И это было только начало. Американцы буквально за девять месяцев повторили то, что мы сделали за четыре года, и перещеголяли нас. Джеймс Мак-Дивитт и Эдвард Уайт, летавшие на «Джемини-4» в июне 1965 г., за четверо суток в космосе успели поманеврировать, сближаясь со второй ступенью ракеты (сразу же на первом витке), на третьем витке Уайт вышел в космос. Во время выхода он испытал ручное реактивное устройство для передвижения «самострел». Выход продолжался около 20 минут и тоже сопровождался трудностями с выходным люком: открылся и закрылся он с трудом. Кроме того, астронавты провели ряд научных экспериментов. Экипаж «Джемини-5» в составе Гордона Купера и Чарльза Конрада поставил новый рекорд продолжительности космического полета – 7 суток 22 часа 55 минут. Кроме того, они выполнили программу экспериментов. НАСА упорно продвигалось к решению задачи высадки на Луну.
Казалось бы, можно было на этом США успокоиться, да не тут-то было. 4 декабря 1965 г. был запущен «Джемини-7» с астронавтами Френком Борманом и Джеймсом Ловеллом. Модуль «Аджена» взорвался при старте, и на орбиту отправили второй корабль «Джемини-6А» с экипажем в составе Уолтера Ширра и Томаса Стаффорда. Корабль нужен был на орбите для отработки совместных маневров сближения. Стыковочных узлов на кораблях «Джемини» еще не было, а сближались корабли почти до касания: от 90 м до 30 см! Американцы догнали и перегнали нас. Теперь мы дышали им в затылок.
«Автоматический» космос
Если при проведении пилотируемых полетов у нас все было замечательно (до 1967 г.), то при запусках автоматических станций и спутников было всякое. Все-таки электроника и ее элементная база в США были развиты намного лучше. Тем не менее мы старались, и у нас многое получалось.
Запускать космические аппараты без всяких планов и системы – все равно что устилать небо деньгами. Да и кто позволил бы это Королеву! Первой программой по запуску космических аппаратов была лунная программа.
Официально первый этап советской лунной программы начался 2 сентября 1958 г. принятием постановления правительства о запуске автоматических станций к Луне, а фактически еще раньше, так как к началу 1958 г. у нас уже был детально проработан первый лунный аппарат. Специалисты полагали, что начальный этап исследований Луны автоматическими станциями нужен для дальнейших исследований Марса и Венеры, может быть, даже в пилотируемом варианте. Смелости и амбициозности Сергею Павловичу Королеву и его соратникам было не занимать, тем более что поддержка сверху в лице первого секретаря ЦК КПСС Никиты Сергеевича Хрущева, главного человека в Советском государстве, была абсолютной.
После наших успешных запусков первых спутников американцы при помощи ракеты-носителя Thor-Able, а также Juno решили попробовать опередить своих советских коллег в космической гонке: первыми попасть в Луну. Думать о посадке на нее в конце 50-х гг. было слишком рано и для советских специалистов, и для американских. Даже рассчитав полет на Луну, нужно было создать множество технических систем и заставить их работать слаженно и точно!
Для запусков к Луне и других межпланетных исследований у американцев был предназначен космический аппарат Pioneer. Первый его запуск был осуществлен 17 августа 1958 г. Взрыв ракеты Thor-Able произошел на 77-й секунде полета. Последующие пуски 11 октября, 8 ноября, 6 декабря 1958 г. космических аппаратов соответственно Pioneer-1, Pioneer-2, Pioneer-3 также были неудачными.
Раз у американцев не все сразу получалось, значит, и у нас было не без греха. Космические аппараты лунной серии в королевском ОКБ-1 получили индекс Е. Эскизно их успели проработать еще до конца 1957 г. Так что в начале 1958 г. С. П. Королев в своем закрытом докладе «О программе исследований Луны» уже использовал эти наработки. Аппараты должны были запускаться ракетой 8К72, то есть «Восток».
В сущности, это была та же самая Р-7, но с третьей ступенью. На третьей ступени было решено использовать двигатель РД0105 конструктора Семена Ариевича Косберга и блок Е. Движок Косберга был непростой: он был способен включаться в космическом вакууме. Такого у нас еще не было!
Блок Е должен был обеспечить необходимую для полета к Луне вторую космическую скорость. Штуковиной, ради которой все затевалось в ОКБ-1, был неориентируемый автоматический аппарат Е-1, представлявший собой небольшой приборный контейнер весом в 170 кг, отделявшийся от третьей ступени после выхода на траекторию полета к Луне.
Первый пуск ракеты «Восток» состоялся 23 сентября 1958 г. и закончился аварийно на 87-й секунде. Второй пуск был осуществлен 12 октября, и опять неудачно, ракета взорвалась на 104-й секунде. 4 декабря запуск тоже не удался – ракета потерпела аварию на 245-й секунде полета. С сентября 1958 г. по июль 1959 г. было сделано пять запусков аппарата Е-1 ракетой-носителем «Восток» и только один из них оказался более или менее успешным: аппарат Е-1 под № 4, запущенный 2 января 1959 г., пролетел в 6000 км от поверхности Луны. Он вошел в историю космонавтики как «Луна-1».
