ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ . .......... 60 ЛЕТ.
15. Кто первый на Луне.
Стремительное развитие сферы полётов автоматических аппаратов и первые успехи пилотируемой космонавтики порождали всё новые смелые планы освоения космического пространства. Процесс этот ускорялся стремлением СССР и США добиваться первенства в космической гонке.
Отстав в запуске первого спутника Земли, а затем и человека в космос, Америка не могла терпеть ущемления чувства её мирового превосходства.
Уже 25 мая 1961 года, когда Мир восхищался полётом в космос Юрия Гагарина, Президент США Джон Ф. Кеннеди объявляет, что до конца десятилетия США высадит человека на поверхность Луны. На тот момент в Америке не было ни одного космического носителя, ни одного отработанного корабля, ни один американец ещё не был в космосе, если не считать суборбитального прыжка Шепарда.
Стремление американского руководства подстёгивалось призывами немецкого ракетчика Вернера фон Брауна: "По политическим и психологическим причинам оказаться не первым на Луне было бы катастрофой. Отказ от высадки на Луну – это отказ от возможности нанести поражение СССР в гонке, которая уже открыто признаётся таковой во всём мире".
В 1961 году в США была принята дорогостоящая Программа «Аполлон», в которой использовались космический корабль «Аполлон» и серия ракет-носителей «Сатурн». Фон Браун со своими проектами лунных ракет впервые после вывоза из Германии оказался востребован «на полную мощность».
Для запусков лунных экспедиций была создана трехступенчатая ракета-носитель "Сатурн-5", которая доставляла на круговую околоземную орбиту высотой 185 километров полезную нагрузку массой 139 тонн, при выводе на траекторию полета к Луне до 50 тонн. Ее первый запуск был осуществлен 9 октября 1967 года.
Параллельно с работами по ракетам-носителям создавался и корабль "Аполлон". Он состоял из орбитального (командного) модуля, в который входили двигательный отсек и отсек экипажа, и лунного модуля (кабины). Общая масса "Аполлона" с двигателями и запасом топлива составляла около 44 тонн. В нем могли разместиться три астронавта. Лунный модуль имел массу около 14,5 тонн, высоту семь метров; состоял из двух ступеней ‑ посадочной, снабженной посадочным шасси, и взлетной, на которой имелась герметическая кабина астронавтов.
По программе полета с помощью двигателей третьей ступени ракеты-носителя и орбитального модуля корабль "Аполлон" выводился на орбиту искусственного спутника Луны. Двое астронавтов переходили из него в лунную кабину, которая затем отделялась от орбитального модуля и садилась на Луну. Третий астронавт оставался в орбитальном модуле на орбите искусственного спутника Луны. После завершения миссии на Луне лунный модуль с астронавтами взлетал, стыковался с аппаратом, ожидающим на орбите. Астронавты переходили в орбитальный модуль, а лунная кабина отделялась и падала на Луну. Орбитальный модуль с тремя астронавтами возвращался на Землю.
7 января 1967 года во время подготовки к первому пилотируемому полёту корабля "Аполлон-1" возни пожар. Всё произошло мгновенно: между первым возгласом Чаффи «Мы горим!» и моментом, когда из щелей лопнувшего от жара «Аполлона» повалил дым, прошло всего 14 секунд. Спасти их было невозможно.
В огне погибли астронавты Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт и Роджер Чаффи. Название - "Аполлон-1" эта несостоявшаяся миссия получила по настоянию одного из руководителей НАСА. На пусковом комплексе установили мемориальную табличку, посвящённую погибшим астронавтам, на которой выгравировано: "В память о тех, кто принёс наивысшую жертву для того, чтобы другие могли достать до звёзд. Через тернии к звёздам, в добрый путь, команда „Аполлона-1“.
Дата первого пилотируемого полёта американцев отодвинулась на год и 8 месяцев. Руководству Советского Союза потребовалось три года, чтобы решиться на участие в лунном марафоне. 3 августа 1964 года Постановлением правительства была утверждена лунная пилотируемая программа и развернулись реальные масштабные работы по двум параллельным пилотируемым программам: облёта Луны к 1967 году («Протон» — «Зонд/Л1») и посадке на неё к 1968 году (Н-1-Л3).
Трудности возникли в определении затрат и возможности их реализации при состоянии экономики тех лет. После разбора проектных противоречий КБ Королёва, Челомея и Янгеля, оказалось, что все экономические расчёты были в пользу Н-1. Таким образом, Н-1 стала главным перспективным носителем для реализации Советской лунной программы и, как оказалось позже, главной причиной её неудачи.
Согласно предварительному отчету, первостепенной задачей был облет Луны естественного спутника человеком и возвращение на Землю, исследование физических свойств Луны и съемка ее поверхности. Второй этап подразумевал экспедицию космического комплекса "Л-3" на Луну и высадку на поверхность одного космонавта в 1969–1970 годах.
В задачи "Л-3" входило "осуществление посадки на поверхность Луны лунного аппарата с космонавтом, проведение комплекса работ на поверхности Луны по исследованию свойств поверхности, фотографированию района посадки, научным наблюдениям и сбору пород лунного грунта", говорится в документе. После выполнения необходимых задач космонавт должен был вернуться на Землю. Полное время экспедиции — 12 суток. Всего комплекс "Л-3" вмещал двух космонавтов, но только один из них должен был оказаться на поверхности Луны.
История ракеты-носителя «Н-1» - это чреда больших надежд и столь же больших неудач. Первоначально ракета предназначалась для вывода на околоземную орбиту тяжелой орбитальной станции с последующей перспективой для сборки тяжелого межпланетного корабля для совершения полетов к Марсу и Венере. Однако позднее было принято запоздалое решение о включении в «лунную гонку» с доставкой человека на поверхность Луны. Таким образом, программа по созданию ракеты Н-1 была форсирована и она фактически превратилась в носитель для экспедиционного космического корабля ЛЗ в комплексе Н-1-ЛЗ.
Проект ракеты Н-1 во многом был необычен, но главными его отличительными чертами стали оригинальная схема со сферическими подвесными баками, а также несущей внешней обшивкой, которая подкреплялась силовым набором (использовалась самолетная схема «полумонокок») и кольцевым размещением ЖРД на каждой из ступеней (разработка КБ Кузнецова).
Благодаря такому техническому решению, применительно к первой ступени ракеты во время старта и ее подъема, воздух из окружающей атмосферы выхлопными струями ЖРД эжектировался во внутреннее пространство под баком. В результате этого возникало подобие очень большого воздушно-реактивного двигателя, который включал в себя всю нижнюю часть конструкции 1-й ступени. Даже без воздушного дожигания выхлопа ЖРД данная схема обеспечивала ракете значительную прибавку тяги, увеличивая ее общую эффективность.
Для выполнения миссии по доставке на орбиту Луны 2-х космонавтов с высадкой одного их них на поверхность требовалось увеличить грузоподъемность ракеты до 90-100 тонн. Для этого требовались решения, которые бы не привели к коренным изменениям эскизного проекта. Такие решения были найдены, грузоподъемность Н-1 удалось увеличить до 95 тонн, а стартовая масса выросла до 2800-2900 тонн.
21 февраля 1969 года при попытке первого пуска ракета взорвалась н старте. Затем последовало еще 3 запуска, и все они оказались неудачными. В ходе некоторых стендовых испытаний двигатели НК-33 показали себя надежными, но большинство возникающих проблем было связаны именно с ними. Проблемы Н-1 были связаны с разворачивающим моментом, сильной вибрацией, гидродинамическим ударом (во время включения двигателей), электрическими помехами и прочими неучтенными эффектами, которые были вызваны одновременной работой такого большого числа двигателей (на первой ступени – 30) и большими размерами самого носителя.
Данные трудности, как считают специалисты, было невозможно установить до начала полетов, так как ради экономии денежных средств не были произведены дорогостоящие наземные стенды для проведения огневых и динамических испытаний всего носителя или хотя бы 1-й его ступени в сборе. Результатом этого стало испытание сложного изделия непосредственно в полете. Такой подход в конечном итоге привел к череде аварий ракеты-носителя.
После взрыва ракеты при первом пуске, стартовая площадка на "Байконуре" была разрушена. Однако сохранилась стартовая площадка ракеты-носителя «Протон». К полёту была готова и сама ракета. Руководство решает бросить американцам вызов – отправить к Луне автоматическую станцию, забрать там грунт и раньше американцев вернуть его на Землю.
13 и 16 июля 1969 года один за другим к Луне стартовали два космических аппарата: советская грунтозаборная автоматическая станция «Луна-15» и американский пилотируемый корабль «Аполлон-11». Прилунение планировалось на один и тот же день — на 20 июля. Приближался «момент истины», последняя возможность для советских ракетчиков спасти престиж своей страны в космической сфере, а для американских — установить новый отсчёт первенства в космосе.
В полёт к Луне отправились астронавты Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Эдвин «Базз» Олдрин. Все члены экипажа были опытными лётчиками-испытателями. Армстронг служил в авиации ВМС США, но ко времени полёта вышел в отставку и был гражданским сотрудником НАСА. Коллинз и Олдрин были офицерами ВВС США. Армстронг и Олдрин участвовали в Корейской войне.
Через 12 минут после запуска ракеты «Аполлон-11» вышел на околоземную орбиту, затем — старт к Луне. Через 75 часов и 50 минут командный модуль «Колумбия» включил двигатель на торможение, и корабль вышел на начальную, а затем перешел на почти круговую окололунную орбиту с высотой в 122 километра.
20 июля от командного модуля отделился посадочный модуль «Орёл» — Майкл Коллинз остался на орбите. Через полвитка Нил Армстронг включил двигатель и понизил высоту до 14,4 километров… «Орёл» шёл окнами вниз, и Армстронг узнавал знакомые «вехи» на трассе спуска. По его рассказу дальнейшие события происходили следующим образом.
Наконец Центр разрешил посадку. Поперёк трассы лежали три кратера. «Орёл» летел в направлении левого из них — потом ему дадут имя «Западный». Поверхность выглядела очень неровной.
Когда «Орёл» снизился до 200 метров, Луна заняла иллюминатор, и на Армстронга угрожающе надвигался кратер. Программируемое устройство, осуществлявшее управление снижением, явно «нацелилось» сесть на его северо-восточном склоне, усеянном обломками, поэтому на высоте 150 метров Нил взял управление на себя, повернул модуль вертикально и начал искать «пятачок», свободный от камней и рытвин. Струя двигателя достала до поверхности: грунт начал как бы смываться, потом стали видны струйки сдуваемой пыли.
С высоты 20 метров Армстронг высмотрел наконец чистое место. Медленно «наехал» на него, гася поступательное движение. Ещё секунда — и всё замерло.
После трёх с половиной часов пребывания на Луне экипаж начал готовиться к выходу на поверхность. Нил и Базз надевали снаряжение, тщательно сверяясь с инструкцией. Затем Олдрин через клапан сбросил давление в кабине.
Ещё на Земле активно обсуждался вопрос: кто выйдет на Луну первым? Изначально считалось, что пилот лунного модуля, то есть Олдрин. Оказалось, что из тесного модуля первым легче выбраться командиру. Олдрин пытался возражать, но неудачно: и логика, и старшинство в отряде были за более опытным Армстронгом.
Нил опустился на колени спиной к люку, выдвинул наружу ноги, а потом всё тело. Выбравшись на наружную площадку у люка, Армстронг дёрнул за кольцо, освобождая замок забортного модульного отсека хранения оборудования. Через минуту включилась чёрно-белая телекамера, началась трансляция выхода на Луну.
Держась руками за поручни трапа, астронавт осторожно спустился вниз, встал обеими ногами на тарельчатую опору. Через некоторое время он сообщил: «Я собираюсь сойти». Попробовал левой ногой мягкий грунт и ступил на него. Ступив на поверхность Луны, он произнёс: Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества.
Всё ещё продолжая держаться рукой за лестницу, Армстронг поставил на грунт и правую ногу, после чего доложил о своих первых впечатлениях. По его словам, мелкие частицы грунта походили на порошок, который можно легко подбросить вверх мыском. Они прилипали тонкими слоями к подошвам и бокам лунных ботинок, как измельчённый древесный уголь. Ноги утопали в нём совсем немного, не более чем на 0,3 см. Но Армстронг мог видеть свои следы на поверхности. Он сообщил, что двигаться на Луне совсем несложно, в действительности это даже проще, чем во время имитаций 1/6 земного притяжения на Земле.
Хьюстон напомнил ему об аварийном образце лунного грунта (на случай, если пребывание на Луне пришлось бы в экстренном порядке прервать). Армстронг собрал его с помощью специального приспособления, похожего на небольшой сачок, и положил в мешочке в набедренный карман скафандра.
Через 15 минут после того, как Армстронг сделал первый шаг на Луне, из кабины начал спускаться и Олдрин. Армстронг, стоя внизу, недалеко от лестницы, корректировал его движения и фотографировал. Спустившись на тарелку опоры, Олдрин, как и до него Армстронг, попробовал запрыгнуть на первую ступеньку лестницы, но у него это получилось только со второй попытки. Спрыгнув вниз, он осмотрелся, держась за лестницу, и сказал: «Красивый вид! Великолепная пустыня!»
Армстронг передал Олдрину контейнер-чемоданчик с образцами и кассетой, после чего спросил, как дела с пакетиком, который должен был находиться в кармане на рукаве скафандра Олдрина. В нём были эмблема «Аполлона-1», памятные медали Вирджила Гриссома, Эдварда Уайта, Роджера Чаффи, Юрия Гагарина и Владимира Комарова,
Астронавты установили в месте посадки флаг США, разместили комплект научных приборов и собрали 21,55 кг образцов лунного грунта. Ответив на ряд вопросов специалистов на Земле, Армстронг и Олдрин прибрались в кабине и стали укладываться спать. Спать пришлось в скафандрах. У первых астронавтов на Луне ещё не было гамаков, поэтому Олдрин расположился на полу. На послеполётном опросе он говорил, что у него было лучшее спальное место: вытянуться во весь рост было нельзя, но можно было лечь на спину и упереться ногами в боковую стенку или поставить ноги на пол, согнув их в коленях.
Сразу после сна астронавты начали готовиться к взлёту. Двигатель взлётной ступени лунного модуля был включён, как и планировалось. Первые 10 секунд «Орёл» поднимался строго вертикально. Через 7 минут «Орёл» вышел на промежуточную орбиту , а примерно через час после взлёта, когда оба корабля находились над обратной стороной Луны, Армстронг включил двигатели системы ориентации. В результате нескольких последовательных манёвров через три с половиной часа после взлёта «Орёл» и «Колумбия» сблизились до расстояния 30 м и зависли неподвижно относительно друг друга.
Чтобы получше рассмотреть взлётную ступень лунного модуля, Коллинз попросил Армстронга чуть развернуть корабль. Выполнение этого манёвра привело к так называемому складыванию рамок трёхосного гироскопа в навигационной системе «Орла». Далее Коллинз вручную произвёл окончательное сближение и стыковку. Перед стягиванием возникло сильное круговое движение кораблей относительно друг друга. Оно было вызвано включением маневровых двигателей «Орла», поддерживавших его ориентацию. Коллинзу удалось стабилизировать корабли и завершить стыковку, хотя он уже подумывал о том, что придётся делать вторую попытку.
Далее он наддул переходной туннель, открыл люк и передал Армстронгу и Олдрину пылесос. Они, насколько было возможно, почистили скафандры и всё, что предстояло перенести в командный модуль. Вскоре после того, как астронавты перешли в командный модуль, взлётная ступень «Орла» была сброшена. Когда манёвр был завершён, они сняли скафандры, которые были надеты на них с предыдущего дня.
Оператор связи в Хьюстоне сообщил астронавтам, что их полёт — основная тема мировой прессы. Поздравительные телеграммы от зарубежных лидеров продолжали поступать в Белый дом непрерывным потоком. Свои поздравления экипажу «Аполлона-11» и Президенту Никсону передал советский Премьер-министр Алексей Косыгин через находившегося с визитом в СССР бывшего вице-президента США Хьюберта Хамфри. Советские космонавты также выступили с поздравительным заявлением.
Путешествие «Аполлона-11» было закончено в водах Тихого океана неподалёку от Гавайских островов. Доставка астронавтов на борт авианосца «Хорнет» транслировалась по телевидению в прямом эфире по системе «Интервидения». Председатель Президиума Верховного Совета СССР Николай Подгорный направил поздравительную телеграмму Президенту Никсону с наилучшими пожеланиями астронавтам.
С июля 1969 по декабрь 1972 года США осуществили шесть успешных экспедиций на Луну, на ее поверхности побывало 12 астронавтов, среди которых и профессиональный геолог. Они доставили на землю около 400 кг образцов лунных пород.
«Аполлон-17» стартовал 7 декабря 1972 года. На Луну было доставлено 13 научных приборов, из них 9 применялись здесь впервые. Астронавты пробыли на Луне 75 часов. Это был последний полёт астронавтов на Луну. На дверях корпуса №4 в Центре пилотируемых полётов им. Джонсона, где проходили тренировки астронавтов, вывесили короткое объявление: «Последующие путешествия отменяются». Экспедиция «Аполлона-17» поставила точку в лунных исследованиях американцев на ближайшее будущее.
Советская «Луна-15» пошла на мягкую посадку 21 июля - через несколько часов после того, как американский модуль с двумя астронавтами покинул поверхность спутника и вернулся на свой корабль.
Реальная реализация советской лунной программы тоже имела свои достижения. Первый в истории аппарат, который достиг поверхности Луны, — советская автоматическая станция "Луна-2". Термин "впервые" применим и к другим миссиям. Так, "Луна-3" впервые в истории сфотографировала обратную сторону естественного спутника Земли, а "Луна-9" — сняла первую телепанораму. "Луна-13" первой провела инструментальное исследование плотности и прочности поверхностного слоя Луны, а "Луна-16" не только достигла поверхности небесного тела, но и доставила на Землю 101 грамм лунного грунта.
Но и этим отечественная лунная программа не закончилась, её продолжение было и впечатляющим и плодотворным. Об этом в следующей главе нашей серии.
