Вячеслав Довгань - Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам

• Название: Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам
• Автор: Вячеслав Довгань
• Издательство: Издательство Южного федерального университета
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2015
• ISBN: ISBN 978-5-9275-1532-5

Книга рассказывает об одном из ярких направлений в истории непи­лотируемой космонавтики - о создании и развитии лунных проектов, их реализации в Советском Союзе. Фоном для этого автор избрал очерк об этапах, предшествовавших этому, о деятелях и свершениях русских учё­ных и инженеров в XIX-XX вв., о мощном развитии ракетных исследова­ний в период перед Второй мировой войной и особенно по её завершению. Особое место отведено деятельности советских научных и производствен­ных организаций, военных учреждений и структур в период подготовки и осуществления лунных миссий.

---

Вскоре начались наземные лётно-конструкторские испытания лунохода.

В этот же период формулировались и первоначальные технические требования на проектирование ЛКА, предназначенного для забора лунного грунта и доставки его на Землю. Идея принадлежала научному руководителю лунных экспедиций директору Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского АН СССР (ГЕОХИ) академику А.П. Виноградову. После анализа результатов, полученных «Луной-13», он изложил Г.Н. Бабакину своё мнение, заключающееся в том, что одной из важнейших задач изучения Луны является лабораторное исследование образцов лунного грунта. От имени АН СССР он высказал просьбу «о доставке всего 100 граммов лунного грунта».

Появилась возможность расширить научные исследования и эксперименты, но требовалось использовать новую, более мощную ракету-носитель «Протон-К». Опыт запусков космических аппаратов для мягкой посадки на поверхность Луны, а также ИСЛ, позволил коллективу бабакинского ОКБ-301 предложить интереснейшую задачу: доставить с Луны пробы грунта. Замысел был таков: на поверхность спутника Земли мягко садится аппарат, несущий грунтозаборное устройство, сферический возвращаемый объект с теплозащитой, в которой впечатывается ампула с лунным грунтом, и возвратную ракету. В нужный момент возвращаемый аппарат стартует на Землю, гасит вторую космическую скорость в земной атмосфере и на парашюте спускается в заданный район на территории СССР. Осуществление этой задачи увлекло как специалистов ОКБ и его опытного производства, так и многочисленных соисполнителей разных отраслей.

Предложение по созданию ракетно-космической системы для доставки на Землю лунного грунта было подписано 10 января 1968 г., а 28 февраля 1968 г. уже был утверждён эскизный проект такого аппарата.

Георгий Николаевич отдавал предпочтение варианту, при котором одна и та же ракетно-космическая система могла доставлять на Луну в одном случае луноход, а в другом - грунтозаборное устройство (ГЗУ), возвратный носитель и возвращаемый аппарат с образцами лунного грунта.

Коренным образом изменялся облик ЛКА.

В первую очередь это коснулось ракетной ступени коррекции и торможения, для которой на основе опыта разработки КТДУ-5А в ОКБ-2 А.М. Исаева была создана КТДУ-417. Она представляла собой корректирующе-тормозной модуль (КТ), с новой системой управления перелётом и посадкой, осуществляемой на четыре амортизированные опоры.

Таким образом, создавался базовый для всех непилотируемых ЛКА третьего поколения новый универсальный служебный модуль - орбитально-посадочный блок (ОПБ), включавший унифицированное посадочное устройство - посадочную ступень (ПС) и полезную нагрузку. В зависимости от целевой задачи ЛКА на его ПС могли устанавливаться либо луноход (объект Е8), либо ГЗУ, ракета «Луна-Земля» с возвращаемым аппаратом (объекты Е8-5, Е8-5М), либо научные приборы для дистанционного исследования Луны (объект Е8-ЛС) [22].

Рис. 35. Корректирующе-тормозной модуль

Рис. 36. Лунный космический аппарат проекта Е8

Основу ПС составляла связка из четырёх основных сферических топливных баков с КТДУ-417, с двух сторон к которой крепились сбрасываемые отсеки (СО) и баки цилиндрической формы с топливом на все коррекции и торможения, предшествовавшие сходу с орбиты и посадке.

Сбрасываемые отсеки соединялись между собой приставками, на которых крепились герметичные приборные контейнеры с аккумуляторными батареями питания бортовой аппаратуры, основного ПВУ и САО.

Для обеспечения перелёта к Луне и функционирования на орбите ИСЛ под руководством Н.П. Никитина в КБ «Салют» была разработана система управления. На ПС располагались антенны для связи с Землёй, радиовысотомер больших высот (РВ-В) «Вега», доплеровский измеритель скорости ДА-018, а также высотомер малых высот «Квант-2», разработанный Ленинградским политехническим институтом имени М.И. Калинина.

Систему астроориентации для объектов проекта Е8, как и для Е6, разработал коллектив НИИ-923 (с 1970 г. - отделение №1 Московского института электромеханики и автоматики, ныне-МОКБ «Марс») под руководством В.П. Морачевского.

