ГЛАВА 4. РАЗВИТИЕ ЛУННОЙ ПРОГРАММЫ

Они увидели земной шар с расстояния около 400 тысяч км, наблюдая восходы Земли над лунным горизонтом. Экипаж выполнил детальную съемку предполагаемых районов высадки экспедиций и провел наблюдения лунной поверхности. Полет американских астронавтов продолжался 6 суток 3 часа

1 мин. 27 декабря 1968 года отсек с экипажем приводнился в Тихом океане.

Второй полет американцев состоялся 18.05.1969 г. на космическом корабле «Аполлон – 10». Астронавты Т. Стаффорд и Дж. Янг отделились в лунном модуле от основного отсека корабля, где оставался Ю. Сернан, и в течение 8 ч. совершали раздельный полет, снижаясь до высоты 15 км над лунной поверхностью. Был сделан 31 виток вокруг Луны, отрепетированы все этапы полета на Луну, кроме посадки на ее поверхность. Экипаж возвратился на Землю 26 мая 1969 года.

13 июля 1969 г. в СССР произведен запуск «Луны – 15». Это была первая попытка автоматической доставки лунного грунта, однако станция разбилась при посадке в южной части Моря Кризисов в тот же день, когда два американских астронавта ступили на поверхность Луны.

«Луна – 15» - станция 3-го поколения массой от 1 500 до 2 000 кг, состоящая из двух частей: собственно станции и универсальной платформы с четырьмя лапами - опорами, обеспечивающей посадку на поверхность.

16 июля 1969 г. был запущен космический корабль «Аполлон – 11», а

20 июля в 20 ч 17 мин. 42 с по Гринвичу лунная кабина «Орел» корабля опустилась на поверхность Луны с астронавтами Н. Армстронгом и

Э. Олдрином.

Первым человеком, ступившим на лунную поверхность 21 июля в 2 ч

56 мин. 20 с, стал Н. Армстронг, который сказал тогда: «Это небольшой шаг для человека, но огромный скачок для человечества». Он находился на Луне 2 ч 32 мин., по возвращении Н. Армстронга в лунную кабину на поверхность Луны вышел второй астронавт Э. Олдрин, время его пребывания на поверхности Луны составило 2 ч 15 мин.

Максимальное удаление астронавтов от лунной кабины составило 30 м. Во время выхода астронавтов проводился телевизионный репортаж. Общее время пребывания астронавтов на Луне составило 21 ч 36 мин. 21 с.

Основная задача первой в истории космонавтики лунной экспедиции – отработка посадки на Луну и старта с Луны, выход экипажа корабля на поверхность Луны, установка на Луне научных приборов и доставка на Землю образцов лунного грунта.

Стартовав с Луны, лунная кабина состыковалась с командным модулем «Колумбия», в котором находился третий космонавт М. Коллинз. 24 июля 1969 г. отсек с экипажем приводнился в Тихом океане. Первая лунная экспедиция продолжалась 8 сут. 3 ч 18 мин. 35 с.

В ноябре того же года состоялась вторая американская экспедиция на Луну. 19 ноября 1969 г. Ч. Конрад и А. Бин совершили посадку в районе Океана Бурь. Р. Гордон оставался на орбите в командном модуле.

На этот раз астронавты провели на Луне 37,5 ч, из них 8 ч за пределами кабины, удаляясь от нее до 500 м во время выходов на поверхность Луны. Они собрали 34 кг геологических образцов, подошли к станции «Surveyor–3», которая находилась на Луне уже два с половиной года, провели частично ее демонтаж, сняв некоторые детали для исследования их на Земле. 24 ноября 1969 г. «Аполлон – 12» приводнился в Тихом океане.

В апреле 1970 г. на пути к Луне «Аполлон – 13» претерпел аварию из-за сбоя в системе терморегулирования. В двигательном отсеке произошел взрыв баллона с кислородом, и это вывело из строя систему жизнеобеспечения в командном модуле. Астронавты были вынуждены перейти в лунный модуль как в спасательную колонку в космосе. Посадка на Луну не состоялась. Облетев Луну и проведя фотографирование, астронавты Дж. Ловелл, Дж. Сунджерт и

Ф. Хейс 17 апреля 1970 г. приводнились в Тихом океане.

