Лунную гонку в итоге мы проиграли и так и не отправили советского космонавта ни на орбиту Луны, ни тем более на её поверхность. Проектов пилотируемого полёта к Луне было много, первые работы над ними начались ещё в 1959 году, но в итоге их все свернули, в первую очередь по экономическим причинам. Если же говорить о непилотируемой лунной космонавтике, то на этом поле СССР серьёзно опередил США. Даже обидно, что мы упустили столь явное преимущество.
Исследование Луны в какой-то мере более позитивная программа, чем запуск первого спутника или даже человека в космос. И спутники, и пилотируемая космонавтика имели явную военную подоплёку, лунные же миссии с самого начала воспринимались как сугубо научные. Нет, конечно, поднимались вопросы и о лунных базах военного назначения. Но это были явно фантастические прожекты – в отличие от военных спутников, которые появились «в металле» уже в первые годы орбитальных полётов. Так что Луна оставалась мирным уголком космоса.
Успехи и провалы
Космическая программа «Луна» длилась с 1957 по 1977 год, и это время можно поделить на две почти равные части: 16 запусков были удачными, 17 – провальными. АМС серии «Луна» внесли огромный вклад в исследования Луны, ближнего космоса, радиационного фона Земли и т. д. Они стали первыми искусственными спутниками Солнца, первыми искусственными спутниками Луны, доставили на место назначения два «Лунохода», взяли первые пробы лунного грунта, передали первые снимки обратной стороны Луны и т. д.
Два громких успеха советской космонавтики – запуск искусственного спутника Земли и орбитальный полёт живого существа, собаки Лайки, – требовали продолжения. Это было удивительное время, когда научный прогресс и официальная пропаганда преследовали одни и те же цели, шагая нога в ногу. Исследование Луны представлялось очень важным и с научной, и с партийной точки зрения.
Поэтому Королёв заговорил о разработке автоматической станции для исследования спутника Земли ещё в конце 1957 года, сразу после полёта Лайки. Работы начались тогда же, потому что сложность их была видна невооружённым глазом: для отправки аппарата к Луне требовалось развить вторую космическую скорость и преодолеть земное притяжение – такого не делал никто и никогда. По сравнению с этой задачей заброска человека на орбиту казалась относительно тривиальной – по крайней мере, тут инженеры понимали, что нужно делать.
В январе 1958 года Королёв выступил с секретным докладом «О программе исследования Луны», а в марте они с Тихонравовым представили ЦК КПСС докладную записку «О перспективных работах по освоению космического пространства (Основные этапы исследования Луны, Марса и Венеры)». Королёв в очередной раз показал себя человеком пробивным, можно сказать, умелым политиком, и 20 марта вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О запусках космических объектов в направлении Луны». Программа получила название «Объект Е» – и всё завертелось.
Работа велась параллельно в двух направлениях. Разрабатывались, во-первых, исследовательские АМС, комплекты приборов, пробоотборники и т. д., а во-вторых, ракета-носитель, способная выйти на вторую космическую. Базовой моделью для неё служила всё та же Р-7, но теперь у ракеты появилась третья ступень, так называемый блок Е.
Ракета-носитель получила код ГРАУ[19] 8К72 и гражданское название «Луна». Двигатель для третьей ступени – РД0105 – разработали в Конструкторском бюро химавтоматики в Воронеже под руководством конструктора Семёна Косберга. На первых порах ракета-носитель страдала от «детских болезней» и вообще получилась довольно несовершенной – Гагарина в космос поднимала уже модернизированная версия 8К72К «Восток». Но это было немудрено: в конце концов, «Луна» стала первой в мире трёхступенчатой ракетой-носителем!
