«Мы должны побывать на Луне…» | Мозгократия

    «Мы должны побывать на Луне…»

    «Мы должны побывать на Луне…»

    Александр Железняков, писатель, академик Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского

    Александр Шлядинский, член Федерации космонавтики России

     

    К разработке лунной экспедиции, причём пилотируемой, в СССР приступили ещё на рубеже 1960-х годов. Но осуществить её так и не удалось…

    Полететь на Луну люди мечтали так давно, что считалось само собой разумеющимся — человек высадится на поверхности ночного светила практически сразу после того, как начнёт осваивать космическое пространство.

    Луна притягивала к себе, завораживала, манила. «Мы обязательно должны побывать на Луне», — говорили не только писатели-фантасты, но и те, кто в ХХ веке создавал первые образцы ракетно-космической техники. И не только говорили, но и делали всё возможное, чтобы этот полёт состоялся как можно скорее.

    Разработка проектов пилотируемых полетов на Луну в Советском Союзе началась на рубеже 1950-1960-х годов. Было рассмотрено множество возможных вариантов. При этом основной упор делался на скорейшее достижение результата при использовании имевшейся на тот момент техники. В качестве носителя предполагалось использовать РН «Восход» (при этом понималось, что потребуется несколько пусков ракеты с последующей стыковкой выводимых на орбиту аппаратов), а за основу корабля взять корабль типа «Восток».

    Правда, использовать «Восток» в «первозданном виде» было нельзя — при его возвращении на Землю со второй космической скоростью по баллистической траектории космонавты испытывали бы недопустимые перегрузки. Требовалось создать иной спускаемый аппарат, с аэродинамическим качеством.

    За основу аппарата была взята верхняя полусфера от корабля «Восток» диаметром 2,3 м, которую соединили с цилиндрической обечайкой1. В нижней части был присоединён выпуклый теплозащитный экран радиусом 2,3 м. Благодаря этому появилась возможность, входя в атмосферу вперёд теплозащитным экраном под некоторым углом к набегающему воздушному потоку, получить подъёмную силу. За счёт этого перегрузки при возвращении на Землю стали допустимыми.

     

    КК «Север». Рис. А. Шлядинского

     

    Новый корабль получил название «Север». Но для того, чтобы облететь на нём Луну, требовалось большое количество топлива. С этой целью предполагалось запустить и состыковать пять разгонных блоков, которые в дальнейшем, работая последовательно, должны были разогнать корабль до скорости, необходимой для облёта Луны. При этом «Север» и разгонные блоки имели полностью унифицированные приборно-агрегатные отсеки (ПАО), в которых находились маршевые двигатели и двигатели ориентации, запасы топлива для маневрирования на орбите Земли и для стыковки, системы ориентации, автоматического управления, источники электропитания.

    Тепловой режим ПАО соблюдался с помощью системы жалюзи, которые регулировали попадающий на корпус тепловой поток солнечного излучения. В задней части ПАО, вокруг сопла маршевого двигателя, находились четыре рычага активного стыковочного узла. На концах рычагов — крюки. При стыковке активный корабль попадал рычагами в отверстие на пассивном корабле и зацеплялся за него крючками, после чего происходило стягивание кораблей.

    К передней части ПАО крепился спускаемый аппарат для пилотируемого корабля «Север». В передней части спускаемого аппарата крепилась мачта с солнечными батареями, аналогичными батареям на кораблях-спутниках, запускавшихся в 1960-1961 годах. Батареи могли отслеживать направление на Солнце с помощью электроприводов.

    Разгонный блок в проекте «Север». Рис. А. Шлядинского

     

    «Связка» из пяти разгонных блоков (проект «Север»). Рис. А. Шлядинского

     

    В варианте разгонного блока к ПАО прикреплялся отсек с топливным баком. Топливо использовалось для работы маршевого двигателя во время полёта к Луне. В передней части топливного отсека находилось приёмное отверстие пассивного стыковочного узла.

