Уже в октябре 1961 года состоялся первый полет экспериментального прообраза американской лунной ракеты - “Сатурна-1”. Сама лунная ракета “Сатурн-5” впервые взлетела 9 ноября 1967 года. Первую попытку запустить свою ракету-носитель Н-1 для осуществления лунной экспедиции СССР предпринял только в феврале 1969 года.
Кроме того, на американскую программу высадки на Луну человека было затрачено 25 миллиардов долларов. Советское правительство выделило на эти же цели в несколько раз меньшую сумму...
То есть на деле получилась не “лунная гонка” двух равных по силам участников, а очередное соревнование в стиле “Догоним и перегоним Америку!” да еще при весьма скудном финансировании советской лунной программы. Очевидно, что такое “соревнование” трудно назвать “лунной гонкой”. Это скорее похоже на попытку догнать на мопеде гоночный автомобиль.
16. Новые успехи в осуществлении лунной программы
Вспомним, однако, что кроме пилотируемой лунной программы Советский Союз осуществлял еще исследования естественного спутника Земли с помощью автоматических аппаратов. И вот тут СССР достиг действительно триумфальных успехов.
16.1. СССР: Доставка лунного грунта на Землю с помощью автоматической станции
В 60-х годах прошлого века все грезили пилотируемыми лунными экспедициями - и в США, и в СССР. Казалось, что пилотируемым миссиям на Луну нет альтернативы. Ну, кто как не человек, может долететь на космическом корабле до Луны, выйти на лунную поверхность, взять пробы лунного грунта и привезти их на Землю? Да, наверное, никто!
Но конструкторы на подмосковном предприятии, которым руководил Георгий Николаевич Бабакин, так не считали. Поэтому просто решили сконструировать “лунных роботов” и отправить их на поверхность естественного спутника Земли.
Ну, и как не попробовать с помощью вот такого умного и умелого “лунного робота” опередить Соединенные Штаты в доставке лунного грунта на Землю? Мол, вы там, за океаном, рискуете человеческими жизнями и затратили миллиарды долларов, чтобы добраться до Луны. А мы здесь, в Советском Союзе, с меньшими затратами и без риска для космонавтов сделаем тоже самое - добудем лунный грунт! США когда собрались высаживаться на Луну? В середине июля 1969 года! А мы пошлем наших “лунных роботов” к естественному спутнику Земли на месяц раньше. Высадимся на Луну, возьмем пробу лунного грунта и доставим ее на Землю. И утрем нос американцам!
Утром 14 июня 1969 года с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя “Протон-К” была предпринята первая попытка запуска автоматической станции - “лунного робота” (Е-8-5, № 402). Но увы... Станция не вышла на опорную геоцентрическую орбиту - произошла ошибка в цепях управления, а в результате не были выполнены команды на подготовку и запуск двигательной установки разгонного блока “Д”, который должен был обеспечить довыведение головного блока на требуемую орбиту. Миссия сорвалась.
Но время еще есть - до начала полета “Аполлона-11” целый месяц. Срочно готовим на космодроме дублирующего “лунного робота”. И за три дня до старта американцев - утром 13 июля 1969 года -отправляем в полет на ракете-носителе “Протон-К” автоматическую станцию “Луна-15” (Е-8-5 № 401).
“Лунный робот”, созданный для доставки грунта с Луны на Землю, состоял из:
- “посадочной ступени с основным двигателем для торможения и двумя двигателями малой тяги для посадки, а также грунтозаборным устройством и различными приборами, посадочная ступень также обеспечивала старт ракеты “Луна-Земля”;
- ракеты “Луна-Земля” с бортовым радиокомплексом и приборным отсеком в виде цилиндра, на который устанавливался возвращаемый аппарат;
- возвращаемого аппарата в виде шара, с тремя отсеками, в которых были размещены:
радиопередатчики для обнаружения при спуске на Землю, аккумуляторы, механизм управления парашютом; парашют, антенны радиопередатчиков, баллоны с газом для ориентации после посадки; контейнер для лунного грунта” [16.1].
Возвращаемая на Землю масса шара была жестко лимитирована. Поэтому невозможно было оснастить ракету для полета по трассе “Луна-Земля” полноценной системой управления. Чтобы упростить старт с Луны и ориентацию в пространстве, было решено в качестве районов посадки на Луну станций серии Е-8-5 выбирать только те районы лунной поверхности, в пределах которых начальная часть траектории возвращения совпадала бы с местной лунной вертикалью. Это делало много проще систему управления взлетной ракетой и даже помогло избежать коррекций траектории ее движения по трассе перелета “Луна-Земля”.
Станция Е-8-5 № 401 успешно вышла на промежуточную околоземную орбиту, а затем ей был сообщен импульс, который перевел “Луну-15” на трассу полета к Луне. 14 июля 1969 года была проведена коррекция траектории. А 17 июля 1969 года над обратной стороной Луны была включена двигательная установка в режиме торможения. “Лунный робот” “Луна-15” вышел на окололунную орбиту.
19 и 20 июля последовали еще две коррекции орбиты, в результате которых была сформирована орбита для посадки станции “Луна-15” на лунную поверхность.
