#космонавтика #космос #СССР #Луна #рекомендуем

Достичь Луны: все этапы космической гонки за право сделать маленький шаг

7 марта 12:00

1477

12 минут на чтение

Космическая гонка началась после запуска первых советских искусственных спутников осенью 1957 года. Создав мощные ракеты, СССР вырвался в лидеры внеземной экспансии, но США приняли вызов. Американские инженеры попытались опередить конкурентов и в корабле «Меркурий» первыми отправить человека на космическую высоту. Но вновь потерпели неудачу: в апреле 1961 года стартовал корабль «Восток» с Юрием Гагариным, а полёт Германа Титова в августе закрепил превосходство Советского Союза. Следующим историческим достижением должен был стать полёт на Луну, однако добраться до неё оказалось не так-то просто. В марте 1965 года, космическая гонка подошла к черте, после которой стало ясно, у кого больше шансов на победу.

«Восход» над планетой

К полёту первого «Восхода» СССР утвердил за собой два важных исторических приоритета: отправку в космос первого искусственного спутника...

NSSDC, NASA

...и первого человека

Mil.ru [CC BY 4.0]

25 мая 1961 года президент Джон Кеннеди обратился к Конгрессу с посланием «О неотложных национальных потребностях». В нём он, в частности, заявил, что для подтверждения преимуществ западного образа жизни и ведущей роли своей страны на мировой арене американцы должны «поставить перед собой цель до окончания этого десятилетия высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю».

В СССР, конечно, узнали об этих намерениях. И главный конструктор Сергей Королёв, вдохновитель и организатор советских космических достижений, был готов вновь опередить США. Под его руководством в Опытно-конструкторском бюро № 1 (ОКБ-1) разрабатывался трёхместный космический корабль «Север» (5К), и он, в отличие от «Востоков» (3КА), мог маневрировать и стыковаться, что было важно для сборки на орбите большого корабля, предназначенного для полёта к Луне. В конце 1961 года решение было принято в пользу корабля «Союз» (7К).

Однако лунную экспедицию нельзя было осуществить без сверхтяжёлой ракеты Н-1, способной выводить на орбиту десятки тонн груза, и как раз вокруг неё разгорелась нешуточная борьба. Военные заказчики не видели необходимости в создании дорогого громоздкого носителя — им важнее было преодолеть количественное и качественное отставание советских стратегических сил от американских. Королёв понял, что требуемые ресурсы ему в ближайшее время не выделят, и решил отрабатывать этапы освоения околоземного пространства с той техникой, которой располагал, — с кораблями «Восток».

Первый пилотируемый «Восток» стал тем самым кораблём, который открыл человеку путь в космическое пространство

[CC BY-CA 3.0]

В апреле 1963 года после долгих согласований было подписано постановление ЦК КПСС и Совета министров № 437–150 «О продолжении медико-биологических исследований с помощью космических кораблей „Восток“», одобряющее изготовление ещё четырёх «Востоков». Сначала планировалось отправлять новые корабли на высокие орбиты в полёт продолжительностью до десяти суток, но вскоре выяснилось, что выделенных средств не хватит на одновременное развитие программы «Восток» и разработку «Союзов».

Тогда в январе 1964 года Королёв выдвинул оригинальную, хотя и очень рискованную идею: переделать один из «Востоков» для полёта экипажа из трёх человек. Отправив такой корабль на орбиту, можно было бы ещё раз в мировом масштабе утвердить своё превосходство над американцами. Предложение обосновывалось ещё и тем, что такой запуск позволит «получить необходимый экспериментальный материал для комплекса „Союз“».

Сначала сотрудники ОКБ-1 приняли идею в штыки. Однако Королёв пообещал, что добьётся включения в экипаж одного из его создателей, и Константин Феоктистов, ведущий конструктор «Востоков», воспринял это как «джентльменское соглашение».

Экипаж «Восхода-1» на советской марке

Проектантам удалось сохранить основу корабля, но в его спускаемый аппарат не помещались трое космонавтов в скафандрах с системой вентиляции. В итоге экипаж должен был лететь в спортивных костюмах, лёжа в креслах «Эльбрус» с подтянутыми к груди коленями, а приземляться внутри кабины, без катапультирования, как на «Востоках». Новый корабль 3КВ и модифицированная ракета-носитель к нему получили общее название «Восход».