    План полёта к Луне для корабля «Север» выглядел следующим образом.

    Сначала на околоземную орбиту последовательно выводились пять разгонных блоков. Каждый из них был снабжён пассивным и активным стыковочными узлами, что позволяло им состыковаться между собой.

    Затем запускался пилотируемый корабль, который стыковался к связке из пяти разгонных блоков. Затем разгонные блоки по очереди включали свои двигательные установки, отстыковываясь от комплекса по мере исчерпания запасов топлива. После сброса последнего, пятого блока, корабль «Север» приобретал скорость, достаточную для выхода на траекторию облёта Луны.

    Запасы топлива на самом корабле позволяли провести коррекции орбиты, обеспечивающие облеё Луны и возвращение на Землю.

    Проект «Север» имел множество недостатков: требовалось большое количество стыковок на околоземной орбите; малое конструктивное совершенство имели разгонные блоки, в составе которых во время отлёта к Луне оставались элементы, предназначенные для стыковок; небольшой полезный объём имел обитаемый отсек и во время полёта космонавты испытывали бы серьёзные неудобства (экипаж должен был почти неделю провести в креслах пилотов) и т.д.

    В результате было решено разработать новый корабль, получивший название «Союз». Главным его отличием от «Севера» стало появление бытового отсека, призванного «скрасить» быт космонавтов. При этом, что крайне важно, не увеличивался вес спускаемого аппарата (СА), в конструкцию которого также были внесены существенные изменения.

    Так, цилиндрическую проставку за передней полусферой сделали коническую с углом наклона стенки 7°. Это позволило улучшить аэродинамические свойства СА при входе в атмосферу и уменьшить при этом тепловые нагрузки на боковые поверхности.

    Кроме того, был уменьшен диаметр нижнего основания до 2,2 м, а верхняя полусфера уменьшилась до диаметра 2 м. Хотя при этом СА стал теснее, но это компенсировалось большим объемом бытового отсека. При этом уменьшился и вес спускаемого аппарата.

    Но общий вес всего корабля стал больше, чем у «Севера». В результате потребовалось провести изменения в конструкции разгонных блоков, чтобы не увеличивать их количество.

    Выход был найден в применении вместо работающих последовательно нескольких разгонных блоков одного разгонного блока. Но запасов топлива, которые можно было вывести на орбиту с помощью тогдашних носителей, не могло хватить для совершения облёта Луны. Грузоподъёмность носителей была такой, что обеспечивала вывод на низкую околоземную орбиту менее 7 т, в то время как одного горючего требовалось почти 20 т.

    Было принято решение выводить порожний разгонный блок на околоземную орбиту и заливать в него топливо с помощью кораблей-танкеров. В качестве дозаправщиков было решено применять слегка модернизированные разгонные блоки из темы «Север». Для дозаправки требовалось запустить четыре таких танкера.

    В итоге система стала состоять из трёх элементов: пилотируемого корабля «Союз А», получившего индекс 7К, разгонного блока «Союз Б», индекс 9К, и четырех заправщиков «Союз В», индекс 11К.

    КК «Союз А». Рис. А. Шлядинского

     

    КК «Союз Б». Рис. А. Шлядинского

     

    Первым на орбиту выходил «Союз Б». Он состоял из двух частей, непосредственно из разгонного блока с пустыми баками и разгонным двигателем, и блока маневрирования на околоземной орбите, позволявшего ему стыковаться с кораблями-заправщиками. После этого по очереди стартовали четыре заправщика «Союз В», которые доставляли на орбиту топливо и перекачивали его на борт разгонного блока.

     

    КК «Союз Б» и «Союз В» перед стыковкой и после нее, в момент заправки. Рис А. Шлядинского

     

    После заправки разгонного блока топливом и проверки бортовых систем стартовал корабль «Союз А» с двумя космонавтами на борту. После его стыковки с «Союзом Б», с последнего сбрасывался блок маневрирования. Далее производилась ориентация комплекса, включался двигатель разгонного блока и корабль «Союз А» переводился на траекторию полёта к Луне, после чего от него отделялся разгонный блок. Остававшееся на борту «Союза А» топливо использовалось для коррекций орбиты, необходимых для осуществления облёта Луны и попадания в так называемый «коридор», позволявший кораблю осуществить посадку в заданном районе СССР.

