Текст книги "Последний космический шанс"

Расчеты показывали, что корабль, способный долететь до Луны и вернуться обратно, должен весить не менее 180 т. Для того чтобы вытащить такой груз на орбиту требовалась поистине колоссальная ракета, и ее даже начали проектировать в рамках проекта «Нова» (“Nova”). Получилось настоящее чудовище: высотой 110 м и со стартовой массой свыше 4500 т. А ведь таких ракет нужно было построить как минимум пять штук, не считая экземпляров для наземных испытаний. Создание ракеты «Нова» с учетом того, что имеющиеся тянули не более полутора тонн, уходило далеко за 1970 год, поэтому проект отвергли. Казалось, что адекватного решения нет. И тут вспомнили о концепции орбитальных станций. Она и оказалась спасительной.

2.2. Вокруг Луны

Дискуссия по вопросу о том, были ли американцы на Луне, бесконечна в своих вариациях. Я стараюсь не вступать в споры с «антиаполлоновцами», поскольку в своих рассуждениях они изначально допускают формальную, но ключевую ошибку, которую сами не замечают в упор. «Антиаполлоновцы» придираются к высказываниям специалистов, ищут нестыковки в документации, критикуют популярные фотокадры. Требуют (нагло) предоставить им «железобетонные» доказательства посещения американцами Луны, хотя материалов в интернете, включая оцифрованные кинозаписи экспедиций и новейшие снимки мест высадок, более чем достаточно. В общем берут на себя прокурорские функции, при этом забывая, что прокурор, согласно правовым нормам, исходит, как и адвокат, из презумпции невиновности, т. е. не может доказывать вину подозреваемого исключительно на основе своих подозрений. В случае с критикой программы «Аполлон» никакие придирки к представленным материалам не могут служить доказательством фальсификации высадки на Луну – таким доказательством может стать только надежная улика: например, подлинная ведомость на оплату киногруппы, участвовавшей в «фальсификации», или соответствующая инструкция «лжеастронавту». Но ничего подобного за десятилетия дискуссии и поисков представлено не было – все ограничивается несправедливыми обвинениями, конспирологическими теориями и пустыми перебранками. Если мы откажемся от презумпции невиновности, то докажем что угодно – вплоть до того, что в космос вообще никто никогда не летал, а Земля имеет форму чемодана. О чем тут вообще говорить?..

Что касается сомневающихся (т. е. тех, кто не в курсе темы совершенно, но не хотел бы выглядеть «дураком», принимая на «веру» американскую версию истории), то они прибегают к удивительно детским аргументам для обозначения своих сомнений. От них часто слышишь вопрос типа: «Если американцы так легко слетали на Луну в 1969 году, почему они не могут слетать туда сегодня?» Вопрос вызывает усмешку у знающего человека, но на самом деле в нем нет ничего смешного – ведь такие вопросы произрастают из той же мутной смеси невежества и иллюзорных представлений о возможностях космонавтики, что и современная вера в осуществимость быстрого рывка к Марсу, которая, как мы уже отмечали, до сих пор оказывает значительное влияние на идеологию и политику. А ведь ответ лежит на поверхности – все та же грузоподъемность!

