У американцев для реализации программы “Аполлон” использовалась только ракета-носитель “Сатурн-5” (носитель “Сатурн-1Б” должен был стартовать в космос только на этапе околоземной отработки всей космической системы). А по проекту С.П.Королева должны были использоваться модифицированные носители Р-7 и новая сверхмощная ракета Н-1. Эту сверхмощную ракету-носитель Королев начал проектировать еще в начале 60-х годов. Генерал Николай Каманин отмечал в своем дневнике:
“12 февраля (1961 года - С.Ч.)
Сергей Павлович поделился со мной своими планами на будущее, дал почитать свою голубую папку “Планы ОКБ-1 на семилетку”. В соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР
№715-296 от 23 июня 1960 года о создании тяжелых обитаемых спутников Королев начал создавать носитель Н-1” [9.4].
К весне 1963 года проект ракеты-носителя Н-1 стал уже обретать конкретные черты. Генерал Николай Каманин писал:
“28 апреля (1963 гола - С.Ч.)
Сегодня 3 часа заседал президиум Межведомственного Совета по космосу. Вел заседание Келдыш, доклад о ракете Н-1 сделал Королев. Кроме членов президиума, присутствовало несколько академиков, главных конструкторов и начальников институтов.
Ракета Н-1 будет готова в 1965 году. Она позволит выводить на орбиту высотой 300 километров 75 тонн полезной нагрузки, на 3 тысячи километров 50 тонн и на 36 тысяч километров (стационарная орбита - Ред.) - 16 тонн. С помощью этой ракеты космонавтам можно будет слетать на Луну и вернуться на Землю, облететь Марс или Венеру и вернуться на Землю. Для осуществления таких полетов потребуется 3-10 пусков ракеты. Ракета Н-1 может быть использована и для создания научной орбитальной станции, а также для решения ряда военных задач (разведка, перехват, удар). На заседании Межведомственного Совета было признано целесообразным доложить в ЦК КПСС обо всех этих вариантах применения новой ракеты” [9.4].
Вроде бы, имеет место некий “конструкторский паритет”: две ракеты у США, две ракеты у СССР. Но есть существенное отличие в количестве запусков ракет-носителей для осуществления одной лунной экспедиции. У американцев для запуска космического комплекса “Аполлон” к Луне используется одна ракета-носитель “Сатурн-5”. Советских космонавтов в рамках, например, программы Л3 предполагалось доставить на лунную поверхность с использованием трех ракет-носителей Н-1 и одной модифицированной ракеты-носителя типа Р-7. Значит, и стоимость советской лунной экспедиции была в два - два с половиной раза выше, чем американской. Общая стоимость программы лунных исследований стала одним из камней преткновения на пути реализации всего проекта “Л”.
Кроме того, реализацию своего масштабного проекта С.П.Королев начал фактически только в марте 1962 года. К этому времени за океаном уже полным ходом шли работы по созданию ракетно-космического комплекса “Аполлон”-“Сатурн”, а “Сатурн-1” - прототип ракет-носителей “Сатурн-1Б” и “Сатурн-5”, которые должны были использоваться в лунной экспедиции, -уже стартовал с пусковой площадки космодрома на мысе Канаверал. Даже в момент начала программы “Л” Советский Союз уже отставал от Соединенных Штатов в подготовке лунной экспедиции на два-три года.
Отметим также, что проект Л-1 для пилотируемого облета Луны, который разрабатывался в ОКБ-1 под руководством С.П.Королева, все время менялся. Последний вариант, подготовленный в начале 1963 года, предусматривал уже совершенно иную схему полета, чем это было в первоначальных вариантах окололунной экспедиции. Сначала производился запуск специального разгонного модуля (разгонного блока). Заправлять модуль намечалось с помощью четырех специальных кораблей - танкеров, которые должны были доставить в космос в совокупности свыше 22 тонн окислителя и горючего, а затем отделиться от ракетного модуля. После заправки модуля к нему стартовал пилотируемый корабль с двумя космонавтами. Именно этому кораблю и предстояло долететь до лунной орбиты, а затем вернуть космонавтов на Землю. Заправленный топливом ракетный блок разгонял пилотируемый космический корабль кормовой частью вперед и отделялся.
Двигатели пилотируемого космического корабля использовались в этом полете только для коррекции траектории движения. Обогнув Луну, космический корабль брал курс к Земле. На подлете к планете происходило разделение корабля на составные отсеки: бытовой отсек, спускаемый аппарат и приборно-агрегатный отсек. Бытовой и приборно-агрегатный отсеки сгорали в земной атмосфере или выходили на очень вытянутую околоземную орбиту. Спускаемый аппарат, похожий по форме на автомобильную фару, имел аэродинамическое качество, что позволяло ему совершить управляемый спуск в атмосфере и посадку в заданном районе Советского Союза. Был возможен и спуск по баллистической траектории, но в этом случае перегрузки были более значительными.
Этот ракетно-космический комплекс получил наименование “Союз”. Таким образом, в состав комплекса входили космические корабли трех типов:
- двухместный пилотируемый корабль 7К (“Союз-А”);
- ракетный блок 9К (“Союз-Б”);
- танкер-заправщик 11К (“Союз-В”).