     

    КК «Союз А» и «Союз Б» после стыковки. Рис. А. Шлядинского

     

    КК «Союз А» и «Союз Б» в состыкованном состоянии после сброса КДУ. Рис. А. Шлядинского

     

    Для уменьшения перегрузок спускаемый аппарат выводился на траекторию, которая позволяла, используя его аэродинамическое качество, произвести «отскок» от атмосферы. Спускаемый аппарат погружался в атмосферу Земли по касательной и снова выскакивал из неё в космос, теряя при этом вторую космическую скорость. После этого он снова погружался в атмосферу, испытывая перегрузки равные перегрузкам для аппаратов, возвращающихся с первой космической скоростью.

    Технический облик системы 7К-9К-11К был определён в эскизном проекте, которое Сергей Павлович Королёв подписал 24 декабря 1962 года. Однако из-за внутриотраслевых разногласий этот проект не был реализован. В результате от «связки» 7К-9К-11К остался только корабль, который модифицировали и «вписали» в программу облёта Луны.

    В начале 1960-х годов резко усилилось влияние Владимира Николаевича Челомея2, предложившего для реализации множество масштабных космических проектов. Среди них был и проект высадки на Луну. Пользуясь своими связями «в верхах», он добился принятия в 1963 году постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР, которым именно ему поручалась реализация лунной программы.

    Челомей предлагал использовать для этих целей создававшийся в его конструкторском бюро носитель УР-500. На первом этапе предлагалось с его помощью совершить пилотируемый облет Луны, а потом использовать для запуска комплекса, предназначенного для высадки на лунную поверхность.

    Однако работы у Челомея шли не столь гладко, как хотелось бы. Его КБ было перегружено другими космическими проектами (околоземная орбитальная станция, система ПРО «Таран» и другие). В результате Королёву удалось убедить руководство отрасли в том, что только ему по силам осуществить полёт на Луну.

    Официально советская пилотируемая лунная программа была утверждена постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР 655-268сс от 3 августа 1964 года. Но на самом деле постановление лишь узаконило работы, которые уже некоторое время велись по двум направлениям: облёт Луны (пилотируемый полёт планировался к 1967 году) и посадка на неё, предполагавшая начало летных испытаний в 1966-м и высадку на лунную поверхность к 1968 году.

    Этот документ был нашим запоздалым ответом на американскую лунную программу, провозглашённую президентом США Джоном Кеннеди3 ещё 25 мая 1961 года и предусматривавшую высадку человека на Луне «до конца текущего десятилетия». Как явствует из текста постановления, наша программа была ориентирована на достижение приоритета в лунной гонке.

    Проектирование кораблей, носителей для них, а также разработка схем экспедиций к Луне и на Луну начались ещё до принятия программы. За два следующих года были выпущены рабочие чертежи и появились первые эскизные проекты лунных кораблей.

    Первоначально рассматривались три варианта ракет-носителей и, соответственно, три варианта экспедиции на Луну. Первое предложение было подготовлено в ОКБ-14(главный конструктор С.П. Королёв5), второе — в ОКБ-526 (главный конструктор В.Н. Челомей), третье — в ОКБ-5867 (главный конструктор М.К. Янгель8). Каждое КБ предлагало свой вариант носителя, с помощью которого предстояло «обогнать американцев». Каждый из главных конструкторов отстаивал свой вариант, считая его единственно верным.

    Сергей Павлович Королев

    Вполне резонно считать, что перетягивание одеяла между тройкой ведущих ракетных конструкторов и стало одной из причин нашего проигрыша американцам в лунной гонке. Подчеркну, одной из причин. Однако, не единственной и к тому же не главной.