Рассмотрим проблему подробнее, применительно к лунной экспедиции. Расчеты показали, что для полета на Луну нужен корабль массой 180 т. Для космонавтики это невероятная масса! Напомню, что первый советский космический корабль «Восток» весил около пяти тонн, а первый американский корабль «Меркурий» – около полутора тонн. Ракета-носитель на химическом топливе для доставки 180 т на орбиту получалась столь огромной, что проблематично было бы ее компоновать и обслуживать. Спасительной оказалась идея орбитальной станции: если корабль нельзя доставить на орбиту целиком, его можно разделить на два модуля поменьше, запустить их по отдельности, а затем состыковать и отправить к Луне. Но в таком случае для одной экспедиции нужно две большие ракеты с грузоподъемностью свыше 100 т. Их построить, конечно же, легче, но в таком случае придется готовить к запуску две ракеты практически одновременно, обеспечивать маневрирование тяжелых блоков в космосе и молиться, чтобы все прошло без сучка без задоринки, ведь надежность выполнения всей миссии при такой схеме заметно снижается. Сторонники прямого полета и оппоненты, стоявшие за сборку корабля на околоземной орбите, долго не могли прийти к согласию. Но победила третья и весьма оригинальная концепция, которую придумал молодой инженер Джон К. Хуболт и которая летом 1962 года была принята в качестве основы при реализации программы «Аполлон». Хуболт предложил отправлять корабль к Луне целиком и разделять его на селеноцентрической орбите; при этом лунный модуль (англ. Lunar Module – LM) с двумя астронавтами должен был совершить посадку, а командно-служебный (англ. Command Service Module – CSM) с одним астронавтом остаться на орбите, дожидаясь возвращения лунного. Новая схема тоже казалась технически сложной, но зато вдвое снижала грузоподъемность ракеты, позволяя осуществить экспедицию за один запуск.

В итоге сверхтяжелая ракета-носитель «Сатурн-5» (“Saturn V”), которая и должна была обеспечить пилотируемый полет к Луне, имела расчетную грузоподъемность 120 т, а реальная грузоподъемность получилась еще больше: 26 июля 1971 года ракета установила абсолютный рекорд, выведя на низкую опорную орбиту корабль «Аполлон-15» с разгонной ступенью общим весом 140,5 т! Только советская ракета «Энергия», созданная через полтора десятилетия, могла соперничать с «Сатурн-5» по грузоподъемности, но скажите мне: где она теперь и что от нее осталось?..

Понятно, что сама по себе схема Хуболта не столько решала технические проблемы, сколько добавляла их. Как обеспечить маневрирование на окололунной орбите? Как реализовать расстыковку, посадку, взлет лунного модуля и стыковку? Справятся ли астронавты с этими манипуляциями без поддержки наземных командных пунктов? Возможна ли в принципе посадка на Луну или модуль провалится в пыль, как предсказывают некоторые теоретики? Никто в 1962 году не мог ответить на эти важнейшие вопросы. Предстояла тяжелая работа. Американцы справились – и справились прежде всего потому, что сосредоточились на одной конкретной цели, к которой последовательно шли год за годом, не отвлекаясь на мелочи.

Среди россиян мало кто знает подробности этой космической эпопеи. К сожалению, в Советском Союзе они освещались скупо (тогда предпочитали обсуждать только собственные достижения), а в России и странах СНГ мало интересуются даже современной космонавтикой – что уж говорить о хорошо забытом старом? Из-за отсутствия информации у обывателя складывается впечатление, будто бы американцы сделали все в два шага: сначала запустили Алана Шепарда, а затем сразу полетели на Луну. Тут и закрадывается подозрение, что лунные высадки астронавтов были сняты в Голливуде. Чтобы развеять очередную иллюзию, я вкратце расскажу, чем занималось НАСА в период с 1962 по 1969 годы.

Старт ракеты-носителя «Titan II» с космическим кораблем «Gemini-4»

Прежде всего – агентство изучало Луну. Аппараты серии «Рейнджер» (“Ranger”) сделали тысячи детальных снимков лунной поверхности на траектории спуска – этим они доказали принципиальную возможность ориентации корабля при грядущих высадках. Аппараты серии «Луннар Орбитер» (“Lunar Orbiter”) провели подробное картографирование Луны – с их помощью удалось наметить и изучить подходящие места для высадки. Аппараты серии «Сервейер» (“Surveyor”) совершили мягкие прилунения и передали прекрасные изображения окружающей местности, что окончательно развеяло сомнения ученых.

