Заключительный этап работ по лунной программе СССР. Вторая редакция

Александр Загорков

Более 50 лет назад в СССР разрабатывалась программа полета человека на Луну.Бытует мнение, что она уступала аналогичному проекту США в техническом плане. Это не совсем так. Работы в СССР проводились на высоком техническом уровне, но были свернуты из-за острых противоречий по путям дальнейшего развития советской космонавтики.В данной книге приводятся отдельные воспоминания об этом. Часть ее текста уже публиковалась в 2020 г. отдельной книгой «Заключительный этап работ по лунной программе СССР».

Работы по лунной программе при В. П. Мишине

Нам не дано предугадать будущее.

Но у нас есть возможность из будущего,

ставшего настоящим,

рассматривать прошлое.

Б. Е. Черток из книги «Ракеты и люди»

В двадцатых числах мая 1974 года в ЦКБЭМ (бывшее ОКБ-1) подмосковного Калининграда мало кто занимался текущими обязанностями. На предприятии обсуждали новость об освобождении от занимаемой должности Главного конструктора, академика Василия Павловича Мишина.

Небольшая, но активная часть сотрудников, уверенно владела инициативой и поставленным голосом, они давно все знали и обо всем предупреждали.

Многие только пожимали плечами, они бы и хотели сказать что-либо, да не находили слов. Были и безразлично-равнодушные, эти только морщились.

В среде руководителей выше среднего уровня присутствовали настороженность и зашевелившееся чувство самосохранения. Слухи о смене руководства ЦКБЭМ не раз возникали в начале 70-х годов и на то были свои причины…

В апреле 1971 года, после окончания Московского авиационного института, я пришел на работу в Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ) в отдел перспективного проектирования №003, которым руководил Виталий Константинович Безвербый.

Это подразделение было образовано летом 1966 года и подчинялось непосредственно Мишину, который был назначен руководителем предприятия в том же году после ухода из жизни С. П. Королева.

Отдел находился на территории второго производства в панельном сером здании, построенном по типовому проекту учебного заведения. За ним закрепилось неформальное название «школа». Здесь, на третьем этаже, была общая приемная двух кабинетов — В. К. Безвербого и В. П. Мишина. Василий Павлович работал здесь, когда приезжал на наше производство.

Западная часть второго производства выходила на Ярославское шоссе, параллельно которому располагался длинный розовый корпус с аркой в центре. На языке сотрудников «красное здание». К нему примыкал большой фруктовый сад.

Восточная часть выходила к станции «Подлипки». Здесь разместились цеха завода экспериментального машиностроения. Среди них старое здание контрольно-испытательной станции и сборочный цех космических кораблей семейства «Союз».

В ту пору события, связанные с космосом, вызывали у людей живой и неподдельный интерес. В творческой среде этот интерес разбавляли ореолом романтики и лирикой цветущих на Марсе яблонь. Непосредственные же участники космических событий, как и прочие нормальные люди, вели обычный по тем временам образ жизни в веренице текущих забот и неизбежных для каждого личных проблем.

Мои новые коллеги приняли меня доброжелательно. Они доверительно поведали, что зарплата на предприятии имеет отраслевую надбавку, а яблони реально цветут в саду у «красного здания». Осознание того, что я пришел на работу в нужное место, окрепло.

Первое производство, с которого начиналось ОКБ-1, находилось рядом, по другую сторону железной дороги. Летом 1972 года между территориями построили крутой путепровод — «горбатый мост», как говорили сотрудники. До постройки моста мы перемещались между территориями на автобусе.

Это была процедура. В автобус заходили по пропускам, переезжали по ярославке на другое производство и, выходя из автобуса, повторно предъявляли пропуск сотруднику отдела режима.

По словам старших коллег, эта процедура была нарушена только однажды, когда в ОКБ-1, через несколько дней после своего полета в космос, приезжал Ю. А. Гагарин. Митинг и встречу с ним планировали провести на территории первого производства у центральных проходных.

На территории второго производства работали несколько тысяч человек. Они тоже хотели «попасть на Гагарина», на что имели непререкаемое право.

В день встречи эти сотрудники собрались у ворот первой территории, но пройти на предприятие не могли, так как оставили свои пропуска в проходных второго производства.

Далее случилось невероятное для тех времен событие, перед митингом ворота открылись и огромная масса людей, и наших сотрудников, и «непричастных» жителей города, прошла свободно без пропусков на территорию засекреченного предприятия для встречи с первым космонавтом.

Массовое проявление энтузиазма и самоуважения в этот день оказались сильнее жестких официальных формальностей…

Отдел, в котором я начал работать, был комплексным, имел разноплановую тематику и состоял из небольших групп специалистов по вопросам баллистики, динамики, тепловых процессов, двигательных установок и комплексных проектных работ.

Баллистиками руководил Роберт Иванов. В свое время он со своими сотрудниками — Вадимом Мелкумовым, Николаем Толяренко, Борисом Перелыгиным работал у С. С. Лаврова (позже Р. Ф. Аппазова) в секторе Безвербого. Они принесли оттуда опыт и школу баллистических расчетов, которые зародились в ОКБ-1 еще при Королеве и были тогда одними из самых передовых в стране.

