Василий Мишин - Почему мы не слетали на Луну?

• Название: Почему мы не слетали на Луну?
• Автор: Василий Мишин
• Издательство: Издательство «Знание»
• Жанр: История
• Год: 1900

Почему мы не слетали на Луну? — вопрос, который задается все чаще и чаще. Эта тема была строго засекречена, и только в последнее время некоторые сведения о нашей лунной программе появились в открытой печати. Можно согласиться с автором брошюры «Аполлоны» летят на Луну», писавшим, что даже успехи США в осуществлении высадки американских астронавтов на поверхность Луны освещались нашими средствами массовой информации явно односторонне и недостаточно. Замалчивая реальные факты, положение дел мы представляли таким образом, будто в СССР работы по пилотируемому полету на Луну не проводились и наши усилия были сосредоточены только на ее исследованиях при помощи автоматических космических аппаратов. Более того, мы даже стали утверждать, что в исследовании Луны можно обойтись только автоматическими аппаратами, что человеку на Луне делать нечего.

Сейчас пришло время не только прямо заявить, что в нашей стране существовала программа пилотируемого полета на Луну, но и рассказать о ее подробностях. К сожалению, она не имела далеко идущей цели и была подчинена лишь престижным соображениям — осуществить облет Луны, а затем и высадку человека на ее поверхность раньше американцев.

Первым, кто начал заниматься работами по освоению Луны, был коллектив, руководимый С.П.Королевым. Главный конструктор наметил реальные пути облета Луны космонавтами, высадки их на ее поверхность с возвращением на Землю. Автоматические космические аппараты «Луна» были этапами отработки элементов, аппаратуры и наземных средств ракетно-космических систем для исследования Луны при помощи пилотируемых космических кораблей. Дальний космос, Луна, ближайшие планеты Солнечной системы — это была цель всей его жизни.

Так почему же эти разработки не были завершены после его внезапной и преждевременной кончины? Почему мы не слетали на Луну?

Вот на эти вопросы я и попытаюсь ответить в этой брошюре.

---

Мишин В.П.

АВТОМАТЫ ВЕДУТ РАЗВЕДКУ

Высадка человека на поверхность Луны — необходимый этап познания человечеством Вселенной. Как в нашей стране, так и в США подготовке пилотируемых полетов к Луне предшествовало ее исследование при помощи автоматических космических аппаратов. Нужно было проверить принципы разработки средств (как бортовых, так и наземных), необходимых для обеспечения движения космических аппаратов по заданным траекториям, посадки их на поверхность Луны в заданных районах, изучить условия пребывания людей на ее поверхности. Для этих целей в США были разработаны автоматические космические аппараты типа «Пионер» и «Рейнджер» Они предназначались для изучения траекторий полета к Луне, исследования ее поверхности с пролетных траекторий. Были также разработаны аппараты типа «Лунар орбитер», служившие для фотографирования поверхности Луны с окололунных орбит, типа «Сервейер», с помощью которых отрабатывались средства посадки на Луну и исследовалась ее поверхность. С результатами запусков этих автоматических космических аппаратов читатель может более подробно ознакомиться в уже упоминавшейся брошюре Г.М.Салахутдинова.

Запуск наших автоматических космических аппаратов к Луне, разработанных в ОКБ, руководимом С.П.Королевым, можно разделить на два этапа.

Первый этап — автоматические межпланетные станции «Луна-1, 2, -3». Они запускались трехступенчатой ракетой-носителем «Восток» с ракетным блоком «Е», имеющим кислородно-керосиновый ЖРД РО-7 конструкции ОКБ, которым руководил С.А.Косберг.

Этот блок запускался после выключения рулевых двигателей центрального блока. Цель запусков станций этого поколения (их масса не превышала 300 кг) — освоение траектории движения автоматических космических аппаратов, запускаемых с Земли посредством непрерывного разгона на активном участке траектории. «Луна-3» была снабжена системой ориентации, что дало возможность произвести фотографирование обратной стороны Луны и передать ее изображение на Землю. Запуском этого аппарата было положено начало создания систем управления движением космических аппаратов.