    Чтобы разобраться в проектных противоречиях Королёва, Челомея и Янгеля, тогдашний председатель ВПК Дмитрий Фёдорович Устинов9 за год до принятия постановления поручил НИИ-8810 произвести объективную сравнительную оценку возможностей освоения Луны вариантами носителей Н-1, УР-500 и Р-56. По расчётам директора института Ю.А. Мозжорина11 и его сотрудников, для безусловного обеспечения приоритета над США следовало с помощью трёх Н-1 собрать на орбите Земли ракетный комплекс в 200 т. Для этого требовались три ракеты Н-1 или двадцать ракет УР-500. При использовании РН Р-56 количество пусков было бы ещё больше. В этом случае обеспечивалась посадка на Луну корабля массой в 21 т и возвращения к Земле корабля массой 5 т. Сделанные экономические расчёты говорили в пользу применения Н-1. Эта ракета и стала главным перспективным носителем для реализации советской лунной программы.

    При анализе не рассматривался носитель УР-700, по своей мощности и грузоподъемности сравнимый с Н-1, так как к тому моменту ещё не существовало и УР-500, «на базе которого» планировалось делать «лунную ракету Челомея». Это было логично — в тот момент нужен был не журавль в небе, а обыкновенная синица в руках.

    Михаил Кузьмич Янгель

    Постановлением 1964 г. были назначены основные исполнители работ по лунной программе.

    Реализация программы «Протон» – «Зонд / Л1» возлагалась, в первую очередь, на коллектив ОКБ-52 со сложившейся кооперацией разработчиков. Ведущей организацией по программе посадки на Луну было определено ОКБ-1, силами которого осуществлялась разработка РН Н-1, а также блоков «Г» и «Д», двигателей для блока «Д» РН Н-1, лунного орбитального и лунного посадочного кораблей. На ОКБ-27612 (главный конструктор Н.Д. Кузнецов13) возлагалась задача разработки двигателей РН Н-1, а на ОКБ-586 — разработка ракетного блока «Е» лунного корабля и двигателя для этого блока. Также предполагалось задействовать ОКБ-214 (главный конструктор А.М. Исаев15), которому предстояло разработать двигательную установку (баки, пневмогидравлические системы и двигатель) блока «И» лунного орбитального корабля.

    Владимир Николаевич Челомей

    К работам по обеим программам привлекались также НИИ-94416 (главный конструктор В.И. Кузнецов17), НИИ-88518(главные конструкторы Н.А. Пилюгин19 и М.С. Рязанский20), «Спецмаш» 21 (главный конструктор В.П. Бармин22), ОКБ МЭИ (главный конструктор А.Ф. Богомолов23) и другие.

    Несмотря на то, что в документе чётко оговаривался перечень всех работ и ответственных за их выполнение, потребовалось ещё три года для детального распределения заданий в рамках кооперации. Эта неразбериха во многом сказалась на сроках реализации постановления, а потом и на конечном результате.

    Тем не менее работы по программам облёта Луны и высадки на её поверхность начиная с 1965 года велись в Советском Союзе весьма активно. СССР очень хотел быть на Луне первым.

    Однако хватало и других трудностей, которые существенно тормозили работу.

    26 августа 1965 года глава Военно-промышленной комиссии при Совете Министров СССР Леонид Васильевич Смирнов24 собрал совещание с повесткой дня «О состоянии работ по исследованиям космического пространства, Луны и планет». В результате было отмечено, что работа по реализации, в первую очередь, лунных программ, а также по системам связи, исследованиям Венеры и Марса выполняется неудовлетворительно, в результате чего возникает серьёзная угроза утраты приоритета Советского Союза в области освоения космоса. Например, в ОКБ-52 не были разработаны и представлены планы-графики создания комплекса для облёта Луны, не была рассмотрена и утверждена схема полёта корабля при облёте, отмечена слабая работа головных организаций, в том числе и ОКБ-1, а также научно-технического совета Министерства общего машиностроения СССР.

