Книга: Империя Сергея Королёва

Мягкая посадка

Мягкая посадка

Одним из важнейших этапов на пути к Луне должен был стать аппарат, который в автоматическом режиме сядет на поверхность естественного спутника Земли, доказав, что подобное принципиально возможно. Дело в том, что в те времена была очень популярна гипотеза австрийского астрофизика Томаса Голда о том, что всю Луну покрывает многометровый слой мелкодисперсной пыли, в котором легко утонет любой искусственный объект. Несколько позже эту гипотезу обыграл Артур Кларк в научно-фантастической повести «Лунная пыль» (1961).

Проект нового лунного аппарата, проходившего в конструкторской документации под обозначением «Е-6», был введен в советские космические планы академиком Мстиславом Келдышем. Идею, разумеется, поддержал и Сергей Королёв. По инициативе последнего 10 декабря 1959 года глава государства Никита Хрущёв подписал постановление об осуществлении мягкой посадки на Луну автоматической станции, снабженной специальной телевизионной аппаратурой и научными приборами.

Разумеется, специалисты сразу вспомнили о гипотезе Голда, и закипели споры, какой должна быть станция, чтобы она не провалилась в лунную пыль. Рассказывают, будто бы Сергей Королёв на одном из совещаний, когда снова всплыл этот вопрос, оторвал от газеты полоску и написал на ней: «Луна твердая!» Действительно, сохранилась собственноручная записка Королёва, в которой он высказывает свои соображения относительно несущих способностей лунной поверхности: «…достаточно твердый грунт типа пемзы». Однако на листке с запиской стоит и ее дата – 28 октября 1964 года, и относится она к выбору посадочного устройства для… лунного корабля пилотируемого комплекса «Л3».

Так или иначе, но первые беспилотные аппараты в «фирме» Сергея Королёва решили сажать не на опоры, а с помощью надувных амортизаторов. Идея состояла в том, что надувался большой мяч, а внутри него находилась «Е-6» с лепестками. По расчетам, при такой системе можно было производить прилунение со скоростью до 15 м/с, что довольно жестковато.

Непосредственно разработкой станции занимались в секторе Глеба Юрьевича Максимова, а контроль за работами осуществлял заместитель Королёва – Константин Давыдович Бушуев.

Объявление о намерении США победить в «лунной гонке» стимулировало продвижение проекта, и 23 марта 1962 года вышло новое постановление, в котором жестко определило начало пусков по теме «Е-6»: начало 1963 года.

Носителем нового космического аппарата должна была стать ракета «Молния». К началу ее летно-конструкторских испытаний определился и облик «Е-6». Станция, называемая «лунной ракетой», включала в себя собственно аппарат для изучения Луны, двигательную установку, отсек системы управления и различного оборудования, устанавливаемого на корпусе ракеты. В целях уменьшения затрат топлива на торможение у Луны, а следовательно, получения наибольшего веса исследовательского аппарата всё оборудование и агрегаты, необходимые только при полете к Луне, размещались в отделяемых перед торможением отсеках. Для мягкой посадки предписывалось осуществление двух операций: коррекции траектории и торможения у поверхности с помощью ракетного двигателя. Двигатель и система подачи топлива были спроектированы таким образом, что обеспечивали двухразовое включение в невесомости и работу на двух режимах: при коррекции с постоянной тягой и при торможении с широким диапазоном регулирования тяги.

Основные системы лунного аппарата находились внутри герметичного контейнера, по форме близкого к сфере. Корпус «лунника» состоял из двух полуоболочек: внутри была установлена рама с приемно-передающей аппаратурой, приборами командной радиолинии, электронными программно-временными устройствами, химическими батареями, приборами автоматики, научной и телеметрической аппаратурой. В нижней полуоболочке были закреплены вентилятор, электроклапан и радиатор системы терморегулирования, а в верхней – телевизионная система и счетчики космической радиации. Снаружи на корпусе были установлены четыре лепестковые антенны, четыре штыревые антенны с подвешенными на них эталонами яркости и три двугранных зеркала. Лепестковые и штыревые антенны и зеркала при посадке находились в сложенном положении. Двугранные зеркала позволяли передавать стереоскопическое изображение шести узких участков лунной поверхности на простую телекамеру «Волга».

Лунный аппарат вместе с посадочными устройствами закреплялся на отсеке системы управления лунной ракеты. Сложенные лепестки-антенны придавали ему вид яйца. Благодаря тому, что центр тяжести располагался довольно низко, лунный аппарат после отделения посадочных устройств принимал заданное положение на лунной поверхности (лепестками вверх). Одновременно лепестки защищали телевизионную камеру, штыревые антенны, механизмы и зеркала от случайного повреждения или запыления.

