3 февраля 1966 года — На лунную поверхность впервые в истории совершила мягкую посадку автоматическая станция «Луна-9» (научно — познавательная статья)

Материал заимствован на сайте Warspot

Автор статьи:
Антон Первушин

3 февраля 1966 года на лунную поверхность впервые в истории совершила мягкую посадку автоматическая станция «Луна-9». Советские учёные и инженеры праздновали очередную победу, однако к ним больше не мог присоединиться один из наиболее целеустремлённых создателей ракетно-космической техники — главный конструктор Сергей Королёв: он умер на столе хирурга за три недели до этого, и «Луна-9» стала его последним и посмертным триумфом.

Объект Е-6

Впечатляющие успехи СССР на начальном этапе лунной «гонки» способствовали возникновению уверенности, что и в дальнейшем он останется лидером внеземной экспансии, на шаг опережая США. Однако в самом Союзе далеко не все были заинтересованы в развитии космонавтики, которая, как считалось, отбирает ресурсы, требующиеся для обороны страны. Оппозиция амбициозному «большому» плану, предложенному главным конструктором ракетно-космической техники Сергеем Павловичем Королёвым и академиком Мстиславом Всеволодовичем Келдышем, со стороны военных проявилась в начале 1961 года, ещё до полёта Юрия Гагарина.

Дальнейшее соревнование в космосе предусматривало детальное изучение Луны и возможности высадки на её поверхность — желательно раньше американцев. Прикидочные проработки по этому вопросу начались в Особом конструкторском бюро №1 (ОКБ-1) во второй половине 1959 года. Глеб Юрьевич Максимов, возглавлявший одну из групп проектантов, вспоминал:

«Мы готовились к пуску «Луны-3» [в октябре 1959 года], когда от Королёва пришла команда: «Хочу мягкую посадку!» В июле 1959 г. с нашим предприятием было объединено ЦНИИ-58 В.Г. [Василия Гавриловича] Грабина, и у меня появилось несколько новых инженеров. Один из них (Виктор Трошин) взялся чертить разные варианты. Было понятно, что для гашения скорости подлёта к Луне (около 2700 м/с) нужна двигательная установка — без неё сохранить в целостности что-нибудь, кроме разве вымпела, было невозможно. Мы знали, что американцы делали посадочную капсулу по программе Ranger, и видели, как они пытались гасить остаточную скорость. Но у них система была рассчитана на жёсткую посадку, то есть делалась с гораздо большими запасами по прочности».

Поначалу правительство поддержало новую инициативу. 10 декабря было принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №1388-618 «О развитии исследований по космическому пространству», в котором среди прочего принималось предложение по созданию объекта Е-6 — «автоматической научной станции на Луне или в её районе для проведений исследований на Луне и передачи данных наблюдений на Землю» с тем расчётом, чтобы запустить её в космос в течение 1961 года.

В дополнительном постановлении №587-238 «О плане освоения космического пространства на 1960 год и первую половину 1961 года», утверждённом 4 июня 1960 года, фигурировали не только объект Е-6, но и Е-7 — «искусственный спутник Луны с передачей изображения поверхности Луны по телевизионной линии». Однако 13 мая 1961 года появилось постановление №420-174 «О пересмотре планов по космическим объектам в направлении выполнения задач оборонного значения», принятие которого останавливало развитие проектов Е-4 (ядерного взрыва на Луне) и Е-7, а срок запуска посадочной станции Е-6 переносило на 1962 год.

Впрочем, в тот момент бюро Королёва ещё не было готово осуществить мягкую посадку на Луну. Его сотрудникам предстояло решить целый ряд серьёзных проблем. Прежде всего, никто точно не мог сказать, какова поверхность Луны. Была очень популярна гипотеза американского астрофизика Томаса Голда о том, что она покрыта слоем мелкого каменного порошка, возникшего в результате непрерывной бомбардировки её поверхности обломками тел Солнечной системы. Гипотезу обыграл Артур Кларк в научно-фантастическом романе «Лунная пыль» (A Fall of Moondust, 1961), очень драматично описав процесс спасения туристов с борта лунохода «Селена», затонувшего в пыли.