Всего в течение 1969-1972 гг. по программе «Аполлон» было осуществлено шесть экспедиций с высадкой астронавтов на Луне. В 1972 г. программа «Аполлон» была завершена. Суммарные затраты на ее реализацию составили около 25 млрд. долларов, примерно столько же, сколько СССР израсходовал на создание орбитального корабля «Буран».
4.2. Советские автоматические станции и самоходные аппараты на Луне
12 сентября 1970 г. в СССР ракетой–носителем «Протон» была запущена автоматическая станция «Луна–16», которая вышла на круговую селеноцентрическую орбиту с удалением от поверхности луны 110 км и наклонением 70⁰. Совершив мягкую посадку на поверхность Луны, станция произвела бурение, забор лунного грунта до глубины 35 см и закладку его в герметизированную полость возвращаемого аппарата. 24 сентября возвращаемый аппарат благополучно совершил посадку на Земле в заданном районе.

Впервые в истории космонавтики автоматический аппарат доставил на Землю образцы лунной породы (чуть более 100 г).

17 ноября на лунную поверхность в западной части Моря Дождей совершила посадку АС «Луна-17», доставив на нее самоходный аппарат «Луноход-1». В течение 10 с половиной месяцев проводился уникальный космический эксперимент с использованием лунной транспортной системы для проведения широкого комплекса научно-технических исследований.

АС «Луна-17» состоит из унифицированной посадочной ступени (ПС) станции «Луна-16», основными задачами ПС являлись: проведение коррекции траектории полета на участке перелета от Земли к Луне, обеспечение перехода станции на орбиту искусственного спутника Луны, формирование предпосадочной окололунной орбиты и посадка на поверхность Луны. На ПС станции «Луна-17» установлены луноход и складывающиеся трапы для его схода на поверхность Луны.

Автоматический самоходный аппарат «Луноход-1» состоит из двух основных частей: герметичного приборного отсека и колесного шасси. Масса лунохода – 756 кг.

Корпус приборного отсека изготовлен из магниевых сплавов. Его верхняя часть используется как радиатор-охладитель в системе терморегулирования лунохода и закрывается специальной крышкой, выполняющей двойную функцию. В период лунной ночи крышка закрывает радиатор и препятствует излучению тепла из отсека, в течение лунного дня крышка открыта и элементы солнечной батареи, расположенные на ее внутренней стороне, обеспечивают подзарядку аккумуляторов, питающих бортовую аппаратуру электроэнергией. Крышка может быть установлена на любой угол в пределах 0-180⁰, что позволяет максимальным образом использовать солнечную энергию. В передней части приборного отсека расположены иллюминаторы для телевизионных камер, электрический привод подвижной остронаправленной антенны, предназначенной для передачи на Землю телевизионных изображений лунной поверхности, малонаправленная антенна, обеспечивающая прием радиокоманд и передачу телеметрической информации, научные приборы и оптический уголковый отражатель.

Приборный отсек на восьмиколесном шасси, которое обеспечивает передвижение автоматической лаборатории по поверхности Луны. Геометрия ходовой части, удельное давление на грунт, тяговые характеристики шасси, параметры упругой подвески и конструкция опорной поверхности колёс позволяют уверенно передвигаться по поверхности с рыхлым, сыпучим слоем грунта, преодолевать крутые подъёмы, переезжать через кратеры и препятствия в виде отдельных камней или гряды камней, соизмеримых с размерами ходовой части.

Самоходное шасси обеспечивает передвижение лунохода с двумя скоростями вперёд и назад, повороты на месте и в движении. В состав самоходного шасси входят: ходовая часть, состоящая из четырёх блоков попарно расположенных колёс, блок автоматики, система безопасности движения, прибор и комплекс датчиков для определения механических свойств грунта и оценки проходимости шасси. Каждое из восьми ведущих колес имеет индивидуальный силовой привод и независимую торсионную подвеску. Внутри каждой ступицы колеса расположены электродвигатель, редуктор, тормоз, механизм для отсоединения силового привода, датчики числа оборотов колес и температуры. Поворот лунохода достигается за счет различных скоростей вращения колес правого и левого бортов и изменением направления их вращения. Торможение лунохода осуществляется переключением тяговых электродвигателей шасси в режим электродинамического торможения. Для удержания лунохода на уклонах и для его полной остановки включаются дисковые тормоза с электромагнитным управлением.

