Секреты американской космонавтики Железняков Александр
А в заключение фон Браун писал: «.мы соревнуемся с решительным противником, который перевел свою экономику на режим военного времени. Большинство же наших действий отвечают обычным условиям мирного времени. Я не верю, что мы можем выиграть эту гонку, если не предпримем ряд мер, которые до сих пор считались приемлемыми только для чрезвычайного положения».
Даже если у Кеннеди на тот момент и не было намерения объявить о начале лунной гонки, фон Браун своим письмом его явно подтолкнул к принятию такого решения.
Доклад «О неотложных мерах по обеспечению национальной безопасности», облаченный в форму обращения к Конгрессу, прозвучал 25 мая 1961 года. Я приведу здесь три выдержки из этого выступления: преамбулу, где объясняется, почему президент счел необходимым обратиться к законодателям в столь «неурочное» время; первый раздел, показывающий, что лунная гонка была лишь частью глобального противостояния двух социальных систем; и раздел, непосредственно касающийся космоса.
<…>
Конституция налагает на меня обязанность время от времени предоставлять Конгрессу информацию о положении в стране. До сих пор это традиционно трактовалась как ежегодное мероприятие. Эта традиция нарушалась в особенных случаях.
Сейчас именно такой особенный случай. Мы сталкиваемся с необычной проблемой. Наша сила, а также наши убеждения обязывают нашу нацию взять на себя роль лидера в деле отстаивания свободы.
Никакая роль в истории не может быть более трудной и более важной. Мы – оплот свободы.
Таково наше собственное убеждение и таково наше единственное обязательство перед другими. Ни один наш друг, ни один посторонний и ни один наш противник не должен усомниться в этом. И я здесь не для того, чтобы представить новую военную доктрину, направленную против кого-то или нацеленную на какой-то регион.
Я здесь нахожусь, чтобы выдвинуть доктрину свободы.
I.
Великий театр военных действий в борьбе за свободу и ее экспансию сегодня – это все южное полушарие Земли: Азия, Латинская Америка, Африка и Средний Восток – регионы, где просыпаются народы и поднимаются на борьбу (так в оригинале, хотя речь идет о регионах, расположенных и к северу, и к югу от экватора. – Прим. автора). Их революция является величайшей в человеческой истории. Они ищут конец несправедливости, тирании и эксплуатации. Более, чем конец этому, они ищут истоки.
И их поиски – и эту революцию, мы должны поддержать, несмотря на ««холодную войну», и, несмотря на политический или экономический курс, который они выберут на пути к свободе.
Не противники свободы привели к этой революции, не они создали условия, которые вынудили ее совершить. Но они ищут возможность, чтобы подняться на гребень ее волны – овладеть ею и использовать в своих целях. Пока еще их агрессия чаще является скрытой, чем открытой. Они пока не запускают ракеты, а их войска пока редко проявляют активность. Но они направляют оружие, агитаторов, советников, технических специалистов и пропагандистов в каждую беспокойную зону. Но там, где требуются прямые боевые операции, делается это обычно руками других – партизан, наносящих удары ночью, наемных убийц, действующих в одиночку – наемных убийц, которые унесли жизни четырех тысяч гражданских служащих за последние двенадцать месяцев только во Вьетнаме – подрывных элементов, диверсантов и мятежников, которые, в некоторых случаях, контролируют уже целые районы в независимых странах. [В этом месте, следующий параграф, который присутствовал в тексте, и который был написан и представлен Сенату и Палате представителей, при чтении послания был пропущен:
Они обладают мощными межконтинентальными ударными силами, огромной армией для ведения обычной войны, хорошо подготовленными скрытыми войсками в районе каждого населенного пункта, возможностью быстро мобилизовать обученную рабочую силу для любых целей, способностью принимать быстрые решения, у них закрытое общество без разногласий во мнениях или свободы информации и большой опыт в технике насилия и подавления. Они делают большие научные успехи и имеют экономические достижения и, благодаря этому, ставят себя в позу врага колониализма и друга народных революций. Они играют на нестабильности, непопулярных правительствах, пограничных проблемах, невыполненных обещаниях, судорожных реформах, массовой бедности, неграмотности, беспорядках, смутах и крушениях надежд.]
Обладая этими страшными видами вооружений, противники свободы планируют объединить и контролировать целые территории – чтобы эксплуатировать, управлять и, наконец, разрушить надежды вновь образованных стран мира на свободу; и они имеют стремление сделать это до конца текущего десятилетия. Это есть спор нашей воли и целей наших противников, а также противостояние силы и насилия – это битва за умы и души, а также за жизни и территории. И в этом споре мы не можем стоять в стороне.
Мы стоим, так же, как стояли всегда, с самого начала, за независимость и равенство всех наций. Наша страна была рождена революцией и развивалась в условиях свободы. И мы не намерены уступать дорогу деспотизму. Нет единого политического рецепта, который мог бы ответить на этот вызов. Опыт учит нас, что ни одна нация не имеет ни мощи, ни мудрости, чтобы решить все проблемы мира или управлять его революционными процессами; что расширение наших обязательств не всегда увеличивает нашу безопасность – что любая инициатива несет с собой риск временного поражения – что ядерное оружие не может предотвратить поражение – что никакой свободный народ не может сохранить свободу без собственной воли и энергии – и что никакие две страны и никакие две ситуации в мире не бывают в точности одинаковыми.
Пока есть еще многое, что мы в состоянии сделать, и мы должны это делать. Те предложения, которые я довожу до вас, являются многочисленными и разнообразными. Они являются ответом на множество особых условий и опасностей, которые становятся все более и более очевидными в последние месяцы. Предлагая их, как общее целое, я верю, что они могут обозначить еще один важный шаг в направлении наших общих усилий, как нации. Я нахожусь здесь, чтобы попросить помощи нашего Конгресса и нашего народа в одобрении этих необходимых мер.
<…>
IX. КОСМОС
Наконец, если мы намерены выиграть битву, которая сейчас идет во всем мире между свободой и тиранией, то для нас должно быть совершенно ясно, что драматические достижения в космосе, которые случились в последние недели, как и запуск Спутника в 1957 году, оказывают серьезное влияние на умы людей повсюду в мире – на людей, которые пытаются сделать выбор, какой дорогой им идти дальше. С самого начала моего президентского срока, наши усилия в космосе рассматривались именно под таким углом зрения. Вместе с вице-президентом, который является председателем Национального совета по космосу, мы изучили, где наши позиции в космосе сильны, а где нет, где мы можем добиться успеха, а где мы не можем этого сделать. Сейчас настало время добиться основательных успехов, настало время для Америки начать новое великое предприятие – время для нашей нации взять на себя роль явного лидера в космических достижениях, которые, во многом, могут стать ключом к нашему будущему на земле.
Я верю, что мы обладаем для этого всеми необходимыми ресурсами и талантами. Но дело в том, что мы никогда не принимали соответствующих решений на уровне нации, чтобы распорядиться своими национальными ресурсами, которые требовались для такого лидерства. Мы никогда не ставили перед собой долгосрочных целей, не строили необходимых планов или не управляли нашими ресурсами и нашим временем надлежащим образом, чтобы гарантировать их выполнение.
Признавая первенство, завоеванное Советами в космосе, благодаря их мощным ракетным двигателям, что позволит занимать им лидирующего положения еще многие месяцы, и осознавая вероятность того, что они будут далее использовать это лидерство в своих интересах, чтобы добиться еще более впечатляющих успехов, мы, несмотря на это, обязаны предпринять свои собственные новые усилия в этой области. Между тем мы не можем гарантировать, что мы в один день станем первыми, но мы можем гарантировать, что любой провал в реализации этих усилий сделает нас последними. Мы берем на себя дополнительный риск, осуществляя их совершенно открыто, на виду у всего мира, но как показал подвиг астронавта Шепарда, этот риск оправдан и способствует росту нашего достоинства, когда мы достигаем успеха. Но это не какая-то гонка. Космос сейчас открыт для нас, и наше стремление осваивать и использовать его не диктуется тем, что делают другие. Мы идем в космос, потому что это задача всего человечества, и люди свободного мира должны в полной мере участвовать в этом.
Поэтому я запрашиваю у Конгресса повышенное и дальнейшее выделение финансов, которые я ранее запросил на космическую деятельность, чтобы обеспечить средства, которые необходимы для реализации следующих национальных целей.
Во-первых, я полагаю, что наша страна должна принять на себя обязательство в достижении следующей цели – до конца этого десятилетия, доставить человека на Луну и безопасно вернуть его на Землю. Ни один космический проект нашего времени не будет более впечатляющим или более важным в исследования космоса на длительный период времени, и ни один не будет таким трудным и дорогостоящим. Мы предлагаем ускорить разработку предназначенного для этого лунного космического корабля. Мы предлагаем разработать различного типа жидкостные и твердотопливные носители, много мощнее, чем любой из разработанных к настоящему времени, вплоть до самых сверхмощных. Мы предлагаем выделить дополнительные средства для разработки других типов ракетных двигателей и для беспилотных исследований – исследований, которые особенно важны для той цели, которую наша страна не должна упустить ни в коем случае: безопасности человека, который первым совершит этот дерзкий полет. Но в самом общем смысле к Луне полетит не один человек – если мы утверждаем это решение, то это будет весь наш народ. Все мы должны работать так, чтобы доставить его туда.
Во-вторых, дополнительные 23 миллиона долларов, вместе с уже выделенными 7 миллионами долларов, должны ускорить разработку ядерной ракеты «Ровер». Это обещает нам к некоторому времени получить средство для даже более впечатляющих и амбициозных исследований космоса, возможно, для полетов дальше Луны, возможно даже к самой границе солнечной системы.
В-третьих, дополнительные 50 миллионов долларов упрочат наше нынешнее лидерство в области связных спутников, ускорив создание мировой системы спутниковой связи.
В-четвертых, дополнительные 73 миллиона долларов, из которых 53 миллиона выделены Бюро погоды – позволят получить нам, к самому раннему возможному сроку, спутниковую систему глобального наблюдения за погодой.
Должно быть совершенно ясно, и это то решение, которое члены Конгресса должны наконец принять – пусть будет ясно, что я прошу Конгресс и страну взять на себя твердое обязательство и принять новый курс действий – курс, который займет много лет и потребует тяжелых расходов: 531 миллион долларов в 1962 финансовом году и, по оценкам, от семи до девяти миллиардов долларов в следующие пять лет. Если мы намерены пройти только половину пути или опустить голову перед лицом трудностей, то, я убежден, будет лучше вообще не вступать на этот курс.
Сейчас, это именно тот выбор, который должна сделать наша страна, и я уверен, что под руководством Космических комитетов Конгресса и Комитетов по ассигнованиям, вы внимательно рассмотрите этот вопрос.
Это самое важное решение, которое мы должны принять, как нация. Все вы живые свидетели событий последних четырех лет и видели каково значение космоса и достижений в космосе, но никто не может предсказать с уверенностью, каков конечный смысл освоения космоса.
Я верю, что мы должны лететь на Луну. Но я думаю, каждый гражданин нашей страны, как и члены Конгресса, должны тщательно рассмотреть вопрос принятия этого решения, к которому мы шли многие недели и месяцы, потому что это тяжелое бремя, и пока не будет общего духа согласия или желания, чтобы Соединенные Штаты заняли прочную позицию в космосе, мы не будем готовы сделать эту работу и вынести это бремя, чтобы достичь успеха. Если мы не готовы к этому, мы должны решить это сегодня, в этом году.
Это решение требует масштабного общенационального участия научных и технических кадров, привлечения материальных и производственных ресурсов и их отвлечения от других важных отраслей, где они уже задействованы. Это означает новую степень участия, организации и дисциплины, которые не всегда были характерны для наших работ, связанных с исследованиями и разработками. Это означает, что мы не можем позволить себе неоправданных остановок работ, раздутых затрат на материалы и рабочую силу, расточительной конкуренции между агентствами и отраслями или высокой текучести кадров среди ключевого персонала.
Новые задачи и новые деньги не могут решить эти проблемы. Они могут, фактически, даже усугубить их в дальнейшем, пока каждый ученый, каждый инженер, каждый военнослужащий, каждый технический специалист, подрядчик и гражданский служащий не примет на себя персональное обязательство работать так, чтобы его страна двигалась вперед на полной скорости, которую дает свобода, в захватывающее путешествие в космос.
<…>.[1]
Главное, что можно увидеть в процитированных фрагментах, – это конкретный срок исполнения «проекта века» – конец текущего десятилетия, то есть 1969–1970 годы.
Америка блестяще справилась с задачей, которую сформулировал президент Кеннеди. Удалось сделать то, что казалось невозможным, и то, что никто не смог повторить до сегодняшнего дня. В следующих главах я расскажу о ходе реализации программы «Аполлон» и о некоторых других программах 1960-х годов, не связанных с Луной, но испытавших на себе ее влияние.
Глава 28
Откуда появился «Аполлон»
О программе «Аполлон» на русском языке опубликовано великое множество книг и статей. На любой вкус. Буквально по минутам расписан каждый шаг американских астронавтов по лунной поверхности. Телеканалы регулярно демонстрируют фильмы, в которых рассказывается об основных этапах лунной эпопеи.
Можно было бы не конкурировать со всем этим обилием материалов и отправить читателей к другим авторам. Но я не хочу нарушать целостности своего рассказа об американской космонавтике и хотя бы кратко о полетах на Луну все-таки напишу.
Несмотря на то, что «Аполлону» будет посвящена не только данная глава, но и несколько последующих, это все равно будет неполный рассказ. На «монументальное» повествование потребуются несколько томов. Как минимум.
Вообще-то программа «Аполлон», которую принято считать детищем выступления президента Кеннеди в Конгрессе, родилась еще до того, как была провозглашена «национальная идея Америки». И название было утверждено еще в июле 1960 года. А за четыре месяца до этого руководство НАСА одобрило трехэтапную программу создания мощных ракет-носителей серии «Сатурн». По сути дела, это и стало началом лунной эпопеи.
На начальном этапе предполагалось создать двухступенчатую ракету «Сатурн С-1» с первым запуском уже в 1961 году. На втором этапе должен был появиться трехступенчатый «Сатурн С-2». В первый полет носитель должен был отправиться в 1963 году. На третьем этапе должна была родиться пятиступенчатая ракета «Сатурн С-3».
Для всех трех вариантов проектировалась единая первая ступень с жидкостным ракетным двигателем, работающим на кислороде и керосине. Для второй и третьей ступеней планировалось разработать кислородно-водородный двигатель с тягой 90,7 тонны. На четвертую и пятую ступени фирме «Пратт энд Уитни» (Pratt & Whitney) были заказаны двигатели с тягой 9 тонн.
После речи Кеннеди и решения Конгресса о финансировании программы подготовки лунной экспедиции был создан Комитет по ракетам-носителям. В него вошли руководители НАСА, Министерства обороны США и некоторых промышленных компаний. Комитет предложил разработать ракету-носитель «Сатурн С-3» в трехступенчатом варианте (будущий «Сатурн-5»).
По предварительным расчетам «Сатурн С-3» был способен вывести на орбиту вокруг Земли полезную нагрузку в 50 тонн и направить к Луне корабль массой 13,5 тонны. Для высадки на Луну этого было явно недостаточно, поэтому фронт работ был расширен. Тем более что все начинания НАСА в тот момент пользовались безоговорочной поддержкой администрации Белого дома.
Пока шла дискуссия о носителях, в Центре пилотируемых полетов в Хьюстоне и Центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле рассматривали различные схемы организации экспедиции на Луну.
Специалисты из Хьюстона предлагали «прямой» вариант полета: космический корабль с тремя астронавтами на борту стартует с Земли с помощью очень мощной ракеты-носителя и летит к Луне по кратчайшей траектории. По этой схеме космический корабль должен иметь запас топлива, достаточный, чтобы совершить посадку на лунной поверхности, затем взлететь и возвратиться на Землю без всяких промежуточных стыковок.
Чтобы реализовать этот вариант, требовалось вывести на околоземную орбиту полезную нагрузку в 180 тонн, а на траекторию полета к Луне – 68 тонн. Такую массу одним пуском была способна вывести только ракета-носитель «Нова» (Nova), разработку которой одобрили еще при президенте Эйзенхауэре. Однако по самым оптимистичным расчетам эта ракета могла стартовать не раньше 1970 года, что не вписывалось в планы американцев достигнуть Луны «еще до конца текущего десятилетия». Поэтому всерьез «Нову», как компонент лунной программы, не рассматривали. Чуть позже программу вообще закрыли.
Специалисты Центра имени Маршалла предлагали двухпусковой вариант достижения Луны. Схема экспедиции при этом выглядела следующим образом. На орбиту Земли должна была выводиться беспилотная разгонная ступень. Там ее требовалось состыковать с третьей пилотируемой ступенью, имеющей необходимый для разгона к Луне запас водорода. На земной орбите кислород разгонной ракеты перекачивался в пустой бак окислителя третьей ступени, и такая кислородно-водородная ракета должна была разогнать корабль к Луне. Далее можно было либо прямо садиться на лунную поверхность, либо сначала выходить на орбиту искусственного спутника Луны.
Второй вариант, который рассматривался в Хантсвилле, часто называют схемой полета «по Кондратюку». Она была предложена еще в 1920-х годах советским ученым Юрием Кондратюком (настоящее имя Александр Шаргей) и предполагала наличие в составе космического корабля посадочного модуля. В конце 1950-х годов эту схему, не зная о работах советского инженера, предложил инженер Исследовательского центра имени Лэнгли Джон Хоболт (John Houbolt). В этом варианте предполагался всего один пуск носителя.
Сначала к предложению Хоболта в НАСА отнеслись с изрядной долей скептицизма. Но потом одобрили лунно-орбитальный вариант. Тем более что для его осуществления заманчиво было использовать ракету-носитель «Сатурн С-3». Официальное решение об этом было принято НАСА 5 июля 1962 года.
Тогда же был утвержден и проект лунного корабля. Его предполагалось проектировать в двухмодульном варианте. Корабль предполагалось выводить на селеноцентрическую орбиту с помощью двигателей третьей ступени носителя и двигателей командного модуля. Затем двое астронавтов должны были перейти в лунную кабину, отстыковаться от основного корабля и совершить посадку на Луну. Третий астронавт оставался в командном модуле на орбите. После завершения лунной экспедиции кабина с астронавтами стартовала с Луны и стыковалась с модулем, ждущим ее на орбите. Затем «лунное такси» планировалось отделить от корабля, на котором астронавты возвращались на Землю.
На реализацию утвержденных в 1962 году проектов ушло несколько лет упорной работы огромного числа специалистов. Максимальная численность сотрудников, трудившихся над программой «Аполлон» (НАСА и промышленные предприятия), достигало трехсот тысяч человек. В процессе создания носитель и корабль претерпели значительные изменения, но суть осталась прежней – мощная ракета, один пуск, лунно-орбитальный вариант. Все это и привело к тому, что американцы стали первыми на Луне. Но этот путь оказался очень трудным.
Глава 29
Программа «Лунэкс»
Альтернативой программе «Аполлон» могла стать, но не стала, программа «Лунэкс» («Lunex» – сокращение от «Lunar Expedition»). Ее в обстановке повышенной секретности готовило командование ВВС. Программу представили на рассмотрение президенту Кеннеди в мае 1961 года, за несколько дней до его выступления в Конгрессе. Но, судя по всему, к тому времени в администрации Белого дома уже сделали выбор, поэтому «Лунэкс» так и остался на бумаге. Целью программы «Лунэкс» являлась высадка американских астронавтов на поверхность Луны до конца 1967 года для демонстрации технического превосходства США над СССР. То есть цели «Лунэкс» были аналогичны целям «Аполлона», но для их достижения предлагалось иное техническое решение.
В докладной записке содержалось описание двух схем полета на Луну. Окончательный выбор предполагалось сделать позднее. Первая схема подразумевала «прямой выстрел», когда корабль стартовал непосредственно с Земли с помощью тяжелой ракеты-носителя и доставлялся на поверхность Луны целиком. Вторая – предусматривала сборку корабля на околоземной орбите с последующим стартом к Луне. Первая схема значилась как рекомендуемая, вторая как обсуждаемая.
Космический корабль для полета на Луну должен был состоять из трех модулей: разгонного транспортного средства, лунного посадочного и лунного взлетного. На первый взгляд, напоминает «Аполлон». Но принципиальное отличие состояло в том, что в качестве лунного взлетного модуля предлагался ракетоплан, на котором астронавтам и предстояло возвратиться на Землю, совершив посадку на обычном аэродроме.
Предполагаемые габариты лунного корабля (посадочный и взлетный модули): длина – 16,07 метра, диаметр – 7,62 метра, масса – 60,7 тонны, масса возвращаемого ракетоплана – 9,2 тонны. Система жизнеобеспечения рассчитывалась на 10 дней: по 2,5 дня на полет к Луне и обратно, и 5 дней для работы на поверхности небесного тела.
Схема космоплана Lunex
В случае утверждения программы «Лунэкс» командование ВВС США обещало осуществить первый пилотируемый полет лунного корабля по околоземной орбите высотой 80 500 километров не позднее апреля 1965 года. Облет Луны планировалось провести не позднее сентября 1966 года. Высадку на Луну предполагалось выполнить не позднее августа 1967 года. Ну а к январю следующего года на поверхности спутника Земли должна была функционировать постоянная научная станция. Созданную в рамках программы «Лунэкс» ракетно-космическую систему предполагалось в дальнейшем использовать для полетов к Марсу и Венере. На работы ВВС США запросило 7,5 миллиарда долларов в период с 1962 по 1971 год.
В докладной записке по «Лунэкс» неоднократно подчеркивалось, что программа имеет не только научное и политическое, но и военное значение. Правда, никаких конкретных предложений по боевому использованию космических аппаратов, которые должны были появиться в результате реализации лунной программы ВВС, в докладе не содержалось.
Маловероятно, что «Лунэкс», если бы американцы взяли его за основу своей лунной программы, позволил бы им выиграть соревнование с Советским Союзом. По крайней мере, в названные в докладе сроки они бы точно не уложились.
Во-первых, проект ВВС значительно отставал в техническом плане от «Аполлона». Если весной 1961 года Вернер фон Браун со своей командой уже вовсю трудился над «Сатурном», то авторам «Лунэкс» еще только предстояло создать необходимый носитель.
Ракета для Lunex
Во-вторых, принятие «Лунэкс» неизбежно бы привело к распрям с представителями армии и флота, которые также попытались бы присоединиться к работам. А это вряд ли принесло бы пользу программе.
Именно поэтому «Лунэкс» так и остался проектом.
Глава 30
Полеты «Близнецов»
Программу «Джемини» (англ. Gemini – Близнецы) можно рассматривать и как развитие программы «Меркурий», и как предварительный этап американской лунной программы. Это некий промежуточный проект, который вобрал в себя и то, что уже было сделано, и то, что еще предстояло сделать. И не только в рамках лунной программы.
Споры о том, каким должен стать следующий американский пилотируемый корабль, начались задолго до летных испытаний «Меркурия». Победителем стал трехместный «Аполлон», которому предстояло доставить астронавтов на поверхность Луны. Но между одноместным «Меркурием», способным находиться на орбите всего сутки, и лунным кораблем лежала огромная пропасть, которую одним прыжком было не преодолеть.
Основные задачи корабля были сформулированы еще в 1959 году: четырнадцатисуточный полет, маневрирование на орбите, бортовая навигационная система, управляемый спуск и посадка на сушу. Весной 1961 года эти планы вновь стали актуальными, и к ним добавилась задача отработки сближения и стыковки двух космических аппаратов. В конце того же года компания «МакДоннелл» (McDonnell) приступила к созданию нового корабля. А 3 января 1962 года проект получил название «Джемини», которое и вошло в историю.
Первый беспилотный пуск корабля намечали на конец июля 1963 года. Второй «Джемини» с двумя астронавтами собирались запустить в сентябре на восемнадцать витков. В третьем и четвертом полетах планировалось достигнуть длительности полета четырнадцать суток. Серию из восьми полетов для отработки сближения и стыковки планировалось начать в марте 1964 года.
Но планы планами, а реальность, как всегда, оказалась иной. Недостаточное финансирование проекта, трудности в летных испытаниях ракеты-носителя «Титан-2», медленная отработка бортовых двигателей – все это привело к тому, что сроки первого полета стали отодвигаться все дальше и дальше. Первый пуск было решено перенести на 1964 год и сделать его суборбитальным.
Также пришлось отказаться от некоторых новшеств, которые первоначально были заложены в проект. Например, от параплана Рогалло, с помощью которого планировалось садиться на космодром на мысе Канаверал. В окончательном варианте «Джемини» суждено было возвращаться на Землю под парашютом с посадкой на воду. То есть точно так же, как это делали «Меркурии».
Но какими бы ни были трудности, в конце 1963 года первый корабль и первый носитель были доставлены на космодром. Несколько месяцев ушло на тестирование, сборку ракетно-космической системы, проверку наземного оборудования.
И вот, наконец, 8 апреля 1964 года в 11 часов по местному времени первый корабль «Джемини» отправился в полет. Испытание проходило в беспилотном варианте. Да и как могло быть иначе, если основной целью запуска была проверка возможностей ракеты-носителя «Титан-2» по выводу корабля на орбиту. А сам корабль упростили настолько, что даже не планировалось отделение «Джемини» от второй ступени. Макетами были заменены бортовой навигационный компьютер, инерциальный измерительный блок, система жизнеобеспечения. Вместо кресел пилотов стояли регистраторы параметров полета. Донная защита была половинной толщины: 13 мм вместо 25 мм. Двигатели ориентации вообще отсутствовали.
«Джемини-1» совершил 64 витка вокруг Земли, 12 апреля вошел в атмосферу и в ней разрушился. Но самое главное этим полетом было доказано – корабль может совершать полет по орбите.
Второй испытательный пуск был намечен на 24 августа 1964 года. Однако в срок провести его не удалось. Сначала задерживалось изготовление корабля, потом сильная гроза над космодромом повредила ракету-носитель и пришлось заменять на ней все транзисторы, затем работу наземных служб нарушил ураган Клео. Были и другие проблемы, на решение которых ушло более трех месяцев. И лишь 9 декабря была предпринята попытка запуска. Я пишу «попытка», так как старт не состоялся – автоматика выключила двигатели через одну секунду после их включения из-за поломки сервоклапана – одного из четырех приводов качания двигателей. Возникни проблема на пару-тройку секунд раньше или позже, и удалось бы переключиться на резервную систему. А так пуск пришлось отменить.
Чертеж корабля «Джемини»
Следующую попытку после проведенных доработок предприняли только 19 января 1965 года. Полетное задание включало: проверку системы отделения корабля от носителя; тестирование системы управления кораблем; отработку операций схода с орбиты, отделения от возвращаемой капсулы секции оборудования и секции тормозной двигательной установки агрегатного отсека, управляемого спуска в атмосфере; проверку средств приводнения.
«Джемини-2» был укомплектован почти полностью, за исключением катапультируемых кресел и радиолокатора. В кабине находились два манекена, имитировавшие дыхание и тепловыделение астронавтов.
Полет проходил по суборбитальной траектории и занял всего чуть более восемнадцати минут. Приводнился корабль в 3422 километрах от космодрома. Несмотря на краткость полета, все задачи были выполнены и «Джемини» получил путевку в жизнь. Или в космос, если хотите.
Испытательным стал и третий полет «Джемини». Но в нем испытывали не только технику, но и людей. Впервые на кораблях новой серии находились астронавты: Вирджил Гриссом (Virgil Ivan Grissom) и Джон Янг (John Young).
Старт «Джемини-3» состоялся 23 марта 1965 года. Полет продлился, как и планировалось, около пяти часов. Не считая мелких отказов оборудования, все прошло нормально. С помощью бортовых двигателей впервые в мире были осуществлены коррекции орбиты.
По иронии судьбы, когда Гриссом и Янг накручивали витки вокруг Земли, Москва встречала своих героев космоса – Павла Беляева и Алексея Леонова, совершивших полет на корабле «Восход-2». Тогда впервые в мире был осуществлен выход в открытый космос. Это был очередной удар по престижу американской космонавтики, так как еще за год до начала пилотируемых полетов по программе «Джемини» руководство НАСА объявило, что первым в открытом космосе будет гражданин США и случится это во время полета «Джемини-4». Но в очередной раз советским конструкторам удалось опередить американцев.
Любопытно, что первоначальные планы НАСА предусматривали совершение так называемого «выхода со вставанием». Этот термин используется в американской космонавтике и означает, что после открытия люка астронавт высовывается из кабины, встав на кресло. В нашей стране такой способ работы в открытом космосе многие годы за выход и не считался. Да и сами американцы понимали, что это лишь подготовительный вариант. Поэтому, посмотрев на экране, как Алексей Леонов парит над нашей планетой, в НАСА решили скорректировать свои планы и готовить астронавтов к полноценному выходу.
«Джемини-4» стартовал 3 июня 1965 года и стал первым американским кораблем, полетом которого управляли не с мыса Канаверал, а из Центра пилотируемых полетов в Хьюстоне. Командиром корабля был Джеймс МакДивитт (James Alton McDivitt), а пилотом, которому предстояло покинуть борт корабля, – Эдвард Уайт (Edward Higgins White).
Первой операцией, которую экипаж попытался осуществить в космосе, стало сближение со второй ступенью ракеты-носителя «Титан-2». Но пока МакДивитт разворачивал корабль и прицеливался, ступень стала быстро опережать «Джемини-4». Командир попытался догнать ее, сближаясь «по-земному». Но хитрые законы небесной механики не позволили это сделать, и в итоге МакДивитт был вынужден отказаться от попыток. На «погоню» ушло 62 килограмма топлива, почти половина всего запаса.
Выход в открытый космос планировался в конце второго витка, когда корабль должен был пролетать над территорией США. Но попытки сближения со ступенью «Титана» сорвали график подготовки, и было решено отложить выход на полтора часа. И вот, наконец, Уайту разрешили покинуть кабину. Он закрепил фал, открыл люк и шагнул в просторы Вселенной.
В отличие от Алексея Леонова, который выходил в космос через шлюзовую камеру, Уайт покидал «Джемини-4» прямо из кабины. Было еще одно отличие. Во время работы вне корабля Уайт использовал ручное реактивное устройство маневрирования. Его создали в Хьюстоне инженеры группы Гарольда Джонсона (Harald Johnson). Установка пистолетного типа имела массу 3,4 килограмма и могла сообщить астронавту скорость до 1,8 метра в секунду. В рукоятку устройства была вмонтирована фотокамера для съемки Земли, звезд и корабля.
Пробыв в открытом космосе 20 минут, Эдвард Уайт вернулся в кабину. Обращаясь к своему командиру, он сказал: «Это самый печальный момент в моей жизни», имея в виду свое возвращение на корабль. Но все печали пришлось тут же забыть, потому что МакДивитту, не удавалось закрыть за Уайтом люк. А полет с открытым люком означал только одно – смерть. Астронавты вдвоем вцепились за скобу и, промучившись почти 20 минут, все-таки справились с этой проблемой. На Земле о событиях на орбите узнали только через два часа. Уже потом поняли, что в вакууме сварились витки пружины люка.
Однако главной задачей полета «Джемини-4» был не выход в открытый космос, а четырехдневные испытания всех систем корабля в условиях реального полета. Для американцев это было чрезвычайно важное мероприятие, так как до того момента только один полет продолжался более суток. Во всех остальных астронавтам удавалось «насладиться» прелестями невесомости лишь несколько часов.
В программу полета входили также одиннадцать экспериментов, в том числе два по заданию Пентагона – измерения протонной и электронной составляющих космической радиации и навигационные измерения с помощью ручного секстанта. Большое место в полетном задании было отведено наблюдениям за земной поверхностью.
На двадцатом витке астронавты наблюдали спутник цилиндрической формы с торчащим с одной стороны выступом. Мак-Дивитт сфотографировал его несколько раз, но опознать объект по фотографиям не удалось. Еще два спутника командир видел на большом расстоянии.
Полет «Джемини-4» завершился 7 июня приводнением в Атлантическом океане. Астронавты провели в космосе 4 суток 1 час 56 минут 12 секунд.
Следующий полет по программе «Джемини» должен был стать на тот момент самым продолжительным в истории космонавтики – восемь суток. Второй пилот Чарльз Конрад (Charles Conrad) даже предложил включить в эмблему полета лозунг: «Восемь дней или провал». Фразу посчитали излишне честолюбивой и текст не утвердили. Хотя он очень точно отражал суть события.
Первая попытка старта «Джемини-5» была предпринята 19 августа 1965 года, но помешала погода – от удара молнии произошел скачок напряжения на главной линии электропитания стартового комплекса. Никто не мог гарантировать, что не пострадала информация в памяти бортового вычислительного комплекса, а на проверку времени уже не оставалось. Поэтому было решено старт отложить.
Пуск состоялся 21 августа и прошел успешно. На борту корабля находились командир Гордон Купер (Leroy Gordon Cooper) и второй пилот Чарльз Конрад.
Главными задачами первого полетного дня должны были стать испытания радиолокатора и сближение со спутником REP, имитирующим встречу со ступенью «Аджена-D». Однако только первая коррекция прошла успешно. А потом начались неприятности. Когда Конрад попытался провести следующую коррекцию, обнаружилось падение давления кислорода, поступающего из бака на регулятор. Нагреватель бака не работал. Пилот попытался включить его вручную, но не смог. В этой ситуации решили поспешить с началом испытаний радиолокатора, и через 2 часа 31 минуту после старта Купер отстрелил в боковом направлении спутник-мишень REP. В течение трех следующих витков «Джемини-5» должен был уйти на 80 километров, а затем вновь сблизиться с субспутником.
Слежение за новым искусственным объектом проходило нормально. Но давление в баке с кислородом продолжало падать. В результате сблизиться с REP так и не удалось. Субспутник в течение восьми часов оставался поблизости от корабля, после чего разрядились его бортовые батареи, погасли световые маяки и астронавты потеряли его из виду.
А тем временем давление кислорода продолжало падать и достигло значения 6,7 атмосферы вместо положенных 60 атмосфер. Началась подготовка к аварийному завершению полета на шестом витке. Это пришлось бы сделать, если бы давление упало до 1,6 атмосферы. Суда поисковой службы уже шли в район предполагаемой посадки, когда давление стабилизировалось на отметке 4,6 атмосферы, что позволяло продлить полет до 18 витков. А на следующие сутки давление начало медленно расти, и вопрос об аварийной посадке был снят с повестки дня.
Дальнейший полет проходил, в основном, согласно программе. Можно отметить два важных события последующих дней.
24 и 25 августа экипаж наблюдал запуски межконтинентальных баллистических ракет «Минитмен-1» (Minuteman) с авиабазы Ванденберг в Калифорнии, а также факел двигателя на огневых испытаниях на авиабазе Холломан. Аналогичные эксперименты в нашей стране состоялись лишь в октябре 1969 года во время полета корабля «Союз-6».
А 25 августа вышел из строя двигатель ориентации № 7. На следующий день был потерян и двигатель № 8. В последующие дни отказали еще четыре двигателя. В результате пришлось лечь в дрейф и отменить все эксперименты, требующие ориентации корабля.
И все-таки свои восемь суток «Джемини-5» отлетал. Полет был сокращен лишь на один виток, да и то из-за того, что в основной район посадки пришел ураган Бетси, и приземляться пришлось в запасном районе.
Дальнейшие планы НАСА предусматривали проведение в 1965 году еще двух полетов: «Джемини-6» в октябре с первой стыковкой со ступенью «Аджена-D» и «Джемини-7» в декабре на длительность в 14 суток. Уже были названы составы экипажей. Подготовка велась по графику и не предвещала никаких осложнений. Но, как всегда, вмешался случай, который сломал все предварительные планы.
Старт «Джемини-6» был запланирован на 25 октября. Заправленная топливом ракета уже стола на площадке, начался предстартовый отсчет, астронавты Уолтер Ширра (Walter Marty Schirra) и Томас Стаффорд (Thomas Stafford) заняли свои места в кабине корабля. За 1 час 40 минут до пуска ракеты-носителя «Титан-2» с космодрома на мысе Канаверал состоялся еще один пуск – стартовала ракета «Атлас». Ей предстояло вывести на орбиту ступень «Аджена-D», с которой должен был состыковаться космический корабль. Выведение на промежуточную орбиту прошло успешно. Довыведение предстояло осуществить с помощью собственных двигателей «Аджены-D». Через 367 секунд после старта двигатель ступени был включен, но спустя девять секунд прекратилось поступление телеметрической информации с борта. На радиолокаторе появилось пять отдельных целей, что означало взрыв ступени. Стало ясно, что стыковаться «Джемини-6» не с чем, и старт пришлось отменить.
Эмблема корабля «Джемини-3»
Возникшие трудности озадачили специалистов НАСА. Было не совсем понятно, что делать дальше. Ну, хорошо, «Джемини-7» отлетает свои 14 суток. А потом? Спасительная идея пришла в голову вице-президенту компании «МакДонелл» Уолтеру Берку (Walter Burke). Он предложил использовать один «Джемини» как мишень для другого «Джемини». Присутствовавшие при разговоре члены экипажа «Джемини-7» Фрэнк Борман (Frank Borman) и Джеймс Ловелл (James Lovell) согласились немедленно. Но две другие идеи Берка Борман отверг, так как они могли помешать четырнадцатисуточной экспедиции на орбиту. Во-первых, установку стыковочного модуля на борту своего корабля. Поэтому корабли могли только сблизиться, но не состыковаться. Во-вторых, пересадку пилотов Ловелла и Стаффорда через открытый космос.
Но убедить руководство НАСА в том, что можно осуществить запуск двух кораблей с интервалом в несколько дней и управлять одновременно их полетом, оказалось нелегко. Помог опыт советских коллег, которые проводили такие операции в августе 1962 года и в июне 1963 года. Высказанный аргумент: «Если русские могут, то и мы можем попробовать», – оказался решающим. В США началась подготовка к групповому полету.
Первым ушел в космос корабль «Джемини-7» с астронавтами Фрэнком Борманом и Джеймсом Ловеллом на борту. Произошло это 4 декабря 1965 года. Главной их задачей являлся длительный полет, по продолжительности сравнимый с полноценной лунной экспедицией. Астронавты должны были доказать, что столь длительное пребывание в космосе не представляет опасности для человека.
В полетное задание были вписаны двадцать экспериментов, главным образом медицинских. Их выполнением Борман и Ловелл занимались первые десять суток своего полета. Особых осложнений не возникло, хотя вновь, как и в полете «Джемини-5», падало давление в баке с кислородом, и отказали несколько двигателей ориентации. Были и другие поломки, но большого влияния на программу они не оказали.
12 декабря была предпринята попытка запустить «Джемини-6» с Уолтером Ширрой и Томасом Стаффордом на борту. В расчетное время двигатели «Титана-2» были включены, но уже через 1,7 секунды отключились из-за преждевременного отделения электроразъема перемычки. Вообще-то в подобной ситуации астронавтам следовало катапультироваться из кабины. Кто знает, что может произойти дальше. А вдруг последует взрыв носителя? Но Ширре потребовались доли секунды, чтобы понять, что ракета не летит, не падает, но и не взорвется. Астронавты не стали катапультироваться и остались в кабине.
Принятое Ширрой и Стаффордом решение позволило уже через трое суток повторить попытку запуска, которая на этот раз закончилась успехом. 15 декабря «Джемини-6» наконец-то вышел на орбиту. Через шесть часов после старта в результате маневрирования два пилотируемых корабля сблизились до нескольких десятков метров (после выхода «Джемини-6» на орбиту их разделяли 2000 километров) и начался совместный полет. Он продолжался 3,5 витка вокруг Земли. Были моменты, когда корабли разделяли всего 25–30 сантиметров!
Полет «Джемини-6» не планировался длительным. Поэтому уже через сутки, полностью выполнив свою программу, астронавты возвратились на Землю. «Джемини-7» находился в космосе еще двое суток, после чего успешно приводнился в Атлантике. Своим полетом Борман и Ловелл доказали, что человек может длительное время жить и работать в космосе.
Прежде чем рассказать о следующем полете «Джемини», необходимо упомянуть о трагическом событии, оказавшем влияние на ход программы. Пусть это влияние не было кардинальным, но кое-какие коррективы в график полета оно внесло. 8 ноября 1965 года были объявлены составы экипажей корабля «Джемини-9», полет которого был запланирован на середину мая 1966 года. «Основными» были Эллиотт Си (Elliott See) и Чарльз Бассетт (Charles Bassett), а их дублерами – Томас Стаффорд и Юджин Сернан (Eugene Cernan). Подготовка шла тяжело.
28 февраля 1966 года экипажи «Джемини-9» на двух самолетах Т-38 вылетели из Хьюстона в Сент-Луис, где им предстояло в течение двух недель заниматься на стыковочных тренажерах. В сложных погодных условиях Эллиотт Си ошибся при заходе на посадку, а при попытке уйти на второй круг ниже кромки облачности потерял скорость и зацепил крылом крышу одного из заводских зданий компании «МакДоннелл». Это был как раз 101-й корпус, где стояли на испытаниях «Джемини-9» и «Джемини-10». Самолет подскочил, упал в соседний двор и взорвался. Астронавты Эллиотт Си и Чарльз Бассетт погибли. Через три дня их похоронили на Арлингтонском кладбище. Стаффорд и Сернан продолжили подготовку уже как члены основного экипажа. Им «на подмогу» были направлены Джеймс Ловелл и Эдвин Олдрин (Edwin Eugene Aldrin).
А тем временем 16 марта 1966 года на орбиту отправился корабль «Джемини-8» с астронавтами Нейлом Армстронгом (Neil Armstrong) и Дэвидом Скоттом (David Scott) на борту. Им предстояло осуществить то, что не удалось в октябре предыдущего года – состыковать свой корабль со ступенью «Аджена-D». Полет был рассчитан на трое суток. За 1 час 41 минуту до старта «Джемини-8» с мыса Канаверал был запущен «Атлас», который вывел в космос ступень «Аджена-D». В этот раз все прошло успешно, и старт пилотируемого корабля отменять не пришлось. Стыковка двух космических аппаратов была запланирована на четвертом витке. В 23 часа 14 минут 54 секунды по Гринвичу Нейл Армстронг уверенно состыковал «Джемини-8» с мишенью. Это была первая в истории космонавтики стыковка.
На следующий день планировался не менее важный эксперимент – выход Дэвида Скотта в открытый космос на 2 часа 51 минуту. При этом предполагалось расстыковать объекты и развести их на 18 метров. После этого Скотт должен был с помощью ручного реактивного устройства «перелететь» на ракету, а Армстронгу предстояло подвести корабль поближе и сымитировать спасение терпящего бедствие астронавта. Для страховки во время «перелета» на ракету Скотт должен был быть соединен со своим кораблем фалом длиной более 30 метров.
Были в программе и другие важные и интересные эксперименты. В реальности ничего осуществить не удалось. Проблемы начались через 30 минут после успешной стыковки. Армстронг развернул связку «корабль-мишень» на 90 градусов, но она неожиданно стала заваливаться набок. Командир остановил движение, но оно тут же возобновилось. Связка начала кувыркаться в космосе. А потом начались самопроизвольные включения-выключения двигателя. Попытки взять движок под контроль успехом не увенчались.
Армстронг боялся, что не выдержит стыковочный узел, поэтому решил немедленно расстыковать корабли. Лишь потом астронавты поняли, что именно в этом была их ошибка, которая едва не стоила им жизни. Когда Скотт расстыковал аппараты, Армстронг выдал кораблю импульс носовыми двигателями – подальше от опасного соседа. Но избавившись от дополнительного груза, «Джемини-8» завертелся с бешеной скоростью.
Опытному летчику Нейлу Армстронгу все-таки удалось остановить эту «пляску смерти», израсходовав при этом почти все топливо. Не оставалось ничего другого, как идти на посадку. Корабль приводнился в запасном районе, в Тихом океане, всего через 10 часов 41 минуту после старта.
Разбор полета «Джемини-8» не повлиял на дату следующего старта – «Джемини-9» должен был отправиться в космос по плану, в середине мая. Как я уже писал, за три месяца до этого в состав основного экипажа вошли Томас Стаффорд и Юджин Сернан, которым пришлось заменить погибших в авиакатастрофе Эллиотта Си и Чарльза Бассетта.
Новый полет также не обошелся без проблем. Их началом стала отмена старта 17 мая. Запущенная чуть ранее в тот день ракета-мишень «Аджена-D» вышла на орбиту с такой высотой, до которой «Джемини-9» было не добраться. Поэтому Стаффорда и Сернана в тот день «вынули» из кабины корабля. Следующая ракета могла быть готова только через два месяца. Но в НАСА решили не ждать и запустить другую мишень – ATDA. Это позволяло не отменять очередную миссию «Джемини». Новой датой старта было назначено 1 июня.
Запуск ATDA состоялся по плану. Но после выхода мишени на орбиту выяснилось, что головной обтекатель не отделился, а лишь частично раскрылся. Корабль с астронавтами, тем не менее, решили запускать. Так как пусковое окно к моменту принятия решения уже закрылось, старт отложили на двое суток.
И вот 3 июня астронавты прибыли на космодром. Для Томаса Стаффорда это была уже четвертая попытка улететь в космос. В свой первый полет на «Джемини-6» он также отправился только со второго раза. Когда Стаффорд и Сернан прибыли на космодром, их встретил шутливый плакат, подготовленный дублерами Ловеллом и Олдрином: «Уберитесь, наконец, в космос или освободите место!». Астронавты вняли совету и полет начался.
Через 4 часа после старта они приблизились к мишени на 30 метров. Осмотр со стороны подтвердил самые худшие опасения – головной обтекатель был на месте, и стыковать аппараты было невозможно. Стаффорд слегка толкнул обтекатель носом своего корабля, но «спихнуть» его не удалось. Предложение о выходе Сернана в космос для решения проблемы на Земле отвергли. Из девяти стыковок, которые были запланированы на полет, не удалось осуществить ни одной.
Весь остальной полет «Джемини-9» проходил нормально. Астронавты еще несколько раз сближались с ATDA, отрабатывая различные режимы маневрирования.
5 июня начался не менее важный эксперимент – выход в открытый космос. Его выполнил второй пилот Юджин Сернан. Впервые для работы в открытом космосе было применено «летающее кресло» – установка AMU. Правда, астронавт не рискнул выполнить все маневры, которые запланировали на Земле – запотевало стекло на шлеме. Но и того, что удалось, было достаточно для имитации спасения астронавта в космосе.
6 июня корабль благополучно приводнился в Атлантическом океане.
Несмотря на задержку полета «Джемини-9», следующий корабль стартовал точно в срок – 18 июля. На его борту находились Джон Янг и Майкл Коллинз (Michael Collins). Я не буду подробно описывать ход полета «Джемини-10», скажу только, что в истории американской космонавтики он считается одним из самых успешных.
Астронавтам удалось в первые сутки полета состыковаться со ступенью «Аджена-D» № 5005, запущенной незадолго до старта корабля. Затем с помощью двигательной установки ступени высота орбиты корабля была поднята до 766 километров в апогее. Эту операцию предприняли, чтобы сблизиться с новой целью – ступенью «Аджена-D» № 5003, с которой так неудачно в марте 1966 года состыковался «Джемини-8».
На вторые сутки полета Майкл Коллинз вышел в открытый космос, высунувшись из люка. Это был «выход со вставанием». О сущности термина я уже писал, рассказывая о «Джемини-4». Астронавт провел фотографирование Млечного Пути, но не смог сфотографировать Землю – из-за горизонта встало Солнце, Янг и Коллинз почувствовали раздражение глаз и срочно закрыли люк.
Члены экипажа корабля «Джемини-6» Томас Стаффорд и Уолтер Ширра. Завтрак перед стартом
В третий полетный день корабль расстыковался с «Адженой-D» № 5005 и начал сближение с «Адженой-D» № 5003. Янг остановил «Джемини-10» всего в трех метрах от мертвой ступени – топливо на ней закончилось еще в марте, газы были стравлены. Вскоре начался второй выход Коллинза в открытый космос. Первым делом он снял ловушку для микрометеоритов со своего корабля, а потом совершил то, что позже назовут «цирком на орбите». Коллинз оттолкнулся от «Джемини-10» и за несколько секунд перелетел на ступень «Аджена-D», где уцепился за стыковочный конус.
Коллинзу предстояло снять со ступени ценный груз – ловушку S-10, в которой находились образцы культур бактерий и вирусов. Они летали уже четыре месяца, и ученых интересовало, как образцы перенесли воздействие космоса. Двигаясь по корпусу ступени, Коллинз сорвался – зацепиться было не за что. Астронавт вернулся к «Джемини-10» и повторил прыжок. На этот раз он зацепился удачнее и смог выполнить операцию. Свежую ловушку Майкл не установил – побоялся порвать скафандр.
На следующий день «Джемини-10» приводнился в Атлантике в 875 километрах восточнее мыса Канаверал.
Программа полета «Джемини-11» не сильно отличалась от предыдущих полетов. Те же сближение и стыковка с мишенью, те же выходы в открытый космос. Оригинальным было то, что астронавтам предстояло провести сверхскоростное сближение с мишенью – всего за один виток, причем исключительно по бортовым данным. Был такой вариант баллистического взлета с Луны, и его предстояло отработать.
12 сентября с разницей в 1 час 37 минут с мыса Канаверал стартовали сначала мишень «Аджена-D», а потом корабль «Джемини-11» с астронавтами Чарльзом Конрадом и Ричардом Гордоном (Richard Gordon) на борту. Стыковка аппаратов состоялась через 94 минуты после старта. После этого астронавтам разрешили впервые выполнить тренировочные стыковки. Конрад и Гордон по два раза стыковались с мишенью – по одному разу на свету и по одному разу в тени.
На следующий день Гордон вышел в открытый космос и соединил корабль и мишень тросом длиной 30 метров. Другие эксперименты во время выхода осуществить не удалось – астронавт затратил на работу вне корабля слишком много усилий, и командир приказал ему срочно возвращаться в кабину.
14 сентября с помощью двигательной установки «Аджена-D» связка была поднята на высоту 1370 километров. Это максимальная высота, которую достигали пилотируемые корабли на околоземной орбите. Рекорд побили только «Аполлоны», летевшие к Луне. Но они находились на межпланетной трассе, а не на околоземной орбите.
15 сентября состоялся очень интересный эксперимент. Основную роль в нем играл трос, которым двумя днями ранее соединили корабль и мишень. Конрад расстыковал космические аппараты и развел их на некоторое расстояние. Сначала он попытался ввести связку в гравитационную стабилизацию. Однако отойти на 30 метров, не возбудив колебаний, не удалось и поэтому сразу перешли ко второй части эксперимента – «искусственной тяжести». Конрад ввел связку во вращение и довел ее скорость сначала до 38 оборотов в минуту, а потом до 55. Это создавало искусственную гравитацию величиной 0,00078 единицы. Человеческий организм ее не чувствовал, но приборы фиксировали. Да и вещи, свободно летавшие по кабине, постепенно «потянулись» вниз. После трех часов полета штырь с тросом был отстрелян и корабль ушел от ракеты. В тот же день он приводнился в Атлантическом океане.
И наконец, полет «Джемини-12» состоялся в ноябре 1966 года. На его борту находились Джеймс Ловелл и Эдвин Олдрин. В программу полета были включены, в основном, те же элементы полетного задания, что и для двух предыдущих миссий. Что-то астронавтам сделать удалось, что-то нет. Например, при закрутке связки «корабль-мишень» трос так и не натянулся. Зато во время пребывания в открытом космосе Олдрин смог выполнить все запланированные операции, не перенапрягаясь, и строго по графику. 15 ноября капсула «Джемини-12» приводнилась в Атлантическом океане.
На этом пилотируемые полеты на кораблях серии «Джемини» были завершены.
Как я уже сказал, «Джемини» являлась промежуточным этапом между программами «Меркурий» и «Аполлон». При определенном стечении обстоятельств она могла бы стать и «лунным вариантом». Вероятнее всего, американцы воспользовались бы проектом лунного корабля серии «Джемини», если бы не сложилось с «Аполлоном». По крайней мере, такие планы существовали.