Существует растиражированная легенда, будто бы Королёв на одном из совещаний, когда снова всплыл вопрос о лунном грунте, оторвал от газеты полоску, написал на ней «Луна твёрдая!» и подписался. Действительно, сохранилась собственноручная записка главного конструктора, в которой он высказывал свои соображения относительно несущих способностей лунной поверхности: «…достаточно твёрдый грунт типа пемзы». Однако на листке стоит дата 28 октября 1964 года, и относится он к выбору посадочного устройства для пилотируемого лунного корабля.1/2

Не имея точных данных о поверхности, разработчики ОКБ-1 решили компоновать Е-6 из двух частей: перелётного блока и небольшой автоматической лунной станции (АЛС), которой и предстояло совершить посадку — но не на опоры, а при помощи надувного амортизатора. Саму станцию решили делать сферической, что позволило обеспечить максимальную площадь касания при любой ориентации. При этом её центр тяжести не совпадал с геометрическим центром масс, поэтому она всегда «старалась» сориентироваться так, чтобы телекамера для съёмки окружения оказывалась наверху. Также для увеличения площади касания на Е-6 были предусмотрены разворачивающиеся «лепестки».

Следующей проблемой была необходимость обеспечить торможение перелётного блока перед посадкой. Поскольку у Луны нет атмосферы, то единственный способ снизить скорость — включить ракетный двигатель в нужный момент и расчётной точке, что требовало хорошей навигации. Автоматика в начале 60-х оставалась ещё довольно примитивной, и конструкторы пошли по пути радиоуправления, закладывая в план полёта возможность больших ошибок: в частности, при неточном выборе момента включения двигателя станция могла затормозиться раньше достижения поверхности или, наоборот, не успеть погасить скорость и врезаться в Луну. Было решено выдержать зазор в «плюс»: лучше, если торможение закончится на некоторой высоте, тогда оставшуюся скорость погасит амортизатор.

Нужного двигателя в наличии не было. Опытно-конструкторское бюро №2 (ОКБ-2), которое возглавлял Алексей Михайлович Исаев, незадолго до этого спроектировало тормозную установку ТДУ-1 для корабля «Восток», но ещё не научилось делать двигатели многоразового включения. Проектанты рассмотрели перелётный блок с двумя двигателями: один для коррекции траектории, второй для торможения. Но для осуществления мягкой посадки в случае значительной ошибки по высоте нужен был ещё один двигатель малой тяги. Глеб Максимов рассказывал:

«Три двигателя! У нас ничего по весу не стыковалось! Помню (как ни странно, такие моменты редко запоминаются), мне пришло в голову, хотя я и не был двигателистом: ну, какого чёрта — почему нельзя сделать многократный запуск одного двигателя на клапанах? Я спросил своего старого приятеля Борю Адамовича (впоследствии он много лет занимал пост заместителя директора ИМБП [Института медико-биологических проблем], а у нас возглавлял группу, курирующую двигательные установки): «У нас же ни черта не вяжется… ну ты же двигателист! Неужели нельзя?..» А он говорит: «Вообще говоря, наверное, можно. Почему же они, паршивцы, не делают?» Я ему: «Ну заставь ты их, хорошие же мужики!» Он поехал, через два дня приходит и говорит: «Я их пристыдил — взялись…» В общем, пошла работа. Это был первый по существу реальный сдвиг».

1/2

Сотрудники ОКБ-2 создали корректирующе-тормозную двигательную установку (КТДУ), оснащённую однокамерным двигателем С5.5 (позднее С5.5А) двукратного включения. Самовоспламеняющиеся компоненты топлива — азотная кислота (окислитель) и смесь аминов (горючее) — подавались в камеру турбонасосным агрегатом (ТНА). Наддув топливных баков и управление работой автоматики производились гелием, который хранился в особых баллонах. Основным силовым элементом установки стал сферический бак окислителя. К нему через «лапчатую» юбку крепился торовый бак горючего. Камера двигателя с ТНА и четырьмя неподвижными рулевыми соплами крепилась в проёме тора. При этом двигатель получился весьма лёгким: установка, вмещавшая от 725 до 848 кг топлива, сама по себе весила всего 140 кг.

При конструировании КТДУ приходилось решать множество проблем. В частности, оказалось сложно обеспечить непрерывную, без газовых пузырей, подачу компонентов топлива из баков. На ТДУ-1, которые сводили с орбиты корабли типа «Восток», в качестве разделителей топлива и газа наддува стояли гибкие «мешки». Ведущий конструктор бюро Георгий Михайлович Петраш вспоминал:

«В то время уровень техники был не слишком высок, синтетические плёнки только появились, были хрупкими и не очень эластичными — сделать мешок на полное вытеснение семисот килограмм компонентов трудно. Для Е-6 мы впервые решили использовать капиллярные сетчатые разделители: на ячейках металлической сетки внутри бака всегда создается плёнка жидкости, которая не позволяет пузырю газа прорваться в трубопровод. Конструкция оригинальная, мы её запатентовали. Правда, работу устройства в земных условиях проверить было крайне сложно, поскольку невозможно так просто сымитировать невесомость».

Гелий, хорошо себя показавший поначалу, преподнёс неприятный сюрприз: редуктор давления «отказывался» работать с ним. Петраш рассказывал:

«Мы его разобрали и видим: оплавлены плунжерные пары… Как такое возможно? Заменили редуктор, и снова — оплавленная пара! Начали думать, соображать, какие же примеси в гелии. Оказалось, там и пропан, и кислород. А гелий по своим свойствам приближается к идеальному газу, и поэтому процесс адиабатического сжатия идёт почти идеально, реализуя очень высокие температуры. Сочетание смазки в плунжере, кислорода и сжатия приводило к оплавлению пары. В конце концов, мы вообще выбросили редуктор! Просчитали все варианты, и оказалось, что можно поставить набор дроссельных шайб, который без редуктора уменьшал давление так, как надо».

Примечательно, что готовые «объекты» сдавались заказчику без контрольно-технологических (КТИ) и огневых стендовых испытаний (ОСИ). Петраш объяснял ситуацию следующим образом:

«Делать такую сложную машину без КТИ сейчас кажется странным. Но мы сознательно шли на это: выполняя огневые испытания, мы бы её загубили: после ОСИ окислитель в трубопроводах смешивался с влагой из воздуха, образуя разбавленную азотную кислоту, разъедающую алюминий. Выпадал «песок», и возникала новая проблема: это значит надо делать всё из стали! Поэтому, с моей точки зрения, машина даже сейчас кажется очень удачной и имеет невероятно хорошие характеристики! <…> Если бы нам сейчас дали машину делать с такими параметрами, мы бы получили массу 180-200 кг».

Станция оснащалась радиовысотомером с параболической антенной, который выдавал двигателю команду торможения на расстоянии 75 км от лунной поверхности. Энергопитание бортовой аппаратуры осуществлялось химическими батареями, часть которых размещалась в сбрасываемых отсеках. Глеб Максимов рассказывал:

«Здоровенные баки с топливом КТДУ занимали много места под обтекателем. Снаружи поставить все наши системы нельзя — прибористы не соглашались, говорили, что могут работать только в гермокорпусе. Это что же — цилиндры для них сбоку городить? Некуда. Пришли к другому варианту, который также был очень интересен: сделали прямоугольные отсеки. Но создавать в них избыточную [атмосферу] тоже нельзя: стенки получаются слишком толстые, веса на это нет. Тогда подошли к вопросу более досконально: а с каким давлением приборы могут работать? Оказалось, что они боятся не вакуума, и им вполне достаточно 60-100 мм рт. ст. (но не ниже!). А под такое давление можно было сделать тонкие стенки. Но… нужны клапаны, поскольку при старте давление в отсеках — атмосферное, и его надо стравливать на участке выведения до нужных величин. Страшно? Страшно. А что делать?»

Лунная станция после отделения от перелётного блока становилась полностью автономной. Она представляла собой металлическое «яйцо», зажатое между двух полусферических амортизаторов и закрытое сверху термоукупоркой. На участке торможения амортизаторы заполнялись гелием, раздувались и образовывали сферическую упругую оболочку. Станция падала на грунт с небольшой высоты и, совершив несколько подскоков, останавливалась в низине, после чего «шнуровка», соединяющая амортизаторы, размыкалась пиротехникой, а мешки отбрасывались в стороны. Станция опускалась на грунт и, благодаря яйцевидной форме и низкому положению центра тяжести, принимала рабочее положение. Хрупкие элементы телесистемы и счётчиков радиации были защищены четырьмя механическими лепестками. По команде от бортового программно-временного устройства срабатывал пирозатвор — лепестки раскрывались, образуя дополнительные опоры, а штыревые и лепестковые антенны приводились в рабочее состояние. После раскрытия лепестковые антенны работали на передачу информации, а штыревые — на приём команд с Земли. В сложенном состоянии станция имела диаметр 58 см и массу около 104 кг вместе с амортизаторами.