Американские астронавты уже были на Луне, когда 21 июля 1969 года в 18 часов 46 минут 43 секунды двигательная установка станции “Луна-15” была включена на торможение. Продолжительность первого этапа снижения станции с помощью двигателя большой тяги, установленного на ней, должна была составить 267,3 секунд после его включения. В результате “Луна-15” должна была оказаться примерно на высоте двух с половиной километров над лунной поверхностью. Но на 237-й секунде снижения связь с “лунным роботом” вдруг прекратилась. Поступавшая с борта “Луны-15” на Землю телеметрия свидетельствовала, что параметры всех бортовых систем станции были в норме. Потеря связи произошла 21 июля 1969 года в 18 часов 50 минут 40 секунд.
До сих пор ученые и инженеры спорят о том, что могло произойти пять десятков лет назад в лунном небе. Считается, что наиболее вероятной причиной гибели “лунного робота” могло стать столкновение его с горой. Если, конечно, допустить ошибку в пространственном положении “Луны-15” в момент подачи команды на запуск тормозного двигателя в сторону от расчетной траектории снижения примерно на 15 километров и вдоль траектории приблизительно на 45 километров...
Третью попытку “взять Луну штурмом” с помощью “лунных роботов” предприняли уже 23 сентября 1969 года. Ракета-носитель “Протон-К” вывела лунную автоматическую станцию Е-8-5 №403 на промежуточную околоземную орбиту. Однако уже на пассивном участке полета произошло вытекание окислителя из топливного бака разгонного блока “Д” из-за того, что не закрылся разделительный клапан в магистрали. Возник возмущающий момент, который начали парировать исполнительные органы системы обеспечения запуска. В результате этих непредусмотренных программой полета операций произошло преждевременное израсходование рабочего тела. Поэтому второе включение двигательной установки разгонного блока “Д” - чтобы перевести станцию на траекторию полета к Луне - не прошло. Системой управления был сформирован сигнал “Аварийное выключение двигателя”. Результатом его стало отделение станции от разгонного блока “Д”. Станция Е-8-5 №403 получила название “Космос-300”. На 67-м витке по командам с Земли включили двигательную установку станции, она перешла на траекторию спуска и частично сгорела в земной атмосфере, а то, что не сгорело - затонуло в одном из районов акватории Тихого океана [16.2].
Четвертая попытка доставки лунного грунта с помощью автоматической станции была осуществлена 20 октября 1969 года. Ракета-носитель “Протон-К” успешно вывела станцию Е-8-5 № 404 на промежуточную околоземную орбиту. Но снова неудача - отказал один из блоков радиокомплекса. Поэтому программные развороты головного блока - ракетного блока “Д” и станции Е-8-5 № 404 - прошли со значительной ошибкой. Как результат, к началу второго включения двигательной установки разгонного блока “Д” головной блок был неправильно сориентирован в пространстве. Поэтому после отработки разгонного импульса станция и разгонный блок вместо выхода на траекторию полета к Луне вошли в плотные слои атмосферы над акваторией Тихого океана. В официальном сообщении ТАСС о запуске станция Е-8-5 № 404 получила название очередного искусственного спутника Земли - “Космос-305” [16.2].
Пятый старт по программе Е-8-5 состоялся 6 февраля 1970 года. Ракета-носитель “Протон-К” (8К82К) должна была вывести на орбиту станцию Е-8-5 №405. При запуске двигательной установки второй ступени ракеты-носителя “Протон-К” из-за отказа датчика давления в камере сгорания одного из двигателей прошла команда на их отключение. Ракета-носитель и станция вместо Луны улетели “за бугор” [16.2].
С шестой попыткой “добыть лунный камень” решили не спешить. Станция Е-8-5 № 406 была запущена ракетой-носителем “Протон-К” только 12 сентября 1970 года. 17 сентября 1970 года космический аппарат, получивший после отлета от Земли имя “Луна-16”, был выведен на орбиту вокруг Луны. После маневрирования на окололунной орбите 20 сентября 1970 года станция “Луна-16” массой 1880 килограмм совершила мягкую посадку на поверхности Луны в районе Моря Изобилия. Отклонение от расчетной точки посадки на лунную поверхность составило всего полтора километра.
Конечно, это был новый выдающийся успех советской науки и техники. Поэтому он был хорошо оформлен идеологически: на посадочной ступени “Луны-16” был размещен металлический вымпел с надписью “Союз Советских Социалистических Республик”, изображением Государственного герба СССР и надписью “Луна-16”, сентябрь 1970”. На возвращаемом аппарате также имелся знак с надписью “СССР”, изображением Государственного герба СССР и надписью “Луна-16”, сентябрь 1970, Земля-Луна-Земля”. В целом же полет был посвящен предстоящему в начале 1971 года XXIV съезду КПСС.
После посадки в соответствии с программой полета грунтозаборным устройством посадочной ступени был произведен забор лунного грунта. Проба грунта в специальной герметичной капсуле была помещена в возвращаемый аппарат. 21 сентября 1970 года ракета “Луна-Земля” (весом 512 килограмм) с возвращаемым аппаратом станции “Луна-16” стартовала с поверхности Луны. Двигатель взлетной ракеты работал до достижения скорости 2,708 километров в секунду.