Для осуществления всей этой программы использовалась ракета-носитель Р-7А. Всего для осуществления одной экспедиции к Луне требовалось шесть пусков ракеты-носителя этого типа.
Двухместный (хотя не исключался и полет трех космонавтов) пилотируемый космический корабль 7К должен был состоять из шести основных отсеков:
- стыковочного агрегата;
- бытового отсека коническо-цилиндрической формы;
- спускаемого аппарата, имеющего аэродинамическое качество и внешне похожего на автомобильную фару;
- отсека двигателей причаливания и ориентации;
- цилиндрического приборно-агрегатного отсека, внутри которого располагалась сближающе-корректирующая двигательная установка, а на его внешней поверхности - две панели раскрывающихся после запуска в космическое пространство солнечных батарей;
- тороидального навесного орбитального отсека, который располагался около базового шпангоута агрегатного отсека и сбрасывался после стыковки с ракетным блоком.
Ракетный блок 9К состоял из двух основных частей: ракетного модуля “Союз-БМ” и базового навесного отсека “Союз-БН”. Ракетный модуль включал в себя топливные баки, двигательную установку, аппаратуру для сближения и стыковки с кораблем 7К.
Танкер-заправщик 11К “Союз-В” должен был иметь две разновидности: “Союз-ВА” - для окислителя, “Союз-ВБ” - для горючего.
Постановление Совета Министров СССР № 346-160 от 16 апреля 1962 года предписывало ОКБ-1 начать работы по проекту космической сборки [9.5].
Первый эскизный проект комплекса 7К-9К-11К С.П.Королев утвердил 24 декабря 1962 года. 7 марта 1963 года был утвержден теоретический чертеж корабля 7К. Проспект проекта полета к Луне был подписан С.П.Королевым 10 мая 1963 года и именовался “Сборка космических аппаратов на орбите спутника Земли”. С.П.Королев ставил своей целью в ходе реализации проекта выполнить две основные задачи: “отработать стыковку и сборку на орбите и облететь Луну пилотируемым аппаратом” [9.6].
Этап проектной разработки корабля 7К завершился в 1963 году выпуском исходных данных на конструкцию и системы корабля и его спускаемого аппарата. Генерал Николай Каманин писал о проекте “Союз”:
“21 января (1963 года - С.Ч.)
Более трех часов вместе с генералами Мишуком, Холодковым и группой офицеров ВВС работали в ОКБ-1. Константин Петрович Феоктистов и другие инженеры и конструкторы доложили нам основные данные, назначение и принципы использования космического корабля “Союз”. Главная идея “Союза” осуществление стыковки на орбите с целью обеспечения длительных полетов научного и военного назначения. В комплекс “Союз” входят три составные части:
1) трехместный космический корабль 7К (массой 5,5 тонн) с бытовым отсеком и спускаемым аппаратом;
2) ракета 9К (общей массой 18 тонн) с двигателями и запасом топлива для маневрирования корабля на орбите и доразгона его до второй космической скорости (тяга основного двигателя - 0,45 тонны, а двигателей ориентации от одного до десяти килограммов; масса топлива при полной заправке баков ракеты составляет 14 тонн; для полной заправки необходимы четыре стыковки с танкерами;
3) танкер 11К (массой 5 тонн) для доставки на орбиту двухкомпонентного топлива.
Проектом предусматривается, что комплекс “Союз” должен функционировать на круговой околоземной орбите высотой 250 километров в течение трех лет со сменой экипажей, дозаправкой, проведением профилактического ремонта и заменой агрегатов. Ресурсы корабля 7К позволяют осуществить полет на удаление до 400 тысяч километров (пилотируемый облет Луны). Разрабатываются и военные варианты корабля: “Союз-П” (перехватчик) и “Союз-Р” (разведчик).
Установленные на корабле бортовые средства поиска, обнаружения и сближения (массой 400 килограммов) обеспечивают полностью автоматическую без участия экипажа - стыковку на орбите, но предусматривается и ручное (визуальное) управление процессом стыковки с расстояния 300 метров. Спуск корабля с орбиты - неуправляемый; ОКБ-1 категорически отвергает использование на “Союзе” каких-либо крыльев. Чтобы не задерживать решение главной проблемы - стыковки в космосе, - ВВС вынуждены снять свои предложения об установке на корабле “крылышек”. Посадка спускаемого аппарата осуществляется с помощью парашютно-реактивной системы, при этом скорость спуска на парашюте не превышает 10 метров в секунду, а скорость в момент приземления при нормальной работе тормозных двигателей равна нулю. Индивидуальные парашюты и скафандры для членов экипажа не предусматриваются: рекомендации ВВС о необходимости иметь на “Союзе” скафандры остались нереализованными (и это пренебрежение скафандрами сыграет через восемь лет, в 1971 году, роковую роль и приведет к гибели экипажа космического корабля “Союз-11” - Георгия Добровольского, Владислава Волкова и Виктора Пацаева - С.Ч.).
В целом проект производит хорошее впечатление, но его разработка затягивается, и первый одиночный (без стыковки) полет корабля 7К может состояться не раньше второй половины 1964 года.