3 марта 1959 г. американцы смогли осуществить удачный запуск космической станции «Пионер-4». «Пионер» скользнул мимо Луны еще дальше, пройдя в 60 000 км от ее поверхности, и, так же как наша станция «Луна-1», стал искусственной планетой. Несмотря на не совсем удачное начало, в ОКБ-1 получили данные, которые совместно с данными, полученными при полете американской станции «Пионер», помогли провести модификацию аппарата. 12 сентября 1959 г. станция Е-1А, или «Луна-2», удачно стартовав, через два дня достигла поверхности Луны. Мы попали-таки в Луну раньше американцев! Само собой, чтобы никто не сомневался, и особенно потомки, в нашем первенстве на Луне, был доставлен специальный вымпел, представлявший собой герб Советского Союза. Хрущев очень напряг Эйзенхауэра, когда в ходе своей поездки в США подарил ему аналог этого вымпела.
Следующим шагом королёвской программы исследования Луны был облет нашего естественного спутника и фотографирование его обратной стороны. Для этого был предназначен аппарат Е-2. Его разрабатывали более тщательно, чем предыдущие «лунные» изделия ОКБ-1. Необходимо было получить с облетной траектории глобальные фотографии с последующей их передачей по радио. Аппарат был снабжен двумя фотокамерами с фокусным расстоянием 200 и 500 мм. Однако принять данные с лунной орбиты было затруднительно, так как станцию для их приема необходимо было разместить около Южного полярного круга, что было невозможно в то время. Так что пришлось вносить коррективы в состав аппаратуры, «учить» аппарат ориентироваться. Получилась космическая станция Е-2А массой 278,5 кг. В истории космонавтики эта страница была названа полетом космической станции «Луна-3», состоявшимся в октябре 1959 г. Полет оказался очень успешным: станция сфотографировала обратную сторону Луны и передала фотографии на Землю. Сбылась наконец казавшаяся несбыточной мечта человечества увидеть обратную сторону Луны.
Раз заглянули на обратную сторону Луны, захотелось рассмотреть ее всю поподробнее. Требовалось выполнить детальное фотографирование. Для этого создали аппарат Е-3.
Станцию сделали неориентируемой, но корпус приборного отсека был взят от Е-2А. Был поставлен один фотоаппарат с фокусным расстоянием в 750 мм. Передача данных была предусмотрена в фототелевизионном варианте. Однако предпринятые в апреле 1960 г. две попытки запуска станций не увенчались успехом. «Луна-4А» из-за нехватки топлива вышла на околоземную орбиту и через четыре дня сгорела после входа в земную атмосферу. «Луна-4В» потерпела аварию при старте.
Полезный вес, забрасываемый на орбиту ракетами-носителями «Спутник», «Восток», был маловат. Очень хотелось «стрельнуть» по Марсу, но для этого станция должна быть намного тяжелее. Поэтому в 1960 г. начались испытания модификации Р-7 «Молния», или 8К78. Оптимальной датой для пуска космического аппарата к Марсу в 1960 г. было 26 сентября. Конечно, не успели. Однако от испытаний новой ракеты не отказались. 10 и 14 октября пуски все-таки были проведены, но обе ракеты не долетели даже до орбиты Земли, сгорели в атмосфере над Сибирью.
«Молнию» продолжали испытывать. 4 февраля 1961 г. ее вновь запустили с автоматическим аппаратом «Венера», но неудачно. Станция вышла в космос на низкую орбиту, однако разгонный блок не включился, и, сделав несколько витков, она вошла в плотные слои атмосферы и сгорела. Одно было хорошо: ракета оказалась все-таки работоспособной! Аппарат назвали тяжелым «Спутником-8» и сказали, что это очередная победа советских ученых и рабочих. Через восемь дней 12 февраля повторили запуск с венерианским аппаратом, исправив допущенные при предыдущем запуске ошибки. Все прошло штатно: ракета вывела аппарат на орбиту, включился разгонный блок, и станция пошла к Венере! Однако не попали. Через четыре месяца станция прошла мимо Венеры в 100 тысячах километров от ее поверхности.
Лунные станции раз от раза «тяжелели». Мощности ракеты-носителя «Восток» для их вывода на орбиту было уже мало. И начиная с «Луны-4» стали использовать «Молнию». По нынешней классификации ракет-носителей она относится к среднему классу.
С января 1963 г. по декабрь 1965 г. было осуществлено одиннадцать запусков лунной станции с рабочим названием Е-6. При запусках «Луны-4», «Космоса-60», «Луны-5», «Луны-6», «Луны-7», «Луны-8» отказывал то сам носитель, то четвертая ступень блок «И», а то и система управления станцией. Ракета-носитель «Молния» дорабатывалась в процессе этих пусков.
«Луна-7» и «Луна-8» смогли долететь до Луны, но подвела система ориентации при работе тормозной двигательной установки (ТДУ). Как потом поняли, это произошло из-за того, что наддув амортизирующих баллонов и ТДУ работали одновременно, что и вызвало излишние возмущения, подействовавшие на систему ориентации.
31 июля 1964 г. произошло прилунение американской автоматической станции «Рейнджер-7». Тормозных двигателей у «Рейнджера» не было, но, прежде чем разбиться, он успел передать фотоснимки с близкого расстояния. Только за последние 17 минут полета «Рейнджер-7» передал 4038 фотографий отличного качества. Это был успех.