«Востоки» переделывали быстро, и 21 августа 1964 года, на очередном заседании Военно-промышленной комиссии, Сергей Королёв доложил, что работа над «Восходом» близка к завершению и корабль можно будет запускать с 15 по 20 сентября. Оказалось, что он поторопился: из-за различных технических проблем дату перенесли, и беспилотный вариант корабля под названием «Космос-47» испытали только 6 октября.

С экипажем корабль «Восход» стартовал 12 октября. На его борту находились:

командир, инженер-полковник Владимир Комаров;
научный сотрудник — космонавт, кандидат технических наук Константин Феоктистов;
врач-космонавт Борис Егоров.

Через сутки, несмотря на все опасения, корабль успешно вернулся на Землю.

Экипаж первого «Восхода» многим рисковал: у космонавтов здесь не было ни скафандров, ни системы катапультирования

Andrew Gray [CC BY-SA 3.0]

«Восход» установил два мировых рекорда: по максимальной высоте пилотируемого полёта (408 км) и по массе корабля (5320 кг). Впрочем, гораздо важнее были практические и научные результаты. «Восход» показал, что с многоместными кораблями можно усложнять задачи полётов и выполнять комплексные исследования с участием «непрофессиональных» космонавтов.

«Близнецы» догоняют

Как и советские, американские конструкторы задумались о создании многоместного корабля ещё до начала пилотируемых полётов. В апреле 1959 года на слушаниях в Конгрессе обсуждался запрос NASA о финансировании проекта «орбитальной лаборатории» на замену «Меркурию». В мае определился и облик будущего корабля: большая капсула, рассчитанная на двух человек, со специальным отсеком, в котором его пилоты могут оставаться на орбите две недели.

В серии полётов «Джемини» первой пилотируемой миссией стала третья. К этому времени СССР в лице Леонова успел совершить новый прорыв в освоении космоса

NASA

Изначально проект назывался «Меркурий Марк — 2». После знакового заявления президента Кеннеди специалисты пришли к выводу, что проект необходимо переориентировать. Теперь его главная задача — не проводить околоземные исследования, а готовиться к полёту на Луну. Строительство для этой цели кораблей «Аполлон» и ракет-носителей «Сатурн-5» требовало времени и значительных усилий, так что «Меркурий Марк — 2» решили подчинить интересам лунной программы, чтобы на более дешёвом и лёгком корабле провести необходимые испытания, имитирующие разные этапы дальнего полёта. Было запланировано 14 миссий, причём две из них предполагали отправку кораблей в облёт Луны. Теоретически, если бы такой план приняли, американцы смогли бы осуществить пилотируемый рейс к Луне уже в 1964 году!

Впрочем, руководство NASA отклонило эти предложения, и в сентябре 1961 года был представлен план запусков двухместного корабля на околоземную орбиту ракетой «Титан-2». Сближение и стыковку решили отрабатывать с помощью мишени — ступени «Аджена», доставляемой в космос ракетой «Атлас». В декабре план одобрили, и корабль получил оригинальное имя — «Джемини», в честь зодиакального созвездия Близнецы.

Астронавт Роджер Б. Чаффи за пультом в Центре управления полётами в Хьюстоне, штат Техас, во время миссии «Джемини-3».

NASA

Его проектированием занялась группа под руководством канадского инженера-аэродинамика Джеймса (Джима) Чемберлина. Внешне «Джемини» выглядел как увеличенный вариант «Меркурия» и состоял из двух частей: возвращаемой капсулы экипажа и служебного модуля-адаптера с двигателями, который после завершения миссии отделялся и сгорал в атмосфере. Кроме того, системы нового корабля создавались в расчёте на самостоятельные действия экипажа, а не на управление с Земли или бортовым компьютером, как раньше. Такое решение позволяло предотвратить развитие аварийных ситуаций из-за сбоев автоматики.

Полёты «Джемини» начались с запусков беспилотных прототипов 8 апреля 1964 года и 19 января 1965 года. Испытания прошли успешно, и 23 марта в космос отправился первый пилотируемый корабль серии — «Джемини-3». На его борту находились астронавты Вирджил Гриссом и Джон Янг. Главной задачей полёта было не только проверить оборудование, но и испытать его способность менять орбиту. В конце первого витка Гриссом включил двигатели маневрирования и перевёл корабль с орбиты высотой 161 × 224 км на почти круговую 158 × 169 км. На втором витке он изменил наклонение орбиты на 0,02°, а ближе к концу третьего снизил перигей до 84 км.

Выполнив задание, экипаж направил корабль на спуск и приводнился в Атлантическом океане. Вся миссия продолжалась пять часов, но её результаты казались скромными на фоне очередного советского достижения — полёта «Восхода-2».

В открытом космосе

Выйти из шлюзовой камеры Леонову оказалось легче, чем войти в неё

Kucharek

Советские конструкторы и военные внимательно следили за развитием проекта «Джемини» и знали, что американцы собираются вывести пилота в открытый космос. После возвращения «Восхода» все силы ОКБ-1 были брошены на реализацию новой приоритетной цели: выйти в космос раньше конкурентов.

К разработке корабля на базе «Востока» под индексом 3КД подключился и Феоктистов. Специалисты подготовили проспект «Двухместный космический корабль- спутник „Восход-2“», и среди прочего там говорилось:

Указанные исследования имеют большое значение для создания перспективных систем, обеспечивающих жизнедеятельность человека в космическом пространстве, производство монтажных работ в космосе, высадку экспедиций на Луну и другие планеты.

На значимость проекта и высокий темп работ указывает постановление Совета министров № 1028–397 «О запуске космических кораблей „Восход-2“» от 24 декабря 1964 года. Оно предписывало осуществить полёт в течение первого квартала 1965 года — сразу после успешного старта аналогичного беспилотного аппарата.

Схема корабля «Восход-2»

Reubenbarton

22 февраля 1965 года ракета-носитель «Восход» стартовала и вывела на орбиту беспилотный «технологический» образец корабля с открытым названием «Космос-57». Казалось, полёт проходит нормально, но после второго витка корабль «исчез»: он больше не передавал информацию. Выяснилось, что одну из команд управления передали на борт одновременно с двух наземных пунктов. В итоге эти команды наложились друг на друга, и в дешифраторе сформировалась команда на спуск: включилась тормозная двигательная установка, и корабль пошёл на посадку. При этом он раскрутился, и сработала система автоматического подрыва объекта, уничтожившая «Космос-57». Тем не менее специалисты признали, что в целом испытание прошло успешно.

Утром 18 марта корабль «Восход-2» с космонавтами Павлом Беляевым и Алексеем Леоновым вышел на орбиту рекордной высоты — 173 × 495 км. Выход из корабля планировался в начале второго витка, когда «Восход-2» пролетал бы над территорией СССР. По команде с пульта Беляев раскрыл каркас надувного шлюза «Волга». Леонов надел и подключил к скафандру ранец с автономной системой жизнеобеспечения. Люк-лаз открылся легко, и Леонов перебрался в шлюз. На заседании Госкомиссии 22 марта он докладывал:

Алексей Леонов

…Когда открыл шлюзовую камеру, то сразу что бросилось [в глаза] — яркий такой свет электросварки… <…> Вот этот свет для меня был неожиданным. Я думал, что такой мощный светофильтр [шлема скафандра] (всё-таки 95 % поглощения, на Земле через него очень плохо видно), а там вдруг через светофильтр — свет электросварки. <…> …Когда мы подошли к Чёрному морю… я вышел.

Алексей Леонов в открытом космосе

Леонов оттолкнулся руками от кольцевого поручня шлюза и выплыл в открытое пространство. В общей сложности вне корабля космонавт оставался 23 минуты 41 секунду, из них 12 минут 9 секунд — в свободном плавании. Основная задача полёта была с успехом выполнена.

Алексей Леонов

Очень грандиозная картина, такой бесконечный простор и этот торжественный вид корабля сверху.

