Лунные альтернативы: ссср мог победить
Но был ли верным путь, по которому в итоге отправилась советская лунная программа? Само собой разумеется, история не знает сослагательного наклонения, и было бы через чур храбрым утверждать, что, появляйся бразды правления программой не в руках С.П. Королева и его преемника В.П. Мишина, а, скажем, в руках М.К.
Янгеля либо В.Н. Челомея, финал соревнования с Америкой был бы принципиально иным. Но все нереализованные проекты пилотируемых полетов к нашему спутнику непременно являются монументами отечественной конструкторской мысли, и отыскать в памяти о них весьма интересно и поучительно, в особенности на данный момент, в то время, когда о полетах к Луне все чаще говорят в будущем времени.
Поезд на орбите
С формальной точки зрения и американская, и советская лунные программы складывались из двух этапов: сперва пилотируемый облет Луны, после этого высадка. Но в случае если для NASA первый этап был ярким предшественником второго и имел ту же материально-техническую базу — комплекс Saturn V — Apollo, то коммунистический подход был пара вторым. Вынужденно вторым.
Первые расчеты, сделанные в королевском ОКБ-1 в начале 1960-х годов, продемонстрировали, что для высадки экипажа на Луну потребуется сперва вывести на околоземную орбиту около 40 т нужного груза. Практика не подтвердила эту цифру — на протяжении лунных экспедиций американцам приходилось выводить на орбиту втрое больший груз — 118 т.
Но кроме того в случае если брать за отправную точку цифру 40 т, все равно было разумеется, что Королеву нечем поднимать на орбиту таковой груз. Легендарная «семерка» Р-7 имела возможность «вытянуть» максимум 8 т, соответственно, требовалось заново создать особую сверхтяжелую ракету. Старт разработке ракеты Н-1 был дан в первой половине 60-ых годов двадцатого века, но С.П. Королев не планировал ждать появления нового носителя.
Пилотируемый облет Луны, вычислял он, возможно было совершить наличными средствами.
Его мысль заключалась в том, дабы вывести на орбиту посредством «семерок» пара относительно легких блоков, из которых методом стыковки возможно было бы собрать корабль для облета Луны (Л-1). От данной концепции соединения блоков на орбите, кстати, и пошло наименование судов «Альянс», а ярким предком всей линейки рабочих лошадок отечественной космонавтики был модуль 7K. Другие модули королевского «поезда» имели индексы 9К и 11К.
Итак, на орбиту следовало вывести капсулу для экипажа, емкость с горючим, разгонные блоки От начального плана собрать корабль всего из двух частей конструкторы ОКБ-1 неспешно пришли к целому космическому поезду из пяти аппаратов. В случае если учесть, что первая в истории успешная стыковка на орбите случилась только во второй половине 60-ых годов двадцатого века, на протяжении полета американского корабля Gemini-8, то разумеется, что упование на стыковку в первой половине 1960-х отдавало авантюрой.
Носитель для мегатонн
Вместе с тем у В.Н. Челомея — главного соперника Королева, управлявшего ОКБ-52, — имелись собственные космические амбиции и собственные весомые доводы. С 1962 года в филиале № 1 ОКБ-52 (сейчас ГКНЦП имени М.В.
Хруничева) началось проектирование тяжелой ракеты УР-500. Индекс УР (универсальная ракета), что имели все баллистические ракеты челомеевской «компании», подразумевал разные варианты применения этих изделий. В частности, толчком для начала работ по УР-500 стала потребность в замечательной баллистической ракете для доставки на территорию возможного соперника сверхмощных водородных бомб — той самой «кузькиной матери», которую давал слово продемонстрировать Западу Н.С. Хрущев.
По воспоминаниям сына Хрущева Сергея, что именно в те годы трудился у Челомея, УР-500 была предложена в качестве носителя термоядерного заряда мощностью 30 мегатонн. Наряду с этим, но, имелось в виду, что новая ракета сможет сыграть ключевую роль в пилотируемой космонавтике (о космопланах и ракетопланах ОКБ-52 мы детально писали в № 9′ 2008).
Сначала был создан двухступенчатый вариант ракеты. В то время, когда третья ступень еще лишь проектировалась, Челомей выступил с предложением совершить облет Луны посредством трехступенчатой УР-500К — она сможет вывести на орбиту до 19 т — и одномодульного пилотируемого корабля (ЛК), что будет собран всецело на Земле и не потребует никаких стыковок на орбите.
Эта мысль легла в базу доклада, сделанного Челомеем в первой половине 60-ых годов двадцатого века в ОКБ-52 в присутствии Королева, Келдыша и других выдающихся конструкторов. Проект позвал у Королева резкое неприятие. Он, очевидно, не без основания думал, что его КБ (в отличие от челомеевского) имеет настоящий опыт создания пилотируемых судов, и конструктора совсем не радовали возможности дробить космонавтику с приятелями-соперниками.
Но бешенство Королева был направлен не столько против ЛК, сколько против УР-500. Так как эта ракета очевидно уступала по надежности и проработанности заслуженной «семерке», а иначе, имела в несколько раз меньшую грузоподъемность, чем будущая Н-1. Вот лишь где она, Н-1?
Прошел год, что, возможно сообщить, был потерян для советской лунной программы. Работая над собственным сборным кораблем, Королев практически заключил о несостоятельности этого проекта. Одновременно с этим, в 1965 году, посредством УР-500 на орбиту был выведен первый из четырех «Протонов» — тяжелых ИСЗ весом от 12 до 17 т. Р-7 такое было бы не под силу.
В итоге Королеву было нужно, что именуется, наступить на горло собственной песне и пойти с Челомеем на компромисс.
Как поделить неудачу
8 сентября 1965 года в ОКБ-1 было созвано техническое заседание, на которое были приглашены ведущие конструкторы челомеевского КБ во главе с самим Главным конструктором. Председательствовал на заседании Королев, что и выступил с главным докладом. Сергей Павлович соглашался, что для проекта облета Луны УР-500 перспективней «семерки», и предлагал Челомею сосредоточиться на доработке этого носителя.
Вместе с тем разработку корабля для облета Луны он собирался покинуть за собой.
Громадный авторитет Королева разрешил ему претворить собственные идеи в судьбу. В целях «сосредоточения сил конструкторских организаций» управление страны постановило остановить работы над проектом ЛК. В полет около Луны предстояло отправиться кораблю 7К-Л1, что поднимет с Почвы УР-500К.
10 марта 1967 года королевско-челомеевский тандем стартовал с Байконура. Всего с 1967 по 1970 год было запущено двенадцать 7К-Л1, имеющих статус лунных зондов. Два из них отправились на околоземную орбиту, остальные — к Луне. Советские астронавты с нетерпением ожидали — ну в то время, когда же кому-то из них посчастливится отправиться к ночному светилу на борту нового корабля!
Оказалось, что ни при каких обстоятельствах. Лишь два полета совокупности прошли без замечаний, а в остальных десяти были отмечены важные неполадки. И только два раза обстоятельством неудачи стала ракета УР-500К.
В таковой ситуации рисковать людскими судьбами никто не решился, а помимо этого, беспилотные опробования так затянулись, что за это время американцы уже успели и облететь Луну, а также высадиться на нее. Работы по 7К-Л1 были прекращены.
Надежда на чудо
Думается, мало кто из нас не задавался больным для национального сознания вопросом: так отчего же все-таки страна, запустившая в космос первый спутник и пославшая на орбиту Гагарина, проиграла лунную гонку с «сухим счетом»? Из-за чего столь же неповторимая, как и Н-1, сверхтяжелая ракета Saturn V отработала во всех полетах к Луне «как часы», а отечественная «надежда» не вывела ни килограмма кроме того на околоземную орбиту?
Одну из основных обстоятельств назвал уже в годы перестройки преемник Королева В.П. Мишин. «Строительство производственно-стендовой базы, — сказал он в интервью газете «Правда», — велось с опозданием на два года. Да да и то урезанной. Американцы имели возможность у себя на стендах испытывать целый двигательный блок в сборе и без переборки ставить на ракету, отправлять в полет.
Мы же испытывали по кускам и думать не смели запустить 30 двигателей первой ступени в полном сборе. Позже сборка этих кусков, само собой разумеется, без гарантии чистой притирки».
Как мы знаем, что для летных опробований ракеты Н-1 на космодроме был выстроен целый завод. Огромные габариты ракеты не разрешали перевозить ее готовыми ступенями. Ракету практически достраивали перед стартом, проводя среди них и сварочные работы.
Иными словами, американцы имели возможность отработать собственные совокупности и устранить неполадки на протяжении наземных стендовых опробований и послать в небо готовый продукт, а королевским конструкторам приходилось только сохранять надежду, что «сырая», сложная и безумно дорогая ракета внезапно заберёт и полетит. А она не полетела.
Прямая посадка
У Челомея, вечного соперника Королева, в этот самый момент была альтернатива. Еще до неудачных запусков Н-1, в первой половине 60-ых годов двадцатого века, Владимир Николаевич предлагает послать экспедицию для высадки на Луну посредством носителя УР-700. Таковой ракеты не существовало, но, по мысли Челомея, ее возможно было бы создать в весьма маленькие сроки на базе серийно выпускавшихся элементов от ракеты УР-500.
Наряду с этим УР-700 по мощности превосходила бы не только Н-1, которая в самом тяжелом варианте была бы способна (теоретически) вывести на околоземную орбиту 85 т груза, но и американский «Сатурн». В базисном варианте УР-700 имела возможность бы поднимать на орбиту около 150 т, а более «продвинутые» модификации, а также с ядерным двигателем для третьей ступени, повысили бы эту цифру до 250 т. Потому, что все блоки УР-500, соответственно, и УР-700 вписываются в габарит 4100 мм, их возможно было бы без неприятностей транспортировать из заводских цехов на космодром, а в том месте только состыковывать, избегая сварочных работ и других сложных производственных процессов.
В дополнение к ракете КБ Челомея предлагало собственную уникальную концепцию лунного корабля, взявшего наименование ЛК700. В чем же заключалась его оригинальность? Как мы знаем, американский «Аполлон» ни при каких обстоятельствах полностью на Луну не садился. Корабль с возвращаемой капсулой оставался на окололунной орбите, а к поверхности спутника отправлялся посадочный модуль.
Приблизительно такому же принципу следовало королевское КБ, разрабатывая собственный лунный корабль Л-3. А вот ЛК 700 предназначался для так называемой прямой посадки на Луну, без выхода на окололунную орбиту. По окончании окончания экспедиции он только оставлял на Луне посадочную платформу и отправлялся к Почва.
Вправду ли идеи Челомея открывали советской космонавтике более недорогой и стремительный путь к высадке на Луну? Проверить это на практике так и не удалось. Не обращая внимания на то что в сентябре 1968 года был полностью подготовлен эскизный проект совокупности УР-700-ЛК-700, составлявший многие тома документации, Челомею не дали сделать кроме того полноразмерный макет ракеты-носителя.
Данный факт, кстати, опровергает расхожее вывод, словно бы из-за появления другого проекта случилось распыление средств, выделенных на советскую лунную программу, и это якобы и стало одной из обстоятельств ее неудачи.
Удалось только сделать полноразмерный макет ЛК-700. До наших дней он не сохранился, но материалы и архивные фотографии эскизного проекта позволяют зримо представить себе, как мог бы смотреться коммунистический корабль на Луне.
Благодарим за помощь сотрудников ОАО «Военно-промышленная корпорация «НПО Машиностроения» — А.В. Благова, главного эксперта проектного комплекса, и В.А. Поляченко, ассистента ученого секретаря НТС
Лунный корабль для облета Луны
- Макет ЛК в натуральную величину (не сохранился). Доразгонный блок «А» отделен от отсека «Б» (двигатели коррекции) железной фермой
Характеристики ЛК Экипаж: 1 человек // Вес корабля на старте: 19 072 кг // Вес корабля при полете к Луне: 5187 кг // Вес возвращаемого аппарата: 2457 кг // Длительность полета: 6−7 дней
Схема ЛК для пилотируемого облета Луны из эскизного проекта, подготовленного в КБ В.Н. Челомея
1) Конструкция
Эскизный проект лунного корабля (ЛК) был подготовлен в ОКБ-52 к 30 июня 1965 года. Корабль складывался из блока «Г» — двигателя совокупности аварийного спасения, блока «В» — возвращаемого аппарата, блока «Б» — отсека двигателей и аппаратурного отсека коррекции, блока «А» — доразгонной ступени для сообщения скорости, близкой ко второй космической, для облета Луны.
2) Полет
Корабль должен был выводиться на опорную орбиту высотой 186−260 км трехступенчатой ракетой УР-500К. Отделение носителя происходило на 585-й секунде полета. По окончании витка около Почвы приблизительно на 5 мин. включались двигатели доразгонного блока, информируя аппарату скорость, близкую ко второй космической. После этого блок отделялся. По пути осуществлялись три коррекции орбиты посредством двигателей блока «Б».
Планировалось совершить 12 пусков без экипажа и до десяти пусков с астронавтом на борту.
Корабль для высадки на Луну
- Посадочная платформа корабля ЛК700 (макет). Ей предстояло остаться на Луне
Экипаж: 2 человека // Вес корабля на старте: 154 т // Вес корабля при полете к Луне: 50,5 т // Вес возвращаемого аппарата: 3,13 т // Время полета к Луне: 3,32 дней // Длительность полета: 8,5 дней
ЛК 700 На снимках — архивное фото полноразмерного макета корабля в варианте и стартовой комплектации лунной посадки
1) Прямая посадка
«Применение прямой схемы полета без стыковок на орбитах ИСЗ либо ИСЛ, с одной стороны, быстро упрощает задачу, уменьшает сроки и стоимость разработки и увеличивает надежность исполнения задачи, и с другой — разрешает применять корабль в качестве транспортного. С повышением грузопотока на Луну единственно вероятной схемой полета будет прямая схема, в которой целый корабль (либо целый нужный груз) доставляется на поверхность Луны в противовес бесперспективной схеме полета со стыковкой на орбите ИСЛ, где бoльшая часть груза остается на орбите Луны» (из текста эскизного проекта).
2) Лунные базы
Комплекс УР-700-ЛК700 проектировался не только для одноразовых высадок на Луну, но и для на спутнике Почвы лунных баз. Обустраивание базы планировалось в три этапа. Первым пуском на поверхность Луны доставляется тяжелая беспилотная стационарная лунная база. Вторым пуском на Луну доставляется экипаж на корабле ЛК700, наряду с этим база употребляется в качестве маяка. По окончании посадки корабля его экипаж переходит в стационарную базу, а корабль консервируется до обратного полета.
Третьим пуском доставляется тяжелый луноход, на котором экипаж совершает экспедиции по Луне.
Ракеты-носители
- Ракета Н-1 и УР-700К
Ракета УР-700 с ЯРД РО-31
Ракета Н-1 (ОКБ-1)
С февраля 1969 по ноябрь 1972 года было произведено четыре пуска данной ракеты, и все они окончились неудачей. Принципиальное отличие ракеты Н-1 от проектов ОКБ-52 пребывает в применении кислород-керосиновых двигателей конструкции КБ Кузнецова. Двигатели НК-33, созданные для первой ступени (их в том месте было 30, и они размещались по кругу), пережили коммунистический лунный проект и до сих пор употребляются как в Российской Федерации, так и в Соединенных Штатах и Японии.
Ракета УР-700К (ОКБ-52)
Проект этого сверхтяжелого носителя базировался на элементах ракеты УР-500К, потом известной как «Протон». В сфере силовых установок Челомей трудился с КБ Глушко, разрабатывавшим замечательные двигатели на высокотоксичном горючем: амил (тетраоксид диазота) и гептил (несимметричный диметилгидразин). Применение ядовитого горючего — одна из обстоятельств, по которым «Протон» не выводил в космос суда с экипажем на борту.
Все готовые блоки, из которых на космодроме могла быть собрана ракета УР-700, вписывались в габариты 4100 мм, что разрешало перевозить их на ЖД платформах. Так возможно было избежать достройки ракеты на месте старта.
Ракета УР-700 с ЯРД РО-31
Пожалуй, один из самых экзотических проектов советской лунной программы. Согласно расчетам авторов эскизного проекта, применение в третьей ступени ядерных реактивных двигателей разрешило бы существенно расширить массу нужного груза, выводимого на орбиту. Поднимая груз до 250 т, такая ракета имела возможность бы быть задействована в программе строительства лунных баз.
И в один момент — угрожать Почва падением с неба отработавшего реактора.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№81, июль 2009).
<
h4>