Второй этап — автоматические межпланетные станции «Луна-4-9», запуск которых осуществлялся при помощи четырехступенчатой ракеты-носителя «Молния» (рис. 4) с ракетными блоками «И» и «Л». Ракетный блок «И» третьей ступени имел кислородно-керосиновый ЖРД РО-9 (также «фирмы» С.А.Косберга), запускаемый сразу после выключения рулевых двигателей центрального блока на первом активном участке траектории. Ракетный блок «Л» четвертой ступени имел кислородно-керосиновый ЖРД C1-5400, разработанный в нашем ОКБ. Он обладал хорошими по тому времени энергомассовыми характеристиками и был приспособлен к запуску при длительном пребывании в условиях невесомости. Ракетный блок «Л» имел также систему обеспечения запуска основного двигателя и систему стабилизации — ориентации. Они были смонтированы на ферме, отделяющейся от блока «Л» после запуска основного двигателя.

Выведенная на орбиту искусственного спутника Земли четвертая ступень с ракетным блоком «Л» совершала в течение некоторого времени полет при неработающем двигателе. В заданный момент ступень ориентировалась в пространстве, двигатель запускался и разгонял станцию до скорости, близкой ко второй космической. Такой метод разгона позволял осуществлять полет к Луне с одинаковыми энергозатратами в любой день независимо от положения Луны на орбите и увеличить массу «Лун» второго поколения с 300 до 1600 кг. Это дало возможность С.П.Королеву перейти к осуществлению мягкой посадки на поверхность нашего спутника. Со 2 апреля 1963 г. по 4 ноября 1965 г. было запущено пять таких автоматических аппаратов — «Луна-4, -5, -6, -7, -8», и только запуск «Луны-9» массой 1893 кг (рис. 5), осуществленный 31 января 1966 г. (уже после кончины С.П.Королева), закончился успешно. Спускаемый аппарат массой около 100 кг прилунился в районе Океана Бурь в точке с координатами 7° с.ш. и 60° з.д. Впервые в истории была совершена мягкая посадка на поверхность Луны, на Землю передана панорама лунной поверхности.

В 1964-1965 гг. при помощи той же РН «Молния» были запущены три автоматических аппарата «Зонд-1, -2, -3» для отработки управления их движением на дальних межпланетных трассах. Во время пролета последнего из них вблизи Луны были проведены фотографирование и передача на Землю изображения поверхности обратной стороны Луны (включая и часть поверхности, не охваченной при фотографировании «Луной-3»).

В 1965 г. работы по исследованию Луны при помощи станций второго поколения С.П.Королевым были (вместе с большим заделом) переданы ОКБ, которым руководил Г.Н.Бабакин. Там эти работы успешно развивались и привели, как известно, к созданию «лунников», доставивших на Землю образцы лунного грунта, а также знаменитых «Луноходов-1, -2». При этом использовались ракеты-носители, разработанные в ОКБ С.П.Королева. Сам же Сергей Павлович и его коллектив занялись в основном разработкой ракетно-космических комплексов для пилотируемых космических кораблей.

ПРОГРАММА «САТУРН-АПОЛЛОН»

Для посадки космонавтов на поверхность Луны и их возвращения на Землю требовалось существенное увеличение массы полезной нагрузки, выводимой на околоземные орбиты, соответственно увеличивались и энергомассовые затраты.

Эти затраты зависели от схемы и состава ракетно-космического комплекса, предназначенного для решения этой задачи, а они, в свою очередь, — от того, где будет находиться спускаемый аппарат, служащий для обеспечения безопасного возвращения участников экспедиции на Землю. Он мог быть доставлен на околоземную орбиту и находиться там до возвращения экспедиции, члены которой должны были перейти в него для возвращения на Землю. Спускаемый аппарат мог быть доставлен на окололунную орбиту и ожидать на ней совершивший высадку на Луну экипаж для возвращения его непосредственно на Землю. Возможна была и такая схема, когда спускаемый аппарат с экипажем доставлялся непосредственно на поверхность Луны и возвращался на Землю.

Очевидно, что конструкция спускаемых аппаратов во втором и третьем случаях должна рассчитываться на вход в атмосферу (при возвращении на Землю) со второй космической скоростью. Эти экспедиции могли быть осуществлены как одним запуском тяжелой ракеты-носителя, выводящей на околоземную орбиту лунный ракетный комплекс, так и при помощи нескольких (более легких) ракет-носителей, выводящих либо на околоземные, либо на окололунные орбиты части лунного орбитального комплекса, стыкуемые на этих орбитах. НАСА рассматривало две схемы экспедиции на поверхность Луны, со встречей на околоземной орбите и со встречей на окололунной орбите.

Первоначально была выбрана схема со встречей и стыковкой на околоземной орбите. Рассматривались два варианта двухпусковой схемы: встреча со стыковкой и встреча с заправкой топливом. Однако в июне 1962 г. НАСА при непосредственной поддержке президента Кеннеди остановило свой выбор на однопусковой схеме со встречей на окололунной орбите взлетного модуля лунного корабля с орбитальным (основным) блоком космического корабля «Аполлон», в состав которого входил спускаемый аппарат. В этой схеме ракетный блок третьей ступени С-IVБ с кислородно-водородным двигателем Джи-2 ракеты-носителя «Сатурн-V» сначала выводил космический корабль «Аполлон» на околоземную орбиту, а потом — на траекторию движения к Луне.

На рис. 6 показана схема лунной экспедиции по программе «Сатурн-V-Аполлон». Недостаток этой схемы — невозможность спасти экипаж взлетного модуля лунного корабля, если не удается его встреча с орбитальным (основным) блоком корабля «Аполлон», остающимся на окололунной орбите. Кроме того, при такой схеме появлялось ограничение по времени старта этого модуля с поверхности Луны, зависящее от параметров орбиты орбитального блока. Проще говоря, космонавты должны были дождаться, когда орбитальный блок облетит Луну и окажется над ними, и только тогда стартовать с поверхности. Наконец, такая схема имеет ограничение на районы посадки лунного корабля на поверхность Луны, также зависящее от параметров орбиты орбитального блока.

Рис. 6. Схема полета пилотируемой лунной экспедиции по программе «Сатурн-V — Аполлон»: 1 — старт с Земли; 2 — отделение разгонного блока первой ступени, включение двигательной установки второй ступени; 3 — отделение разгонного блока второй ступени, на низкую орбиту; 4, 5 — промежуточная орбита; 6 — второе включение двигателя третьей ступени в расчетной точке орбиты и вывод «Аполлона» на траекторию полета к Луне; 7 — отделение основного блока; 8 — сброс конического переходника и перестроение основного блока; 9 — пристыковка основного блока к лунной кабине; 10 — отделение «Аполлона» от разгонного блока третьей ступени; 11 — первая коррекция траектории; 12 — вторая коррекция траектории; 13 — разгонный блок третьей ступени переводится на траекторию прямого попадания на поверхность Луны; 14 — последняя коррекция траектории; 15 — построение лунной орбиты; 16 — построение более низкой орбиты, переход двух астронавтов в лунную кабину через внутренний люк-лаз; 17 — разделение лунной кабины и основного блока; 18 — включение двигателя лунной кабины для торможения на этапе посадки на Луну; 19 — посадочный маневр и прилунение лунной кабины, выход астронавтов на поверхность Луны; 20 — движение по орбите основного блока; 21 — построение орбиты основного блока перед стыковкой; 22 старт с поверхности Луны взлетной ступени лунной кабины; 23 сближение взлетной ступени с основным блоком; 24 — стыковка взлетной ступени с основным блоком, который играет роль активного корабля при стыковке; 25 — отделение взлетной ступени после перехода из нее двух астронавтов в основной блок; 26 — сброс взлетной ступени на поверхность Луны; 27 — отделение автоматического спутника на орбите; 28 — переход на траекторию полета к Земле; 29 — первая коррекция траектории; 30 — вторая коррекция траектории (в случае необходимости); 31 — разделение отсека экипажа (спускаемого аппарата) и отсека оборудования с двигательной установкой основного блока; 32 ориентация спускаемого аппарата перед входом в плотные слои атмосферы; 33 — спускаемый аппарат на участке управляемого спуска в атмосфере Земли, 34 — пропадание радиосигнала при входе в атмосферу; 35 срабатывание парашютной системы и приводнение спускаемого аппарата с тремя астронавтами в заданном районе океана.