СССР в Лунной гонке. Этап 1. Попасть в Луну и сфотать! (1958-1962)
Ну - с 12 апреля, пикабушные любители космонавтики. Общеизвестно, СССР проиграл лунную гонку, так и не сумев высадить на поверхность Луны человека. Однако сложно сказать, чем бы она закончилась, умри Королёв пятью годами позже - соперничество за Луну было ожесточенным. И на этом пути были и успехи, и поражения. С Луной связан ряд успехов Советской космонавтики - и американцам удалось повторить многие из них лишь годами позже. И хотя может быть говорить об этом в день, когда любители космонавтики в России дружно постят мемасики "Юра, мы все прогадили" и нелепо - ведь отечественная космонавтика уже многие годы стоит на месте, а гордиться успехами прошлого при таком настоящем выглядит глупо - но все же забывать о трудовом подвиге советских ученых и инженеров по моему все же неправильно. В силу этого я решил написать несколько постов, посвященных лунной гонке в целом - и успехам и поражениям в ней советских исследователей космоса. И первый из них - вот.
Этап 1. Попасть в Луну и сфотать! (1958-1962)
В исследовании Луны можно выделить 4 этапа - по основным целям - попадание в Луну, мягкая посадка, высадка человека и завершающий этап - все лунные миссии после завершения полётов "Аполлонов". Сегодня поговорим о самом первом этапе. Лунная гонка началась почти сразу после запусков первых спутников СССР. Сергей Павлович Королёв с самого начала, еще до запуска первых спутников, планировал отправку станций к Луне, Венере и Марсу. В эскизном проекте ракеты Р-7, разработанном С.П. Королёвым еще в 1953 году, была прописана возможность использования ракеты для полетов к этим небесным телам и даны примерные спецификации будущих трех и четырехступенчатых варантов для полетов к Луне, Марсу и Венере.
Запуск первого спутника Земли, как вы помните, состоялся в начале октября 1957, но разработка трехступенчатой версии носителя "Спутник" началась еще до этого события. А уже в июле 1958 закончилась разработка третьей ступени Р-7 - "Блока Е". Установка этой ступени на двухступенчатый носитель "Спутник", которым запускались спутники ПС-1, ПС-3 и "Спутник-3" давала возможность запустить к Луне что-то небольшое и беспилотное. К примеру - аппарат, который должен был полететь в сторону Луны, долететь, попасть в неё и разбившись, оставить на лунной поверхности серпастый и молоткастый вымпел - или сфотографировать Луну вблизи и передать фотографию по радиоканалу на Землю, благо разработка методов передачи фото по радио уже активно создавались.
Попадание в Луну не было тривиальной задачей - если сегодняшние вычислительные мощности и опыт межпланетных полетов позволяют запускать аппараты даже к астероидам и кометам - тогда не было ни опыта расчета таких полетов, ни опыта самих полетов. И проблемой это было для всех - так американцы промахивались по Луне раз за разом до апреля 1962 и потеряли множество аппаратов в процессе. Правда провал американцами первой части лунной гонки был связана в основном с тем, что для решения этой задачи поначалу использовались по сути корявые и ненадежные "батуты" - исходно не проектировавшаяся для космических запусков баллистическая ракета "Тор" с прикрученным сверху очень неудачным разгонным блоком "Эйбл" и "Юнона-II" с тремя полностью неуправляемыми (то есть даже без возможности дросселирования или выключения двигателей) ступенями прикрученными сверху баллистической ракеты "Юпитер" - опять же строившейся без учета применимости для космических запусков - максимум для роли геофизической ракеты. Ступени "Юноны-II", по сути, представляли собой скрепленные металлической лентой связки движков от неуправляемых тактических ракет "Сержант" (подобия советских ракет типов "Точка" и "Луна" на минималках) засунутых в общий корпус. Вероятно, только невероятная вера в этот гаджет его конструктора - Вернера фон Брауна, позволило этому агрегату выводить ракеты на задуманную траекторию плюс-минус дофига. Почти всё запущенное агрегатом мимо луны промахивалось - но взрывалась ракета редко. Разгонный блок "Эйбл" же , первый в истории разгонный блок, если что, - тоже не блистал, и куда как обогнал по ненадежности печально известный в узких кругах "Блок Л" - четвертую ступень советской ракеты-носителя "Молния", которая взрывалась два раза из трех - но не пять же раз из шести! Потом на смену "Тору" пришел очень годный носитель среднего класса "Атлас" а на смену блоку "Эйбл" - отличные разгонные блоки "Аджена" и "Центавр" - надежные и очень эффективные, быстро обскакавшие "Блок-Л" по проценту удачных запусков... Но до 1962 года полноценным средним носителем, пригодным для межпланетных запусков США на располагали - в отличии от СССР.
