Данные фотоматериалы являются одними из оставшихся на сегодняшний день доказательств того, что СССР также пытался высадить человека на Луну – очевидно, после того, как это не смогли, или, точнее, не успели сделать, о программе забыли.

Впрочем, к счастью, мало что исчезает безвозвратно и бесследно. На снимках, которые мы можем видеть, запечатлена одна из лабораторий Московского авиационного института, а также аэрокосмическое оборудование, в том числе, космический аппарат и посадочный лунный модуль.

История «Лунной гонки» хорошо известна многим современникам: до того, как американский президент Джон Кеннеди инициировал запуск программы «Аполлон», Советский союз заметно опережал США в вопросах исследования Луны. В частности, в 1959 на поверхность Луны была доставлена автоматическая межпланетная станция «Луна-2» а в 1966 на ее орбиту вышел советский спутник.

Как и американцы, советские ученые разработали многошаговый подход к выполнению поставленной задачи. У них также было два отдельных модуля для пребывания на орбите и для посадки.

В то время как экипаж «Аполлона-11» включал в себя трех членов, вся тяжесть выполнения советской лунной программы должна была возлечь на плечи одного космонавта – таким образом, вес оборудования удалось существенно сократить. К тому же, были и другие отличия, делающие советский аппарат более легким. В первую очередь к таковым можно отнести сравнительную простоту конструкции, использование одного и того же двигателя для посадки и взлета, а также отсутствие прямого соединения между орбитальным и лунным модулем. Это значило, что астронавту было бы необходимо выходить в открытый космос, чтобы перебраться в посадочный модуль перед высадкой и, позже, чтобы забраться обратно в орбитальный модуль после возвращения с Луны. После этого лунный модуль отсоединялся, и космический аппарат отправлялся на Землю без него.

Главной причиной, помешавшей советской стороне осуществить высадку человека на Луну, стали неудачи с ракетами-носителями. Несмотря на то, что два первых тестовых запуска были успешными, в ходе третьего ракета разбилась. В четвертом тесте, проводимом в 1971 году, пробный космический аппарат вернулся на Землю по неверной траектории, попав в воздушное пространство Австралии, вследствие чего мог возникнуть международный скандал: советским дипломатам якобы пришлось убеждать австралийцев в том, что падающих на них объект – это испытательный космический модуль «Космос-434», а не ядерная боеголовка.

После нескольких неудач программа стала слишком дорогой, а после того, как американцы представили миру документальное доказательство успеха миссии «Аполлон-11», в ней вообще пропал смысл. В результате, космическое оборудование стало чем-то вроде музейных экспонатов.

Ещё одно отличие: на "Аполлоне" использовалась отдельная тормозная установка (ДУ) для мягкой посадки, на лунном корабле она совмещалась с ДУ, которая обеспечивала старт с Луны. Лунный корабль состоял из четырёх разных модулей. Первый назывался "лунным посадочным устройством" (ЛПУ). Он должен был обеспечить мягкую посадку на Луну и использоваться как стартовый стол при старте. Второй отсек должен был обеспечить старт с Луны и вывод корабля на окололунную орбиту. Третий модуль, лунная кабина, предназначался для размещения космонавта. Для точной ориентировки использовался специальный модуль двигателей ориентации.

Обзор программы.

3 августа 1964 г. ЦК КПСС ставит перед главным конструктором Королёвым цель - осуществить высадку одного советского космонавта на Луне перед тем, как США доставят на Луну своего астронавта.

С сентября 1964 г. начинаются работы по этому проекту. В первом варианте предусматривалось запустить три сверхтяжёлых РН Н1, которые выводили на околоземную орбиту компоненты лунного корабля. Первый модуль космического корабля массой 138 тонн представлял собой разгонный блок. Луны достигал 40-тонный модуль, который, проведя несколько коррекций траектории в пути, сразу выводился в нужную точку лунного диска для прямой посадки.

Безопасность выбранного места должна была подтверждаться работой лунохода по программе Л2, который запускался предварительно в выбранную точку и проводил детальные исследования места посадки. Луноход к тому должен был использоваться и как радиомаяк для точной ориентации лунного корабля программы Л3.

Итак, 40-тонный аппарат приближался к Луне, на высоте 300-400 км включался тормозной двигатель, который обеспечивал мягкую посадку ЛК, масса которого на поверхности составляла бы 21 тонна. После 10 дневного пребывания на поверхности Луны космонавты в "Союзе" покидали Луну и возвращались на Землю (по схеме, которая применялась для Л1). Экипаж состоял из трёх человек. Через некоторое время становится ясно, что такой вариант хотя и является относительно простым, но его стоимость будет чрезмерно высока. Для её снижения проект Л3 полностью изменяется: дешевле и быстрее создать то, что американцы уже начали осуществлять по проекту "Аполлон": комплекс, состоящий из орбитальной части и посадочного корабля.