    Николай Дмитриевич Кузнецов

    На совещании было предписано считать основным заданием на 1965-1967 годы осуществление подготовки и дальнейшего облёта Луны пилотируемым кораблём.

    Министерству общего машиностроения было поручено:

    – в недельный срок подать график изготовления и отработки ракеты УР-500;

    – совместно с руководителями ОКБ-1 и ОКБ-52 С.П. Королевым и В.М. Челомеем в двухнедельный срок рассмотреть и решить вопросы о возможности унификации разрабатывающихся пилотируемых кораблей для облёта Луны и высадки экспедиции на её поверхность;

    – в месячный срок представить программу ЛКИ ракеты УР-500 и пилотируемого корабля.

    Для выполнения задания Министерства и выданных поручений в течение сентября-октября 1965 года была проведена всесторонняя оценка состояния работ в ОКБ-52 и ОКБ-1 по реализации задач облёта Луны с привлечением сотрудников НИИ-88, НТС Министерства, руководителей Министерства, представителей правительства и ЦК КПСС. В ходе рассмотрения выяснилось, что ОКБ-52 не в состоянии решить в установленные сроки все вопросы, связанные с созданием и отработкой ракеты УР-500, разгонного ракетного блока и корабля для облёта Луны Л1.

    В ОКБ-1, наоборот, состояние разработки пилотируемого корабля типа 7К и разгонного блока «Д» для комплекса Н1-Л3 было более благополучно. Это создавало основу для переориентации с ОКБ-52 на ОКБ-1 работ по кораблю и разгонному блоку «Д» для облёта Луны, с решением в том числе ряда задач по выполнению программы лунной экспедиции, осуществляемой комплексом Н1-Л3.

    …Как показало будущее, все эти организационные и технические неурядицы были лишь началом той сложной ситуации, в которой спустя несколько лет оказалась ракетно-космическая отрасль в вопросе достижения приоритета в лунной гонке.

    Впрочем, не будем говорить о причинах нашего обидного поражения. Их много и не все они могут трактоваться однозначно. Налёт субъективизма будет в любом рассуждении на эту тему. Именно поэтому многие нюансы советской лунной программы по-прежнему остаются за кадром.

    (Из книги: А. Железняков, А. Шлядинский «Царь-ракета» Н-1. – М.: Эксмо, Яуза, 2016).

     

    Обечайка – открытый цилиндрический или конический элемент конструкции (типа обода или барабана, кольца, короткой трубы), используемый в изготовлении сварных или деревянных сосудов, резонаторов музыкальных инструментов, стенки люков и т. д.

    Челомей, Владимир Николаевич (17 [30] июня 1914 г., Седлец – 8 декабря 1984 г., Москва) – советский конструктор ракетно-космической техники и ученый в области механики и процессов управления.

    Кеннеди, Джон Фицджеральд (Kennedy, John Fitzgerald) [29 мая 1917 г., Бруклин – 22 ноября 1963 г., Даллас] – американский политический деятель, 35-й президент США (1961-1963). Убит в результате покушения.

    4 После 1966 г. – ЦКБ экспериментального машиностроения, с 1974 г. – НПО «Энергия», ныне – ПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева».

    Королев, Сергей Павлович (30 декабря 1906 г. [12 января 1907 г.], г. Житомир, Украина – 14 января 1966 г., Москва) – советский ученый, конструктор, главный организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР и основоположник практической космонавтики. Одна из крупнейших фигур XX века в области космического ракетостроения и кораблестроения.

    6 Ныне – НПО машиностроения.

    7 Позже – КБ «Южное», ныне – Государственное конструкторское бюро «Южное» им. М.К. Янгеля.

    Янгель, Михаил Кузьмич (25 октября [7 ноября] 1911 г., д. Зырянова, Иркутская губерния, Россия – 25 октября 1971, Москва) – советский конструктор ракетно-космической техники. Основоположник нового направления в ракетной технике, основанного на использовании высококипящих компонентов топлива и автономной системы управления, что существенно повысило боеготовность ракет стратегического назначения. Главный конструктор ОКБ-586 (1954-1971 гг.).