Специальные шины обеспечивают хорошее сцепление с грунтом при малой (в шесть раз меньше, чем на Земле) силе тяжести. Для испытания ходовой части на Земле был построен специальный лунодром со всеми элементами лунной поверхности (кратерами, трещинами, камнями и прочим). Материалы для строительства привезли с потухших и действующих вулканов Камчатки. Главный конструктор «Луноходов» - Георгий Николаевич Бабакин.

Управление самоходным аппаратом осуществляет экипаж из Центра дальней космической связи. В состав экипажа входят командир, водитель, штурман, оператор и борт-инженер.

Автоматическая станция «Луна-17» с «Луноходом-1» на борту была запущена 10 ноября в 17 час 44 мин. Ее вывели на орбиту ИСЗ, а затем, используя двигатели последней ступени ракеты-носителя, направили к Луне. Проведенные 12 и 14 ноября коррекции траектории и операции торможения позволили 15 ноября вывести станцию на селеноцентрическую орбиту со следующими параметрами: высота над поверхностью Луны – 85 км; наклонение орбиты к плоскости лунного экватора – 141⁰; период обращения вокруг Луны – 1ч 56 мин. В дальнейшем путем сложного маневрирования станции в окололунном пространстве была сформирована предпосадочная эллиптическая орбита с высотой в перигелии 19 км. 17 ноября в 6 ч 41 мин. был включен тормозной двигатель, и станция, совершив маневры, аналогичные маневрам АС «Луна-16», в 6 ч 47 мин. мягко прилунилась в прибрежном районе западной части Моря Дождей, в точке с селенографическими координатами: 38⁰ 17^' с.ш. и 35⁰ з.д. В 9 ч 28 мин. «Луноход-1» съехал по трапу с посадочной платформы и приступил к выполнению программы научно-технических исследований и экспериментов.

Программа предусматривала: проведение испытаний и отработку лунной транспортной системы; приобретение опыта дистанционного управления самоходным аппаратом с помощью экипажа, находящегося на Земле; изучение топографических и селено-морфологических особенностей района прилунения аппарата; исследование химического состава и физико-механических свойств лунного грунта; изучение радиационной обстановки на участке полета Земля – Луна, в окололунном пространстве и на поверхности Луны; исследование интенсивности и углового распределения внегалактического рентгеновского излучения и рентгеновского излучения из Вселенной от отдельных источников; лазерную локацию Луны.

Топографическое изучение местности выполнялось на основе телевизионных панорам и снимков лунного ландшафта и данных о длине пройденного пути, курсе, крене и дифференте лунохода во время движения.

За 11 лунных суток (свыше 10 земных месяцев) луноход преодолел расстояние более 10,5 км, обследовав поверхность общей площадью 80 000 м² южнее Залива Радуги в Море Дождей. Расчетный срок работы на Луне превышен более чем втрое. Получено более 200 детальных панорамных снимков лунных ландшафтов, изучены механические характеристики грунта в 500 т, а также химический состав грунта. По пути следования лунохода было передано свыше 20 000 телеснимков. Лазерная локация с Земли установленного на луноходе французского отражателя позволила измерить расстояние от Земли до Луны с точностью до 3 м.

Доставленный на Луну в январе 1973 г. автоматической станцией «Луна – 21» «Луноход – 2» массой 840 кг за 4 месяца (5 лунных суток) в условиях более сложного рельефа прошел расстояние около 37 км, проводя изучение местности в кратере Лемонье на восточном берегу Моря Ясности. Было передано более 80000 телеснимков, передававшихся каждые 3 секунды с изображением небольших участков вдоль трассы, по которым был выбран маршрут движения экипажем с Земли. Лазерная локация с Земли дала высокоточные параметры орбиты Луны. Получено 6 детальных телепанорам местности, изучено изменение химического свойства в зоне перехода от «морской» равнины к возвышенности материка.

