Если вы читали главу 31, то уже всё знаете о советской лунной программе. Напомню вкратце: 12 сентября 1959 года автоматическая межпланетная станция «Луна-2» стала первым в истории рукотворным устройством, достигшим поверхности Луны. Вслед за ней к естественному спутнику Земли отправили ещё несколько спускаемых лунных аппаратов; все они, прилунившись, вели исследования и передавали на Землю информацию, но не могли передвигаться.
Была и другая советская лунная программа – пилотируемые полёты. Я не хочу подробно о ней рассказывать, так как этот этап лунной гонки мы вчистую проиграли. Старт программе был дан в 1964 году, когда СССР уже заметно отставал от США, финансировали её очень скромно, кроме того, по ней ударили смерть Королёва в 1966-м, катастрофа «Союза-1» и ряд других неприятностей. В результате поставленная в самом начале задача – посадка пилотируемого корабля на Луну в июне 1968 года – была к заданному сроку не то что не выполнена, а находилась примерно в том же зачаточном состоянии, что и в начале истории. Когда Apollo 11 опустился на поверхность Луны, СССР было совершенно нечем крыть эту карту. У нас не осталось ни одного козыря.
Но мы сделали «Луноход» – проект значительно более скромный в плане политического престижа, но имеющий немалое значение в научно-исследовательском смысле.
Построить планетоход: начало
Проект планетохода номинально относился к той же программе «Луна», что и все предыдущие автоматические станции (как вы помните, они имели маркировку Е-1, Е-2 и т. д.). «Луноходу» присвоили код Е-8.
Впервые речь о планетоходе зашла в королёвском ОКБ-1 в 1960 году – но его время пришло позже. 1960-й оказался самым провальным годом в плане исследовательских программ – советская космическая отрасль потеряла два лунных («Луна-4А» и «Луна-4В») и два марсианских («Марс 1960А» и «Марс 1960Б») зонда. Нужно было доводить до совершенства штатные системы, а не фантазировать о «Луноходах». Тем более что важнейшей задачей начала 1960-х была отправка человека в космос.
Поэтому проект убрали в стол, и лишь в 1963 году, когда освободились какие-то ресурсы, была сформирована рабочая группа, которую возглавил Михаил Тихонравов. Годом позже, в августе 1964-го, вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 655–268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства» – и луноходная программа получила приоритет и финансирование. Вот тогда уже работа закипела.
Сперва подразумевалось, что на Луну планетоход доставит тяжёлая ракета-носитель Н-2, облегчённый вариант Н-1 – того самого мифического носителя, который должен был доставить к Луне советских космонавтов. Однако Н-1 на 1964 год существовала только в виде проекта ОКБ Королёва. Забегая вперёд, скажу, что первый испытательный пуск первой ступени Н-1 произошёл только в 1969 году и закончился аварией, впрочем как и все последующие. Но к 1965 году уже была готова ракета-носитель «Протон», разработанная в ОКБ Челомея. В марте-апреле того же года все проекты, готовившиеся под H-2, спешно переориентировали на «Протон». На первых порах он показывал себя не очень хорошо (об этом я рассказывал в предыдущей главе), но по крайней мере он был готов и даже испытан.
Техническое задание на планетоход пережило несколько редакций и в финальной версии, в середине 1963 года, выглядело следующим образом: масса – 900 килограммов, максимальная скорость – 4 километра в час, диаметр приборного контейнера – 1,8 метра, номинальное энергопотребление – 0,25 киловатта. Интересно звучали на тот момент задачи планетохода. Поскольку только-только стартовала лунная пилотируемая программа, «Луноход» был привязан к ней: его назначили разведчиком. Предполагалось, что он исследует местность в зоне посадки первой экспедиции и поможет выбрать место для прилунения модуля. На нём отрабатывались система мягкой посадки лунного корабля, а также отдельные элементы бортовой аппаратуры; кроме того, во время самой лунной миссии планетоход должен был находиться неподалёку и снимать советских космонавтов со стороны. Научные исследования лунной поверхности тоже входили в повестку дня, но стояли ближе к концу списка, поскольку основные исследовательские задачи ложились на космонавтов.
Шасси «Лунохода» предполагалось сделать гусеничным, поэтому ходовую часть поручили разработать ленинградскому ВНИИ-100 (ныне ОАО «ВНИИТрансмаш»), который до того работал над ходовыми танков, то есть его инженеры имели определённый специфический опыт. И вышла забавная история. Проект возглавил Александр Кемурджиан, на тот момент начальник отдела новых принципов движения. Отдел Кемурджиана активно занимался «Объектом 760», прозванным «ползоходом», – лёгким плавающим танком на воздушной подушке. На конструкторов заказ из космического ведомства свалился как снег на голову – они никогда таким не занимались и не планировали; их вотчиной были танки и БРДМ! Но Кемурджиан, 42-летний, в самом расцвете сил, рьяно бросился в неизведанное и, по сути, стал основателем мировой школы космического транспортного машиностроения. Он полюбил далёкие миры всем сердцем и остаток жизни занимался планетоходами, построил на этом карьеру, так что сегодня его имя связано исключительно с космической отраслью. Но до 40 лет он не помышлял ни о чём таком, к космонавтике и смежным с нею сферам типа разработки баллистических ракет отношения не имел и попал «в космос» совершенно случайно. Вот как бывает.
Надежды и их крушение
После перехода от перспективной ракеты-носителя E-2 к реально существующему «Протону» проектные работы по «Луноходу» тоже передали другому учреждению – Машиностроительному заводу имени Лавочкина. Как авиазавод внезапно стал космическим? Дело в том, что в начале 1950-х завод, как и многие другие авиационные предприятия, начал работать над ракетным вооружением, а в 1962-м его перевели в ведение Челомея, сделав филиалом ОКБ-52. В 1964-м его вернули в Министерство общего машиностроения СССР – но за «челомеевские» годы завод окончательно изменил направление деятельности.
Специалисты МЗЛ, получив проект ОКБ-1, тут же отправили его в самый дальний ящик и начали строить планетоход с нуля. И первым делом они отказались от гусениц в пользу колёс (однако Кемурджиан в проекте остался). Это было связано с тем, что к тому времени стал известен состав лунного грунта, сообщённый на Землю «Луной-9», и колёса теперь казались более подходящим движителем.
Объект Е-8 состоял из двух частей – самого лунохода 8ЕЛ и посадочного модуля КТ. Луноход весил 756 килограммов и имел параметры 4,42 на 2,15 на 1,92 метра. Самый заметный его элемент, запоминающийся всем по изображениям, – это овальный (а точнее, в форме усечённого конуса) корпус-контейнер с откидывающейся крышкой. Внутри располагались всевозможные приборы – как служебные, предназначенные для функционирования машины, так и измерительные. Оборудования хватало: «Луноход-1» имел две телекамеры для управления, четыре телефотометра (панорамных камеры), рентгеновский спектрометр для анализа химического состава грунта, рентгеновский телескоп, детектор космических лучей, лазерный уголковый отражатель и специфический гибрид одометра (счётчика оборотов колеса), спидометра и пенетрометра (устройства для проникновения в поверхность и определения её механических свойств). На внутренней стороне крышки приборного отсека находилась солнечная батарея; откидывая крышку под нужным углом, луноход максимально эффективно собирал солнечную энергию.
19 февраля 1969 года состоялся старт советской луноходной миссии. Он должен был стать ещё одной победой в космической гонке: СССР первым отправлял на Луну автономную мобильную станцию. Ракетой-носителем служил уже знакомый нам «Протон-К», а мягкую посадку луноходу обеспечивала корректирующе-тормозная ступень КТ. Спуск с орбиты Луны до её поверхности занимал около шести минут и разделялся на несколько этапов: сперва тормозная установка снижала скорость до нуля на высоте 2300 метров, до 700 метров аппарат свободно падал, затем включались корректирующие двигатели, которые «отпускали» посадочный модуль уже за два-три метра до поверхности. Наконец, из КТ выдвигался трап, и луноход выезжал на Луну.
К слову, многие думают, что «Луноход-1» был автономен в плане управления. Конечно, нет: с Земли им управляла бригада профессионалов – командир, водитель, бортинженер, штурман и оператор наведения антенны. То есть экипаж у него был больше, чем у космического корабля!
Итак, 19 февраля 1969 года в 9:48 по Москве «Протон-К» (8К82К) понёс к луне аппарат Е 8 № 201. На 52-й секунде полёта из-за вибраций разрушилось крепление носового обтекателя. Он оторвался, и его обломки, пролетев вдоль ракеты, врезались в её первую ступень. Ракета взорвалась на 53-й секунде. Я уже писал, что половина неудачных пусков «Протона-К» пришлась на первые годы его эксплуатации. Это был всего лишь 11-й запуск новой ракеты-носителя из более чем 300, а из предыдущих десяти удались четыре. Гибель «Лунохода» продолжила печальный список.
Но самое главное, что авария стала важным переломным моментом в космической и, в частности, в лунной гонке. Если бы «Луноход» успешно добрался до спутника Земли и какое-то время бы там поработал, газеты всего мира трубили бы об этом. Конечно, американский ответ в виде живого астронавта на Луне в любом случае казался бы более значимым достижением, но это был бы именно ответ, то есть каждая из противоборствующих сторон выиграла бы по заезду. Но 21 июля 1969 года Нил Армстронг ступил на лунную поверхность – и политическая значимость «Лунохода» упала практически до нуля.
Самое печальное, что с точки зрения объективной реальности «политическая значимость» была бессмысленным проявлением эгоизма и глупости в общечеловеческих масштабах. Конечно, в неперевёрнутом мире основным стимулом запуска должна служить наука. Потому, как ни странно это звучит, хорошо, что «Протон-К» с изделием № 201 разбился. Удар, нанесённый американцами по гордости советского руководства, оказался фатальным и позволил говорить о победе в космической гонке, хотя до её окончания оставалось ещё несколько лет. Эта авария стала звеном в цепочке событий, которая привела к окончательному закрытию бесполезной пилотируемой лунной программы СССР и движению в сторону совместных проектов, начиная с «Союза – Аполлона».
И всё-таки – «Луноход»
Конечно, закрывать программу Е-8 никто не собирался, но на первый план вышли научные цели – гонка потеряла смысл. Поэтому накал страстей спал и темпы работы стали умеренными. Можно было не нестись, сломя голову.
Во-первых, после ещё нескольких катастроф до ума довели «Протон-К». Во-вторых, в спокойном режиме достроили второй экземпляр «Лунохода», Е-8 № 203. Вы спросите: а куда делся № 202? Дело в том, что 202-й индекс присвоили на тот момент ещё только разрабатываемой АМС «Луна-19».
Результатом вдумчивой работы стал успешный запуск. 10 ноября 1970-го, через полтора с лишним года после первой попытки, «Протон-К» с Е-8 № 203 взлетел с Байконура, 15 ноября вывел КТ на лунную орбиту высотой 85 на 141 километр, на следующий день тот опустился до 19 километров, а 17 ноября благополучно прилунился в Море Дождей. «Луноход-1», отныне и навсегда получивший это название, съехал на грунт и начал исследования.
Ресурсы «Лунохода-1» были рассчитаны на три месяца, но проработал он значительно дольше, с 17 ноября 1970-го по 15 сентября 1971-го, почти год. В его задачи по-прежнему входило изучение района для посадки спускаемого аппарата пилотируемой программы, но это уже не было основным смыслом миссии. За 301 день работы «Луноход-1» проехал 10 540 метров, передал 211 лунных панорам и более 25 000 фотоснимков, определил механические свойства лунного грунта в 537 точках, а в 25 точках провёл химический анализ. До скорости больше 2 километров в час «Луноход-1» не разгонялся, но это и не требовалось. И ещё забавный факт: 8 марта 1971 года оператор нарисовал колёсами планетохода цифру 8, причём дважды.
Остановился луноход не из-за износа оборудования. Просто у него было два источника энергии – солнечные батареи и радиоизотопное топливо на основе полония-210, распад которого обогревал системы машины в те отрезки времени, когда она находилась в тени. Осенью 1971 года количество полония уменьшилось до нижнего предела, и «Луноход» не выдержал лунной ночи с температурой в –150°.
Кроме описанных ранее, была на «Луноходе» и ещё одна интересная деталь – панель из 14 уголковых отражателей, или катафотов, позволяющая точно определить расстояние от источника света, расположенного на Земле, до «Лунохода», то есть, по сути, до поверхности Луны. Из обсерватории на Земле на «Луноход» направляли лазерный луч, который отражался строго в обратную сторону (в этом суть конструкции катафота), а затем измеряли время хода луча от точки отсчёта до Луны и обратно. Всего за время работы «Лунохода» было проведено 20 таких измерений. Отражатели по специальному заказу изготовила французская компания Aérospatiale.
Занятно, но именно отражатель позволил спустя 40 лет после потери связи с планетоходом обнаружить его на поверхности Луны. Группа физиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством Тома Мёрфи работала с рефлекторами, оставленными на Луне американскими миссиями, чьи координаты были точно известны. Они замеряли расстояние до Луны с учётом эффектов теории относительности. Несколько раз они использовали отражатель советского «Лунохода-2», который тоже никогда не теряли. Но в марте 2010 года на одной из фотографий американского аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter блеснул отражатель давно потерянного «Лунохода-1», и 22 марта команда Мёрфи сознательно направила в эту точку лазерный луч из обсерватории Апачи-Пойнт в Нью-Мексико. Удивительным образом ответный луч оказался даже ярче, чем те, что отражал полузанесённый пылью катафот «Лунохода-2»! С того момента Мёрфи включил отражатель «Лунохода-1» в программу исследований, а мы узнали точные координаты первого в истории планетохода.
После «Лунохода»
В 1971 году американская миссия Apollo 15 доставила на Луну первый в истории пилотируемый планетоход – знаменитый «лунный автомобиль» Lunar Roving Vehicle (LRV). За два дня и 18 часов астронавты «накатали» на LRV 27,8 километра, побив рекорд «Лунохода-1». Годом позже LRV сопровождали миссии Apollo 16 и Apollo 17 – последний наездил 35,74 километра.
Пилотируемая программа полёта на Луну в СССР на тот момент была вялотекущей. 22 мая 1974 года главного конструктора ЦБКЭМ Василия Мишина сняли с должности – во многом из-за провала программы. А новый руководитель, Валентин Глушко, первым делом её закрыл, чтобы не тратить средства на мертворождённый проект.
Программа Е-8 тем временем продолжалась, и 16 января 1973 года на Луну доставили новый аппарат – «Луноход-2». Он проработал всего четыре месяца (всё равно больше расчётного срока), но зато прошёл за это время рекордные 39 километров. На 1977 год планировался третий запуск – с планетоходом Е-8 № 205, но в итоге программу закрыли, и полностью готовый «Луноход-3» остался на Земле. Сегодня на него можно посмотреть в Музее НПО имени Лавочкина. Можно увидеть и точный ходовой макет «Лунохода-1» – он находится в Московском музее космонавтики. Забавно, но находящийся на Луне «Луноход-2» в 1993 году был продан на аукционе Sotheby’s за $68 500 американскому предпринимателю и космическому туристу Ричарду Гэрриоту.
Новая эра планетоходов началась через много лет. В 1997 году американцы отправили на Марс крошечный 10-килограммовый Sojourner, честно проехавший по Красной планете свои 100 метров. В 2004-м туда же полетели два полноразмерных марсохода NASA – Spirit и Opportunity. Последний работал до конца 2018 года и прошёл дистанцию в 46,16 километра. В 2012-м NASA отправило на Марс более крупный, совершенный и технически лучше оснащённый Curiosity – по сути, собранные им сведения дали человечеству больше знаний о Марсе, чем все предыдущие исследования вместе взятые. Наконец, в 2013-м свой первый планетоход Yutu на Луну послал Китай – он работал с перебоями, но часть научной программы выполнил, пройдя в сумме 112 метров.
На ближайшие годы запланированы полёты ещё нескольких луноходов: индийского Chandrayaan-2, китайского Chang’e 4, немецкого ALINA, американских Andy и Uni, японских Sorato, SLIM и SELENE-R, а также марсохода ExoMars – это совместный проект ESA и Роскосмоса. Тут надо заметить, что Советский Союз уже запускал два марсохода ПРОП-М («Прибор оценки проходимости – Марс») в ходе миссий «Марс-2» и «Марс-3» в 1971 году. Но первый ПРОП-М разбился во время жёсткой посадки, а второй попал в пылевую бурю и потерял связь с Землёй через 14,5 секунды. Так что с марсоходами у нас не сложилось. В середине 1980-х был ещё проект венерохода ХМ-ВД-2, но он закончился ничем.
Тем не менее, если отбросить политическую составляющую, мы можем гордиться «Луноходом-1». Именно советский колёсный аппарат первым проехал по далёкой лунной поверхности.