    Устинов, Дмитрий Федорович (17 [30] октября 1908 г., Самара – 20 декабря 1984 г., Москва) – советский партийный и государственный деятель. Народный комиссар и министр вооружения СССР (1941-1953 гг.), министр оборонной промышленности СССР (1953-1957 гг.), заместитель председателя Совета Министров СССР, председатель ВПК (1957-1963 гг.), первый заместитель председателя Совета Министров СССР (1963-1965 гг.), секретарь ЦК КПСС (1965-1976 гг.), министр обороны СССР (1976-1984 гг.).

    10 Ныне – ЦНИИ машиностроения.

    11 Мозжорин, Юрий Александрович (28 декабря 1920 г. – 15 мая 1998 г.) – советский / российский ученый, один из организаторов и руководителей работ в области ракетно-космической техники, директор НИИ-88 (1961-1990 гг.).

    12 С июня 1967 г. – Куйбышевский моторный завод Министерства авиационной промышленности СССР, ныне – Самарский научно-технический комплекс имени Николая Кузнецова.

    13 Кузнецов, Николай Дмитриевич (10 [23] июня 1911 г., г. Актюбинск – 31 июля 1995 г., Москва) – советский конструкторавиационных и ракетных двигателей

    14 Ныне – КБ химического машиностроения им. А.М. Исаева.

    15 Исаев, Алексей Михайлович (11 [24] октября 1908 г., Санкт-Петербург – 25 июня 1971 г., Москва) – советский конструктор-двигателист, изобретатель ЖРД закрытого цикла. Начальник ОКБ-2 (1946-1971 гг.).

    16 Ныне – НИИ прикладной механики имени академика В.И. Кузнецова.

    17 Кузнецов, Виктор Иванович (14 [27] апреля 1913 г., Москва – 22 марта 1991 г., Москва) – советский ученый и конструктор в области прикладной механики и автоматического управления. Главный конструктор НИИ-994 (1856-1991 гг.).

    18 Ныне – ФГУП «Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н. А. Пилюгина».

    19 Пилюгин, Николай Алексеевич (5 мая [18 мая] 1908 г., Красное Село – 2 августа 1982 г., Москва) – советский ученый и конструктор в области систем автономного управления ракетными и ракетно-космическими комплексами, главный конструктор НИИ-885 (1946-1982 гг.).

    20 Рязанский, Михаил Сергеевич (23 марта [5 апреля] 1909 г., Санкт-Петербург – 5 августа 1987 г., Москва) – советский ученый и конструктор в области ракетно-космической техники.

    21 Ныне – ФГУП «Конструкторское бюро общего машиностроения им. В.П. Бармина».

    22 Бармин, Владимир Павлович (4 [17] марта 1909 г., Москва – 17 июля 1993 г., Москва) – советский ученый, конструктор реактивных пусковых установок, ракетно-космических и боевых стартовых комплексов.

    23 Богомолов, Алексей Федорович (20 мая [2 июня] 1913 г., д. Ситское Смоленской губ. – 12 апреля 2009 г., Москва) – советский / российский ученый-радиотехник. Начальник – главный конструктор ОКБ МЭИ (1954-1990 гг.).

    24 Смирнов Леонид Васильевич (16 апреля 1916 г., г. Кузнецк, Саратовская губерния – 18 декабря 2001 г., Москва) – советский государственный деятель. В 1952–1961 гг. – директор Государственного союзного завода №586 в г. Днепропетровске. В 1961–1963 гг. – председатель Государственного комитета Совета Министров СССР по оборонной технике. В 1963–1985 гг. – заместитель председателя Совета Министров СССР – председатель Государственной комиссии Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам.

    Поделитесь ссылкой с друзьями:

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Вы можете использовать следующие HTML тэги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

    восемнадцать + двадцать =