Ещё одним красивым решением при проектировании Е-6 стало изобретение телефотометра. Специалисты ВНИИ-380 (с 1966 года — Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения, ВНИИТ) проанализировали различные способы получения изображений, остановившись на сканировании. Период вращения Луны очень мал, поэтому съёмка на её поверхности могла продолжаться часами, как для неподвижного объекта. Телефотометр позволял получать изображение окрестностей одним куском, без склеек, с хорошим разрешением. Больше того, подобный метод позволял синхронизироваться с невысокой скоростью передачи. Само изображение строилось за счёт оптико-механического сканирования через перископическое зеркало. Время передачи круговой панорамы составляло 100 минут, а в ускоренном режиме — до 20 минут. Головка камеры возвышалась над поверхностью на 0,65 м, а ближайшая точка на грунте находилась в 1,5 м по лучу зрения. При разрешающей способности камеры 500 элементов в строке система позволяла различать на таком расстоянии детали размером 1,5-2 мм.

Процесс познания

Носителем для Е-6 должна была стать четырёхступенчатая ракета «Молния» (8К78), которая с самого начала создавалась для осуществления межпланетных запусков на базе «пакета» Р-7 (8К71): положение о её разработке было в вышеупомянутом декабрьском постановлении.

Во всех блоках «Молнии» использовались одинаковые компоненты топлива: керосин и жидкий кислород. Двигатели были заимствованы из более ранних проектов: для 1-й и 2-й ступеней — от Р-7, для 3-й ступени (блок «И») — от Р-9. 4-я ступень (блок «Л») имела конструктивные особенности, обусловленные тем, что запуск её двигателя С1.5400 (11Д33) должен был происходить в условиях невесомости, через полтора часа после выхода на околоземную орбиту. Двигатель проектировался по принципиально новой замкнутой схеме с введением передовых решений: в турбонасосе была использована центростремительная реактивная турбина; газогенератор переводил кислород из жидкого состояния в газообразное с температурой 350-450°С; камера сгорания изготавливалась из титанового сплава; для предотвращения испарения окислителя под солнечными лучами в космическом полёте топливные баки ступени покрывались экранно-вакуумной теплоизоляцией.

Сложность конструкции и отработки систем разгонного блока «Л» привела к отставанию от планов: заключение по результатам огневых стендовых испытаний было получено лишь в начале октября 1960 года — за считанные дни до первого пуска «Молнии». Недостаток времени заставил разработчиков нарушить существующий порядок, и в результате к началу пусков по проекту Е-6 из десяти стартов «Молний» по различным программам только в двух нормально отработали все ступени: пять аварий произошли по вине 4-й ступени, один — по вине 3-й, два — при выводе на орбиту на участках работы 1-й и 2-й ступеней.

К октябрю 1962 года коллектив Королёва подготовил четыре станции серии Е-6. Первая была макетно-отработочной, три — лётными. 10 октября в ЦК КПСС ушла докладная записка с просьбой одобрить выполнение запусков, которые по астрономическим условиям можно было выполнять в строго определённое «окно» — один раз в месяц. 18 октября был получен положительный ответ.

4 января 1963 года стартовала станция Е-6 №2. Из-за незапуска двигателя блока «Л» станция осталась на околоземной орбите и спустя несколько дней сгорела в атмосфере. Включение блока происходило над Гвинейским заливом, вне наземных измерительных пунктов СССР, поэтому с целью наблюдения за процессом туда было направлено научно-исследовательское судно «Долинск». Принятая им телеметрия показала, что на борту Е-6 не прошла команда к запуску двигателя. После обсуждения специалисты предположили, что проблема в высокооборотном преобразователе тока ПТ-500, который устанавливался в отсеке с сухой азотной атмосферой — в этих условиях мог ускориться износ угольных щёток коллектора. Было решено заправлять «объекты» более «влажным» азотом.

Следующую попытку предприняли 2 февраля, однако станция Е-6 №3 даже не добралась до околоземной орбиты: из-за ошибки в системе управления ракета отклонилась от заданного курса, и связка из двух верхних ступеней упала в районе Гавайских островов. Кстати, эта авария привела к кривотолкам в западной прессе. Обычно, когда производились пуски межконтинентальных баллистических ракет типа Р-7 в направлении Тихого океана, появлялись официальные предупреждения ТАСС. В тот раз оно не поступило, и журналисты ломали голову: почему Советы молчат?