Удовольствие от свободного парения в безвоздушном пространстве омрачилось трудностями при возвращении на корабль. Войти оказалось сложнее, чем выйти: из-за внутреннего давления гибкость рукавов и штанин уменьшилась, поэтому приходилось прилагать больше усилий при движениях. В свободном парении, когда настроение и силы космонавта были на подъёме, проблема ощущалась не так остро, но к концу выхода Леонов изрядно устал. Тогда он снизил давление в скафандре («перешёл на второй режим») и только после этого сумел втиснуться в шлюз.

Шлюзовая камера корабля «Восход-2»

Armael [CC0]

Завершив операцию выхода, космонавты отстрелили «Волгу». Возвращение было запланировано на начало 17-го витка в автоматическом режиме. Когда по командной радиолинии прошёл сигнал на включение цикла спуска, из-за неисправности отказала система ориентации по Солнцу. Королёв немедленно связался с экипажем «Восхода-2» и приказал воспользоваться ручным спуском на 19-м витке. Беляев отключил автоматику и сам сориентировал корабль «по посадочному». Поскольку время включения тормозного двигателя было нерасчётным (орбита сместилась на виток, а экипаж достаточно долго восстанавливал ориентацию), корабль приземлился с большим перелётом — в заснеженную тайгу Пермской области. Четыре часа космонавты безуспешно пытались выйти на связь, после чего «Восход-2» обнаружили вертолётчики. Плотно растущие высокие ели не позволяли произвести посадку, поэтому дожидаться эвакуации экипажу корабля пришлось почти двое суток.

Полёт «Восхода-2» ознаменовал значительный этап в освоении внеземных пространств. Миллионы телезрителей увидели, как советский пилот выходит в открытый космос, а значит, человек способен работать вне корабля. Общий итог полёту подвёл председатель Госкомиссии, первый заместитель министра общего машиностроения Георгий Тюлин:

Георгий Тюлин

Выход человека из корабля… приближает осуществление дальних космических полётов и создание межпланетных станций для решения важных научных и практических задач по освоению Луны и планет Солнечной системы.

Освоение орбиты

Вторым человеком, вышедшим в открытый космос, стал американец Эдвард Уайт

NASA

Исторический приоритет с выходом в открытый космос был закреплён за Леоновым и СССР, однако американцы освоили эту процедуру уже в следующей своей миссии — на «Джемини-4». 3 июня 1965 года астронавт Эдвард Уайт на 20 минут вышел в открытый космос, полетал вокруг корабля с использованием ручного реактивного устройства и вернулся, причём они с напарником Джеймсом Макдивиттом пробыли в условиях вакуума 40 минут.

И ещё один немаловажный факт: если экипаж «Восхода-2» пробыл в космосе сутки, то «Джемини-4» провёл на орбите четверо суток. В частности, астронавты испытали режимы ориентации корабля в интересах программы «Аполлон». Таким образом, в июне 1965 года американские пилоты сделали первый маленький шаг к Луне.

В дальнейшем полёты шли один за другим. На «Джемини-5», стартовавшем 21 августа, были испытаны электрохимические генераторы, созданные для кораблей «Аполлон», и радиолокатор, предназначенный для сближения и стыковки. Кроме того, его экипаж — Гордон Купер и Чарльз Конрад — установил рекорд, пробыв в космосе почти восемь суток! Советские космонавты сумели побить его только в июне 1970 года на «Союзе-9». «Джемини-7» с Фрэнком Борманом и Джеймсом Ловеллом на борту вышел на орбиту 4 декабря и провёл в космосе больше 13 суток; именно столько заняла бы по планам полноценная лунная экспедиция. Это было важное достижение, показавшее, что столь длительное пребывание в космосе не окажет губительного влияния на пилотов.

Астронавты миссий «Джемини-6А» и «Джемини-7» при сближении своих аппаратов могли махать друг другу через иллюминаторы

NASA

15 декабря на ту же орбиту отправился «Джемини-6А» с Уолтером Ширрой и Томасом Стаффордом, при этом корабли находились на расстоянии примерно в 1900 км. За счёт маневрирования они сблизились до 36 м, а в один момент подошли почти вплотную. Экипажи могли не только переговариваться по радио, но и махать друг другу через иллюминаторы.