Параллельно со сбором научной информации отрабатывались технические средства обеспечения лунных экспедиций, накапливался опыт космической деятельности. На базе межконтинентальной баллистической ракеты «Титан» (“Titan”), созданной американской фирмой «Мартин», была сконструирована и пошла в серию ракета-носитель «Титан-2» (“Titan II”). В качестве топлива использовались высококипящие компоненты, имевшие серьезные преимущества перед парой керосин + кислород: более высокая тяга и возможность длительного хранения ракеты в заправленном состоянии. Грузоподъемность ракеты «Титан-2» – 3810 кг, что было все еще заметно меньше грузоподъемности Р-7, но позволяло запускать на орбиту корабль с двумя астронавтами. Такой корабль, получивший название «Джемини» (“Gemini”), был вскоре создан – разные его модификации весили от 3187 до 3798 кг. Примечательный факт – наклонение орбиты кораблей серии «Джемини» не превышало 33°, так что случись что-нибудь в космосе с кораблем или астронавтами, никто, включая советских специалистов, ограниченных широтой Байконура, не смог бы им помочь.

Полеты «Джемини» начались беспилотными запусками прототипов 8 апреля 1964 года и 19 января 1965 года. Хотя испытания прошли успешно, корабль требовал доработки, и первый пилотируемый полет был осуществлен на «Джемини-3» лишь через год – 23 марта 1965 года. В первом же полете астронавты сумели оценить маневренные свойства корабля, вручную меняя орбитальную скорость (увеличение на 3 м/с) и наклонение орбиты (на 0,02°). Человеку со стороны такие результаты могут показаться удручающе скромными, ведь в то же самое время Советский Союз отмечал очередное достижение: 18 марта 1965 года Алексей Леонов вышел из корабля «Восход-2» в открытый космос и находился в свободном полете двенадцать минут. Только вот не нужно забывать, что «Восход» был все тем же «Востоком» (т. е. кораблем первого поколения), перекомпанованным специально для установления рекорда, что с технической точки зрения для 1965 года было серьезным отставанием от корабля второго поколения «Джемини-3», способного маневрировать и стыковаться на орбите. Именно отсюда можно начинать хронику поражения Советского Союза в «лунной гонке», но тогда об этом еще никто не догадывался. А вот отставание по выходам в открытый космос американцы преодолели в короткий срок: уже в полете 3 июня 1965 года на «Джемини-4» астронавт Эдвард Уайт на двадцать минут вышел в открытый космос, полетал вокруг корабля с использованием ручного реактивного устройства и вернулся назад, причем он и его напарник Джеймс Макдивитт пробыли в условиях вакуума больше часа! И еще один немаловажный факт: если экипаж «Восхода-2» практически сразу вернулся на Землю, то экипаж «Джемини-4» провел на орбите четверо суток, испытав, в частности, режимы ориентации в интересах программы «Аполлон». Таким образом, был сделан первый «маленький» шаг в сторону Луны.

А дальше полеты пошли один за другим. На «Джемини-5», стартовавшем 21 августа 1965 года, были испытаны электрохимические генераторы, созданные для кораблей «Аполлон», и радиолокатор, предназначенный для сближения модулей и стыковки. Кроме того, экипаж установил рекорд по продолжительности пребывания в космосе – почти восемь суток. Этот рекорд советские космонавты сумели побить только в июне 1970 года.

Корабль «Gemini-7» с борта корабля «Gemini-6» при их сближении в космосе

Экипаж «Джемини-7», вышедший на орбиту 4 декабря 1965 года, провел в космосе более тринадцати суток – т. е. время, которое займет полноценная лунная экспедиция. Здесь важно было доказать, что такое длительное пребывание в космосе не окажет губительное влияние на пилотов. А 15 декабря на ту же орбиту стартовал «Джемини-6», при этом корабли разделяло расстояние в 2000 км – за счет умелого маневрирования они сблизились до 36 м и продолжили совместный полет, в ходе которого «Джемини-6» подходил к «Джемини-7» на расстояние до трех метров! Астронавты могли не только переговариваться по радио, но и махать друг другу через иллюминаторы. Американские журналисты и популяризаторы с облегчением писали, что наконец-то США продемонстрировали свое лидерство в области пилотируемой космонавтики. Ничего похожего в то время Советский Союз предложить попросту не мог.