Автоматическая станция «Луна – 24» в августе 1976 г. доставила 150 г лунного грунта на Землю. Бурение выполнено на глубину 2,5 м в равнинной области близ кратера Фаренгейта в Море Кризисов.

Носитель Н-1 стартовой массой коло 2750т выводил на низкую околоземную орбиту высотой 220 км комплекс Л-3 массой 91,5 т. Комплекс Л-3 представлял собой связку из двух ракетных блоков и двух космических кораблей. На вершине связки находился лунный орбитальный корабль, разработанный на базе космического корабля «Союз».

Комплекс Л-3 разгонялся до необходимой скорости и выходил на траекторию к Луне. На окололунной орбите происходило отделение связки лунного корабля и ракетного блока с одним космонавтом, связка тормозилась и сходила с орбиты. На высоте 1,5 – 2 км торможение заканчивалось и лунный корабль осуществлял автономно полет.

Маневры по снижению ЛК (лунного корабля), зависанию над лунной поверхностью и мягкой посадке осуществлялись с помощью однокамерного ЖРД тягой 2 050 кгс. Итак, ЛК зависал на высоте нескольких десятков метров над поверхностью Луны. Космонавт визуально выбирал место для посадки и через несколько секунд ЛК опускался на поверхность. После посадки ЛК начинались операции на лунной поверхности. Посадочный корабль был рассчитан на автономное существование в течение 72 ч.

По окончании кратковременного визита космонавт готовил корабль к возвращению, включался двигатель и после короткого участка вертикального подъема ЛК плавно выходил на низкую окололунную орбиту, космонавт осуществлял сближение и стыковку с орбитальным кораблем. После стыковки космонавт с образцами грунта переходил через открытый космос в бытовой отсек орбитального корабля. Ненужный больше лунный корабль отбрасывался, а лунный орбитальный корабль с помощью мощного двухкамерного ЖРД тягой 330 кгс выходил на траекторию полета к Земле. Перед самым возвращением на Землю происходило разделение корабля. Спускаемый аппарат входил в атмосферу и совершал посадку в заданном районе СССР.

3 августа 1964 г. принято Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, которым утвержден план подготовки и осуществления облета Луны кораблем Л-1 с экипажем в 1967 г. Эта задача возлагалась на ОКБ – 52 В. Н. Челомея, разрабатывающего для этой цели носитель – модификацию «Протона».

ОКБ – 1 С.П. Королёва обязалось подготовить и осуществить в 1968 г.

экспедицию на Луну с использованием корабля Л - 3 и сверхмощного носителя Н-1; строительство как экспедиционного, так и «облетного» (Л-1) кораблей поручалось также ОКБ-1.

Принятое постановление привело к распылению и без того скудного финансирования на реализацию плана пилотируемых полетов к Луне и на Луну и к организационной неразберихе. 15декабря того же года С.П. Королёв на совещании Главных конструкторов представил авиапроект корабля ЛI (модификацию корабля «Союз») для облета Луны, в соответствии с которым предполагалось осуществить облет Луны кораблем «Союз» в облегченном варианте.

Корабль с разгонным блоком должен был выводиться на низкую околоземную орбиту носителем В.Н. Челомея РН УР500К, с низкой околоземной орбитой корабль должен был запускаться в сторону Луны. Масса корабля ЛI ограничивалась 5,1-5,2 т.

С корабля были сняты бытовой отсек, часть системы аварийного спасения (САС), в том числе запасная парашютная система. Вместе с тем в конструкцию «Союза» были внесены существенные изменения, позволяющие использовать его для облета Луны: модернизированная система ориентации и управления движением, система радиосвязи с Землей, введена остронаправленная антенна.

Первый (макетный) экземпляр корабля ЛI проходил наземные испытания в составе комплекса УР500К - ЛI на космодроме Байконур в январе 1976 г. Затем началась летная отработка, которая включала сначала беспилотные запуски на траекторию облета Луны.