Теперь проект Л3 принимает тот вид, который практически не изменяется до закрытия лунной программы. От предыдущей схемы (с прямой посадкой без разделения на орбитальный и посадочные модули) новый вариант выгодно отличался своей массой. Теперь было достаточно одного запуска Н1, правда для этого нужно было поднять её грузоподъёмность на 25 тонн, что было достигнуто снижением промежуточной орбиты с 300 до 220 км, увеличением массы первой ступени на 25% (на 350 тонн), более сильным охлаждением топливных компонентов (керосина и кислорода), увеличением тяги двигателей на всех ступенях на 2% и уменьшением наклонения орбиты с 65 ° до 51,8 °). На промежуточную околоземную орбиту высотой 220 км и наклонением 51.8 ° выводился бы 91.5-тонный комплекс Л3. Здесь аппарат мог находиться до 1 суток, за которые проводились последние приготовления.

Включением разгонного блока к Луне выводилось 21-тонный аппарат, который достигал её через 3.5 суток. В течение этого времени проводились кратковременные включения блока Д для коррекции траектории. Блок Д затем включался у Луны, переводя весь аппарат на окололунную орбиту высотой 110 км. Вторым его включением у Луны переселений (точка минимального удаления от её поверхности) понижался до 14 км. Этот блок мог запускаться для возможных корректировок орбиты ещё несколько раз в течение 4 дней.

После этого пилот лунного корабля выходил в открытый космос, проверял исправность всех внешних систем и переходил в посадочный аппарат (прямого люка из орбитального модуля в этот отсек не было). Блок Д, соединённый с посадочной ступенью, отсоединялся от лунного орбитального корабля. Блок Д использовался в последний раз: он уменьшил бы вертикальную скорость до 100 м/с, высота над поверхностью в этот момент составляет 4 км, после чего он отделяется и падает на Луну. На высоте 3 км включается радар-высотомер, который управляет двигателем мягкой посадки блока Е, включавшийся на этой же высоте и обеспечивающий плавное касание поверхности.

Запас топлива позволял "парить" над Луной в течение 50 секунд, в этот момент пилот должен был принять окончательное решение: садится или нет. Выбор зависел от того, какой рельеф окажется в месте предполагаемой посадки. Если он был неподходящим (например, был бы заполнен крупными камнями), космонавт мог вернуться к орбитальному аппарату и далее на Землю, либо выбрать новую точку, расположенную не далее нескольких сотен метров от первоначально выбранного места. После посадки космонавт выходит на поверхность, устанавливает на ней флаг Советского Союза, отбирает образцы грунта и возвращается в лунный корабль. После относительно не долгого пребывания на Луне (от 6 до 24 часов), часть ЛК (ЛПУ - лунное посадочное устройство) остаётся на поверхности, а лунная кабина после включения блока Е стартует с Луны и стыкуется с лунным орбитальным кораблём. Космонавт опять выходит в открытый космос, уже с образцами лунного грунта и переходит в орбитальный аппарат (ну нет переходного люка, что тут поделаешь). Лунная кабина отбрасывается.

На окололунной орбите корабль находится ещё около одного дня, после чего включается двигательная установка, переводящая аппарат на траекторию возращения на Землю. В течение 3.5 дней полёта проводятся две коррекции траектории, обеспечивающие нужный угол входа в атмосферу. Непосредственно перед входом два космонавта переходят в спускаемый аппарат, который пролетает над южным полюсом и замедляет в атмосфере свою скорость с 11 км/с до 7.5 км/с, после чего он "выпрыгивает" опять в космос и повторно заходит на посадку через несколько тысяч км, уже над территорией СССР. 

Отработка ЛК 

После того, как был разработан проект лунного корабля, предстояло начать испытание его отдельных компонентов, после чего можно было создавать работающую версию лунного корабля. Были изготовлены стенды, которые позволяли тестировать отдельные компоненты в условиях вакуума, сильной вибрации и т.д. Некоторые части предстояло испытать в космосе.

Были созданы следующие макеты ЛК и испытательные стенды:

• 
  Полномасштабный макет (кстати, это первый макет ЛК вообще) для отработки выхода на поверхность Луны и в открытый космос.
• Электрический стенд. На нём проводилась отработка электроники космического корабля и управляющей логики, которая должна была вести корабль у Луны.
• Электрический макет. На нём отрабатывалось размещение электроники на самом ЛК.
• Испытательный стенд блока Е для отработки его работы в различных условиях.
• Макет для испытаний антенны.
• Три макета блока Е.
• Имитаторы посадки, на которых обучались космонавты. Это были и различные стенды, специально переоборудованный вертолёт Ми-4 и т.д.

Летные испытания ЛК

Для отработки манёвров, которые должны были проводиться на окололунной орбите, были разработаны версии комплекса ЛОК-ЛК (лунный орбитальный корабль - лунный корабль): Т1К и Т2К. Первый запускался РН " Союз", второй - РН " Протон". В ходе их запусков были отработано более 20 различных систем (например, солнечные и звёздные датчики систем ориентации), которые предполагалось использовать в лунной программе.