Не стоит думать, что у НАСА все шло гладко. При перечислении я, разумеется, опустил разные аварийные ситуации на Земле и в космосе, но, уверяю, их было в избытке. Однако подлинный «цирк» начался, когда пришло время отрабатывать процедуру стыковки. В качестве модели командно-служебного модуля, с которым надо было состыковаться при возвращении с Луны, использовалась ступень-мишень «Аджена-Д» (“Agena D”). «Джемини-8» стартовал к ней 16 марта 1966 года (кстати, командиром корабля был Нейл Армстронг) и сумел без проблем пристыковаться. Однако после совершения процедуры корабль в связке с мишенью начал вращаться, раскручиваясь все быстрее. Лишь мастерство астронавтов спасло миссию от полного краха.

3 июня 1966 года «Джемини-9» должен был состыковаться с легкой орбитальной мишенью ATDA (Augmented Target Docking Adapter), но у той при старте не отделился головной обтекатель, и осталось довольствоваться отработкой сложных маневров, которые могли понадобиться при полете к Луне и вокруг нее. Не удалось испытать и ракетное кресло – выход в открытый космос Юджина Сернана завершился безрезультатно.

18 июля 1966 года стартовал «Джемини-10». Его полет тоже не обошелся без приключений, однако на этот раз удалось не только состыковаться с новой мишенью «Аджена», но и сблизиться со старой (той, которая подвела Нила Армстронга). Выйдя в открытый космос, астронавт Майк Коллинз перелетел с корабля на мишень и снял с нее научное оборудование, которое четыре месяца находилось в космосе – грандиозное достижение по тем временам!

Ступень-мишень «Agena D» соединена тросом с «Gemini-11»

Рекордным был и полет «Джемини-11» в сентябре 1966 года. В ходе этого космического рейса отрабатывалась процедура аварийной эвакуации астронавтов с Луны. Поэтому корабль должен был взлететь так, чтобы на первом витке сблизиться с мишенью и с ходу пристыковаться к ней – все это было с блеском проделано. После серии стыковок-расстыковок корабль изменил орбиту так, что апогей был поднят до высоты 1369 км. Понятно, что на данном этапе изучалось прежде всего воздействие радиационного пояса. Забегая вперед, могу сказать, что ни советские, ни российские космонавты никогда не поднимались так высоко над Землей. И еще одна уникальная операция была реализована в том полете: соединенные тросом корабль «Джемини-11» и мишень «Аджена» раскрутили вокруг общего центра масс, благодаря чему удалось добиться возникновения небольшой искусственной силы тяжести – всего-то 0,00078 g, но зато воплотилась одна из самых ярких фантазий основоположников ракетостроения. Отмечу, впрочем, что сами астронавты никаких изменений не заметили – только некоторые легкие вещи под воздействием центробежной силы осели на условный «пол» корабля. У подчиненных Сергея Королёва из ОКБ-1 не получилось воспроизвести подобную операцию, хотя изначально они собирались это сделать.

Завершивший программу полет «Джемини-12» в ноябре 1966 года должен был закрепить опыт манипуляций в открытом космосе, точно определив, какие физические нагрузки потребуются на их выполнение. Для этого ученые разработали программу двухминутных упражнений и разместили на внешней поверхности корабля кучу всевозможных поручней, колец и фиксаторов. Новая миссия завершилась более чем успешно.

Как видите, американцы весьма активно готовились к лунной экспедиции, отрабатывая на более легком и менее вместительном, чем советский «Восток», корабле множество операций, необходимых для дальнейшего продвижения в пространство. И в то же самое время (параллельно и с участием тех же астронавтов, которые летали на «Джемини») – шло конструирование корабля «Аполлон» и трех вариантов ракеты-носителя: «Сатурн-1» (“Saturn I”), «Сатурн-1Б» (“Saturn I-B”) и «Сатурн-5» (“Saturn V”).

