Борис Черток - Ракеты и люди. Лунная гонка
Запуски кораблей с экипажем начались значительно позже, чем предусматривалось первоначальным планом. 27 января 1967 года при наземной подготовке в кабине экипажа корабля «Аполлон» возник пожар. Трагичность ситуации усугублялась тем, что быстро открыть люк для спасения ни самому экипажу, ни наземному персоналу не удавалось. Заживо сгорели или задохнулись три астронавта. Причиной пожара оказалась атмосфера чистого кислорода, которая использовалась в системе жизнедеятельности «Аполлона». В кислороде, как объясняли нам специалисты по пожарной части, горит все, даже металл. Поэтому достаточно было искры в электрооборудовании, которая в нормальной атмосфере безобидна. Противопожарная доработка «Аполлона» потребовала 20 месяцев!
Начиная с «Востоков» в наших пилотируемых кораблях использовалось наполнение, по составу не отличающееся от обычной атмосферы. Тем не менее после того, что случилось в Америке, мы развернули применительно к «Союзам» и Л3 исследования, закончившиеся разработкой норм на материалы и конструкции, обеспечивающие пожарную безопасность.
Первый пилотируемый полет был осуществлен экипажем в командно-служебном модуле «Аполлона-7», выведенном на орбиту ИСЗ «Сатурном-5» в октябре 1968 года. Космический корабль без лунной кабины был тщательно проверен в одиннадцатидневном полете.
В декабре 1968 года «Сатурн-5» вывел на траекторию полета к Луне «Аполлон-8». Это был первый в мире полет космического корабля с экипажем к Луне. Проверялась навигация и система управления на трассе Земля — Луна, орбите вокруг Луны, трассе Луна — Земля, вход командного модуля с экипажем в атмосферу Земли со второй космической скоростью и точность приводнения в океане.
В марте 1969 года на «Аполлоне-9» лунная кабина и командно-служебный модуль испытывались совместно на орбите ИСЗ. Были проверены способы управления всем космическим лунным комплексом «в сборе», связь между кораблями и Землей, сближение и стыковка. Американцы совершили очень рискованный эксперимент. Двое космонавтов в лунной кабине отстыковались от служебного модуля, отошли от него, а затем испытывали системы сближения и стыковки. В случае отказа в этих системах двое космонавтов в лунной кабине были обречены. Но все прошло благополучно.
Казалось, теперь все готово к посадке на Луну. Но оставались еще непроверенными лунный спуск, взлет, навигация по сближению на орбите у Луны. Американцы используют еще один полный комплекс «Сатурн» — «Аполлон». На «Аполлоне-10» в мае 1969 года была проведена «генеральная репетиция», на которой проверены все этапы и операции, кроме самой посадки на поверхность Луны.
В серии полетов шаг за шагом постепенно возрастал объем проверяемых в реальных условиях процедур, ведущих к возможности надежной лунной посадки. За семь месяцев с помощью носителя «Сатурн-5» было совершено четыре пилотируемых полета, которые позволили проверить всю материальную часть, устранить обнаруженные недостатки, натренировать весь наземный персонал, вселить уверенность в экипаж, на который возлагалось выполнение великой задачи.
К лету 1969 года было проверено в полетах все, за исключением действительной посадки и действий на поверхности Луны. Команда «Аполлона-11» сконцентрировала свое время и внимание на этих оставшихся задачах. 16 июля 1969 года на «Аполлоне-11» стартуют Н. Армстронг, М. Коллинз и Э. Олдрин, чтобы навсегда войти в историю космонавтики. Армстронг и Олдрин пробыли на Луне 21 час 36 минут 21 секунду.
В июле 1969 года вся Америка торжествовала, подобно тому, как Советский Союз в апреле 1961 года.
Вслед за первой лунной экспедицией Америка отправила еще шесть! Только одна из семи лунных экспедиций оказалась неудачной. Экспедиция «Аполлона-13» вследствие аварии на трассе Земля — Луна вынуждена была отказаться от высадки на Луну и вернуться на Землю. Этот аварийный полет вызвал наше инженерное восхищение в большей мере, чем благополучные высадки на Луну. Формально это была неудача. Но она продемонстрировала запасы по надежности и безопасности, которыми в то время наш проект не обладал.
Почему? Для поиска ответа вернемся в Советский Союз.
Глава 3
ЛУННАЯ ПРОГРАММА Н1-Л3 ПРИ КОРОЛЕВЕ
Когда-нибудь, думаю, что не раньше середины XXI века, историки будут спорить о том, кому принадлежал приоритет идеи об использовании атомной энергии для полета межпланетных ракет. В начале пятидесятых годов нашего века, после того как ученым-ракетчикам стали доступны принципы работы ядерных реакторов, появились идеи использования энергии ядерных реакций для превращения рабочего тела ракетного двигателя в высокотемпературный газ. Бесспорным преимуществом ядерного ракетного двигателя (ЯРД) является отсутствие окислителя. Жидкое рабочее тело превращается в газ, температура которого намного превосходит достижимую в камерах сгорания ЖРД. При истечении такого высокотемпературного газа из реактивного сопла и будет создана тяга. Ядерный реактор по мысли энтузиастов должен был заменить обычную камеру сгорания ЖРД.
В НИИ-1, научным руководителем которого в то время был Мстислав Келдыш, инициатором и руководителем работ по ЯРД был Виталий Иевлев. В 1957 году он сделал по этой теме сообщение Игорю Курчатову, Анатолию Александрову и Александру Лейпунскому. Это были люди действия, имевшие возможность принимать решения, не ожидая указаний сверху. По их инициативе на Семипалатинском ядерном полигоне в небывало короткий срок был сооружен уникальный графитовый реактор. Первые успехи подтолкнули к следующим шагам по созданию ЯРД.
В США было также объявлено о финансировании исследований по созданию ракеты с ЯРД. Эта информация дошла и до энтузиастов атомной энергетики в СССР. Отставать в таких проблемах мы не могли.
Исследовательские работы по этой теме были начаты в институте атомной энергии у Курчатова, в ОКБ-456 у Глушко, в НИИ-1 у Келдыша и в ОКБ-670 у Бондарюка. 30 июня 1958 года появилось первое постановление ЦК КПСС и Совета Министров о разработке тяжелой ракеты, использующей ЯРД. Этим же постановлением предусматривалась разработка тяжелых ракет с использованием ЖРД на криогенных высокоэнергетических компонентах — кислороде и водороде. В подготовке постановления активно участвовали Курчатов, Королев, Келдыш, Александров, Глушко. Глушко никаких практических работ по разработке ЖРД на водороде не начинал, но идея ЯРД его заинтересовала. У себя в Химках он организовал проектные работы на эту тему совместно с НИИ-1.
В ОКБ-1 Королев поручил исследовать возможность создания ракеты с использованием ЯРД Мишину, Крюкову и Мельникову. В течение 1959 года проводились расчеты, прикидки и компоновки различных вариантов тяжелых ракет-носителей с кислородно-водородным ЖРД на первой ступене и ЯРД на второй ступени.
Постановление от 30 июня 1958 года узаконило уже ведшиеся работы. Эскизный проект ракеты на основе использования ЯРД был в ОКБ-1 разработан и утвержден Королевым 30 декабря 1959 года.
Проект предусматривал использование в качестве первой ступени ракеты шести блоков первой ступени ракеты Р-7. Вторая ступень — центральный блок был по существу ядерным реактором. В ядерном реакторе рабочее тело подогревалось до температуры свыше 3000 К. В качестве рабочего тела ОКБ-456 предлагало использовать аммиак, а ОКБ-670 — смесь аммиака со спиртом. Сам двигатель представлял собой четыре сопла, через которые и вылетали струи раскаленных ядерной реакцией газов.
В эскизном проекте были обстоятельно рассмотрены несколько вариантов ракет с ЯРД. Самой впечатляющей была суперракета со стартовой массой 2000 тонн и массой полезного груза до 150 тонн на орбите ИСЗ. На первой ступени этой «суперракеты» предлагалось установить такое число ЖРД, чтобы получить общую стартовую тягу в 3000 тс. Глушко предлагал для этого разработать ЖРД на токсичных высококипящих компонентах на 500-600 тс тяги. Королев и Мишин этот вариант категорически отвергли, и в проекте предусматривались только кислородно-керосиновые ЖРД Николая Кузнецова. У него пока в начальной стадии разработки находился двигатель НК-9 для первой ступени глобальной ракеты (ГР) — тягой до 60 тс. Таких двигателей для первой ступени ракеты с ЯРД требовалось 50 (!). Одно это делало проект ядерной суперракеты малореальным.
Эскизным проектом для начала предлагалась комбинированная ракета со стартовой массой 850-880 тонн, выводящая на орбиту высотой 300 километров полезный груз 35-40 тонн. Первая ступень ракеты принималась аналогичной блочной конструкции ракеты Р-7 и набиралась из шести блоков с ЖРД. Центральный блок был ядерно-химической ракетой.
Несмотря на особую секретность всех работ, связанных с ЯРД, в инженерных умах блуждали сверхоптимистические надежды на исключительную эффективность ядерной энергетики для ракет.
Ядерный бум подогревался слухами, исходившими не только из курчатовского института и келдышевского НИИ-1. Туполев работал над проектом самолета, для которого создавалась авиационная ядерно-энергетическая установка. Самолет с ядерным двигателем должен был обладать сверхзвуковой скоростью при неограниченной дальности полета. Почти параллельно у нас и в США были затрачены большие средства на исследование этих проблем, проводились экспериментальные работы с различными реакторами.