Специалистам стало ясно, что совершить мягкую посадку в ближайшем будущем не получится. 7 февраля Сергей Королёв написал Мстиславу Келдышу о необходимости изготовить пять дополнительных станций и ракет к ним. Предложение главного конструктора ОКБ-1, поддержанное президентом Академии наук, получило одобрение постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР №371-129 «Об изготовлении объектов Е-6» от 21 марта 1963 года.

2 апреля в космос отправилась Е-6 №4. Наконец-то все четыре ступени отработали как надо, и станция, получившая открытое название «Луна-4», вышла на отлётную траекторию. Цель запуска при этом не декларировалась, в сообщении ТАСС говорилось: «Автоматическая станция «Луна-4» достигнет района Луны через трое с половиной суток». К сожалению, до Луны она не добралась, пролетев на расстоянии 8500 км от её поверхности и перейдя на сильно вытянутую орбиту искусственного спутника Земли.1/2

Советская пресса сдержанно заявила, что «Луна-4» была экспериментальной станцией, предназначенной для «решения ряда технических проблем». Итальянские братья-радиолюбители Ахилл и Джованни Джудика-Кордилья, прославившиеся своими перехватами космических трансляций, заявили в те дни, будто бы им удалось получить фотоснимки обратной стороны Луны, переданные станцией, однако подтверждения от других наблюдателей не поступило, и вскоре стало ясно, что итальянцы подделали данные. Ветеран ракетно-космической отрасли Борис Евсеевич Черток писал в мемуарах:

«Было установлено, что основной причиной являлась ошибка САН [системы астронавигации «Юпитер»]. Виновник был назван — ОКБ [Валентина Леонидовича] Морачевского. Учитывая, что это ОКБ было создано по инициативе Келдыша и являлось ранее филиалом его института, а также для придания проблеме надёжности программы большей значимости Государственная комиссия назначила Келдыша председателем аварийной комиссии по выявлению причин неудачи. Я был включен в состав комиссии Келдыша и много времени уделял поискам возможных причин отказа аппаратуры САН. Несмотря на широко и достаточно объективно поставленные лабораторные исследования, однозначно причину установить так и не удалось. Анализ схемы, конструкции и методов отработки САН помог найти столько слабых мест, что комиссия удивлялась: «Где вы все были раньше? Для того чтобы обнаружить в столь сложной системе десятки недостатков, вовсе не обязательно лететь к Луне. Всё это очевидно при недорогих лабораторных и заводских проверках».

Келдыш, обременённый многочисленными обязанностями президента Академии наук, на удивление много времени уделял работе комиссии и вникал в такие технические детали, что не единожды заставлял краснеть разработчиков системы. <…> Никаких оправданий, кроме ссылки на постоянную спешку и страх перед угрозой срыва сроков, не находилось.

В процессе бурных разбирательств предложили разработчикам десяток мероприятий, повышающих надёжность САН. Наиболее трудоёмким оказалось установить нормальный тепловой режим для приборов и всех элементов системы. Несмотря на вечный страх перетяжеления, решили задублировать угловые траекторные измерения, установив радиопеленгационную систему «Маяк».

Королёв, которого я ознакомил с итогами работы комиссии, возмутился: «Так это же будут совсем новые приборы! Вы вместе с Морачевским срываете программу!» Действительно, на изготовление новой партии и повторную её проверку мы затратили целый год».

1/2

Станция Е-6 №6 была запущена 21 марта 1964 года. Всё закончилось очень быстро — на 3-й ступени не открылся главный кислородный клапан, и она вместе с полезным грузом упала где-то в Сибири. 20 апреля стартовала Е-6 №5 — её постигла та же участь, но «виновником» снова стал преобразователь тока ПТ-500.

Несмотря на череду аварий, подрывавших репутацию ОКБ-1 и смежников, Сергей Королёв сумел «продавить» план полёта советского космонавта на Луну. 3 августа вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №655-268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства». На высшем уровне было заявлено, что «важнейшей задачей в исследовании космического пространства <…> является освоение Луны с высадкой экспедиций на её поверхность и последующим их возвращением на Землю». В приложении к документу поручалось обеспечить запуск в 1965-1966 годах шести станций «с мягкой посадкой на поверхность Луны для изучения физических явлений на поверхности и фотографирования лунного ландшафта».

Новую партию станций Е-6 подвергли значительной модернизации: специалисты отказались от астроизмерений, поменяли телефотометр «Волга» на новый под индексом Я-198, на двигательной установке установили прибор ТСЛ-1, призванный проверить в лётных условиях оптический измеритель кажущейся угловой скорости для системы управления посадкой на Луну.