В ходе полётов аппаратов Т1К отрабатывались двигательные установки. Аппараты Т2К были изготовлены в количестве 3 штуки и имели следующие цели: в ходе первого полёта испытывалась двигательная установка, во втором полёте моделировались различные аварийные ситуации, а третий запуск был запланирован для дублирования некоторых испытаний, которые могли остаться не проведенными в течение первых двух полётов.

Аппараты Т2К были изготовлены всё-таки с задержками, во время предстартовых испытаний на Байконуре в первом корабле были обнаружены десять микроскопических отверстий, которые привели бы к разгерметизации аппарата, но эти неисправности были незначительными и их удалось устранить быстро. Первый Т2К стартовал в ноябре 1970 г, за ним последовали следующие два корабля. Предварительно программа этих испытательных полётов тщательно разрабатывалась, после каждого манёвра полученная телеметрия внимательно изучалась, что позволило успешно провести полёты аппаратов по этой программе.

Ниже приведена хроника запусков:

24-11-1970 - Т2К (с/н 1).
Космос 379. Аппарат первоначально запущен на орбиту высотой 233х192 км, после чего путём приращением скорости на 263 м/с был переведён на орбиту с параметрами 196 км х 1206 км. Этот манёвр моделировал работу блока Д, который переводил лунный корабль с орбиты 188 км х 1198 км на орбиту 177 км х 14 км.

26-02-1971 - Т2К (с/н 2).
Космос 398. Второй испытательный полёт по лунной программе. Аппарат был выведен на орбиту высотой 189 км х 252 км, после чего в ходе нескольких манёвров перешёл на орбиту с параметрами 200 км х 10905 км.

12-08-1971 - Т2К (с/н 3).
Космос 434. Последний полёт аппарата серии Т2К. Аппарат был выведен на орбиту высотой 188 км х 267 км, после чего в ходе нескольких манёвров перешёл на орбиту с параметрами 180 км х 11384 км.

ЛК-700 - Высадка на Луну (1964 г.) 

Королёв не являлся единственным создателем лунных кораблей. Владимир Челомей, не менее известный конструктор, начинает создавать альтернативный проект. Он предлагал создать ракету-носитель УР-700, которая была способна вывести на траекторию полёта к Луне 50 т груза: космический аппарат с экипажем из двух человек.

Он чувствовал главную опасность проекта Н1-Л3, который разрабатывал Королёв. В нём вся экспедиция состояла из нескольких этапов: космический корабль выводился на промежуточную околоземную орбиту, с которой отправлялся в сторону Луны, где тормозился и выходил на орбиту её искусственного спутника. После этого от орбитального отсека отстыковывался посадочный модуль, который садился на Луну, после некоторого пребывания на её поверхности он стартовал, состыковывался с орбитальным отсеком, куда переходил экипаж, после чего лунный модуль отсоединялся, и космонавты возвращались в орбитальный аппарате, от которого перед самым достижением Земли отделялся спускаемый аппарат с людьми, домой.

Эта схема была реализована американцами в ходе осуществления программы "Аполлон". Но такая схема для того времени была довольно сложной. Космический аппарат мог не выйти на окололунную орбиту, а посадочный модуль мог не состыковаться с орбитальным отсеком. Сейчас стыковка в космосе кажется чем-то обыденным, но в 60-е годы методы сближения космических аппаратов только-только отрабатывались. Из-за несовершенства космических кораблей в ходе полёта по отработке сближения и стыковки погиб (при посадке) Комаров, и советская космическая программа отстала на несколько лет.

По этим причинам прямая посадка на Луну в то время была весьма логична. Космический аппарат выводился на траекторию прямого попадания в нужную точку нашего спутника, и без каких-либо сложных операций совершал посадку. Такая схема менее эффективна, но зато была более простой, и, следовательно, надёжной. Имелись и другие плюсы. Теперь можно было садится практически в любую точку видимого диска Луны (точнее на 88% лунной поверхности), в отличие от проектов с использованием лунных орбитальных аппаратов, которые накладывали ограничения на выбор места посадки наклонением своей орбиты.

Челомей создаёт проект УР700-ЛК700, состоящий из мощной тяжёлой РН и лунного корабля. Основными её моментами стали следующие факты: в качестве горючего/окисителя использовались долго хранимые компоненты (гидразин/тетраксид азота), вся система должна была быть как можно проще (и надёжнее), разработка РН должна была строиться с использованием уже отработанных технологий. Выбранный тип траектории позволял значительно расширить "стартовые окна", в течение которых мог производиться запуск. К тому же, лунный модуль в проекте Королёва мог бы осуществить стыковку с орбитальным аппаратом лишь в том случае, если он стартовал с Луны в строго определённое время, отклонение от которого могло оказаться катастрофическим. Проект Челомея не имел такого недостатка.