Всего в период 1967 -1970 гг. было произведено 12 запусков ЛI «Зонд» (корабли ЛI в беспилотном варианте получили общее название «Зонд»). Из них 4 запускались на околоземную орбиту для отработки системы корабля, 8 – на траекторию облета Луны, и первым из них был «Зонд – 4», запущенный 2 марта 1968 г. Цель запуска – изучение дальних областей околоземного космического пространства и отработка новых бортовых систем и агрегатов космических аппаратов. Это был первый испытательный полёт по программе подготовки пилотируемых полетов на Луну. Полет проходил успешно, но из-за отказа автоматической системы управления спуском снижение КА происходило по баллистической траектории. Из-за боязни, как бы секретный корабль не попал в руки американцев, по указанию Д.Ф. Устинова «Зонд-4» был подорван над Гвинейским заливом.

15 сентября 1968 г. состоялся запуск КА «Зонд-5», 18 сентября был осуществлен первый облет Луны КА с живыми существами (черепахами) на борту с возвращением его на Землю. Проводилась отработка принципов посадки аппарата, возвращающегося на Землю со второй космической скоростью (11,2 км/ч).

Облет Луны происходил на минимальном расстоянии 1 960 км от ее поверхности. Масса аппарата составила 2 046 кг. 21 сентября спускаемый аппарат вошел в атмосферу Земли и приводнился в акватории Индийского океана. Спуск проходил по баллистической кривой. 22 сентября он был поднят на борт советского корабля поисково-спасательной службы.

За 7 суток полета КА «Зонд-5» были проведены 36 сеансов связи, отработка систем и агрегатов для маневрирования на траектории и возвращения на Землю, подтверждена правильность выбора формы и тепловой защиты спускаемого аппарата. В этом полете впервые в мире осуществлено возвращение КА после облета Луны на Землю со второй космической скоростью и выполнен облет Луны с возвращением на Землю земных существ – черепах.

Полетом автоматической станции «Зонд-5» по трассе «Земля-Луна-Земля» была решена научно-техническая проблема возвращения материалов исследований небесных тел на Землю. 10 ноября 1968 г. последовал запуск КА «Зонд-6», который совершил облет Луны на расстоянии 2400 км от ее поверхности. Впервые была совершена посадка не на воду, а на поверхность Земли.

Но из-за преждевременного отделения парашюта «Зонд-6» упал на Землю с высоты 5 км и разбился, что послужило причиной отмены полета вокруг Луны двух космонавтов, запланированного для следующего запуска аналогичной станции.

8 августа 1969 г. состоялся запуск КА «Зонд-7», спускаемый аппарат был успешно возвращен на Землю после облета Луны на минимальном расстоянии от нее 1200 км.

14 августа 1969 г. спускаемый аппарат приземлился на территории СССР южнее города Кустаная. Таким образом, в основном успешные запуски КА «Зонд» создавали возможность переходить к пилотируемым запускам вокруг Луны с возвращением спускаемого аппарата с двумя космонавтами на Землю, однако было решено запустить в декабре «Зонд-8», а полет к Луне приурочить к 100-летию со дня рождения Ленина.

Уложиться в такие сроки не удалось, полет и приводнение «Зонда-8» в Индийском океане состоялись лишь в октябре 1970 г., а поэтому полет к Луне корабля с космонавтами был запланирован уже на 1972 г. Для осуществления этого полета готовился экипаж в составе А. Леонова и О. Макарова.

Но так как США уже в середине 1969 г. осуществили высадку астронавтов на Луну и успешно возвратили их на Землю по программе «Сатурн-5-Аполлон», запуск корабля с космонавтами для облета Луны уже не имел смысла.

Поэтому усилия наших НИИ и КБ были направлены на подготовку лунной экспедиции по программе «НI-Л3», и первый пуск ракетно-космического комплекса РКК НI-Л3 состоялся только в феврале 1969 г. В качестве полезной нагрузки на ракете ЛОК (лунного орбитального корабля) и ЛК (лунного корабля) был установлен упрощенный Л-1.