Согласно предложенной схеме, примерно через 4 минуты после прилунения по команде от программно-временного устройства или же часового механизма срабатывал механизм открытия лепестков, после чего штыревые антенны и зеркала приводились в рабочее положение.

«Е-6» № 1 представляла собой макетно-отработочный аппарат и для полетов не предназначалась. Она так и осталась в заводских цехах, играя роль своеобразного эталона.

Первой летной стала станция «Е-6» № 2. Запуск ее был осуществлен 4 января 1963 года, но закончился неудачей вследствие отказа двигателей блока «Л». Станция осталась на околоземной орбите, а спустя несколько дней сгорела в плотных слоях земной атмосферы.

Следующая попытка запуска станции по программе мягкой посадки на Луну была предпринята 2 февраля того же года. В космос отправилась «Е-6» № 3. На этот раз аппарат даже не долетел до околоземной орбиты. Ракета отклонилась от заданного курса, третья ступень вместе с неотделившейся четвертой и лунной станцией вошла в атмосферу и упала где-то в районе Гавайских островов. Кстати, это падение привело к кривотолкам в западных газетах. Обычно, когда производились пуски межконтинентальных баллистических ракет в район Гавайских островов, выпускались соответствующие уведомления. На этот раз предупреждения не поступило, не последовало и официального сообщения о результатах. Журналисты ломали голову: что это могло быть и почему Советы молчат?..

2 апреля 1963 года была сделана третья попытка запустить станцию в сторону Луны. На этот раз все четыре ступени ракеты-носителя сработали по программе и станция устремилась к Луне. В сообщении ТАСС аппарат «Е-6» № 4 получил наименование «Луна-4», хотя об истинном назначении станции не было сказано ни слова. Однако до Луны станция не долетела – подвела система астрокоррекции, и 6 апреля станция пролетела на расстоянии 8500 км от поверхности естественного спутника Земли, превратившись в еще одну искусственную «планету». Советские информационные агентства сдержанно заявили, что «Луна-4» была рабочей станцией, предназначенной для совершенствования систем и элементов межпланетных аппаратов. Два итальянских брата-инженера Ачилле и Джованни Батиста Юдика-Кордилья, построившие под Турином собственную радиостанцию Торре Берт и прославившиеся своими радиоперехватами космических трансляций, заявили в те дни, будто бы им удалось получить фотоснимки обратной стороны Луны, переданные «Луной-4», однако подтверждения от других наблюдателей не поступило, и вскоре стало ясно, что итальянцы подделали данные.

Следующую попытку команда Сергея Королёва предприняла только 21 марта 1964 года. На ракете-носителе «Молния» была установлена станция «Е-6» № 6. Все закончилось очень быстро – на третьей ступени не открылся главный кислородный клапан, и ракета вместе с «лунником» упала в Сибири.

20 апреля 1964 года в пятый раз стартовал аппарат, задачей которого было мягко опуститься на поверхность Луны. И вновь, как во время первого пуска, подвел блок «Л». «Е-6» № 5 вышла на околоземную орбиту, но очень скоро сошла с нее и сгорела в земной атмосфере. Западные средства слежения за космическим пространством не успели ее даже заметить, и Советский Союз был избавлен от необходимости указывать в таблицах космических запусков унизительное «Нет данных».

И вновь наступил перерыв длиною в год. Новый запуск состоялся 12 марта 1965 года, когда в космос отправилась станция «Е-6» № 9. К тому времени уже было принято Постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР № 655–268 от 3 августа 1964 года «О работах по исследованию Луны и космического пространства». И хотя в документе шла речь о полете человека на Луну, а программа «Е-6» даже не упоминалась, определенное влияние на работы по мягкой посадке он, естественно, оказал.

Итоги очередного запуска почти в точности повторили предыдущую попытку. Как и за год до этого, на околоземную орбиту вышли разгонный блок и лунная станция, но, как и год назад, они остались на околоземной орбите. Единственным отличием стало то, что о запуске было официально объявлено, и даже были названы параметры орбиты: 287 км в апогее и 201 км в перигее. Правда, о целях полета умолчали, назвав выведенный на орбиту объект искусственным спутником «Космос-60», созданным для изучения околоземного пространства.

10 апреля 1965 года состоялся седьмой по счету запуск «Е-6». По документации завода станция имела № 8. «Номер восемь до Луны не добросим», – мрачно шутили офицеры стартовой команды. Так и получилось. Двигатель третьей ступени не вышел на рабочий режим, и остатки ракеты со станцией свалились в Тихий океан.

Просуммировав причины отказов, разработчики пришли к выводу, что была допущена проектно-конструкторская ошибка, в результате которой двигатель четвертой ступени (блок «Л») не запускался, внеся свой вклад в частые отказы. В составе устройства обеспечения запуска блока «Л» располагалась система ориентации и стабилизации, а также автоматика двигателя с аккумуляторными батареями электропитания. Система управления должна была за 70 секунд до включения двигателя блока «Л» переключить электропитание системы ориентации и стабилизации на его батареи, однако переключения не происходило, и блок «Л» в течение этого времени находился в неуправляемом режиме. Работа блока могла быть успешной, а могла приводить к сбою. Ошибку, принесшую столько бед, устранили. Запуск станции, произведенный 24 апреля 1964 года в сторону Венеры, прошел без замечаний.

Следующий старт состоялся в День Победы, 9 мая 1965 года. На этот раз «Е-6» № 10 уверенно направилась к Луне, получив в сообщении ТАСС название «Луна-5». Однако при коррекции траектории система управления неверно ориентировала станцию, затем не сработал тормозной двигатель – в результате чего «Луна-5» врезалась в Луну, в 700 км от расчетного места посадки. Советские информационные агентства скупо сообщили, что «Луна-5» предназначалась для отработки систем мягкой посадки на Луну и полностью выполнила поставленные перед ней задачи, прилунившись в Море Облаков.

Всего через месяц, 8 июня 1965 года, в полет отправилась «Е-6» с заводским № 7. Она получила официальное наименование «Луна-6» и практически полностью повторила путь «Луны-5». Но если «Луна-5» достигла поверхности Луны, то «Луна-6» из-за сбоя в работе тормозной двигательной установки прошла мимо нее на расстоянии 160 000 км, превратившись в очередную искусственную «планету» на гелиоцентрической орбите.

На очереди была «Е-6» № 11. Ее старт планировалось произвести 4 сентября 1965 года, но ракета просто не ушла со старта – была обнаружена неисправность системы регулирования кажущейся скорости. Ее замена и восстановление на заправленной ракете были невозможны. Пришлось слить топливо, ракету со старта снять, а запуск перенести. Он состоялся ровно через месяц – 4 октября 1965 года. На межпланетную трассу была выведена станция, получившая официальное название «Луна-7». На нее возлагали большие надежды. Тем более, что стартовала она в знаменательный для мировой космонавтики день – минуло ровно восемь лет со дня старта первого спутника и очень хотелось надеяться на лучшее. Но надеждам не суждено было оправдаться: 8 октября из-за отказа системы ориентации станция упала на поверхность Луны и разбилась.

Цепь неудач с осуществлением мягкой посадки вызвала гнев советских руководителей. Ученым пришлось оправдываться на заседании Военно-промышленной комиссии. Там выступил и сам Сергей Королёв. Согласно воспоминаниям Бориса Чертока, главный конструктор сказал:

Довод Королёва возымел действие – комиссия дала согласие на проведение дальнейших запусков по программе «Е-6».

В 1965 году была предпринята еще одна попытка посадить аппарат на Луну. 3 декабря стартовала «Луна-8» («Е-6» № 12). Сначала все шло согласно программе. На расстоянии 800 км от Луны начали надуваться резиновые амортизаторы, но один из них был разорван сломавшимся стеклопластиковым кронштейном крепления лепестковых антенн, газ начал выходить в космос, создавая значительный вращающий момент, аппарат на скорости врезался в Луну на территории Океана Бурь.

31 января 1966 года стартовала станция «Луна-9». В документации ОКБ-1 эта станция значилась как «Е-6» № 13. Однако незадолго до запуска работы по межпланетным аппаратам были переданы в конструкторское бюро Георгия Николаевича Бабакина, который тут же поспешил присвоить станции свой заводской номер – «202». Станция была немного доработана: конструкторы переделали злосчастный кронштейн, изменили программу посадки так, чтобы амортизаторы наполнялись газом только после того, как начинает работать тормозной двигатель, и поставили новую улучшенную телекамеру.

И на этот раз советских специалистов ждал триумфальный успех. На высоте 75 км от поверхности Луны была включена двигательная установка, которая обеспечила гашение скорости с 2600 м/с почти до нулевой. 3 февраля 1966 года «Луна-9» совершила мягкую посадку в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Мария. Уже через 250 секунд с борта пошла телеметрическая информация, а через 15 минут начало передаваться первое пробное изображение. Через сутки на Землю поступили кадры круговой панорамы с места прилунения. Таким образом, в тот день советские ученые застолбили за собой сразу два приоритета: первая мягкая посадка на Луну и первые кадры с Луны.

Сергей Павлович Королёв не дожил до этого светлого момента, открывающего новую страницу в истории космонавтики. 14 января 1966 года он скончался на столе у хирурга в ходе заурядной операции.