Ракета могла собираться на космодроме из частей, доставляемых по железной дороге (в отличие от громадной Н1, собираемой в Байконуре), что несколько снижало стоимость проекта. Экипаж состоял бы из двух космонавтов. Поскольку ракета-носитель могла постоянно совершенствоваться, то в будущем было возможным увеличить экипаж до 3 человек. Для повышенной надёжности большинство систем было продублировано, а на участке выведения использовалась система аварийного спасения, которая успевала увести капсулу с космонавтами в случае разрушения и прочих неисправностей РН. Примечательной стороной проекта было то, что УР-700 могла использоваться и для многих других целей, например, для вывода на околоземную орбиту компонентов орбитальных станций. Не стоит забывать, что сегоднящная "рабочая лошадка" России, "Протон", является челомеевской УР-500, т.е. из той же серии, что и УР-700. Может быть, в случае реализации этого проекта у нас сейчас бы был уникальный носитель.

Но вернёмся к лунной теме. Масса лунного корабля ЛК-700 на околоземной промежуточной орбите высотой в 200 км составляла бы 151 тонну. В этот момент его полная длина составляла бы 21.2 метра. Сам ЛК-700 состоял бы из нескольких частей. Первая часть - это разгонный блок, который обеспечивал выведение всего комплекса к Луне, его масса составила бы 101 тонну. Вторая часть обеспечивала торможение у Луны, обеспечивая практически нулевую скорость на высоте несколько км над Луной. Масса тормозной части составляла 37.5 т. Третья часть представляла собой непосредственно посадочный аппарат, который садился на поверхность.

Из-за особого устройства лунного отсека в качестве опор использовалось шесть длинных своеобразных лыж. Это позволяло садится с высокими вертикальными (до 5 м/с) и горизонтальными скоростями (до 2 м/с) на поверхность наклоном до 15 о. После контакта с Луной посадочный модуль выравнивался: в каждой опоре имелся электродвигатель, которые и обеспечивали нужное выравнивание.

После работы на поверхности космический корабль (веся уже 9.3 т) с экипажем выводился на промежуточную окололунную орбиту или на прямую траекторию возращения. Посадка на Землю осуществлялась так же, как и в проектах Л1 или "Аполлон". Аппарат входил в атмосферу Земли со второй космической скоростью (11 км/с) над Антарктидой, "выпрыгивал" из атмосферы и опять входил в неё в заданном районе Советского Союза. Спускаемый аппарат весил бы 1.5-2 тонны.

Проект УР-700-ЛК700 был представлен 16 ноября 1966 года комиссии, возглавляемой Келдышем, как альтернатива проекту Н1-Л3, который вели Королёв и Мишин. И хотя Глушко поддерживал Челомея, а не Королёва, который в это время, к сожалению, умирает, тем не менее проект Н1-Л3 остаётся главнее, чем УР-700. Вообще же планировалось осуществить пять полётов УР-700/ЛК-700, после двух беспилотных должны были последовать три пилотируемых экспедиций. Предполагалось, что при начале финансирования в 1968 г. во втором квартале 1969 г. космонавты начинали бы подготовку по этой программе; в 1970 г. завершалось бы проектирование опытного образца лунного корабля, испытания которого завершались к 1971 г., в ноябре того же года был бы готов первый ЛК-700 (лунный модуль) и УР-700 (ракета-носитель). В мае 1972 мог состояться первый беспилотный запуск, второй беспилотный полёт планировалось совершить в ноябре того же года, возможный третий - в апреле 1973 г. В этом же месяце уже был возможен первый пилотируемый полёт, которые предусматривалось повторить в августе и октябре того же года. Если бы проект был открыт, скажем, в 1961 году, то, возможно, мы опередили бы американцев.

Проект Н1-Л3 был слишком большим для одного предприятия (в США на "Аполлон" работало свыше 20000 организаций). ОКБ-1 Королёва было назначено главным по Н1-Л3. Сам лунный корабль было поручено разработать ОКБ-586 (КБ "Южное" в Днепропетровске), а руководителем по этой части был назначен Янгель.

В общем виде проект Н1-Л3 был закончен 30 декабря 1964 года, тогда же были назначены предварительные сроки выполнения всех этапов. Первый запуск Н1 должен был состояться уже в 1966 году, а первый космонавт на Луне смог бы высадится уже в 1967-68 году, что позволяло бы опередить американцев, назначивших высадку на 1969 год.

Но как только в "Южном" начали детальную разработку лунного корабля, оказалось, что предыдущие оценки массы ЛК оказались сильно заниженными, и уложиться в установленную ранее массу не представляется возможным. Это случалось из-за слишком грубого подхода к ЛК в эскизном подходе. Например, горизонтальная скорость аппарата при посадке на самом деле не позволяла радару-высотомеру, который планировали установить на ЛК, определить реальную высоту. Скорость аппарата, оцененная на одном из участков полёта в 30-40 м/с, на самом деле составляла бы 200-300 м/с. В первом варианте ЛК весил только 2.2 т, причём был рассчитан на двух человек. Для устранения этих и других недочётов пришлось увеличивать массу аппарата до 5.5 т, а экипаж сократить до одного человека.

Первоначально Янгель хотел оставить место для второго космонавта в лунной кабине, но всё-таки это оказалось невозможным. Сокращение веса стало главной задачей, вставшей перед конструкторами, за каждое нововведение, которое уменьшало бы вес лунного корабля на один кг, назначалась премия в размере 60 рублей. Улучшая некоторые системы орбитальной части, удалось сократить массу только на 500 кг.