Несмотря на то что на предварительных испытаниях «Луна» показывала далекие от совершенства результаты, приходилось торопиться, тем более что исследовательская станция Е-1 к середине 1958 года была уже готова. Е-1 несла на себе минимум оборудования и основной целью имела достижение поверхности Луны – очевидно, что в большей мере эта цель была политической, нежели научной. Впрочем, на АМС стояли магнитометр, ионные ловушки, а также устройство для запуска искусственной кометы в целях отслеживания траектории полёта.
Запуски Е-1 № 1, № 2 и № 3 (ныне известных как «Луна-1А», «Луна-1Б» и «Луна-1С») состоялись соответственно 23 сентября, 11 октября и 4 декабря 1958 года. Все они закончились одинаково – разрушением ракеты-носителя, в первых двух случаях из-за вибраций, в третьем – из-за взрыва топливного бака. Всё это время шла напряжённая работа по усовершенствованию РН «Луна», и 2 января 1959 года четвёртый по счёту аппарат серии Е-1 (ныне «Луна-1») наконец отправился в космос. Тут замечу, что был ещё пятый пуск в июне 1959-го и он тоже закончился аварией ракеты-носителя. В общем, из пяти первых автоматических межпланетных станций полетела одна.
И с ней сложилась довольно интересная ситуация. С одной стороны, АМС не выполнила свою миссию. Хотя все системы отлично работали, в конструкцию вкралась ошибка: инженеры не учли в циклограмме полёта время на прохождение командного сигнала от Земли до космического аппарата в момент отделения третьей ступени. В итоге она отделилась в неправильной точке, и хотя вторая космическая скорость была достигнута, а «Луна-1» стала первым в истории аппаратом, вырвавшимся с орбиты, но полетела она вовсе не к Луне.
В результате «Луна-1» выполнила ряд научных задач: впервые в истории зарегистрировала внешний радиационный пояс Земли, измерила параметры солнечного ветра, создала искусственную комету – наблюдаемое с земли натриевое облако – и, пройдя в 6000 километров от Луны, оказалась первым искусственным спутником Солнца (последнее достижение стало как раз «газетным», громким).
А первым космическим аппаратом, всё-таки достигшим поверхности Луны, оказалась станция Е-1А № 7 (ныне «Луна-2»). Это кажется удивительным после потери четырёх из пяти аппаратов первой серии, но с «Луной-2» всё прошло почти гладко. Первый пуск 9 сентября, правда, пришлось отменить из-за срабатывания автоматики, но уже 12 сентября 1959 года РН «Луна» успешно вывела АМС из зоны земного притяжения, а двумя днями позже «Луна-2» разбилась о поверхность Луны на скорости примерно 12 000 километров в час. Аппарат был оборудован сцинтилляционными счётчиками, радиометрами, магнитометрами и двумя символическими вымпелами. Вымпелы имели довольно интересное устройство: каждый представлял собой металлический шар, оболочка которого состояла из пятиугольных сегментов, а внутри располагалась взрывчатка. На каждом сегменте были отчеканены герб СССР и дата полёта. При ударе о поверхность сработал взрыватель и сегменты разлетелись во все стороны – это позволяет надеяться, что хотя бы некоторые из них уцелели и до сих пор лежат в лунной пыли. Но, даже если не сохранился ни один, цель была достигнута: первый искусственный аппарат добрался до поверхности Луны.
От съёмки к мягкой посадке
Следующей целью лунной программы стало фотографирование обратной стороны Луны. Поразительным образом это, как и полёт «Луны-2», удалось осуществить с первого раза практически без сложностей, хотя задача была нетривиальной и по своей трудности примерно соответствовала выводу ракеты на вторую космическую скорость.
Сложность состояла в том, что недостаточно было просто отправить АМС в сторону Луны. Требовалось, чтобы станция обогнула спутник Земли по заданной траектории и сделала более или менее чёткие фотоснимки. Расчётом траектории занимался знаменитый академик Мстислав Келдыш с группой помощников – впрочем, он принимал деятельное участие в лунной программе с самых первых дней. Расчёт был сложным и в то же время гениальным: для разворота автоматическая межпланетная станция с третьей ступенью общей массой более полутора тонн использовала… лунную гравитацию. Орбита «Луны-3» была не лунной, а земной – по сути, она представляла собой очень сильно вытянутый эллипс, который захватывал Луну. Максимальное удаление аппарата от Земли составило 480 000 километров.
Наряду с обычным исследовательским оборудованием, АМС была оснащена самым важным прибором – фотоаппаратом АФА-Е 1. Разрабатывали его на Красногорском механическом заводе, и технические требования к фотоаппарату – весогабаритные характеристики и пр. – были исключительно высокие. Особенно остро стояла задача защитить плёнку от радиационного излучения. Занятно, что 35-миллиметровая фотоплёнка, которую использовал АФА-Е 1, была… американской. Ни одна советская плёнка не удовлетворяла качественным и прочностным требованиям, и в результате конструкторы нанесли новую перфорацию на трофейную плёнку, полученную несколькими годами ранее со сбитого разведывательного аэростата. Эту историю много лет спустя рассказывала Галина Барашкова – инженер-конструктор, руководитель группы по разработке АФА-Е 1. Подмена плёнки была сделана втайне от высокого начальства.
АФА-Е 1 имел два объектива (длинно- и короткофокусный) и работал в составе фототелевизионного комплекса «Енисей», разработанного ленинградским НИИ телевидения. Да, к слову: фототелевизионная система – это телевидение с медленной развёрткой, которое использует фотографию в качестве промежуточного носителя. Такая схема удобна для трансляции больших объёмов информации слабым передатчиком – с помощью фототелевизионных систем раньше передавались на Землю все результаты космических съёмок. Весь комплекс был по-настоящему сложным: ведь после фотографирования снимок ещё предстояло проявить, напечатать, отсканировать и передать! Вся эта конструкция занимала почти всё внутреннее пространство «Луны-3».
АМС Е-2А («Луна-3») была успешно запущена 4 октября 1959 года с помощью ракеты-носителя «Луна», а 7 октября передала на Землю первый в истории снимок обратной стороны Луны. Он был нечёткий (Келдыш, говорят, очень рассердился), но позволил СССР сделать огромный скачок в космической гонке и вообще в исследовании космоса. В частности, все крупнейшие объекты обратной стороны Луны, видимые на снимках «Луны-3», сразу же получили такие названия, какие захотелось дать советскому руководству. Правда, был сделан реверанс в сторону мировой науки: помимо Лобачевского, Курчатова и Менделеева, свои кратеры получили американец Эдисон, француз Пастер и другие великие иностранцы.
А советская лунная космонавтика полетела дальше.
Мягкая посадка
В 1960 году состоялись ещё два запуска с целью фотосъёмки (впоследствии получившие названия «Луна-4А» и «Луна-4B»), но они не удались по уже знакомой нам причине – из-за отказа ракеты-носителя. К слову, если вы прочли в предыдущей главе о Чайке и Лисичке, то знайте, что причиной их гибели был та же самая авария. Белке и Стрелке в этом плане повезло.
Так или иначе «Луна» даже как ракета-носитель не удалась. Её модернизированный вариант 8К72К «Восток» был гораздо лучше: всего два отказа из 13 запусков. Именно 8К72К доставил на орбиту шесть пилотируемых кораблей «Восток» – от Гагарина до Терешковой. Но перед «Востоком» не ставилась задача выйти за пределы земной орбиты, то есть от «Луны» он отличался конструкцией, и на смену «Луне» для лунно-исследовательских миссий нужна была новая ракета, каковой стала 8К78 «Молния». В отличие от «Луны» и «Востока», она имела четыре ступени и изначально разрабатывалась для пуска автоматических межпланетных станций к Венере и Марсу. Первый запуск «Молнии» 10 октября 1960 года с АМС «Марс 1960» на борту закончился неудачно, да и вообще марсианскую программу СССР провалил – по сути, первой успешной миссией стал лишь «Марс-2» 1971 года. Но «Молния» пригодилась для лунных миссий и сменила в 1963 году «Луну».
Следующей целью советской космонавтики была мягкая посадка на Луну – для исследования её поверхности (разбитой в пыль АМС много не наисследуешь) и для разворачивающейся параллельно программы пилотируемого полёта на Луну. Но поколение станций Е-6 оказалось не очень удачным.
Е-6 № 2 («Луна-4С») вышла на околоземную орбиту, но из-за отказа разгонного блока осталась на ней и вскоре сгорела в атмосфере. Е-6 № 3 («Луна-4D») вообще до орбиты не добралась из-за отказа гироскопов в третьей ступени ракеты-носителя. Е-6 № 4 («Луна-4») наконец-то вышла на орбиту и отправилась к Луне, но у неё отказала программа навигации, и корабль, отклонившись от курса, прошёл на расстоянии 8500 километров от Луны, став ещё одним искусственным спутником Солнца.
Гвардия не сдаётся – ещё почти два года ракету-носитель дорабатывали (американцы, надо сказать, уже наступали на пятки, проблемы Советского Союза с ракетами-носителями свели на нет прежнее преимущество). В марте 1965 года стартовала Е-6 № 5, но повторилась проблема, которая была с Е-6 № 2, – отказал разгонный блок. Тем не менее об успешном запуске успели сообщить в прессе, и, хотя станция через пять дней сошла с орбиты и сгорела в земной атмосфере, она получила официальное название «Космос-60», а миссия по «запуску ИСЗ» официально была объявлена успешной. В апреле из-за аварии третьей ступени потеряли Е-6 № 8 – она вообще не получила никакого названия.
Е-6 № 10 вселила в команду надежду: она была успешно запущена к Луне, ракета-носитель наконец-то сработала как надо. Но на этот раз отказала та самая система, ради которой вообще создавалось поколение Е-6, – система мягкой посадки. Режим торможения не включился, и «Луна-5» (такое она получила имя) разбилась в районе Моря Облаков. Затем стартовала Е-6 № 7 (она была готова давно, но запустили её позже), которая тоже промахнулась мимо Луны. Е-6 № 11 («Луна-7») и Е-6 № 12 («Луна-8») одна за другой разбились о поверхность Луны.
По сути, с той самой фотосъёмки 1959 года до 1965-го программа «Луна» была чередой сплошных провалов. 11 станций или погибли, или не выполнили своих задач. Советский Союз растерял все преимущества в этом направлении, хотя по другим космическим проектам у нас были успехи – о них речь пойдёт в следующих главах. Теперь в лунной гонке США не плелись где-то далеко позади, а дышали в спину.
И наконец, 31 января 1966 года к Луне отправилась модернизированная АМС Е-6М № 202 («Луна-9»), совершившая первую в истории мягкую посадку на другое небесное тело. Станция Е-6 состояла из нескольких блоков: корректирующей тормозной двигательной установки (КТДУ), отсеков системы управления и системы астроориентации «Юпитер», радиовысотомера больших высот и собственно автоматической лунной станции (АЛС). Изначальный вес «Луны-9» составлял 1583 килограмма. По замыслу при посадке блоки астроориентации суммарной массой 312 килограммов отстреливались, затем надувались баллоны-амортизаторы и начинала работать КТДУ. На высоте около 260 метров двигатель КТДУ отключался, и дальше станция спускалась в режиме парашютирования – попросту говоря, медленно падала вертикально. На высоте около пяти метров, когда щуп станции касался лунной поверхности, АЛС массой около 100 килограммов отстреливалась. Так и произошло 3 февраля 1966 года – без единого сбоя.
АЛС «Луна-9» впервые в истории сняла панораму лунной поверхности и передала её на Землю, причём панорам было несколько, сделанных в разное время суток. С этой съёмкой связан забавный инцидент: передачу перехватил радиоастроном Бернард Ловелл из обсерватории Джодрелл-Бэнк близ Манчестера и благодаря значительно более оперативной и открытой работе западной прессы умудрился опубликовать снимок в газете Times раньше официальных советских источников! На первых полосах остальной мировой прессы, в том числе и советской, панорама появилась лишь 5 февраля, потому что Келдыш с распечатанными снимками добрался до ТАСС только 4-го числа. Впрочем, это было не важно: Ловелл не скрывал, что снимки сделаны советской станцией, и вопроса о первенстве не стояло. Первая мягкая посадка американского аппарата на Луну произошла в июне того же года – это была АМС Surveyor 1.
Конец лунной гонки
Последней победой СССР в лунной гонке стал запуск первого искусственного спутника Луны. Серия АМС, разработанных для этих целей, называлась Е-6С (буква С означала «спутник»). Первая попытка – запуск Е-6С № 204 1 марта 1966 года – провалилась из-за отказа разгонного блока, но уже следующая, 31 марта, удалась.
3 апреля 1966 года станция Е-6С № 206 («Луна-10») вышла на лунную орбиту и проработала там 56 суток, проведя 219 сеансов связи и совершив 460 витков вокруг Луны. Научные задачи Е-6С были типовыми: на ней стояли счётчики ионизирующего излучения, ионные ловушки, магнитометры – в общем, спутник собирал информацию об окружающем мире. Куда важнее его идеологическая роль: в первую очередь он должен был отыграть потерянную из-за проблем с ракетами-носителями фору. Главной задачей запуска стало практическое доказательство того, что рукотворный объект можно вывести на лунную орбиту, кроме того, были получены данные о гравитационном и магнитном полях Луны. Интересно, что в рамках своей программы Surveyor американцы не строили вообще никаких планов по созданию ИСЗ Луны – все усилия они сосредоточили на планировании пилотируемого полёта. Серьёзным их успехом было то, что аппарат Surveyor 6 (стартовавший в ноябре 1967 года) повторно запустил заглушенные двигатели уже после посадки, поднялся над поверхностью Луны, перелетел на 2,5 метра в сторону и успешно совершил повторную посадку – это доказывало возможность взлёта. Также стоит заметить, что появившиеся позже, разработанные без спешки и более совершенные АМС Surveyor в целом передали на Землю гораздо больше фотоснимков, чем советские станции, причём лучшего качества. Рекорд принадлежит Surveyor 6: он передал 30 027 фотографий.
В том же 1966 году СССР успешно запустил ещё несколько спутников в рамках лунной программы. В частности, спутники серии Е-6 ЛФ отсняли лунную поверхность с орбиты – тоже впервые в истории.
Но 20 июля 1969 года американский космический корабль Apollo 11 с астронавтами на борту прилунился в Море Спокойствия, и это событие разом перевесило все достижения конкурентов. Нил Армстронг и Базз Олдрин не только стали первыми людьми на поверхности другого небесного тела. Они впервые в истории собрали образцы лунного грунта, причём сразу 21,55 килограмма; советские АМС тоже впоследствии собирали грунт, рекордом стал 170-граммовый забор станции «Луна-24» в 1976 году. Американцы получили первые качественные цветные фотографии поверхности Луны в большом количестве и вообще одним рывком одержали победу в лунной гонке.
Ответным ударом, пусть и более слабым, но всё-таки весьма заметным в научно-техническом плане, можно считать доставку на Луну 17 ноября 1970 года первого в истории планетохода – «Лунохода-1». Об этом я расскажу в отдельной главе.
Впрочем, важно понимать, что космическая гонка, как и её отдельная битва – гонка лунная, хоть и имела немалое политическое значение, но больше всего пользы принесла всё-таки науке. Достижения советских и американских исследователей, учёных, инженеров, технологов стали вехами прогресса всего человечества.