В первой половине 1960-х годов было разработано несколько вариантов лунных экспедиций с использованием кораблей серии «Джемини». Причем они имели очевидное преимущество перед программой «Аполлон» – возвращаемые капсулы были меньше и легче (3,2 против 14,7 тонны у «Аполлона»). К Луне их можно было запустить отработанной ракетой-носителем «Титан-3», а не «Сатурном-5», который еще предстояло довести до ума.
Самые первые наброски лунной программы «Джемини» были сделаны летом 1961 года Джеймсом Чемберленом (James Chamberlain) из НАСА. Его план состоял в следующем. Первый беспилотный пуск «Джемини-1» должен был состояться в марте 1963 года (фактически был осуществлен на год позже). Затем должна последовать серия пилотируемых полетов, в ходе которых продолжительность пребывания астронавтов в космосе требовалось увеличить до семи суток. Также было необходимо отработать методику стыковок со ступенью «Аджена-D». В ноябре 1964 года «Джемини-11» должен был осуществить на высокой орбите пробную стыковку со ступенью «Кентавр» (Centaur). Затем, в марте 1965 года, «Джемини-13» с двумя астронавтами на борту состыковался бы с «разгонником» и совершил пилотируемый облет Луны.
Предложенный Чемберленом вариант был гораздо дешевле аналогичного этапа программы «Аполлон». По расчетам, стоимость всей программы «Джемини» увеличилась бы всего на 60 миллионов долларов, но зато при этом многократно возрастала бы практическая отдача.
Любопытно, что в первоначальном виде проект Чемберлена предполагал всего девять пусков для достижения своей дерзкой цели. При этом пилотируемый облет Луны планировался уже на май 1964 года. При этом программа подорожала бы всего на 8,5 миллиона долларов. Однако уже через неделю Чемберлен «одумался» и предложил НАСА более реалистичный план. Но и он «не прошел». В НАСА никто не собирался менять утвержденную программу ради «сумасбродной идеи».
Но Чемберлен не расстался со своей идеей и предложил новый, еще более честолюбивый план. На этот раз он предложил не только облететь Луну на «Джемини», но совершить мягкую посадку. При этом его программа должна была обойтись в 20 раз дешевле «Аполлона». Изюминка состояла в том, что должен был использоваться посадочный модуль открытого типа – астронавт в скафандре фактически сидел на баке с топливом. Вес такой лунной кабины составил бы всего 4,4 тонны, а полная масса выводимого на траекторию полета к Луне корабля не превысила бы 13 тонн. В качестве разгонного блока Чемберлен планировал использовать ракету-носитель «Сатурн С-3».
При этом график полетов претерпевал существенные изменения, но автор идеи был уверен, что посадочный модуль «Джемини-16», управляемый одним астронавтом, сможет прилуниться уже в январе 1966 года. Для реализации всей программы требовалось 16 ракет «Титан-2» и две ракеты «Сатурн С-3».
Несмотря на поддержку некоторых крупных аэрокосмических компаний, руководство НАСА предпочло не заметить инициативу своего инженера и отвергло все его проекты. Но Чемберлен не сдавался и продолжал совершенствовать вариант открытого модуля. В конце его изысканий этот аппарат должен был весить всего 1800 килограммов. Но лишь когда Чемберлен выбросил из своего плана лунные рейсы, программа получила одобрение и приобрела тот «околоземной» вид, который и был осуществлен в 1965–1966 годах.
Еще один проект лунного использования был сформулирован в сентябре 1962 года. Это был вариант использования «Джемини» в качестве спасательной шлюпки, если бы что-то случилось с «Аполлоном». Но дальше эскизного проектирования дело не пошло.
Несмотря на то, что все варианты лунного использования кораблей «Джемини» отметались как несостоятельные, мысль конструкторов не удавалось остановить. В 1965 году очередной проект был выдвинут астронавтом Чарльзом Конрадом и инженерами компаний «Мартин» и «МакДонелл». «Нарушители спокойствия» даже смогли организовать в Хьюстоне конференцию для обсуждения своего проекта. Они предлагали в начале 1967 года, сразу после окончания полетов «Джемини» по околоземной орбите, провести облет Луны. Общая стоимость проекта оценивалась в 350 миллионов долларов. Но и здесь реакция НАСА была резко отрицательной.
В последний раз идея лунного использования «Джемини» была озвучена после пожара на мысе Канаверал, который серьезно осложнил реализацию программы «Аполлон». В те трагичные дни компания «МакДонелл» предложила вернуться к концепции спасательного корабля на основе «Джемини». Теперь рассматривались три варианта.
Первая система – «Аппарат спасения с лунной орбиты» – могла бы спасти экипаж «Аполлона», оказавшийся в плену лунной орбиты. При этом «Джемини» отправлялся к Луне в беспилотном варианте. После выхода на селеноцентрическую орбиту он должен был автоматически сблизиться с терпящим бедствие «Аполлоном», состыковаться с ним и принять на свой борт астронавтов для возвращения на Землю.
Вторая система – «Аппарат защиты и жизнеобеспечения на лунной поверхности» – являлась по сути дела облегченным вариантом обитаемой лунной станции. В случае, если бы возвращаемый модуль «Аполлона» не смог взлететь с лунной поверхности, «Джемини» сбрасывался в месте посадки, чтобы в нем астронавты могли спокойно дожидаться прибытия спасательной экспедиции.
Третья система – «Лунный спасательный корабль» – представляла собой беспилотный корабль «Джемини», управляемый дистанционно и способный совершить прилунение в заданной точке. Она состояла из трех ступеней: ступени схода с орбиты, посадочной ступени и взлетной ступени. Возвращаемая капсула «Джемини», интегрированная в систему, имела увеличенный пассажирский салон, рассчитанный на двух астронавтов.
Это была последняя попытка реанимировать программу «Джемини». И она так же, как и предыдущие, оказалась неудачной. Ну а после того, как в октябре 1968 года «Аполлоны» вышли в космос, все разговоры о простом и дешевом варианте облета Луны полностью прекратились.
Глава 31
«Рейнджеры», «Сервейоры», «Орбитеры» и прочие
Одним из важных этапов подготовки к высадке на Луне стала организация беспилотных миссий к ночному светилу. Их главной задачей был сбор максимально возможного объема информации о нашем естественном спутнике и окололунном пространстве. Тем самым предполагалось решить, в первую очередь, вопросы безопасности участников лунных экспедиций.
В начале и середине 1960-х годов в США было реализовано три крупных проекта по изучению Луны.
Первая программа, получившая наименование «Рейнджер» (Ranger), предусматривала решение следующих задач: получение телевизионных изображений лунной поверхности, проведение радиолокационного зондирования Луны и изучение свойств ее пород с помощью гамма-спектрометра, доставка на Луну (полужесткая посадка) приборного контейнера с сейсмометром. Мягкая посадка на лунную поверхность не предусматривалась.
Все станции серии «Рейнджер» имели максимальный диаметр 1,52 метра, высоту в сложенном положении 2,52 метра, высоту в развернутом положении 3,12 метра. Максимальный поперечный размер достигал величины 5,18 метра. Масса станций варьировалась от 306 килограммов («Рейнджер-1») до 367 килограммов («Рейнджер-9»).
Реализация этой программы началась еще до появления лунной программы США и первоначально предусматривала проведение пяти полетов: двух испытательных и трех эксплуатационных. Когда же высадка на лунную поверхность стала национальной целью США, число таких полетов было увеличено.
«Рейнджер-1» и «Рейнджер-2» были первыми базовыми космическими станциями, предназначенными для технических исследований и измерений в окружающем пространстве на высоких околоземных орбитах. Их запуски состоялись соответственно 23 августа и 18 ноября 1961 года, но были неудачными – не произошло повторное включение двигателей верхних ступеней ракет-носителей, и аппараты были выведены на низкие орбиты с малым временем существования. Тем не менее полеты позволили получить некоторую научную и техническую информацию.
Станция «Рейнджер-7»
Следующие станции серии были оснащены тормозными двигателями, которые, как полагали, позволят доставить на поверхность Луны сейсмометр, рассчитанный на жесткую посадку. После удара прибор должен был самостоятельно прийти в рабочее состояние и передавать информацию о сейсмических характеристиках и падении метеоритов в течение последующих 60–90 суток. Естественно, в ходе полетов предполагалось решить и остальные задачи программы.
Первые пуски модифицированных станций также оказались неудачными. Трудности возникли уже на начальных этапах полетов.
При запуске «Рейнджера-3», который состоялся 26 января 1962 года, ракета-носитель сообщила аппарату избыточную скорость, что сделало невозможной встречу с Луной. Однако все системы аппарата оставались в рабочем состоянии, и был проведен большой объем исследований в полете, включая впервые выполненный промежуточный маневр коррекции орбиты.
Возникли проблемы и с двумя следующими станциями, запущенными 23 апреля и 18 октября 1962 года. На «Рейнджере-4» вышла из строя система управления, что не позволило нормально управлять полетом аппарата. Единственное, что смогли сделать специалисты Лаборатории реактивного движения, это с помощью передатчиков, установленных на посадочной капсуле и используемых в качестве маяков, «заставить» станцию упасть на обратной стороне Луны. И хотя точное место падения так и осталось неизвестным, «Рейнджер-4» стал первым американским аппаратом, достигшим Луны.
Похожие проблемы возникли и на «Рейнджере-5». Им также пришлось управлять через передатчик на посадочной капсуле, но попасть в Луну не удалось – станция прошла на расстоянии 725 километров от лунной поверхности и вышла на гелиоцентрическую орбиту.
После этого полета был проведен тщательный анализ всех систем аппаратов серии «Рейнджер» с целью выявления и модернизации элементов, обладающих недостаточной надежностью, а также резервирования наиболее ответственных элементов, чтобы гарантировать успех последующих запусков. В результате аппараты претерпели еще одну модификацию. В частности, была убрана посадочная капсула, а на ее место установили дополнительно два комплекта по три телевизионные камеры.
Полет «Рейнджера-6», запущенного 30 января 1964 года, протекал в целом нормально. Удалось обеспечить падение аппарата на Луну. Но телесъемка не состоялась. Как выяснилось впоследствии, во время запуска образовалась дуга высокого напряжения, повредившая телевизионную аппаратуру.
К радости конструкторов, три последних полета по программе были полностью успешными.
Станция «Рейнджер-7» стартовала 28 июля 1964 года и спустя трое суток упала на Луне в районе Моря Познания. Камеры на аппарате были включены за 18 минут до столкновения с поверхностью и вели непрерывную телепередачу. На Земле было получено 4308 снимков. Последнее изображение было сделано на высоте 1600 метров и охватывало площадь 30 на 50 километров. На нем были отчетливо видны кратеры диаметром до 1 метра.
Один из снимков, сделаннък «Рейнджером-8»
Запуск «Рейнджера-8» состоялся 17 февраля 1965 года. Спустя 65 часов станция упала на поверхности Луны в районе Моря Спокойствия. В соответствии с программой полета сближение с лунной поверхностью происходило по пологой траектории с углом наклона 42 градуса, чтобы охватить большую площадь. Удалось получить 7137 снимков высокого качества. Даже при значительной боковой составляющей скорости разрешение на последнем изображении было менее 2 метров.
«Рейнджер-9» отправился в полет 21 марта 1965 года. Наведение аппарата производилось на кратер Альфонса диаметром 130 километров. Падение произошло с отклонением в пределах 5 километров от расчетной точки. Было получено 5814 снимков. Разрешение на последнем снимке достигло 0,3 метра.
Тщательный анализ изображений, полученных с борта «Рейнджеров», показал, что «морские» равнины не имеют никаких особенностей, кроме кратеров с ровными краями. Отсутствие валунов, крупных камней и расщелин позволило перейти к следующему этапу изучения Луны – мягкой посадке.
Программа, в рамках которой решалась эта задача, получила название «Сервейор» (Surveyor). Первоначально планировалось изготовить такие аппараты, которые позволяли изучить Луну как с орбиты (орбитальные модули), так и на самой ее поверхности (посадочные модули). Однако в процессе проектирования разработчики столкнулись с рядом трудностей, которые заставили отказаться от комплексного изучения нашего естественного спутника. В результате программа «Сервейор» распалась на две самостоятельные программы: программы мягкой посадки, сохранившей свое первоначальное наименование, и программу изучения лунной поверхности с селеноцентрической орбиты, названной «Лунар Орбитер» (Lunar Orbiter).
Основными задачами полетов «Сервейоров» были: проверка принятых технических решений, отработка методики мягкой посадки на Луну, определение механических характеристик лунного грунта, его химического состава и электромагнитных свойств, а также тепловых условий на лунной поверхности. Кроме того, планировалось получить телевизионные изображения поверхности с целью изучения топографии рельефа и структуры грунта.
Станция «Лунар Орбитер-1»
Конструктивно «Сервейоры» состояли из двигательной (три корректирующих жидкостных ракетных двигателя и тормозной твердотопливный двигатель) и энергетической (солнечная и химическая батареи) установок, радиотехнического оборудования, а также системы управления полетом и ориентации. В состав научного оборудования входили: альфа-анализатор для определения химического состава лунного грунта по отраженному альфа-излучению, ковш-захват для исследования механических характеристик грунта, приборы для обнаружения магнитных веществ в грунте, и телевизионная камера для съемок Луны на участке подлета. Максимальный диаметр всех станций составлял 4,27 метра, высота (при сложенном шасси) около 3 метров. Стартовая масса «Сервейоров» изменялась в пределах от 995 до 1038 килограммов. Масса посадочных модулей варьировалась от 276 до 297 килограммов.
Всего было запущено семь аппаратов серии, не считая макетов, которые опробовались на околоземной орбите.
Первый эксплуатационный аппарат в серии – «Сервейор-1» – был запущен 30 мая 1966 года по траектории прямого выведения. После промежуточной коррекции с помощью управляющих двигателей была проведена подготовка к посадке. Основной тормозной двигатель был включен на расстоянии 75 километров от поверхности Луны и, работая совместно с управляющими двигателями, затормозил аппарат до скорости 70 метров в секунду. После выгорания топлива тяжелый тормозной двигатель был отделен, и на заключительном этапе спуска работали только управляющие двигатели, обеспечив зависание аппарата на высоте 4 метров. С этой высоты «Сервейор-1» опускался в свободном падении при выключенных двигателях, чтобы свести к минимуму загрязнение и разрушение поверхности под действием истекающих газов. Амортизирующие стойки и сминаемые опоры на силовом каркасе смягчили ударную нагрузку.
Снимок кратера Коперник, сделанный «Лунар Орбитером-4»
«Сервейор-1» проработал на Луне около шести недель и передал на Землю уйму ценной информации, в том числе 11 237 снимков (две недели длилась лунная ночь и съемки не проводились), из которых почти все имели высокое разрешение и были выполнены в цвете с использованием светофильтров.
20 сентября 1966 года стартовал «Сервейор-2». В отличие от «собрата», ему не повезло – не включился один из управляющих двигателей, и прилунение было жестким.
Посадка «Сервейора-3», состоявшаяся 19 апреля 1967 года в Океане Бурь, заставила персонал центра управления полетом поволноваться, поскольку лунная поверхность с высоким коэффициентом отражения, очевидно, внесла помехи в работу посадочного радиолокатора. Это привело к двум подскокам аппарата перед отсечкой двигателей, первый раз до 10 метров и второй раз до 3 метров. В течение последующих двух недель лунного дня аппарат передал на Землю 6300 изображений района посадки. Среди них было много фотографий механического ковша-захвата, который погружался в грунт на глубину до 18 сантиметров. Полученная информация показала, что по структуре грунт на лунной поверхности аналогичен мокрому береговому песку на Земле и отвечает требованиям посадки пилотируемого аппарата.
Станция «Сервейор-1»
«Сервейор-4» был потерян 16 июля 1967 года во время попытки прилунения. Произошло это на участке работы тормозного двигателя, когда внезапно прекратились все передачи с борта станции.
Начиная с «Сервейора-5», все аппараты этой серии оснащались альфа-анализаторами, содержащими радиоактивный источник (кюрий-252), для определения химического состава лунного грунта.
«Сервейор-6» после тщательного обзора места посадки был поднят с поверхности Луны с помощью управляющих двигателей, совершил боковой маневр на расстояние 2,5 метра и вновь прилунился для продолжения исследований.
В отличие от предыдущих полетов, проводившихся с целью изучения возможных мест посадки «Аполлонов» в районе экватора, «Сервейор-7» был направлен в точку, расположенную в непосредственной близости от кромки кратера Тихо в южном материковом районе. После неудачной попытки развернуть альфа-анализатор он был принудительно опущен к поверхности с помощью ковша-захвата. С «Сервейора-7» было получено свыше 21 000 изображений; на некоторых из них видны два лазерных луча, сгенерированных станциями на теневой стороне Земли.
В рамках программы «Сервейор» была исследована лунная поверхность в предполагаемых районах посадки кораблей «Аполлон». Было установлено, что она имеет достаточную прочность для посадки лунной кабины корабля. Обзорные телевизионные камеры дали важнейшую информацию, свидетельствующую о малом количестве обломков пород, которые могли бы помешать посадке пилотируемого аппарата.
Последним этапом подготовки к полетам людей на Луну была детальная съемка с орбиты местности в районе лунного экватора. Для этой цели были подготовлены пять искусственных спутников Луны «Лунар Орбитер», каждый из которых был оснащен фотографической системой. Аппараты запускались в период полетов «Сервейоров» и также использовались для выбора мест их посадки.
Читать бесплатно другие книги:
