, заветной мечтой, долгом памяти первых ГИРДовцев. Однако проблемы с финансированием программы, вернее, его заметное сокращение, отсутствие материальной базы и должного качества исполнения продукции, сжатые сроки исполнения проекта заставляли создателей самой мощной ракеты в истории современной космонавтики отказаться от стендовой отработки первой ступени и каждого двигателя отдельно, в частности, огневых испытаний. По причинам несовершенства электроники, ненадежности двигательных установок, размещения топливопроводов первой ступени и резонанса в работе ЖРД ни одно из полетных изделий не смогло выйти на низкую околоземную орбиту. Каждый RUD (быстрая незапланированная разборка) ракеты-носителя был связан с проблемами в синхронизации работы ЖРД, автоколебаниями типа Пого, смещением момента импульса, акустическими вибрациями, сбоями в работе ЭВМ и непредсказуемыми эффектами в газовой струе. Фактически, советские инженеры столкнулись с не решаемыми на тот момент времени проблемами, потому логичным решением было создание не более 10-ти двигателей с большей тягой. Лишь спустя полвека компания SpaceX смогла создать РН «Falcon Heavy», использующую 27 одновременно работающий ЖРД.

Не секрет, что к провалу проекта «Н-1» привели разногласия двух главных конструкторов В.П. Глушко и С.П. Королева о топливной смеси РН «Н-1». Глушко предлагал использование высокотоксичных кипящих компонентов (несимметричного диметилгидразина, как топлива, и тетраоксида диазота в качестве окислителя), в то время как Королев настаивал на классической паре «керосин-кислород». В результате заказ на двигатели «НК-15» передали в КБ Н.Д. Кузнецова, однако, по словам академика Б.Е. Чертока, именно это стало причиной уничтожения всех изделий «Н-1», поскольку ЖРД, используемые при летных испытаниях, были не протестированы ранее.

Широко распространено мнение о том, что если бы финансирование проекта «УР-700-ЛК-700» было бы на должном уровне, то СССР выиграл бы Лунную гонку. Это не верно. Все силы советской промышленности были брошены на создание одного единственного сверхтяжелого ракеты-носителя с наиболее приемлемыми энергетическими параметрами и схемой полета — «Н-1». Сложность создания «Ур-700-ЛК-700» была в разы выше проекта ОКБ-1.

Финальной точкой в закрытии программы «Н-1» послужила смерть главного конструктора 14 января 1966 года.

Первый испытательный полет «Союза» был проведен 23 апреля 1967 года, и стал трагической датой в истории советской космонавтики. Нераскрытие одной из солнечных батарей привело к нехватке электроэнергии, что стало причиной аварийного возвращения на Землю. После торможения о плотные слои атмосферы произошел отказ парашютной системы, в результате капсула с космонавтом В.М. Комаровым ударилась о землю на скорости в 50 м/с, что привело к мгновенной гибели пилота. В связи с трагедией, Ю.А. Гагарин, являвшийся дублером В.М. Комарова, был отстранен от участия в программе «Союз»: принести в жертву космосу Первого космонавта планеты Земля и живой символ советской эпохи руководство страны не могло.

Работы по лунно-облетной и лунно-посадочной программе были прекращены в СССР в 1973-1976 гг. Победа в лунной гонке ознаменовалась звездно-полосатым полотнищем. Сегодня тот самый спорно-мятый флаг за давностью лет превратился в однополосный, а его яркие звезды символично рассеяны по обе стороны Лунного экватора. Их цвет — красный или белый — уже не имеет значения. Важнее вклад, привнесенный двумя сверхдержавами в дело становления пилотируемой космонавтики. В конечном итоге историческая фраза человека, первого вступившего на поверхность Луны определяет сегодня будущее Земли:

«Это один маленький шаг для человека,
но гигантский скачок для всего человечества»

Автор: Давид ГУБАНОВ

Подписаться на рассылку

• Космос как ощущение
• Почему вокруг спускаемого аппарата Орион облако плазмы
• Электричество. Впервые на войне
• Синдром Такоцубо
• Сохранение гигантов: генетика в экологии