После осуществления посадки и оценки полученной телеметрической информации планировалась выдача радиокоманды на подрыв пироустройств в узлах крепления амортизаторов четырёх опор. ПС полностью соприкасалась с поверхностью, что способствовало улучшению условий для схода лунохода или работы ГЗУ.

Для объекта Е8 к топливным бакам крепились две пары складывающихся трапов для схода лунохода на поверхность Луны.

Сам луноход жёстко крепился к ПС с помощью пироболтов. По радиокоманде перед его сходом производится их подрыв, отчего луноход несколько приподнимается - “подскакивает”, при этом освобождаясь от механических и электрических связей с ПС.

Затем также по радиокоманде подвижные части трапов спрямляются в горизонтальное положение и передние их концы опускаются на грунт. Одна пара трапов предназначена для схода вперёд, другая - назад. Направление схода выбирается в зависимости от положения ПС на грунте и окружающей обстановки. Для предохранения от сваливания лунохода с трапов по бокам их подвижных и неподвижных частей установлены небольшие ограничительные упоры высотой 70 мм.

Для доставки на Луну ПС с грунтозаборным устройством, возвратной ракетой, стартовой установкой для неё, системой загрузки лунного образца в капсулу возвращаемого на Землю аппарата и другие различные обеспечивающие системы необходимо было уложиться в те конкретные весовые характеристики, которыми располагала в то время PH «Протон-К». А масса такого ЛКА превышала их. Задача была сверхсложная. Но специалист в области управления и баллистики Юлий Давидович Волохов решил эту задачу. Он предложил вариант обеспечения посадки возвращаемого аппарата в заданной области Земли без коррекции траектории его полёта. При этом необходимо строго выполнить условия: обеспечить посадку ЛКА в расчётном районе Луны; осуществить старт ракеты в строго определённое время по лунной вертикали со скоростью, обеспечивающей её разгон, вывод на заданное направление и удержание системой управления с помощью гироскопа на этой траектории; выключить двигатель ракеты «Луна-Земля» в расчётный момент. Научный труд Ю.Д. Волохова «Специальный метод прицеливания в заданную точку на поверхности Земли» проверили в ИПМ АН СССР и утвердили. В результате было получено авторское свидетельство на способ управления полётом ЛКА, грунтозаборное устройство, другие системы и на ЛКА проекта Е8-5 в целом [36].

Рис. 37. Унифицированная посадочная ступень с луноходом: 1 - блок баков; 2 - радиовысотомер; 3 - блок с газом системы наддува основных баков; 4 - баллон с газом системы автоматики двигательной установки;

5 - жидкостный реактивный микродвигатель системы стабилизации;

6 - топливные баки системы стабилизации; 7 - трапы; 8 - баллон с азотом для системы астроориентации; 9 - телекамеры; 10 - привод остронаправленной антенны; 11 - остронаправленная антенна;

12 - коническая спиральная антенна; 13 - панель солнечной батареи;

14 - луноход; 15 - телефотометры; 16 - привод панели солнечной батареи; 17 - штыревая антенна; 18 - изотопный источник тепла;

19 - микродвигатели системы астроориентации; 20 - допплеровская аппаратура; 21 - управляющее сопло основного двигателя;

22 - сбрасываемый отсек; 23 - сопло основного двигателя;

24 - коническая спиральная антенна; 25 - сбрасываемый отсек;

26 - сопло блока малой тяги; 27 - посадочное устройство

Большая подготовительная работа проводилась и в Центре КИКа.

В 1968-1969 гг. на Симферопольском ЦДКС вводится в эксплуатацию уникальнейший наземный единый радиотехнический комплекс «Сатурн-МС», созданный на НИИ-885 (НИИ Приборостроения министерства общего машиностроения - НИИП). В состав комплекса вошли: приёмная антенна ТНА-400; передающая антенна ТНА-200; передатчики «Горизонт» и «Бирюза»; аппаратура «Бархат»; антенна К-524 [35].

Рис. 38. Унифицированная посадочная ступень с грунтозаборным устройством и ракетой «Луна-Земля»

Техническое обеспечение комплекса, подготовку и проведение сеансов связи с ЛKA возлагалось на расчёты отдела подполковника А.Н. Хохлачева в составе майоров Ф.Н. Федорова, Е.Н. Курилова, капитанов А.П. Мухина, A.A. Черникова, A.A. Борщакова, Б.Н. Буслаева, H.A. Дмитриева, А.П. Савчука, Н.Е. Жолоба и др.

Под руководством и при непосредственном участии начальника НКВЧ полковника A.A. Большого, начальника управления испытаний и эксплуатации командно-измерительных средств и АСУ полковника И.К. Геращенко, начальника управления обработки и анализа телеметрической информации полковника АЛ. Родина, заместителя начальника КИКа по связи и СЕВ полковника Б.А. Воронова и начальника отдела АСУ, связи и СЕВ полковника М.П. Красильникова была организована целенаправленная работа по повышению квалификации личного состава подчинённых им подразделений, а также на НИ Пах, привлекаемых к работе по лунной программе.