Читаем Луна.История, Люди, Техника. онлайн бесплатно

Первая искусственная планета

«Луна-4»

Первая советская станция отправляется к Луне.

ОТ АВТОРА

Начинать научно-популярную книгу - задача не из простых. Особенно посвящённую такой весьма непростой теме, как исследование Луны. Усложняет всё тот факт, что наибольшие экономические и технические усилия в этом направлении сосредоточились в очень узком периоде времени, ограниченном парой десятков лет. По сравнению с тысячелетиями, в течение которых люди смотрели на диск в небе, пытаясь разгадать его тайны, это мизерный срок. Но в него уместилось столько событий, что их не удалось разместить в одном томе.

Впрочем, и до этих прорывных в деле освоения Луны десятилетий человечество достигло немалых успехов в постижении небесных загадок. Автор очень надеется когда-нибудь написать об этом, ведь одна только история про открытие тайны движения естественного спутника Земли уже может потянуть на отдельную книгу. А многочисленные мифы и легенды? Этот яркий шар, светящийся в ночном небе, издревле притягивал к себе фантастов и мечтателей, которые придумывали самые разные способы до него добраться: птичьи крылья, ураганы, гипокрифы... Но всё это было слишком далеко от реальности.

Так откуда же начинать книгу? Может, за точку отсчёта взять роман Жюля Верна «С Земли на Луну», в котором была сделана первая попытка оценить, как может выглядеть полёт на Луну с высоты достижений науки середины XIX века? Конечно, что-то в романе сейчас выглядит весьма наивным, но ведь во многом писатель оказался прав! Главное, он заразил многих уверенностью, что достижение человеком Луны -дело возможное, пусть и непростое. Роман дал толчок научной мысли, и вот уже Циолковский предлагает взять за основу идеи книги, но использовать вместо пушки - ракеты. Пионеры космонавтики начинают искать пути реализации этой цели.

Изначально автор планировал начать повествование именно с романа «С Земли на Луну», затем перейти к работам Циолковского, Оберта, Годара, Королёва, Глушко, других инженеров и учёных, а также к их проектам двадцатых и тридцатых годов. Потом - война, затем первые послевоенные проекты... Увы, размер книги ограничен, и приходится чем-то жертвовать, особенно в том случае, когда речь идёт о такой глобальной истории, как изучение полётов на Луну. Даже программе «Аполлон» в книге уделено не так много места, она идёт «на заднем плане». Почему? Да потому, что это слишком объёмная, но, главное - отлично изученная тема, по ней легко найти подробную информацию, в том числе и на русском языке. А вот история многих других проектов лунных станций тех лет, как американских, так и советских, у нас практически неизвестна не только широкой публике, но даже и некоторым специалистам.

Первые американские лунные зонды порой удостаиваются всего пары строчек. Так, многие слышали, что «Рейнджеры» сделали кадры Луны при подлёте к ней, но очень удивляются, когда узнают, что изначально станции предназначались для мягкой посадки на наш естественный спутник.

Отечественная история освоения Луны страдает от других проблем. В последние годы вокруг тех событий сформировалось множество легенд, искажающих действительность. К сожалению, они оказались слишком живучими, и с каждым днём отделить правду от вымысла становится всё сложнее...

С учётом всего вышесказанного, основной фокус книги сосредоточился на первых межпланетных станциях. Осветить их историю как можно более подробно - вот основная задача автора. Тем более, что история была крайне интересная!

Свою книгу о Венере автор охарактеризовал, как хороший детектив. Как определить жанр книги о Луне? Пожалуй, это политико-экономическо-технический триллер с лихо закрученным сюжетом!

К сожалению, после оценки реального объёма материала и необходимого количества иллюстраций стало очевидно - вступлением, посвящённым роману Жюля Верна, придётся пожертвовать, для той истории нужна отдельная книга. Надо выбрать другой ключевой для развития космонавтики момент. И автор выбрал год, в котором отвлечённые рассуждения о полётах на Луну фантастов и мечтателей стали переходить в практическую, техническую область, и для решения этой задачи начали привлекать все достижения научно-технического прогресса.

Так с чего же всё началось?

С уважением, Павел Шубин

ВЕЛИЧАЙШАЯ ПОБЕДА СОВЕТСКОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ»

Художник Викторов В. П.,

Плакат. М., 1957

ОТ БОМБЫ ДО ОРБИТЫ

^Согда в 1952 году молодой студент Всеволод Егоров ждал приёма у одного из руководителей математического института АН СССР Мстислава Келдыша (рис. 1), его терзал мандраж. Казалось бы, почему? Он был на хорошем счёту. У него за плечами - мехмат МГУ, несколько успешно решённых математических задач, работа по паре «закрытых» тем, он без проблем мог получить место в аспирантуре. Так почему же? Проблема крылась как раз в задаче, которую он намеревался решить. В любое время находились люди, болеющие космосом и искренне желающие сделать хоть что-то, чтобы он стал немного ближе. Так и в данном случае: Всеволод мечтал решить задачу, связанную с оптимизацией выведения ракеты на орбиту спутника Земли. Время для подобных проектов выглядело не самым удачным. По многим воспоминаниям (в том числе и Егорова), в начале 50-х достаточно напряжённо относились к подобным людям, часто называя их «кос-матиками». Мол, нам враги грозят атомным нападением, а эти люди предлагают тратить средства на свои несбыточные мечты! Нехорошо.

Перед тем как прийти к Келдышу, он уже обратился с подобной просьбой к своему научному руководителю в МГУ. Но тот с подобным материалом иметь дело отказался и посоветовал изменить тему работы на «Оптимизация управления зенитными ракетами».

Теперь студент Егоров стоял перед кабинетом руководителя отдела механики математического института и опасался примерно такого же ответа. Это был смелый шаг, Егорова активно отговаривали даже его знакомые математики, уже работающие у Келдыша. Дескать, он просто не отнесётся к молодому студенту, предлагающему такие задачи, серьёзно.

На самом деле, хотя бы частично вопрос к тому моменту был уже решён. В 1951 году данный институт уже завершил весьма подробный отчёт «Баллистические возможности составных ракет». Эта работа, в числе прочих, привела к созданию компоновки будущей Р-7. Собственно спутник здесь даже не упоминался, несмотря на то, что подобные данные были бы вполне в духе названия отчёта. Можно было найти лишь несколько осторожных упоминаний, что при некоторых условиях скорость может быть «круговой». Для боевых ракет это был даже минус - снижалась точность. Но, видимо, тот факт, что круговой скорости можно достигнуть, причём на базе разрабатываемой ракеты, уже успешно овладел умами всех причастных к этому отчёту.

Вопреки опасениям, Келдыш не стал критиковать Егорова, а принял в аспирантуру и пообещал ему вскоре дать интересную задачу, связанную с космосом. И слово своё сдержал. Впрочем, произошло это позже, пока же молодого студента подключили к оптимизации характеристик дальних крылатых ракет.

Однако настал 1953 год, и отношение к спутнику стало меняться. По воспоминаниям видно, что со второй половины 1953 года обсуждение идеи выведения спутника на орбиту стало куда более свободным, это уже не казалось чем-то несбыточным или бесполезным. Конечно, пока всё ограничивалось только обсуждениями, без поддержки. Но это было только начало.

Если посмотреть на картину в целом, то 1953 год можно считать ключевым. Именно в этом году произошло очень много событий, на первый взгляд не связанных друг с другом, но благодаря которым через несколько лет был не только выведен спутник, не только ракеты полетели к Луне, Марсу и Венере, но и человек вышел в космос.

Некоторые из этих событий попали на первые полосы газет, некоторые на вторые, ну а большая часть тогда была известна только непосредственным участникам.

В июле 1953 года в Брюсселе прошло первое совещание по вопросам объявления Международного геофизического года. Идея родилась из

опыта проведения Международного полярного года, предназначенного для изучения Арктического и Антарктического регионов (такое случалось дважды, в 1882-1883 и 1932-1933 годах). Совместные усилия учёных из многих стран позволили получить куда более качественную информацию. Подошла пора провести ещё один такой год, тем более что часть информации, собранной ранее, была потеряна из-за войны.

Но на сей раз было решено сделать следующий шаг и изучить таким образом всю нашу планету. Небывалый научный проект за всю историю Земли! Международный геофизический год постановили объявить уже через четыре года, в 1957-1958 годах. Четырёхлетний срок сочли вполне достаточным для подготовки учёных и станций.

Следующее событие было не таким мирным. 12 августа 1953 года СССР провёл успешное испытание своей первой водородной бомбы РДС-бс (рис. 2). Она же была первой термоядерной бомбой, пригодной для практического применения. Её масса была порядка пяти с половиной тонн, и её могли взять на борт стратегические бомбардировщики.

Вскоре после испытания министр среднего машиностроения Малышев посетил ОКБ Королёва (см. прил. 1) с простым вопросом: возможно ли создать баллистическую ракету, способную доставить эту бомбу до территории США? Вопрос был сложным. На тот момент Королёв уже разрабатывал баллистическую ракету схожей дальности, но её грузоподъёмность была три тонны. Здесь же требовался в два раза больший носитель. Получить его из текущих наработок оказалось невозможно, всё надо было начинать «с нуля». А ведь первоначальный проект был утверждён соответствующим постановлением правительства, и работа шла не только в ОКБ Королёва, но и у смежников, многие из которых к августу 1953 года успели значительно продвинуться. Например, Глушко уже приступил к испытаниям двигателей РД-105/106, предназначенных для данной ракеты. Согласие Королёва означало, что, не доведя до ума текущий «слабый» вариант, нужно браться за более мощный. Причём все приложенные на сей момент усилия - как финансовые, так и технические - оказались бы потрачены практически впустую. Да и задержка относительно первоначальных сроков должна была составить порядка полутра-двух лет.

Тем не менее, Королёв согласился. Возможно, не последней причиной этого поступка явилось то, что большая по энергетике ракета могла бы вывести на орбиту и искусственный спутник, который всё плотнее овладевал умами специалистов как в его КБ, так и в профильных НИИ.

В результате, в феврале 1954 года были согласованы основные этапы работы, 20 мая было принято постановление по разработке двухступенчатой баллистической ракеты P-7 (8К71), а летом 1954 года эскизный проект нового носителя был утверждён экспертной комиссией под руководством Келдыша.

Так и началось рождение ракеты, которую мы теперь знаем под именем «семёрка» - ракеты, которой будет суждено изменить мир (рис. 4).

Интересно смотреть на неё сейчас, с высоты полувековой истории проектирования и разработки ракет-носителей. По некоторым параметрам она кажется натуральным пришельцем из прошлого, по другим выглядит даже совершеннее современных ракет. Причём даже полувековые модификации не изменили многое из того, что было заложено ещё в 50-х. Сейчас на ней абсолютно спокойно уживаются, например, аэродинамические рули и цифровая система управления, современные двигатели закрытой схемы на последних ступенях и перекись водорода для двигателей первых ступеней.

Любое техническое устройство - это дитя компромисса, причём зачастую компромисс в одной задаче очень помогает при решении другой. Так случилось и с «семёркой». Она - чистое дитя компромиссов начала 50-х годов, и решения, которые применили для достижения оных, оказались столь эффективны, что её модификации летают до сих пор.

Компоновка самой ракеты и конструкция стартового комплекса оказались поистине гениальными - и это при, казалось бы, достаточно слабой материально-технической базе. Что и говорить - ещё недавно в модификациях «семёрки» использовалось дерево (фанерные перегородки в приборном отсеке)! И не стоит понапрасну иронизировать: это позволяло неплохо снизить массу, и перегородки успешно эксплуатировались в течение десятков лет.

А взять пакетную схему? Первая и вторая ступень включаются вовсе не последовательно одна за другой, хотя это выглядело очевидным решением. Нет, они расположены рядом и включаются одновременно, ещё на старте. Тогда не последним доводом в пользу такой схемы был контроль за двигателями - надёжнее включать их ещё на Земле, а не где-то на высоте нескольких десятков километров. Кроме того, данная схема очень удачна с точки зрения энергетики.

Рис. 3. Официальный логотип Международного геофизического года. В разных странах отличался только язык Как можно заметить, запуску спутника придавалось такое большое значение, что он был вынесен на центральную часть логотипа

Также, в отличие от всех известных ракет-носителей, Р-7 не стоит на стартовом столе: она подвешена над ним. Изначально это было сделано для компенсации ветровой нагрузки. Но такое решение позволило снизить её массу, перенеся часть нагрузки на стартовый комплекс, а также проводить её модификацию, не изменяя силовую схему как первой ступени, так и части второй.

Двигатели первой и второй ступеней РД-107/РД-108 были очень сильно унифицированы. По сути, речь идёт о двух модификациях одного двигателя, что положительно сказывалось и на надёжности, и на цене. Глушко удалось получить достаточно высокие параметры этих двигателей. Позднее он с гордостью писал, что даже более поздний двигатель США Н-1 обладал худшими удельными показателями.

Весь комплекс решений оказался так хорош, что модификации «семёрки» при весьма архаичной