Определение текущей скорости и высоты после отделения блока Д также оказалось проблематичным. От того, насколько эффективно эта система работала, зависела масса необходимого топлива и все связанные с этим параметры, такие как расположение и форма топливных баков.

Созданная радарная система получила название "Планета". Она имела четыре антенны. Первые три создавали лучи, отстоящие друг от друга на 120 о, и по изменению частоты сигнала из-за эффекта Доплера можно было точно определить горизонтальную скорость корабля. Четвёртая антенна направлена перпендикулярно к поверхности и служила для определения высоты. Такая система оказалась сравнительно простой и надёжной, и хотя она так и не поработала по своему прямому назначению, "Планета" показала свою надёжность в ходе полётов АМС серии Е-8 (автоматическая доставка лунного грунта на Землю).

При проведении испытаний радара на борту "МиГа-17" были найдены некоторые проблемы, которые были решаемы. Из-за ограничений Мишин (продолжавший работу умершего Королёва) позволяет разместить только 280 кг резервного топлива, что тоже задерживает создание радара-высотомера, который должен теперь очень точно проводить измерения для избежания перерасхода топлива.

В 1967 г. Янгель уведомляет Мишина о том, что лунный корабль будет готов не ранее 1971 года (т.е. с опозданием на три года). В 1968 году программа опять претерпевает изменения. Первоначально предусматривалось совершить посадку на лунном экваторе, т.е. лунный орбитальный корабль находился бы на экваториальной орбите и каждый час пролетал над местом посадки лунной кабины. Это существенно облегчало сближение и стыковку аппаратов, но в то же время наиболее интересные места для посадки не всегда расположены именно на экваторе. В случае выбора другого места усложнялась процедура сближения лунного отсека (после его старта с Луны) и лунного орбитального корабля, который смог оказываться над местом посадки в 2-3 раза реже. В таком случае было три варианта:

• Лунный корабль оснащался точной инерциальной навигационной системой, позволяющей совершать сложные манёвры на окололунной орбите для стыковки с орбитальным кораблём.
• Лунный корабль после старта с поверхности постепенно менял свою орбиту до тех пор, пока она не совмещалась с орбитой орбитального аппарата. В этом случае не требовалась сложного навигационного оборудования.
• Лунный корабль заранее просчитывал траекторию сближения ещё до старта с Луны, и, стартовав с её поверхности, осуществлял стыковку по просчитанной схеме.
• Американцы выбрали первый вариант, в советской программе предпочли второй. Стыковка должна была проходить на высоте 25-30 км. Поскольку цифровая ЭВМ для этих целей использоваться не могла (из-за её отсутствия), была разработана аналоговая система, просчитывающая необходимые элементы орбиты и моменты включения двигательной установки. Такая система для лунного корабля была создана и была весьма эффективна.

В отличие от этих задач задача сохранения центра масс была весьма сложной. Центр масс не должен был перемещаться более чем на 3 см (!). Это требовало особого устройства топливных баков блока Е и двигателей точной ориентации. Космонавт в лунной кабине также был сильно стеснён в своих действиях. Всё оборудование ЛК также пришлось разрабатывать и размещать согласно этим требованиям. Для компенсации смещения во время посадки и взлёта, когда происходило уменьшение массы лунного модуля в процессе расхода топлива при работе двигателя, такие тяжёлые элементы аппарата, как батареи, постоянно перемещались.

Та часть аппарата, которая непосредственно касалась поверхности, называлась аббревиатурой ЛПУ (лунное посадочное устройство). Помимо обеспечения посадки этот модуль служил стартовой площадкой для блока Е, с помощью которого лунный корабль взлетал с Луны. На ЛПУ также размещалось оборудование, которое было задействовано только при спуске или оно могло работать в лунных условиях и использовалось до взлёта с поверхности. Это были радар-высотомер, параболические антенны, химические источники тока, три бака (впоследствии был добавлен четвёртый) с водой для испарительной системы охлаждения и видеокамера, которая снимала бы работу космонавта на поверхности. ЛПУ имело массу 1440 кг при полном весе лунного корабля 5560 кг. Как говорилось выше, из-за ограничения массы аппарата двигательная установка могла переместить корабль не далее, чем на 100 метров от заранее выбранной точки. В этом месте могли находиться довольно крупные кратеры, поэтому лунное посадочное устройство должно было обеспечивать нормальную посадку (и последующий взлёт) на поверхность так, чтобы аппарат мог нормально функционировать и в тех случаях, когда он образовывал с поверхностью довольно большие углы (до 30 градусов). Это было необходимо ещё и для обеспечения "слепой" посадки аппарата в беспилотных вариантах, когда отсутствовавший космонавт не мог контролировать работу автоматики. Перед конструкторами встаёт вопрос: чем именно аппарат должен касаться Луны? Минимальным вариантом было использование трёх посадочных опор, именно такая схема использовалась для посадки на Луну их "Сервейеров" (автоматических аппаратов для исследования и фотографирования поверхности). Для советского лунного корабля такой вариант не подходил, поскольку он не обеспечивал необходимую устойчивость и не гарантировал сохранение центра масс. ЛПУ начинают разрабатывать сразу несколько КБ, и появляется большое количество разных проектов: от нескольких опор до особого посадочного кольца. В конце концов, остались две возможные схемы: пассивная и активная. В первом случае аппарат садился на несколько пассивных опор, но тогда требовалось обеспечить очень плавный подлёт к поверхности. Во втором случае посадочные опоры имели собственный корректирующие двигатели, которые включались непосредственно в момент контакта для точного позиционирования аппарата.