Обновлённая станция Е-6 №9 отправилась в космос 12 марта 1965 года. Первые ступени отработали без замечаний, но блок «Л» опять не запустился, из-за чего она осталась на низкой околоземной орбите под названием «Космос-60». Станция даже сумела внести небольшой вклад в науку: полученные с борта данные гамма-спектрометра показали довольно необычные распределения энергий и были опубликованы в профильных журналах. Работа с ней помогла быстро установить причину аварийного сбоя: вновь подвёл ПТ-500.

Оказалось, что заменить злополучный преобразователь не так-то просто: аналогичного устройства просто не было. Вместо него можно было бы поставить два преобразователя типа ПТ-200, которые использовались в ракетной технике с 1952 года, но в приборный отсек станции влезал только один. Второй решили расположить на самом блоке «Л», что потребовало внесения изменений в кабельную сеть и пересчёта теплового режима.

Очередные доработки заняли много времени, а до следующего пуска оставалось меньше месяца, поэтому Е-6 №8, отправившаяся в космос 10 апреля 1965 года, по спецификации была аналогична предыдущей станции. «Номер восемь до Луны не добросим», — мрачно шутили офицеры стартовой команды и оказались правы: из-за отказа 3-й ступени станция не долетела даже до орбиты. Комиссия установила, что авария произошла из-за негерметичности системы наддува баков.

Следующий пуск, восьмой по общему счёту, состоялся в праздничный день 9 мая: на этот раз Е-6 №10 под именем «Луна-5» уверенно направилась прочь от Земли. Однако при попытке коррекции траектории она вдруг потеряла стабилизацию. С трудом станцию удалось «успокоить»: оказалось, что поплавковым гироскопам в закладываемых уставках отвели мало времени на прогрев, поэтому они не обеспечили режим стабилизации при включении двигателя. Вторая попытка коррекции не удалась по вине баллистиков, допустивших ошибку в расчёте уставок. Трое суток специалисты прилагали усилия, чтобы всё-таки скорректировать полёт. Попасть в Луну получилось, но сеанс торможения сорвался из-за отсутствия стабилизации. 12 мая станция разбилась о лунную поверхность, в районе Моря Облаков, в точке с координатами 31º ю.ш., 8º з.д. (по уточнённым данным — 1º21′ ю.ш., 25º29′ з.д.). Советской прессе наконец-то разрешили сообщить, что полёт «Луны-5» был нацелен на осуществление мягкой посадки.

8 июня в космос отправилась Е-6 №7. Она получила открытое название «Луна-6» и повторила путь предшественницы. Но если та достигла поверхности, то новая станция из-за ошибки управления израсходовала весь запас топлива и прошла мимо на расстоянии 160 000 км, превратившись в очередную искусственную «планету» на гелиоцентрической орбите. Впрочем, провал удалось использовать для получения практического опыта. Борис Черток вспоминал:

«На Королёва и всех нас со стороны, как потом мне сказал полковник Амос [Александрович] Большой, смотреть было жалко. Полковник Большой осуществлял координацию работы специалистов промышленности и командно-измерительного комплекса, подчинённого военным. Он был хорошо эрудированным радиоинженером, порядочным человеком и добрым товарищем. <…> От него я впоследствии услышал версию, что именно мне в часы всеобщей подавленности пришла идея использовать летящую мимо Луны станцию для проверки её работоспособности в максимально возможной мере. Я не помню, моя ли это была идея, но она дала возможность вновь действовать, преодолевая похоронные настроения. Королёв, ко всеобщему удивлению, не устроил разнос <…>, принял непосредственное участие в разработке дальнейшей программы экспериментов и потребовал её строгого исполнения. Таким образом, мы проверили функционирование радиосистемы до дальности 600 тысяч километров, ещё раз убедились в нормальной работе системы ориентации, по команде с Земли осуществили отделение АЛСа от КТДУ и даже убедились в нормальном наддуве резиновых амортизаторов».

1/3

На очереди была Е-6 №11. Её запуск планировали произвести 4 сентября, но «Молния» не ушла со старта из-за обнаружения неисправности системы регулирования кажущейся скорости: пришлось слить топливо и вернуть ракету в Монтажно-испытательный корпус.

Доработки станции с учётом замечаний вылились в необходимость снять с неё всё научное оборудование, кроме телефотометра. Запуск состоялся через месяц — 4 октября и оказался удачным: на отлётную траекторию ушла «Луна-7». Коррекция тоже прошла без проблем. Казалось, всё идёт идеально, а количество наконец-то превратится в качество. 7 октября по данным системы астронавигации станция нашла Луну и Землю, но на высоте 4000 км над поверхностью потеряла ориентацию, что оказалось фатальным, поскольку при её отсутствии был заложен запрет на включение двигателя. Станция не затормозила и разбилась в Океане Бурь, в точке с координатами 9° с.ш., 49° з.д.

Продолжение неудач с осуществлением мягкой посадки на Луну вызвала законный гнев советских руководителей. Специалистам пришлось оправдываться на заседании Комиссии Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам (ВПК). На этом заседании выступил сам Королёв. Согласно мемуарам Бориса Чертока, главный конструктор сказал:

«Объяснение причин всех неудач при решении проблемы мягкой посадки подробно расписано на представленных здесь плакатах, раздельно для каждого пуска. Но есть одна общая причина, которая всё объясняет — идёт процесс познания. На процесс познания в планах и графиках мы не предусмотрели затраты средств и времени. В этом наша ошибка, за неё мы расплатились, и, смею заверить, в ближайшее время задача будет решена. Мы прошли трудный путь познания, получили бесценный опыт. Прошу комиссию разрешить провести пуск и по его результатам, если сочтёте необходимым, принимать окончательное решение».

Обращение Королёва возымело действие, и Комиссия дала согласие на проведение дальнейших пусков по программе Е-6.

Надо сказать, что проект мягкой посадки на Луну оказался довольно дорогостоящим. Сохранилась «Справка к запускам автоматических аппаратов к Луне, планетам Марс, Венера и спутников связи “Молния-1”», датированная 24 апреля 1965 года. В ней приведена «ориентировочная стоимость работ»: затраты по теме Е-6 первой партии станций составили 20 375 000 рублей, второй партии — 21 480 000, то есть в совокупности почти 42 млн.1/2

Лунный горизонт

Одной из причин неудач с Е-6 была перегруженность ОКБ-1, которое в тот период работало одновременно по двум десяткам разных направлений: новые модификации ракет Р-7, космические корабли «Восток» и «Восход», проекты кораблей 7К («Союз»), 7К-Л1 («Зонд»), боевые ракетные комплексы Р-9, ГР-1, РТ-1 и РТ-2, системы разведки и связи. Поэтому в 1965 году межпланетные станции было решено передать на Машиностроительный завод имени С.А. Лавочкина, главным конструктором которого был Георгий Николаевич Бабакин. 7 июня он получил «Научную программу Е-6М» для учёта требований предшественников при дальнейшем проектировании, и со второго полугодия предприятия вели работы над Е-6 совместно, а работники завода принимали участие в подготовке запуска станции №11.

3 декабря стартовала Е-6 №12, которая стала последней из изготовленных специалистами ОКБ-1, — она получила открытое название «Луна-8». При посадке в ночь с 6 на 7 декабря связь со станцией оборвалась. Она врезался в поверхность на территории Океана Бурь, в точке с координатами 9°06′ с.ш., 63°18′ з.д. После расследования выяснилось, что резиновые амортизаторы при наддуве упёрлись в стеклопластиковый кронштейн крепления лепестковых антенн, который сломался, образуя острые края, проткнул их, и вырвавшаяся из отверстия струя воздуха дала закручивающий момент, с которым система управления не справилась. Также обнаружили, что поломку кронштейна вызвала элементарная технологическая ошибка: работница неправильно уложила в пресс-форму тканевую заготовку, составлявшую основу материала амортизаторов.

Наступил 1966 год. Подготовка к двенадцатому пуску шла по графику, но дважды работы пришлось останавливать. Сначала из-за новогодних праздников, затем — по причине неожиданной смерти Сергея Павловича Королёва: 14 января главный конструктор и один из пионеров практической космонавтики умер на операционном столе, так и не увидев детальных телеснимков поверхности Луны, к которой много лет стремился.

31 января 1966 года стартовала станция Е-6М (или 6ЕМ), получившая имя «Луна-9»; Бабакин присвоил ей свой заводской номер — 202. Хотя часть агрегатов поступила из ОКБ-1, станция была модернизирована: инженеры изменили злосчастный кронштейн, обновили пневмосистему и доработали программу посадки так, чтобы амортизаторы наполнялись газом только после того, как двигатель включается на торможение.1/3

На этот раз советских ракетчиков ждал триумф. 3 февраля «Луна-9» совершила мягкую посадку в Океане Бурь, в точке с координатами 7°51′ с.ш., 64°21′ з.д. После раскрытия лепестков и стабилизации была отдана команда на выпуск подпружиненных антенн (одна не сработала), а спустя пять минут включилась телекамера для передачи панорам окружающего ландшафта.

В это время Солнце возвышалось над горизонтом всего на 3,5°, и значительная часть поверхности оставалась в тени. «Луна-9» находилась у края кратера диаметром 25 м, расположившись под наклоном 15° к местной вертикали; в дальнейшем за счёт оседания грунта угол наклона достиг 22,5°.

Станция проработала на Луне 75 часов. С ней провели несколько сеансов связи общей продолжительностью 8 часов 5 минут. По радиоканалу были получены три полные панорамы (при угле возвышения Солнца 7, 13, 27º) и два фрагмента поверхности вблизи места посадки, причём последний участок был снят, когда Солнце поднялось на 41°. Извилистая линия горизонта подчеркивала холмистость местности с мелкими кратерами. В поле зрения камеры попало множество камней: самый заметный (у него треугольная длинная тень) имел в поперечнике около 10 см и находился менее чем в 2 м от станции. Наличие камней свидетельствовало, что грунт там сравнительно твёрдый. Работа с «Луной-9» прекратилась после исчерпания заряда бортовых аккумуляторов. Её местонахождение позднее получило официальное название Равнина Посадки (Planitia Descensus).

Передавались панорамы без шифровки, открытым кодом, а потому были перехвачены различными наземными службами. Например, одним из первых уникальные кадры получил британский радиотелескоп обсерватории Джодрелл-Бэнк. Её директор сэр Бернард Ловелл немедленно выступил с поздравлениями в адрес советских учёных и тут же, без разрешения последних, опубликовал полученные кадры. Судиться с ним не стали, однако своё возмущение высказали: особенно обидело учёных то, что британцы взяли ошибочное соотношение горизонтальной развёртки к вертикальной, поэтому сильно исказили полученное изображение.1/6

Очередной яркий успех советских учёных и ракетчиков позволил публично объявить (хотя и без технических подробностей), что в СССР планируют осуществление пилотируемой экспедиции на Луну. В частности, лётчик-космонавт Алексей Архипович Леонов говорил в интервью журналу «Огонёк»:

«Представим себе, что здесь высадился космонавт и… Да, тут придётся ещё многое домыслить. Форму и размеры этих кратеров и океанов уже довольно хорошо изучили, а вот о самой поверхности планеты, на которую шагнёт космонавт, мы знаем ещё мало. Сейчас, когда автоматическая станция поднесла «Луну» нам к самым глазам, многое прояснится.

Учёные считают, что поверхность Луны состоит из чрезвычайно пористых горных пород. Особенно самый верхний слой. О его прочности ничего определённого пока ещё нельзя сказать. А это обязательно надо знать для посадки космического корабля.

Человека-то этот слой, конечно, выдержит, но передвигаться по Луне довольно сложно: всюду неровности, трещины, нагромождения пока неизвестных пород.

И ещё одно. Так как атмосферы на Луне практически нет, то выход из корабля придётся выполнять примерно в таком же скафандре, как и в открытом космосе. В соответствии с этим должна быть обеспечена и вся работа приборов, аппаратуры. <…>

— Ну, а вы сами хотели бы полететь на Луну?

— Конечно, хотел бы, как, вероятно, и каждый из моих друзей. Но знаете, о чём я сейчас подумал? Ещё десять лет назад я счёл бы сумасшедшим того человека, который задал бы мне такой вопрос. Впрочем, и мягкая посадка на Луне автоматической станции и тем более передача ею на Землю информации и фотографий показалась бы тогда чистейшей фантастикой. А сейчас всё это стало реальностью».

Журналисты и популяризаторы науки с удовольствием обсуждали в печати варианты грядущей высадки советских космонавтов на Луну. Они не знали, что полёт «Луны-9» стал итогом многолетних дорогостоящих усилий и происходил на пределе возможностей советской техники. Пилотируемая экспедиция требовала привлечения намного больших ресурсов и кадров, но обеспечить их в достаточной мере правительство страны не сумело.

Источник: https://warspot.ru/21403-lunnyy-triumf-korolyova