Главным элементом и главной «изюминкой» ракет «Сатурн» были, конечно же, уникальные двигатели F-1, работавшие на компонентах кислород-керосин и развивавшие поистине фантастическую тягу – 680 т (для сравнения: один такой двигатель имел большую тягу, чем все три главных двигателя системы «Спейс Шаттл», и почти вдвое превышал суммарную тягу современной ракетно-космической системы «Союз»). Можете представить себе такого монстра? А инженеры американской компании «Рокетдайн» его не только представляли, но и сделали – причем конструирование двигателя началось в 1955 году, т. е. практически в то же самое время, когда советские ракетчики вплотную приступили к проекту межконтинентальной ракеты Р-7. И, заметьте, первое огневое испытание полностью собранного двигателя F-1 на стенде состоялось уже в марте 1959 года – т. е. еще до полета Юрия Гагарина на «Востоке» и Джона Гленна на «Меркурии».

Астронавт Эдвин (Базз) Олдрин выходит из корабля «Gemini-12» в открытый космос

Возникает вопрос: почему в таком случае американцы не использовали двигатель F-1 на первых же этапах космической программы, сразу получая огромное преимущество по тяге и как следствие – грузоподъемности? Ответ, как водится, прост, хотя состоит из двух частей. Во-первых, двигатель оказался «сыроват» (ведь у американских ракетчиков не было опыта работы с такими огромными двигателями) и на его доводку потребовалось несколько лет (что, кстати, привело не к увеличению, а к заметному снижению заявленных характеристик – такое в технике случается сплошь и рядом). А во-вторых, двигатель сам по себе – еще не ракета, и как раз ракетой было поручено заняться команде Вернера фон Брауна, которая была вынуждена начинать практически с нуля: весь прежний задел по V-2 и «Рэдстоун» здесь совершенно не годился хотя бы в силу масштабного фактора.

Разработка самой мощной ракеты-носителя в истории человечества шла в три этапа.

Сначала на основе армейского задела была построена двухступенчатая ракета «Сатурн-1» с двигателями меньшей мощности Н-1 и RL-10. Она начала летать в виде первой ступени с водным баком-балластом вместо второй и уже при старте 27 октября 1961 года по тяге превзошла советскую Р-7. Ее продолжали запускать и в дальнейшем для утверждения принимаемых технических решений. Двигатели RL-10, работавшие на компонентах кислород-водород, начали испытывать в 1963 году, принципиально доказав возможность использования нового и куда более перспективного вида топлива. Советские конструкторы в то время о водородно-кислородных двигателях могли только мечтать, а промышленного производства жидкого водорода в СССР попросту не было.

Затем команда Вернера фон Брауна построила «промежуточную» ракету «Сатурн-1Б», в первой ступени которой использовались связка из восьми двигателей Н-1, а во второй – водороднокислородный двигатель большой мощности J-2. Эта ракета с грузоподъемностью 25 т начала летать в феврале 1966 года и позволяла выводить на околоземную орбиту командно-служебный модуль «Аполлон». Предполагалось, что эта же ракета выведет в космос и первый корабль «Аполлон-1», однако 27 января 1967 года экипаж корабля погиб в пожаре на стартовом комплексе и многие планы НАСА пришлось пересмотреть.

В ноябре 1967 года начались испытания трехступенчатой ракеты-носителя «Сатурн-5»: на ее первой ступени стояли пять полноразмерных двигателей F-1, на второй – пять J-2, на третьей – один J-2. Отрываясь от земли, ракета одномоментно развивала тягу, эквивалентную тяге 600 турбореактивных двигателей истребителей того времени. Настоящее чудовище!

Интересен подход, который возобладал в НАСА в период осуществления лунной программы. От поэтапной отработки технологических решений, которой придерживалась команда Вернера фон Брауна, американцы перешли к позаимствованному у ВВС «комплексному» методу, когда система проектировалась и испытывалась как единое целое. Выбранный путь позволил заметно сократить время, решая проблемы по мере их поступления. Посему уже в первый свой полет 9 ноября 1967 года ракета «Сатурн-5» отправилась не с имитатором, а сразу с беспилотным командно-служебным модулем «Аполлон-4» и габаритновесовым макетом лунного модуля. Запуск прошел блестяще. Корабль общим весом 126 т совершил два витка по орбите, затем сманеврировал, поднимая скорость до второй космической, после чего командный модуль успешно приводнился.