Для окончательного выбора был создан целый комплекс для имитации посадки на лунный грунт: большое помещение было заполнено вулканическим туфом из Армении (по своим физическим свойствам он похож на лунный реголит), и в нём проводилась имитация касания Луны. Испытания показали, что более предпочтительна активная схема (использовались твёрдотопливные двигатели), которая и была выбрана для лунного корабля.

Лунная Кабина

Лунная кабина предназначалась для размещения одного космонавта. В центре (относительно космонавта, сидящего в кабине) имелся большой иллюминатор, в который проводились наблюдения во время посадки. Выше него находилось ещё одно окно, которое должно было использоваться для наблюдения процесса стыковки с лунным орбитальным кораблём. Наиболее важные средства управления аппаратом находились справа, а менее - слева от сидящего внутри человека.

Дополнительным требованием перед разработчиками явилось то, что ЛК должен был способен к беспилотному полёту: автоматически садится на Луну и автоматически стыковываться с орбитальным кораблём. Это требовалось как для испытаний аппарата в беспилотном режиме, так и для осуществления возможных "спасательных" операций, когда в случае повреждения блока Е ЛК не мог взлететь с Луны и космонавт оставался на поверхности. Это требовало, конечно, одновременного запуска к Луне двух аппаратов: рабочего (пилотируемого) и резервного. Автономность лунного корабля обеспечивалось телевизионными камерами, что позволяло с Земли видеть всё происходящее и дистанционно управлять космическим кораблём.

В задней части лунной кабины размещался дискообразный модуль с оборудованием, таким, как:

• Система управления
• Радиотехнические модули
• Система управления электропитанием
• Система терморегуляции
• Аппаратура для обеспечения стыковки.

Первоначально в лунной кабине предполагалось использовать чистый кислород под давлением 0.4 атмосферы. Но это была слишком огнеопасная среда, поэтому впоследствии долю кислорода, добавив азота и повысив давление до 0.74 атмосфер. При этом хоть и требовалось увеличивать массу запасов воздуха в два раза, тем не менее, корабль становился более безопасным в плане пожароопасности. На последнем этапе посадки лунной кабины, как уже говорилось, управление брал на себя космонавт. Однако на момент разработки посадочного аппарата создание подобной системы тормозило полное отсутствие опыта. Все пришлось начинать сначала. Помимо сохранения центра масс необходимо было обеспечить полную работоспособность даже в случае возможной разгерметизации кабины. Хотя все системы при разгерметизации должны были остаться целыми, скафандр был рассчитан только на 10 часов, т.е. в этом случае требовалось немедленно возвращаться на лунный орбитальный корабль. В связи с этим пришлось отказаться от использования ножных педалей. Разработчикам пришлось изучать опыт авиаконструкторов, создававших в те годы самолёты вертикального взлёта-посадки.

Долго прорабатывались и варианты размещения приборных панелей и иллюминаторов. Было выяснено, что для обзора поверхности Луны при подсадке оптимальный угол обзора составляет 7 градусов. Иллюминатор, использующий для контроля за спуском, имел координатную сетку для определения и коррекции места касания грунта. Приходилось создавать и скафандр, позволяющий довольно длительное время работать непосредственно на Луне. Он имел название "Кречет" и стал прообразом скафандров "Орлан", которые используются сегодня российскими космонавтами для работы в открытом космосе. "Кречет", также как и его сегодняшний аналог "Орлан" представлял собой очень сложное устройство. Он не надевался на человека, а наоборот, человек входил в скафандр - для этого в задней части этого снаряжения имелся люк. В нём имелась система специальных растяжек и фиксаторов, которые были необходимы для обеспечения неподвижности человека на время манёвров, поскольку при маленькой массе всего лунного корабля смещение центра тяжести всего аппарата из-за неловкого движения человека могло повлечь за собой весьма крупные неприятности.

Для испытания скафандра (как, впрочем, и не только его) был построен полномасштабный макет лунного корабля, на котором различные проводились испытания и тренировки экипажа. Наверное, многие видели эти кадры в хронике. Для того, чтобы имитировать лунную гравитацию, которая в 6 раз земной, была построена специальная наклонная башня. Человек ходил по её внешней стене, образовывавшей с вертикалью угол приблизительно 30 градусов. При этом земное притяжение "тянуло" вниз и забирало большую часть веса (чтоб не упасть, человек в "Кречете" перед этими операциями подвешивался на тросике), а на упор ногами оставалась лишь шестая часть веса, что и обеспечивало "лунные условия". Поскольку скафандр получился довольно большим, пришлось заново разрабатывать и люк. По этой же причине размещение приборов и агрегатов лунной кабины также согласовывалось с местоположением человека (опять-таки для сохранения центра масс).