Впрочем, не нужно думать, что всё проходило гладко. При полётах кораблей «Джемини» случалось довольно много аварийных ситуаций и на Земле, и в космосе. Однако настоящие проблемы начались, когда пришло время отрабатывать стыковку. В качестве модели командно-служебного модуля корабля «Аполлон», с которым надо было состыковаться при возвращении с Луны, использовалась ступень-мишень «Аджена». «Джемини-8» стартовал к ней 16 марта 1966 года; командиром был Нил Армстронг, а пилотом — Дэвид Скотт. Они без проблем пристыковались, однако после этого корабль в связке с мишенью начал вращаться, раскручиваясь всё быстрее. От краха миссию спасло лишь мастерство Армстронга, хотя её и пришлось прервать раньше времени.

3 июня 1966 года «Джемини-9А» с Томасом Стаффордом и Юджином Сернаном должен был состыковаться с лёгкой орбитальной мишенью АТДА, но у той после выхода на орбиту не отделился головной обтекатель. Экипажу пришлось довольствоваться отработкой сложных манёвров, которые могли понадобиться при полёте к Луне и вокруг неё. Не удалось испытать и ракетное кресло, так что выход Сернана в открытый космос завершился безрезультатно.

«Джемини-10» и его успешная стыковка

NASA

18 июля стартовал «Джемини-10» с Джоном Янгом и Майклом Коллинзом. Этот полёт тоже не обошёлся без приключений, однако на сей раз экипажу удалось не только состыковаться с новой «Адженой», но и сблизиться со старой (той, которая подвела Нила Армстронга). Выйдя в открытый космос, Коллинз перелетел с корабля на мишень и снял с неё научное оборудование, которое четыре месяца было в космосе, — грандиозное достижение по тем временам!

Рекордным стал и полёт «Джемини-11», начавшийся 12 сентября. В ходе миссии отрабатывалась аварийная эвакуация астронавтов с Луны. Корабль должен был взлететь так, чтобы на первом витке сблизиться с мишенью и с ходу пристыковаться к ней — Чарльз Конрад с Ричардом Гордоном всё это с блеском проделали. После серии стыковок-расстыковок с мишенью они изменили орбиту корабля так, что апогей поднялся на высоту 1374,1 км. При этом корабль вошёл в радиационный пояс Земли, чьё влияние необходимо было изучить перед началом полётов на Луну. Так экипаж «Джемини-11» установил рекорд, который сумели побить только экипажи «Аполлонов».

В том полёте астронавты проделали ещё одну уникальную операцию. Корабль и мишень «Аджена», соединённые тросом, раскрутили вокруг общего центра масс, благодаря чему удалось добиться небольшой искусственной силы тяжести — 0,00015 g. Сами пилоты «Джемини-11» никаких изменений не заметили: под воздействием центробежной силы на условный «пол» корабля осели лишь самые лёгкие предметы.

Во время миссии «Джемини-11» астронавты смогли с ходу пристыковаться к ступени «Аджена» и провести эксперимент по созданию искусственной гравитации

NASA

Полёт «Джемини-12» с Джеймсом Ловеллом и Эдвином (Баззом) Олдрином в ноябре 1966 года должен был закрепить опыт манипуляций в открытом космосе, точно определив, какие физические нагрузки потребуются на их выполнение. Для этого учёные разработали программу двухминутных упражнений и разместили на внешней поверхности корабля набор всевозможных поручней, колец и фиксаторов. Четырёхдневная миссия завершилась успешно. Путь к Луне был открыт.

В то же самое время советские конструкторы пытались довести до полёта корабль «Союз», но его проект ещё долго оставался сырым. 23 апреля 1967 года на борту «Союза-1» в космос отправился Владимир Комаров. Полёт завершился трагически: корабль разбился при возвращении, а космонавт погиб. Время и инициатива были упущены, что негативно сказалось на дальнейшем развитии лунной программы СССР.

Трудно сказать, как изменилась бы история космонавтики, если бы ещё в 1965 году все силы сотрудников ракетно-космической отрасли были брошены на проект «Союз» вместо подготовки «рекордных» полётов «Восходов». Возможно, советские космонавты смогли бы добраться до Луны раньше американских. В любом случае мирное соревнование в космосе способствовало тому, что земляне ещё до начала 1970-х годов смогли ступить на поверхность небесного тела и, конечно, когда-нибудь сделают это снова.