22 января 1968 года в рамках миссии «Аполлон-5» был запущен лунный модуль – удалось получить опыт включения его двигателей в безвоздушной среде и управляемости орбитального полета. 4 апреля 1968 года при взлете отказал двигатель второй ступени, но «Сатурн-5» все равно вытянул беспилотный «Аполлон-6» на орбиту, продемонстрировав удивительную живучесть. Ставка на комплексные испытания себя оправдала.

11 октября 1968 года ракетой «Сатурн-1Б» был запущен «Аполлон-7» (точнее – его командно-служебный модуль) с экипажем. В течение десяти суток – недостижимая для советской космонавтики продолжительность полета! – астронавты испытывали корабль, проводя сложные маневры. Теоретически «Аполлон» был готов к экспедиции, однако лунный модуль все еще оставался «сырым». И тогда была придумана миссия, которая изначально вообще не планировалась – полет вокруг Луны.

Снимок Земли над Луной, сделанный с борта корабля «Apollo-8»

Публикации в открытой печати и данные разведки указывали, что советские ракетчики и космонавты готовятся к такому полету. И хотя еще в 1962 году директор НАСА Джеймс Уэбб говорил, что приоритет пилотируемого полета вокруг Луны, скорее всего, придется отдать русским, к концу десятилетия ситуация радикально поменялась. Теперь американцы ждали зримых доказательств превосходства, на завоевание которого были потрачены семь лет и десятки миллиардов долларов. 21 декабря 1968 года корабль «Аполлон-8» без лунного модуля, но с экипажем из трех астронавтов отправился к соседнему небесному телу. Полет прошел сравнительно гладко, однако перед исторической высадкой на Луну понадобились еще два запуска. Экипаж «Аполлона-9» отработал процедуру стыковки и расстыковки модулей корабля на околоземной орбите, затем – то же самое проделал экипаж «Аполлона-10», но уже рядом с Луной. 20 июля 1969 года Нейл Армстронг и Базз Олдрин ступили на поверхность Луны. США доказали, что могут быть лидерами в освоении космического пространства.

Нужно отметить, что лидерство влетело им в «копеечку». Общий бюджет программы «Сатурн-Аполлон» составил 24 млрд долларов (в пересчете на нынешние цены, с учетом инфляции и двух девальваций, можно говорить о 100 млрд долларов); каждый запуск, включая обеспечение, стоил 300 млн долларов. В работах участвовало почти полмиллиона человек и около двадцати тысяч фирм.

Корабль «Apollo-9» на околоземной орбите

Надеюсь, теперь вы и сами сумеете ответить на вопрос, почему американцам не нужны были голливудские фальсификации для того, чтобы доказать свое превосходство в космосе. Имея такую «продвинутую» технику, проведя научно-исследовательскую разведку, отработав все возможные операции и подготовив отряд опытных астронавтов, просто стыдно не слетать на Луну. Они в конце концов и слетали.

Надеюсь, прояснилось и с вопросом, почему американцы не летают на Луну сегодня. Как видите, на Коньке-Горбунке до Луны не доскачешь. Нужно семь-восемь лет напряженной работы и значительное финансирование, нужны тысячи инженеров и тренированные пилоты, большие ракеты с мощными двигателями и космические корабли трех типов (околоземный, окололунный и лунный посадочный), тренировочные полеты со стыковками-расстыковками, выходами в открытый космос. И только потом – высадка на Луну. Даже если в XXI веке вы захотите вернуться к ракетам «Сатурн» и кораблям «Аполлон» (хотя на самом деле проще и дешевле создавать принципиально новые ракеты и корабли), вам понадобится еще раз, этап за этапом, пройти этот цикл. Законы физики не обманешь – новейшая (или альтернативная) технология расширяет возможности, но не способна изменить гравитационную постоянную. И это наглядным образом продемонстрировала советская лунная программа.