Однако вернемся к раннему этапу лунной гонки. В принципе американцы смастрячили связку "Тор"-"Эйбл" довольно быстро и имели некоторые шансы достичь луны первыми - по крайней мере первые попытки запуска лунной станции они совершили еще в 1958 - причем не одну, а четыре - но в трех из четырех случаев "Тор-Эйбл" благополучно угробил станции - взрывались и сами ракеты, и разгонные блоки, а на траекторию к Луне не вышло вообще ничего. Не блеснула и творение фон Брауна - "Юнона-II" - примерно половина запусков была аварийной (что в общем не так уж и плохо для новой ракеты) - но вот точный вывод на траекторию этот агрегат обеспечить не мог в принципе.... Пожалуй хуже этих ракет был только американский же носитель "Вэнгард", взорвавшийся 8 запусков из 11.
Итак, американцы очень стремились к тому, чтобы первыми добраться до Луны - не прошло и года с запуска первого спутника земли ПС-1 и они начали свои попытки. 1958 год ознаменовался пятью попытками американцев достичь Луны, первая из которых состоялась 17 августа 1958 - четыре с использованием носителя "Тор Эйбл" и один с использованием "Юноны-II" - однако не совсем провальным был только запуск "Пионера-3" с "Юноны-II" - однако аппарату удалось преодолеть только треть расстояния до Луны. Во всех прочих случаях все закончилось взрывами ракет и отказами разгонного блока.
2 января 1959 года была запущена первая в истории лунная станция - "Луна-1". Станция была предельно незамысловатой: счетчик Гейгера и сцинтилляционный счетчик для учета ионов и радиации в космосе, магнитометр, счетчик метеоритов, килограмм натрия и заряд для его испарения и получения визуального подтверждения полета к Луне и эксперимента по созданию искусственной кометы, пара передатчиков и блок аккумуляторов. Станция была проще "Пионеров" - на борту американского аналога была еще и фотокамера и система радиопередачи фотоснимков, предназначенные для съемки Луны на подлете, и если повезет - то с орбиты. Но "Пионеры", так и не смогли сблизиться с Луной для съемки. А вот первые автоматические межпланетные станции "Луна" (они же "Лунники") летали куда удачнее.
Запуск "Луны-1" прошел отлично - но аппарат промахнулся мимо Луны на 6 000 километров. Кстати - для первого раза это был очень неплохой результат: американский "Пионер-4", запущенный в марте 1959, ставший первым американским аппаратотм вообще сумевшим долететь до окрестностей Луны, промахнулся мимо естественного спутника Земли на 60.000 километров - в прочем для аппарата, запущенного с такого чудовищного агрегата как "Юнона-II", результат был очень даже хорош. Так что советский результат был крайне неплох - советские системы управления показали себя отлично, и тем более было обидно, что промах был связан не с недостатками носителя или аппарата, а с наземным оборудованием: антенны связи были неправильно смонтированы и давали неточную информацию о текущем положении носителя в атмосфере, из-за чего наведение было проведено с ошибками. Однако полет нельзя считать полным провалом. Как и с ПС2 это скорее был частичный успех. Магнитометр засек внешний магнитный пояс Земли (правда не долетевший до Луны "Пионер-3" впервые обнаружил его полугодом раньше), были впервые в истории напрямую измерены параметры солнечного ветра, теоретически предсказанного еще в XIX веке Р. Кэррингтоном и Дж. Фитцджеральдом - а заодно и окончательно доказано его существование. Эксперимент с искусственной кометой позволил подсветить местоположение станции и доказал, что солнечный ветер является фактором, формирующим кометный хвост; также было установлено отсутствие у Луны собственного значимого магнитного поля, что позволило сделать первые предположения о её строении. Небольшим бонусом было то, что ракета разогнала станцию несколько сильнее чем ожидалось - поэтому промахнувшаяся станция стала первым в истории аппаратом достигшим второй космической скорости - то есть первым аппаратом покинувшем область влияния гравитации Земли и вышедшим на орбиту вокруг солнца - что практически доказало возможность совершения полетов к другим планетам. Надо сказать, что именно выход на орбиту искусственного спутника Солнца и достижение второй космической скорости стали тем, что более всего удивило американцев, для которых вторая космическая скорость была тогда недостижимой. Они сомневались в советских заявлениях - однако через 8 часов после промаха по Луне американская радиообсерватория в Калифорнии все же смогла засечь сигнал "Луны-1" и оценить её траекторию. Вскоре после её полета американцы и запустили свой "Пионер-4", запущенной с "Юноны-2" и промазавший на 60.000 км - но сумевший хотя бы набрать искомую вторую космическую скорость.
Запуск 18 июня 1959 закончился аварией - не отработал двигатель 3-й ступени, но 12 сентября 1959-года к Луне отправилась однотипная "Луне-1", не немного усовершенствованная "Луна-2". Все измерения сделанные "Луной-1" были повторены, собраны дополнительные данные - а 13 сентября 1959 станция успешно врезалась в Луну, подняв неплохо видимое с Земли в мощные телескопы облако пыли. Относительная скорость соударения составила 3,3 км/с, так что станция оставила после себя немаленький кратер (несколько десятков метров) - но все же доставила на Луну вымпел - шар собранный из пятигранников, на котором были выгравированы гербом СССР и дата запуска.
За успехом "Луны-2" последовал запуск "Луны-3" - первой советской межпланетной станции с фотокамерой и оборудованием для передачи снимков на Землю. Фототелевизионный комплекс включал в себя автоматическую фотолабораторию для автоматического проявления и закрепления снимков в условиях космического полета. И хотя американцы первыми смогли сделать подобный агрегат - "Луна-3" стала первым в истории человечества аппаратом, который смог снять поверхность другого небесного тела. Аппарат был оснащен не только аккумулятором, но и солнечными батареями, а так же первыми в истории двигателями ориентации космического аппарата и годной системой управления "Чайка" - "Луна-3" была первым в истории аппаратом способным автоматически поддерживать ориентацию в пространстве необходимый период времени - подобного на тот момент не было даже у американцев. Помимо задачи съемки обратной стороны Луны, перед аппаратом стояла задача совершения гравитационного маневра - набора скорости за снижения высоты в гравитационном поле небесного тела, теория которого была разработана советским инженером немецкого происхождения Ф.А. Цандером, старшим другом и наставником С.П. Королёва, еще в 1920-х. Впоследствии именно этот прием использовался при разгоне всех станций направлявшихся к дальним гранциам солнечной системы - "Вояджерами" и "Новыми Горизонтами". Однако первым его должна была выполнить "Луна-3". Её полет была полным успехом. Станция, стартовавшая 4 октября 1959 года, всего через 9 месяцев после "Луны-1" успешно повторила наблюдения "Луны-1" и "Луны-2", достигла Луны, и в процессе совершения гравитационного маневра (бывшего одной из задач миссии) сделала 29 снимков обратной стороны Луны - правда качество было не ахти, и 12 снимков были безнадежно испорчены из-за несовершенства передатчика - однако 17 снимков покрывали около половины поверхности луны - из них 12 - не видимую с Земли сторону. 27 октября того же года на страницах советских газет была опубликована смонтированная из снимков фотография обратной стороны Луны, на которой были написаны присвоенные свежеоткрытым, расположенным на обратной стороне Луны, лунным морям (Море Мечты и Море Москвы) и кратерам названия. Станция так же успешно совершила гравитационный маневр. Этот успех настолько потряс весь мир, и так ярко продемонстрировал превосходство Советского Союза в космических технологиях, что американцы приняли решение сконцентрировать на лунной гонке просто баснословные ресурсы.
К сожалению два следующих запуска были неудачными из-за неполадок с носителем... После успеха "Луны-3" фокус советского проекта сместился на мягкую посадку аппарата на Луну. Ракета-носитель "Луна" уже была недостаточна для этой части лунного проекта - крупная лунная станция, оснащенная тормозным двигателем и спускаемым аппаратом для посадки на поверхность даже в теории выходила тяжеловатой. Новым носителем стала "Молния", разработка которой только завершалась. Однако история ракеты-носителя "Луна" на этом не окончилась. Удачную ракету переименовали в... "Восток-Л". И ксиати именно на ракете этой модели летали в космос Белка и Стрелка на борту Спутника-5. Впоследствии слегка доработанную и более надежную версию этого носителя обозначили просто "Восток". Да, доработанная "Луна" была именно тем носителем, на котором совершил свой полёт Ю.А. Гагарин.
Американцы, впрочем все еще оставались на этом этапе. Была сделана попытка (и не одна) вывести оснащенную фотокамерой АМС "Пионер" на орбиту лунного спутника или, как минимум, наконец-то сфотографировать Луну вблизи, а так же, наконец-то, доставить на Луну (в компанию к советскому) американский вымпел. Последняя задача была возложена на новую серию АМС: "Рейнджер". Угробив еще 3 "Пионера" и 3 "Рейджера", они все же смогли попасть в Луну в апреле 1962, через 3 года после запуска "Луны-2" - во многом благодаря началу использования для запуска "Рейнджера-4" не практически неуправляемой "Юноны-II", а новой ракеты-носителя "Атлас" с разгонным блоком "Аджена", одной из самых удачных ракет среднего класса в истории освоения космоса, сравнимой только с лучшими советскими ракетами. Ракета успешно запустила и вывела на путь к Луне станцию, однако у аппарата на подлете отказала камера и система управления - так что попытка сфотать Луну с траектории подлета не удалась, но хоть вымпел доставили. Не увенчалась успехом и следующая американская попытка сфотографировать Луну - неисправными оказались солнечные батареи "Рейджера-5", а аккумулятор сел еще по пути на Луну - да и по Луне аппарат тоже промахнулся... В принципе американцы смогли получить первые фотографии Луны, сделанные американской станцией только в 1964 году - почти через 5 лет, после полёта Луны-3. Правда и у нас второй этап лунной гонки шел не гладко... Но это уже - другая история, про другой этап лунной гонки...
Продолжение следует...