Динамики работали под руководством И. М. Рапопорта. Он тоже пришел из отдела Аппазова, читал по совместительству в МАИ лекции по динамике конструкций с жидким наполнением и пользовался большим авторитетом у студентов.

Валерий Павлович Бурдаков возглавлял работы по двигателям и энергоустановкам. Это был коммуникабельный и увлекающийся человек, подённая инженерная деятельность его тяготила, и он постоянно искал нечто.

Небольшая группа под руководством А. П. Фролова занималась разработкой головных обтекателей и работами по головной части сверхтяжелой ракеты Н1.

Проектные работы велись по направлениям создания разгонных блоков (в группе Б. А. Танюшина) и космических кораблей (в группе В. П. Зайцева). В 1969 году эти работы дополнительно укрепили выпускниками МВТУ им. Баумана.

В нашем отделе числился Михаил Клавдиевич Тихонравов в должности научного руководителя ЦКБЭМ. Он тоже читал по совместительству в МАИ обзорный курс лекций по космонавтике. Мы уже тогда знали, что до войны Тихонравов работал в группе ГИРД вместе с Королевым и занимался созданием одной из первых отечественных ракет. Затем он работал в РНИИ, где создавалась «Катюша», а с 1956 года в ОКБ-1, сначала начальником отдела, а затем одним из заместителей С. П. Королева.

Небольшого роста, приветливый, с врожденным чувством такта, Михаил Клавдиевич одинаково просто относился ко всем сотрудникам — от руководителей до молодых специалистов. У него был небольшой кабинет в «школе», но работал он как то автономно, и чем конкретно занимался было не совсем понятно.

На начальном этапе своего существования отдел 003 проводил исследования по отдельным проблемным вопросам создания космической техники, но позже к концу 60-х сосредоточился на работах по перспективной лунной тематике.

В этот же период было создано небольшое подразделение №030 под руководством В. С. Ильина с опытными специалистами, включая Геннадия Долгополова, Николая Береснева, Константина Иванова, Владимира Ануфриева. Отдел располагался в «школе», тоже подчинялся Безвербому и занимался проектными вопросами создания многоцелевого орбитального комплекса (МОК).

Орбитальная часть МОК развертывалась на полярной орбите и состояла из пилотируемой многоцелевой орбитальной станции с космическими кораблями различного назначения.

Многоцелевая станции создавалась для решения задач в интересах военных ведомств. В отделе Ильина работала небольшая группа специалистов во главе с Олегом Деревянко, которая разрабатывала перечень таких задач и состав аппаратуры для их решения.

Требования по массогабаритным характеристикам станции задавались с учетом энергетических возможностей ракеты Н1. Сложность и наукоемкость этого проекта была не ниже, чем у лунной программы, но в отличие от нее работы по МОК вызывали большой интерес у военных и выполнялись в соответствии с их требованиями.

Подчиняясь непосредственно Мишину, наш начальник — Безвербый взаимодействовал напрямую с руководителями верхнего уровня, включая заместителей Главного конструктора.

Безвербый обладал гибким умом, хорошей инженерной интуицией и умением быстро ориентироваться в текущей обстановке. Проблемные вопросы не ставили его в тупик, он был хорошим полемистом и любил это дело. В пылу острой полемики, на грани свалки, всегда прав тот, у которого выше должность.

С Безвербым эта истина срабатывала не всегда. Формально его должность была ниже, иногда на несколько ступеней ниже, чем у оппонентов. Но в спорных ситуациях по организационным и техническим вопросам его поддерживал В. П. Мишин. Этот ресурс позволял Виталию Константиновичу на равных выяснять отношения с руководителями любого уровня.

Не удивительно, что их личные отношения были перегреты, и мы ощущали это на себе в общении с разными подразделениями конструкторского бюро.

На первую половину 70-х годов пришелся пик развязки с созданием советского лунного комплекса Н1-Л3 в составе трехступенчатой ракеты Н1 и пилотируемого лунного комплекса Л3. Головным разработчиком Н1-Л3 было наше предприятие.

На тот период ЦНИИМаш, головной институт отрасли, обобщил открытую информацию американцев по лунному проекту и выпустил книгу «Программа Аполлон». Собранная в ней информация давала общее представление о принятых американцами принципиальных технических решениях, которые во многом были аналогичны решениям лунной программы СССР.

Тогда же стала очевидной продуманность концепции лунной программы США, получившей статус национального проекта.

В начале 1961 года Национальный комитет по космосу (консультативный орган при администрации США) рекомендовал президенту Д. Кеннеди принять программу полета человека на Луну в качестве основного приоритета космической политики.

При этом прогнозируемые затраты составляли огромную сумму (на начало 70-х затраты составили около 25,4 млрд. долл. в текущих ценах, или около 250 млрд. долл. в ценах начала 20-х годов текущего столетия).

В подобной ситуации руководству США требовалась мотивированная моральная поддержка американских избирателей.

25 мая 1961 года в послании Конгрессу и американскому народу президент Д. Кеннеди объявил целью нации осуществление в текущем десятилетии пилотируемой экспедиции на Луну и взял на себя персональную ответственность за принятое решение.

Конгресс законодательно, на федеральном уровне, выделил необходимые средства на реализацию лунного проекта.

Общественность получила право на информацию. Поэтому исключалась необоснованная засекреченность лунной программы США…

В настоящее время интернет с его ресурсами и поисковым инструментом обеспечивает доступ к большому объему документальных данных, касающихся лунных программ СССР и США. Это позволяет, с позиции сегодняшнего дня, наглядно и иллюстративно сравнивать схемы реализации этих программ, которые сводятся к следующему.

Схема реализации советской лунной экспедиции

Программа полета советской лунной экспедиции

(Библиотека Wikisource/ Опубликовано в интернете)

1-Старт ракеты Н1

2-Выход на опорную околоземную орбиту

Ракета Н1 (изделие 11А52-Л3) структурно состояла из трех ракетных блоков — А, Б, В и головной части, включавшей систему аварийного спасения (САС), головной обтекатель (ГО) и лунный комплекс Л3.

На активном участке полета САС и ГО сбрасывались при прохождении плотных слоев атмосферы, а Л3 массой 91,5 тонн (с двумя космонавтами на борту) выводился на низкую орбиту высотой 220 км со временем пребывания на ней не более одних суток.

Пуск ракеты Н1

(andrei-bt.livejournal.com/ Опубликовано в интернете)

Лунный комплекс Л3 имел четыре ракетных блока — два автономных (Г и Д), один (Е) в составе лунного корабля (ЛК) и один (И) в составе лунного орбитального корабля (ЛОК).

Несущая конструкция комплекса Л3 включала переходной отсек (ПО), состоявший из длинного цилиндра и конуса в его верхней части. Цилиндрическая часть опиралась на конструкцию ракетного блока В. На верхний шпангоут конусной части устанавливался корабль ЛОК.

Конструкция ПО рассчитывалась с учетом воздействия нагрузок от ЛОК на активном участке полета ракеты Н1. Внутри переходного отсека размещались в подвесном исполнении разгонные блоки Г, Д и корабль ЛК.

Нижняя половина ПО, в которой размещался блок Г, имела конструктивную возможность отделяться вместе с эти блоком после выработки топлива из его баков при разгоне с орбиты Земли на траекторию полета к Луне.

Кроме облегчения массы оставшейся части Л3 это обеспечивало возможность работы двигателя блока Д (связанного конструктивно с ЛК) для реализации последующей программы полета.

Корабли ЛК и ЛОК компоновались в головной части автономно и не имели механических, гидравлических или электрических связей между собой. При этом, конструктивное исполнение подвески ЛК позволяло ему (по циклограмме на орбите Луны) выкатываться в связке с блоком Д наружу из переходного отсека с помощью специальных направляющих для дальнейшего автономного полета.

После этого от ЛОК отделялась оставшаяся часть конструкции пустого ПО и корабль также осуществлял дальнейший полет на орбите Луны автономно.

Ракетный блок Г создавался на базе задела по блоку В (третьей ступени ракеты Н1) с использованием его двигателя НК-19 тягой 40 тс на компонентах топлива (кислород + керосин).

Для ракетного блока Д использовался двигатель 11Д 58 тягой 8,5 тс, разрабатываемый М. Мельниковым в ОКБ-1, на компонентах топлива (кислород + керосин),

Лунный комплекс Л3

(РКК «Энергия» им. С.П Королева 1946—1996/ Опубликовано в интернете)

Ракетные блоки в составе ЛК (Е) и ЛОК (И) использовали высококипящие компоненты топлива (АТ+НДМГ) и имели дублированные двигатели тягой до 800 кгс для ЛОК и тягой 2 тс (с дросселированием до 800 кгс) для ЛК.

Лунный корабль (ЛК) с блоком Е

(Mobile Legends/ Опубликовано в интернете)

Лунный орбитальный корабль (ЛОК) с блоком И

(РКК «Энергия» им. С. П. Королева 1946—1996/ Опубликовано в интернете)

3 — Начало разгона комплекса Л3 с орбиты Земли

Двигатель блока Г включается на орбите Земли и функционирует до выработки топлива из баков, реализуя начальный участок перехода Л3 на траекторию полета к Луне. После этого блок Г отделяется вместе с нижней частью ПО.

Разгон комплекса Л3 с орбиты Земли блоком Г. Рисунок (ru.wikipedia.org › wiki / Опубликовано в интернете)

4-З Доразгон Л3 на траекторию полета к Луне

Доразгон комплекса Л3 с целью завершения формирования траектории полета к Луне осуществляется двигательной установкой блока Д. Она же используется для коррекции этой траектории. Время полета к Луне составляет 3,5 суток

При подлете к Луне Л3 с помощью блока Д переходит сначала на круговую орбиту искусственного спутника Луны (ОИСЛ) высотой 110 км, а затем на эллиптическую орбиту с периселением 16 км (ближайшая к Луне точка орбиты). В соответствии с программой полета время нахождения Л3 на ОИСЛ продолжается не более 4-х суток.

7-Переход одного космонавта из ЛОК в ЛК

От старта ракеты Н1 и до выхода Л3 на орбиту Луны космонавты находятся в ЛОК — в бытовом отсеке (БО) или в спускаемом аппарате (СА), имеющим переходной люк на стыке с БО. На ОИСЛ они надевают скафандры и разгерметизируют БО.

Далее командир выходит из БО в открытый космос, переходит из ЛОК в ЛК с использованием поручней и страховочного фала, а пилот ЛОК контролирует переход своего командира.

Переход командира из ЛОК в ЛК через открытый космос

(Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете)

Затем ЛК (с командиром) и блок Д выходят из ПО наружу с помощью специальных направляющих, соединенных с ЛК (прикреплены к его опорным стойкам и верхней части кабины). Затем в автономном полете направляющие элементы отстреливаются, а опорные стойки посадочного устройства ЛК раскрываются в рабочее положение.

Далее от ЛОК (со вторым космонавтом) отстреливается оставшаяся часть конструкции пустого ПО и лунный орбитальный корабль продолжает автономный полет на ОИСЛ.

ЛОК с пилотом и ЛК с командиром в раздельном полете

(Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете).

8-Разворот и торможение блоком Д связки (ЛК+Д)

В периселении на высоте 16 км включается двигатель блока Д для отработки основного тормозного импульса и обеспечения посадки ЛК на поверхность Луны.

9-Разделение ЛК и блока Д. Увод блока Д

На высоте 3—4 км от поверхности Луны блок Д отделяется от ЛК и уводится. После этого ЛК осуществляет поворот по тангажу вокруг центра масс на 30 градусов, чтобы лучи посадочного радиолокатора не попали в отделившийся блок Д и не приняли его за лунную поверхность.

Далее по команде от посадочного радиолокатора включается двигатель блока Е лунного корабля.

Разделение корабля ЛК и блока Д на траектории спуска

(Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете)

10 — Торможение с помощью блока Е, предпосадочный маневр и посадка ЛК на поверхность Луны

После включения двигателя блока Е командир ЛК совершает предпосадочный маневр и осуществляет посадку корабля в выбранном районе на поверхности Луны.

Время пребывания космонавта на Луне составляет от 6 до 24 часов.

Посадка ЛК на поверхность Луны

(Edward Pupek фотоколлаж: загружено в ru.pinterest.com/Опубликовано в интернете)

Космонавт СССР на поверхности Луны

(Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете)

11-12-Взлет ЛК с Луны. Стыковка ЛК с ЛОК на ОИСЛ. Переход командира из ЛК в ЛОК

Старт ЛК с поверхности Луны с помощью блока Е

(Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете)

Переход командира из ЛК в ЛОК на ОИСЛ

(Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете)

13-14-15-Отстрел на орбите Луны БО с пристыкованным ЛК. Разгон ЛОК (без БО) с помощью блока И на траекторию полета к Земле

Разгон ЛОК (без БО) на траекторию полета к Земле. (Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете)

16-17-18-Отделение СА от блока И и вход в плотные слои атмосферы Земли. Спуск и посадка

Полет СА в атмосфере Земли.

(Рисунок французского художника Serge Gracieux alternathistory.com/ Опубликовано в интернете)

Схема реализации лунной экспедиции США

Программа полета американской лунной экспедиции (cont.ws/@exelenc_official / Опубликовано в интернете)

Старт ракеты «Сатурн-5» с кораблем «Аполлон». Выведение 3-й ступени с кораблем на низкую орбиту

Ракетно-космическая система «Сатурн» — «Аполлон» также как и Н1 состояла из трех ракетных блоков — S-IC, S-II и S-IVB, а также корабля «Аполлон», включая систему аварийного спасения (САС), лунный модуль, основной блок и соединявший их адаптер.

После завершения активного участка ракетный блок S-IVB с кораблем «Аполлон» выводились на низкую околоземную орбиту высотой порядка (185 — 190) км.

Масса выводимого корабля «Аполлон» и блока S-IVB (с топливом для разгона на траекторию полета к Луне) составляла около 145 тонн.

Старт ракеты «Сатурн-5» с кораблем «Аполлон-16» (qil.ru/Опубликовано в интернете)

Три ракетных блока «Сатурн-5» с кораблем «Аполлон» (davidteixidor.cgsociety.org/Опубликовано в интернете)

Схема пристыкованного к блокуS-IV корабля «Аполлон» в составе — САС, адаптер, основной блок и лунный модуль. (keywordbaskets.com Saturn V Apollo Launch Configuration /Опубликовано в интернете)

Основной блок — командный и служебный модули.(CSM behance.net /Опубликовано в интернете)

Лунный модуль — посадочная и взлетная ступени. (otvet.mail.ru /Опубликовано в интернете)

Полет третьей ступени на орбиту. Участок разгона к Луне

На участке выведения, после завершения работы второй ступени, осуществлялось первое включение блока третьей ступени S-IVB для его довыведения (в связке с кораблем «Аполлон») на низкую круговую орбиту высотой (185 — 190) км.

Блок S-IVВ отличался от классических разгонных блоков ракет космического назначения, функционировавших по жестким циклограммам полетного задания. Оставаясь средством выведения, он обладал дополнительными функциями космического корабля.

Оборудование приборного отсека S-IVВ обеспечивало возможность решения навигационной задачи в околоземном пространстве на переходной орбите с последующим осуществлением программных разворотов и выдачи очередного разгонного импульса в заданный момент времени для перехода на расчетную траекторию полета к Луне.

Кроме того в контур управления полетом ракеты «Сатурн-5», в том числе и ее третьей ступени, был включен экипаж, находящийся в командном модуле корабля «Аполлон».

В частности, при отказе системы управления полетом третьей ступени экипаж переходил на ручное управление, посылая с пульта управления командного модуля (через его вычислительную машину) сигналы в приборный отсек блока S-IV.

Для реализации этих возможностей оборудование приборного отсека блока S-IVВ имело силовые и информационные интерфейсы с оборудованием командного модуля корабля «Аполлон».

После проверки на орбите бортовых систем корабля из Центра управления полетом (ЦУП) передавалось разрешение на старт к Луне.

Перестроение модулей корабля «Аполлон» и его отделение от третьей ступени. Полет к Луне

На траектории полета к Луне основной блок отделялся от адаптера, разворачивался на 180 градусов и стыковался с лунным модулем в составе S-IVВ. Затем корабль «Аполлон» в целом отделялся от ступени S-IVВ и уводился от нее для автономного полета.

Отделение и увод корабля «Аполлон» от ступени S-IVВ

(NASA-ra 24.hu /Опубликовано в интернете)

На орбите Луны. Отделение лунного модуля (ЛМ)

При подлете к Луне двигатель основного блока (ОБ) выдавал тормозной импульс для перевода корабля «Аполлон» на переходную орбиту Луны. Затем после второго импульса формировалась круговая орбита высотой порядка 110 км.

При полете над обратной стороной Луны лунный модуль с двумя астронавтами отделялся от основного блока, в котором на орбите Луны оставался третий астронавт.

Корабль «Аполлон-11» на орбите Луны. Коллаж (cropman.ru/apollo/index.html/Опубликовано в интернете)

Полет ЛМ после отделения от ОБ. Фото из ОБ (cropman.ru/a11/index.html /Опубликовано в интернете)

ОБ на орбите ожидания. Фото из ЛМ

(Сайт НАСА/Опубликовано в интернете)

Восход Земли. Фото из ОБ на орбите ожидания

(foto-ram.ru /Опубликовано в интернете)

Переход лунного модуля на эллиптическую орбиту. Торможение и посадка ЛМ на поверхность Луны

В автономном полете лунного модуля над обратной стороной Луны выдавался тормозной импульс после чего модуль снижался уже над видимым диском Луны по эллиптической орбите до высоты периселения (15 — 16) км.

На этой высоте при скорости полета 1,6 км/с и расстоянии до места посадки более 400 км включался двигатель посадочной ступени для перехода на траекторию мягкой посадки с этапами торможения, приближения к точке посадки и собственно вертикальной посадки.

На участке торможения вектор тяги маршевого двигателя был направлен по касательной к траектории полета. Лунный модуль летел опорами вперёд. Его иллюминаторы были направлены на подстилающую поверхность Луны, давая возможность астронавтам отслеживать выбранные ориентиры на лунном рельефе.

Через четыре минуты, при работающем двигателе, на высоте 10 км, лунный модуль поворачивался по крену на 180 градусов для захвата посадочным радаром поверхности Луны. При этом иллюминаторы переворачивались в зенит и после дальнейшего разворота ЛМ по тангажу в вертикальное положение астронавты получали возможность наблюдать район посадки.

На девятой минуте начинался этап приближения к точке посадки до которой оставалось 7,5 км. Высота полета ЛМ составляла 2,3 км, при горизонтальной скорости 154 м/с и скорости снижения 45 м/с.

На высоте 50 м, над заданным районом, начинался этап вертикальной посадки. При этом горизонтальная скорость гасилась до нуля, а вертикальная скорость снижения ЛМ не превышала 1 м/с.

Общая продолжительность мягкой посадки после включения двигателя в периселении составляла 12 с лишним минут.

Экспедиции по программе «Аполлон». Коллаж (cropman.ru/apollo/index.html/Опубликовано в интернете)

Реальные схемы высадки на Луну отличались от их расчетных циклограмм по разным причинам. С этим столкнулись уже при посадке ЛМ миссии «Аполлон-11». Она была первой и поэтому, возможно, самой напряженной для экипажа и персонала ЦУП.

На высоте 10 км участка сниженияЛМ, после захвата поверхности Луны радаром посадочной ступени, поступил аварийный сигнал о перегрузке бортового компьютера.

Его причиной была ненужная при посадке информация от радара взлетной ступени (ВС), заранее включенного Армстронгом, командиром корабля, для обеспечения нештатной стыковки ВС с орбитальным блоком при аварийном прекращении посадки.

О случившемся экипаж доложил в ЦУП. До посадки оставалось не более 9 минут. Ситуация была нерасчетной и выход из нее определялся в условиях реального масштаба времени. ЦУП принял решение о продолжении посадки и сообщил об этом командиру корабля.

Основанием для принятия такого решения в стрессовой ситуации было не Заключение ответственных руководителей, как это принято (на это не было времени), а однозначное мнение специалиста по навигационным системам о допустимости продолжения этапа посадки (позже он вместе с экипажем корабля «Аполлон-11» получил президентскую медаль «Свобода»).

За время посадки аварийная сигнализация сработала 5 раз, что мешало управлению полетом. На высоте чуть менее 2 км начался этап приближения к месту посадки. Лунный модуль стал разворачиваться в вертикальное положение, и экипаж получил возможность наблюдать район посадки по курсу движения.

Полет проходил в автоматическом режиме. На высоте около 460 м Армстронг обнаружил, что автомат ведет корабль на обочину кратера диаметром до 200 м с крупными валунами, что было небезопасно. На высоте 135 м, за 6 км до места посадки, он перешел на полуавтоматический режим полета. Скорость снижения не более 1 м/с поддерживалась автоматически, а управление ориентацией ЛМ осуществлялось вручную.

Управляя направлением вектора тяги за счет изменения угла тангажа, Армстронг увеличил скорость ЛМ до 64 км/час, перелетел опасный кратер и выбрал район посадки. Эдвин Олдрин, пилот ЛМ, докладывал данные с приборов о высоте и скорости полета.

Вскоре он сообщил о начале интервала в 94 с, после которого оставалось только 20 с на принятие решения о завершении посадки или о ее экстренном прекращении с уходом взлетной ступени на орбиту Луны.

На высоте 30 м поднялась лунная пыль и ухудшилась видимость. Частота пульса Армстронга достигла 150 ударов в минуту. При контакте щупов стоек ЛМ с поверхностью, он выключил двигатель и завершил посадку.

Посадка ЛМ «Аполлон-11». Cristian I.S.. Фотоколлаж по лицензии Creative Commons Attribution 2.0 Generic. На изображении отрицательный угол тангажа. Управляя величиной такого угла, Армстронг совершал горизонтальный маневр, для выбора района посадки. (flickr.com/photos /Опубликовано в интернете)

Пребывание на поверхности Луны

Интересным, в человеческом плане, было восприятие экипажем условий пребывания на другой планете.

После первой посадки на Луну пыль осела непривычно быстро (без атмосферы отсутствует эффект парения) и Армстронг увидел через иллюминатор освещенную как днем поверхность Луны на фоне черного без звезд неба. Для него первым испытанием стала отличающаяся от земных условий динамика передвижения.

Гравитация на Луне в шесть раз меньше земной, что, по законам механики Ньютона, приводит к замедлению в два с половиной раза (корень квадратный из шести) перемещений в лунных условиях.

Армстронг, отмечал, что при попытке идти быстро после каждого шага он как бы взлетал вверх, поэтому было удобнее передвигаться прыжками, которые происходили словно в замедленной съемке.

На Луне вес человека в скафандре не превышает 30 кг, поэтому получалось прыгнуть вверх до 1,5 м.

Миссия «Аполлон-16». Прыжки на Луне. Съемка ТВ камерой с лунохода. (Сервер НАСА/Опубликовано в интернете)

Но при этом возникали проблемы с сохранением положения тела в пространстве. На Луне такие прыжки длятся до 3 секунд.

Вестибулярный аппарат с опорно-двигательной моторикой, позволяющие человеку ощущать свое положение в пространстве и сохранять свое равновесие при ходьбе, сформировались в течение длительного исторического периода под воздействием земной гравитации. В лунных условиях этот рефлекс не работал. Астронавтам было не просто владеть своим положением в пространстве.

Харрисон Шмитт, астронавт-геолог миссии «Аполлон-17», поднимаясь по склону холма Скарп уранил сумку с образцами лунного грунта. Пытаясь ее поднять, он несколько раз падал, катился по склону и снова ранял сумку. Когда из ЦУП ему предложили подняться выше, он отказался, объяснив, что это небезопасно. В Хьюстоне согласились.

Падение астронавта на Луне. Съемка ТВ камерой

(Сервер НАСА/Опубликовано в интернете)

Американские астронавты разных экспедиций сообщали о проблемах с ориентированием на местности в условиях лунного рельефа. Кривизна поверхности Луны сильнее чем у Земли из-за меньшего (в шесть раз) поперечного размера. Поэтому лунный горизонт воспринимается гораздо ближе.

При этом, по словам Н. Армстронга, скрадывалось расстояние до удаленных форм рельефа. Неровности создавали такое же впечатление, какое бывает у человека, плывущего по сильно взволнованному морю.

Миссия «Аполлон-16». ЛМ в волнах рельефа Луны. Фото

(M. Murray: ru.pinterest.com/Опубликовано в интернете)

Астронавты экспедиции «Аполлон-16» Джон Янг и Чарльз Дьюк при первом выходе проехали на луноходе более 4 км и посетили несколько кратеров.

В некоторые моменты они теряли ориентировку на местности и от последнего кратера возвращались к ЛМ по колее лунохода, не без основания пологая, что без этого ориентира они могли бы заблудиться с более чем серьёзными последствиями при восьмичасовом ресурсе ранцевой системы жизнеобеспечения. Астронавты других экспедиций при возвращении к ЛМ также использовали иногда колею лунохода в качестве навигатора.

Миссия «Аполлон-17». Луноход как средство перемещения. Фотоколлаж (Foto-ram.ru /Опубликовано в интернете)

Состав и объём прикладных и научных экспериментов на Луне совершенствовались с каждой экспедицией.

Основной задачей первого посещении Луны была отработка мягкой посадки и взлета с Луны, а также проверка способности астронавтов перемещаться по Луне и выполнять на ней запланированные работы.

Научная часть программы формировалась по остаточному принципу. Армстронг и Олдрин осуществили только один выход на Луну продолжительностью 2,3 часа с удалением не более 60 м от ЛМ.

При этом астронавты собрали 28 кг образцов лунного грунта, установили на поверхности флаг США, лазерный отражатель, пассивный сейсмометр и вернулись в ЛМ.

Миссия «Аполлон-11». Олдрин у сейсмометра. Фото

(Сервер НАСА/Опубликовано в интернете)

Программа работ на Луне в последнем полете (миссия «Aполлон-17») была наиболее насыщенной в научном плане. Лунный модуль совершил посадку в горной местности Тавр — Литтр за Морем Ясности, перспективной с точки зрения геологических исследований.

Ю. Сернан (командир) и X. Шмитт (пилот, геолог) выполнили три выхода на поверхность Луны (продолжительностью по 7 ч) с поездками на луноходе по разным маршрутам общей протяженностью около 37 км и максимальным удалением от лунного модуля до 7 км.

На разных участках поверхности Луны за время выходов было развернуто несколько комплектов научной аппаратуры с радиоизотопной энергоустановкой и собрано около 110 кг геологических образцов лунного грунта.

Миссия «Аполлон-17». Х. Шмитт у скалы Station 6 Rock. На заднем плане справа луноход. (Сайт НАСА/Опубликовано в интернете)

Старт и выведение взлетной ступени (ВС) на ОИСЛ, стыковка с ОБ. Отделение ВС и переход ОБ на траекторию возвращения к Земле.

При подготовке ЛМ к старту, после завершения выходов на лунную поверхность, астронавты выбрасывали из ВС ненужные предметы, включая ранцы скафандров и верхнюю лунную обувь, наддували взлетную ступень кислородом и приводили ее бортовые системы в состояние готовности к взлету.

После завершения первой лунной экспедиции Олдрин отмечал, что при старте с Луны видел сквозь иллюминатор разлетающиеся фрагменты теплоизоляции посадочной ступени и падающий флаг США под воздействием реактивной струи двигателя.

Старт и полет взлетной ступени корабля «Аполлон-17» в последней миссии на Луну снимала ТВ камера лунохода, которая управлялась из ЦУП Хьюстона.

Миссия «Аполлон-17». Старт с Луны, снятый ТВ камерой на луноходе. (Сайт НАСА/Опубликовано в интернете)

Миссия «Аполлон-17». М. Karron. Фотоколлаж старта ВС с Луны. На заднем плане луноход, с которого шла съемка ТВ камерой. (ru.pinterest.com /Опубликовано в интернете)

После старта ВС, камера по командам из ЦУП показала обезлюдевшую поверхность Луны с рукотворной посадочной ступенью. (Сайт НАСА/Опубликовано в интернете)

Лунный пейзаж. Фотоколлаж

(Сайт НАСА/Опубликовано в интернете)

Выведение на промежуточную орбиту Луны занимало не более 8 минут. Время до стыковки ЛМ с ОБ в разных экспедициях не превышало нескольких часов. Затем взлетная ступень отделялась и после тормозного импульса падала на Луну.

На ОИСЛ во время нахождения астронавтов на Луне и после их возвращения в отсек экипажа орбитального блока проводились исследования лунной поверхности с помощью научного оборудования, расположенного в двигательном отсеке ОБ. После перехода ОБ на траекторию полета к Земле пилот отсека экипажа выходил в открытый космос и забирал из двигательного отсека кассеты с результатами исследований.

Миссия «Аполлон-17». Р. Эванс в открытом космосе переносит пленки в отсек экипажа. Фото. (Сайт НАСА/Опубликовано в интернете)

Разделение отсека экипажа (ОЭ) и двигательного отсека, вход ОЭ в атмосферу, спуск и приводнение.

При подлете к Земле отсек экипажа отделялся от двигательного отсека ОБ и, примерно, через 15 минут входил в атмосферу на высоте 120 км. Спуск осуществляется в течение получаса, после чего отсек экипажа совершал мягкое приводнение в заданной акватории мирового океана…

Возвращаясь к событиям начала 70-х годов, следует сказать, что специалисты ЦКБЭМ, сравнивая обе программы по имеющейся тогда информации, сходились в том, что американский лунный комплекс по показателям технического риска выглядел предпочтительнее из-за меньшего количества ракетных блоков в своем составе.

Помимо этого в программе полета американцев отсутствовали рискованные операции по переходам астронавтов между различными частями корабля «Аполлон» через открытый космос, а также динамические операции, аналогичные отделению блока Д от лунного корабля и запуску двигателя ЛК на траектории падения в непосредственной близости от поверхности Луны.

Летные испытания Н1 начались позже, чем ракеты «Сатурн-5» и не имели успеха. Первый пуск состоялся в феврале 1969 г. и закончился аварией на 69 секунде полета. Уже в июле 1969 г. состоялся второй пуск, который также закончился неудачно с тяжелыми последствиями — ракета упала на стартовый стол, взорвалась и разрушила стартовое сооружение.

Испытания были остановлены. Выводы аварийной комиссии, а также отзывы министерства обороны содержали принципиальные замечания о неприемлемости принятых методов отработки масштабного комплекса Н1-Л3, с устранением недостатков не за счет расширения наземной отработки, а по результатам натурных пусков. Эти методы наследовали практику создания боевых ракетных комплексов, имевших меньшую сложность и размерность.

В замечаниях предлагалось изменить объём и характер наземной отработки Н1, обеспечить многоразовость включения маршевых двигателей, проводить их предполётные огневые испытания с целью отбраковки дефектных образцов до установки на летное изделие.

В мае 1971 г. прошло заседание Межведомственного научно — технического совета по космическим исследованиям при Академии наук СССР (МНТС) под председательством М. В. Келдыша с обсуждением состояния работ по лунной программе.

Межведомственный совет являлся совещательным органом, решения которого готовились для военно — промышленной комиссии (ВПК) при Совете министров СССР и носили рекомендательный характер.

На заседании МНТС подчеркивалось, что советская лунная программа должна быть не хуже, чем в США, и что высадка только одного космонавта на Луну в этом смысле уже не приоритетна. При этом Келдыш предлагал осуществлять переходы из ЛК в ЛОК через внутренний люк-лаз, дублировать систему сближения кораблей, предусмотреть огневые технологические испытания каждого блока ракеты H1. Руководству ЦКБЭМ и Главным конструкторам других предприятий рекомендовалось подготовить предложения по дальнейшим этапам лунной программы, а министерству общего машиностроения (министру С. А. Афанасьеву) организовать работы по этим предложениям.

В июне 1971 г. очередной, третий пуск Н1, вновь закончился аварией на 51 секунде полета из-за потери управляемости по крену.

Неопределенность с актуальностью лунной программы СССР и сроками ее реализации усугублялась. Поэтому уже в августе 1971 г. состоялось следующее заседание МНТС с конкретным предложением не осуществлять высадку на Луну одного космонавта.

Министерству общего машиностроения рекомендовалось выработать предложения по перспективам использования имеющегося задела работ по Н1-Л3. Для понимания складывающейся ситуации следует сказать, что принятие рекомендаций МНТС неизбежно приводило бы к остановке работ по созданию лунного корабля ЛК и лунного орбитального корабля ЛОК.

На фоне наших неудач американцы уже в июле 1969 года осуществили первую лунную экспедицию в составе корабля «Аполлон-11» с посещением поверхности Луны двумя астронавтами, а в декабре 1972 года завершили свою лунную программу полётом корабля «Аполлон-17». За это время было реализовано шесть успешных экспедиций на Луну. Вопрос о первенстве в лунной гонке был закрыт. Но оставался другой — что делать с нашей программой Н1-Л3?

В этой ситуации по инициативе Мишина в отделе Безвербого с конца 60-х годов стали проводиться исследования по возможным вариантам реализации модифицированной лунной программы Н1-Л3М с улучшенными характеристиками.

Все инициативы сводились к двум направлениям работ — повышению энергетических возможностей (грузоподъемности) ракеты Н1 и выбору облика модифицированного лунного корабля ЛКМ с анализом возможных схем его полета.

Увеличение грузоподъемности Н1 (в перспективе до 103—104 тонн массы полезного груза на низкой околоземной орбите) предполагалось обеспечить за счет использования жидкого водорода вместо керосина на второй и третьей ступенях ракеты, увеличения удельной плотности криогенного топлива при его переохлаждении, форсирования тяги двигателей первой ступени и других мероприятий. Рассматривались также варианты доработки конструкции ракетных блоков РН с целью увеличения массы заправляемого топлива.

В соседней группе Бориса Танюшина его сотрудниками Иваном Сидоровым, Сергеем Филипповым, Хусейном Бешли-Оглы и другими инженерами велась разработка многоцелевого кислородно-водородного разгонного блока Ср для использования в составе Н1 вместо блоков Г и Д.

Фирмой A.M. Исаева (сегодня КБ «ХимМаш») для этого блока разрабатывался двигатель 11Д56М. На стендовых изделиях проходили проверку новые для того времени решения, связанные с внедрением водорода в ракетную технику.¹

Для проработки всего объема мероприятий по увеличению энергетических возможностей ракеты Н1 были привлечены подразделения ЦКБЭМ по принадлежности, а также соответствующая кооперация смежных предприятий. По предварительным оценкам, с учетом этих мероприятий, массу доставляемой на орбиту Луны полезной нагрузки можно было довести до 23 — 24 тонн.

Одновременно в группе Владимира Зайцева проводились поисковые работы по созданию модифицированного лунного корабля ЛКМ с массой не более 24 тонн и экипажем из трех человек. Назначение корабля и отдельные аспекты его тактико — технических характеристик уже докладывались в министерство. Предприятие прощупывало почву.

Моя работа в ЦКБЭМ началась с изучения документов по лунной программе. Многие из них были подписаны Королевым. Я с интересом рассматривал эту подпись с разных сторон и, похоже, тратил на это больше времени, чем на прочтение самого документа.

Однажды позвонил Безвербый. Я поднял трубку.

— Где Зайцев? — спросил он и, не дожидаясь ответа, попросил зайти.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

1

Работы по блоку Ср продолжались и после закрытия лунной программы. При этом были отработаны заправка баков жидким водородом, захолаживание магистралей и двигателей перед их запуском, проведены огневые испытания двигателя 11Д56М. Полученный в НПО «Энергия» задел по работам с блоком Ср был использован позже при создании блока Ц для РН «Энергия», а также в работах КБ «Салют» по кислородно-водородной тематике.