На 70-й секунде полета из-за возникновения пожара в хвостовом отсеке одного из ЖРД по общей команде были выключены все ЖРД блока «А». Сработала САС; спускаемый аппарат корабля ЛI, который в этом полете должен был облететь Луну, приземлился в нескольких десятках километров от старта. Причина аварии – недостаточная отработка двигателей из-за отсутствия вибростенда для испытаний.

Второй старт ракеты Н-I (полезная нагрузка - упрощенный корабль ЛI) состоялся 3 июля 1969 г., ночью. Через 0,4 с после команды «контакт подъема» из-за попадания в насос окислителя металлического предмета взорвался один ЖРД блока «А». При взрыве были повреждены соседние двигатели и начала разрушаться нижняя часть ступени. Возник пожар в хвостовом отсеке и произошло заваливание ракеты. Вновь сработала САС. Ракета упала на стартовый стол, взорвалась и разрушила стартовый комплекс.

Третий пуск ракеты Н-I (нагрузка-макетные ЛОК и ЛК) был осуществлен со второго стартового комплекса 27 июня 1971 г. На 39-й секунде гироплатформа системы управления стала на упоры (из-за возникновения неучтенных газодинамических моментов), а на 48-й секунде из-за больших крутящих моментов началось разрушение блока «Б» и на 51-й секунде по команде системы «КОРД» выключились все двигатели первой ступени. САС была макетная и, естественно, не сработала.

Четвертый старт Н-I (нагрузка-штатный ЛОК и макетный ЛК) был проведен 23 ноября 1972 г. Старт ракеты и подъем проходили штатно. Однако на 90-й секунде после выключения шести ЖРД блока «А» разрушились трубопроводы подачи топлива в ЖРД ЦДУ и начался пожар. На 107-110 с ракета взорвалась. Незадолго до этого сработала САС.

Готовился пятый пуск (были готовы две ракеты). Было уже понятно, как «лечить» ракету.

Параллельно с отработкой РН Н-I проводилась отработка лунного корабля Т2К.

К сожалению, работы по проекту НI-Л3 так и не смогли набрать полного темпа, а после высадки американских астронавтов на Луну интерес руководства СССР к этой программе и вовсе упал.

В.П. Мишин неожиданно для всех в 1974 г. был освобожден от должности главного конструктора ЦКБЭМ. Генеральным (а не главным) конструктором был назначен В.П. Глушко и организации дали наименование НПО “Энергия”. Работы были приостановлены, а впоследствии фактически заморожены, а со сменой руководства ЦКБЭМ программа HI–Л3 была свернута. Начались работы над сверхтяжёлой ракетой “Вулкан”, а затем – работы по многоразовой космической системе. Вскоре работы по “Вулкану” были прекращены.

В 1989 г. после смерти В.П.Глушко, генеральным конструктором, руководителем НПО был назначен Юрий Павлович Семёнов.

Программа освоения Луны была переориентирована на беспилотные исследования с постепенным уменьшением количества полётов автоматических станций к Луне и последующим свёртыванием к 1976 г. и этой программы.

Решение по прекращению работ по теме HI – Л3 было принято в первой половине 1974 г. Одновременно с этим неожиданно, без каких-либо консультаций, Устиновым, Смирновым, Афанасьевым было принято решение о прекращении всех работ и по ракете-носителю H-I (по её модификации) и уничтожении задела, в том числе двух комплектов собранных ракетных блоков, подготовленных к лётно-конструкторским испытаниям. Если решение о прекращении работ по лунной тематике можно было как-то оправдать (американцы к этому времени уже несколько раз побывали на Луне), то прекращение всех работ по ракете-носителю H-I, особенно по её модификации, было ошибкой. Ракета была уже на такой стадии отработки, что ближайший первый или второй пуск могли привести к полному успеху. Не было никаких оснований прекращать работу над этой ракетой и начинать «завязывать» схему совершенно другой ракеты. Конечно, эта ракета не была верхом совершенства, но мы уже давно могли бы с ее помощью запустить на орбиту полезный груз порядка 100 т.

Уже после успешного полета «Аполлона» советское руководство ухватилось за идею создания пилотируемой орбитальной станции. Брежнев всенародно объявил, что мы в космосе идем иным путем, «последовательным и целеустремленным».