В целях экономии массы стыковочный узел имел довольно простое устройство (по сравнению с этим же узлом у "Союзов", летающих на околоземной орбите сегодня). Это одновременно снижало стоимость аппарата и повышало надёжность. Поскольку космонавт переходил из лунного орбитального аппарата в посадочный модуль и обратно в ходе выхода в открытый космос, никакой жёсткой стыковки, обеспечивающую герметичный переходной тоннель между модулями не требовалось. Разработанная для этих целей система "Контакт" обеспечивало простое сближение аппаратов (после того старта лунного корабля с Луны) и их механический захват.

Эта система должна была быть разработана и испытана ещё к 1968 году. Предусматривалось запустить два "Союза" в беспилотном режиме для отработки стыковки, после чего должен был быть осуществлён подобный полёт пилотируемых "Союзов". Однако беспилотные попытки не удались, а запуск сразу после этого "Союза-1" с Комаровым также закончился трагедией: он погибает при посадке на Землю. Вместо четырёх "Союзов" было истрачено больше десятка аппаратов, а советская лунная программа задержалась (хотя и не только из-за этого) на полтора года. "Контакт" был полностью готов к работе лишь в течение программы "Салют" (пилотируемые орбитальные станции), точнее - к октябрю 1971 года. Вместе с системой ориентации-стабилизации и топливом для неё лунная кабина весила около 1300 кг.

Всего же в лунном корабле советской программы Н1-Л3 присутствовали следующие системы.

• Система автоматического управления. Эта система, основы которой были взяты с систем наведения у военных ракетных комплексах. Она обеспечивала управление кораблём на всех стадиях полёта лунного модуля: снижения, посадки, взлёта и стыковки. Все необходимые для работы вычисления обеспечивала БЦВМ (бортовая электронно-вычислительная машина), которая обрабатывала данные, поступающие с измерительных датчиков, и отдавала команды двигательной установке. Основные данные об ориентации обеспечивали гироскопы и радар, измеряющий горизонтальную и вертикальную скорости аппарата. Космонавт имел возможность корректировать команды, выдаваемые бортовым компьютером, к тому же вблизи поверхности он уже видел точку, в которую садился аппарат (при помощи особых обозначений на иллюминаторе) и мог изменять её (выбрать новое место посадки, расположенное не далее 100 метров от старого места). Все вычисления проводились в трёх независимых параллельных потоках для уменьшения количества возможных ошибок.
• Радарная система для измерения скорости аппарата. Располагалась снаружи космического корабля около оборудования для выхода на лунную поверхность.
• Лунное посадочное устройство.
• Стыковочная система "Контакт". Она имела небольшой вес и обеспечивала простой физический контакт и захват кораблей. "Контакт" мог работать как в ручном, так и в автоматическом режиме.
• Система электрораспределения. Она расположена в нижнем приборном отсеке. Состояла из системы электрических кабелей и пяти химических батарей: три в ЛПУ и две в лунной кабине. Эти электрические батареи имели относительно большой срок хранения: они могли применяться по своему прямому назначению даже после трёх месяцев нахождения в космическом пространстве.
• Анализатор остальных бортовых систем, определяющих их исправность.
• Кабина для космонавта.
• Бортовой компьютер. Используется в системе автоматического управления. Быстродействие - 20 000 операций в секунду. Обеспечивал параллельное вычисления трёх независимых потоков данных.
• Система раскрытия антенн.
• Сами антенны: две метровые параболические антенны для высокоскоростной передачи данных и трансляции телевизионного изображения и одна всенаправленная антенна для связи на низкой скорости с Землёй и лунным орбитальным кораблём.
• Телевизионные камеры. Предназначены для передачи кадров лунной поверхности при посадке беспилотного аппарата и передачи видеоизображения космонавта, выходящего на лунную поверхность и работающего на неё.
• Система, передающая телеметрические данные о работе всех систем корабля.
• Скафандр "Кречет". Обеспечивал выход в открытый космос и на поверхность. Автономность - 10 часов.
• Система поддержания атмосферы лунной кабины.
• Система терморегуляции, обеспечивающая нормальный температурный режим при температуре за пределами лунного аппарата от +130°С о до -200°С.
• Научное оборудование. Из-за ограничений массы ЛК оно не было окончательно выбрано, однако понятно, что главным "научным экспериментом" до 1969 года была установка советского флага на Луне раньше, чем американцы установят свой.
• Система пожаротушения.

Блок Е.

Двигательной установке, которая обозначалась блоком Е и предназначалась для мягкой посадки и взлёта с Луны, уделялось весьма пристальное внимание. Уже при первых набросках лунного корабля присутствовали рисунки этого блока. Первоначально планировалось уложиться в 510 кг, однако уже скоро стало понятно, что это нереально.

Для надёжности блок Е имел не один, а два двигателя: РД-858 и РД-859. Как только от аппарата отделялся блок Д, они запускались одновременно. Если в работе первого двигателя автоматика отмечала какие-либо сбои, то он сразу выключался, и посадочный аппарат возвращался на втором, запасном двигателе к лунному орбитальному кораблю. Если всё было нормально, то лунный модуль продолжал снижаться на основном двигателе, второй оставался в то время в резерве. Понятно, что бы вызвал отказ сразу двух двигателей.

В режиме снижения было необходимо развивать тягу 850 кг, а в режиме взлёта --2000 кг. РД-858 мог изменять свою мощность в этих пределах, а РД-859 имел фиксированное значение - 2000 кг, т.е. с ним посадку совершить было нельзя. В течение всей работы блока Е должно было сгореть 2900 кг топлива.

Создание двигателя многократного включения с регулируемой тягой потребовало титанических усилий. Для его разработки пришлось изобретать новые материалы и технологии. Ключевой проблемой в разработке блока Е (как и лунного посадочного устройства) явилось "отражение" газов, истекающих из сопел, от лунного грунта в течение посадки. В американском "Аполлоне" для посадки и взлёта применялись разные двигатели, что существенно облегчало задачу. Подобный вариант в советском проекте не был возможен из-за ограничений по массе всего аппарата. Если у американского лунного модуля двигатель мягкой посадки при контакте с поверхностью засорялся или повреждался (что и случилось несколько раз), то это не имело никакого значения. Для лунного корабля пришлось разрабатывать систему, которая направляла реактивную струю газов в непосредственной близости от поверхности как можно дальше от ЛПУ. В момент выключения блока Е (в режиме "посадка") сопла сразу же закрывались для избежания попадания в них инородных частиц, к примеру, лунной пыли, которая поднималась в момент касания грунта.

Для сохранения центра масс топливным бакам (объёмом по 1.2 м3) пришлось придать необычную форму: окиситель расходовался в 2 раза быстрее, чем топливо. В качестве топлива/окисителя использовались долго хранимые самовозгорающиеся компоненты: гидразин и азотный тетраксид. Масса полностью заправленного блока Е составляла 2950 кг, пустая ступень весила около 550 кг. Для осуществления мягкой посадки необходимо было сжечь около 700 кг топлива, а для взлёта требовалось 2100 кг.

Система ориентации

Для корректирующих манёвров была предназначена отдельная двигательная система. Как и в блоке Е, в ней использовались гидразин/тетраксид азота. Она размещалась над лунной кабиной и могла обеспечивать не только горизонтальные, но и вертикальные коррекции. Для повышенной надёжности лунный корабль имел не одну, а две независимых системы ориентации и мог работать даже в том случае, когда одна из них полностью выходила из строя. Для их работы имелось 100 кг компонентов ракетного топлива. Как и в случае с основными топливными баками, пришлось повозиться с центром масс: бак с окисителем размещался внутри бака с топливом и имел особую структуру.

Для подачи топлива в топливные баки подкачивался гелий под давлением 10 атмосфер, вытесняющий жидкость из бака. Двигатель можно было включать многократно, длительность минимального импульса составляла 9 миллисекунд, максимального - 10 секунд. Для сопел, размещённых под углом 20 градусов к горизонтали, был применён новый графито-ниобиевый сплав.

На вершине всего корабля, помимо системы ориентации, находились радиаторы системы терморегулирования и захват стыковочного узла.

Лунные корабли - американский и советский

Последний пуск ракеты Н1 состоялся 23 ноября 1972 года - менее чем за месяц до последнего полета на Луну по программе "Аполлон". После этого было решено, что перспектива побывать на Луне намного позже того, как американцы завершили свою лунную программу, не оправдает затраченных на это сил и средств. В мае 1974 года дальнейшие работы по носителю Н1 - а вместе с ними и вся программа Н1-Л3, - были окончательно закрыты.

Смерть лунного корабля.

Лунная программа Н1-Л3 постепенно теряла свою актуальность и значимость. Этот проект не смог обеспечить лидерство Советского Союза в космосе, впрочем, на то были и другие причины. Предполагалось для программы "Звезда" разработать модификацию лунного корабля, который мог бы доставить на Луны не одного, а двух человек. Однако оказалось, что при массе ЛК в 5500 кг это было сделать невозможно. Для осуществления подобной идеи необходимо создавать лунный аппарат полностью заново.

Со смертью Королёва и Янгеля страна теряет выдающихся конструкторов, способных завершить программу до конца. Она заканчивается так же тихо, как и начиналась: общественность узнаёт о факте существования лунных программ у СССР лишь в конце 80-х годов. Несмотря на наличие массы других подобных программ в нашей стране, только Н1-Л3 дошла до фазы реализации, так и не дойдя до конца. Всё что от неё осталось - это макеты лунного корабля в музеях МАИ (Москва и Санкт-Петербург), в НПО "Энергия" (г. Королёв) и в КБ "Южное" (г. Днепропетровск).

Рейтинг публикации:

20

Комментарии (4) | Распечатать

Добавить новость в: