Первые на Луне: как Советский Союз обогнал в космосе американцев
Бытует мнение, что астронавты «Аполлон-11» первыми подробно изучили поверхность Луны и получили ценные научные данные. Однако это далеко не так. Задолго до высадки американских астронавтов на поверхность спутника Земли, советские ученые совершили невозможное — 12 сентября 1959 состоялся запуск космического корабля с межпланетной станцией «Луна-2», которой было суждено стать первопроходцем в изучении Луны.
Лунно-ракетная соната
21 июля 1969 года американские астронавты Нил Армстронг и Баз Олдрин впервые прогулялись по Луне. Важность этого достижения сложно переоценить — колоссальный прорыв, торжество инженерии и науки способствовали доставке человека на поверхность другого небесного тела. За триумфом американской нации скрывалось одно маленькое, но очень важное обстоятельство — американцы никогда не были первопроходцами в изучении Луны. Задолго до посадки лунного модуля первыми особенности спутника Земли изучили советские автоматические межпланетные станции «Луна».
Помимо доказательства того, что советская наука находится на пике технологического прогресса, специалистами в области ракетостроения и космонавтики двигал и сугубо научный интерес. Но для реального полета у советских ученых было гораздо больше догадок, чем просчитанных и подтвержденных данных. Перед советской наукой стояло сразу несколько сверхсложных задач, ведь запуск первого искусственного спутника Земли в 1957 году был мероприятием хоть и запланированным, но по большей части экспериментальным. Бросок к Луне в свою очередь предполагал не только вывод космического аппарата на орбиту Земли, но и спринт на 380 тысяч километров в совершенно незнакомом направлении.
Несмотря на сложность выполняемой задачи, принципы советской лунной программы патриархи отечественной науки Сергей Павлович Королев и академик Мстислав Всеволодович Келдыш сформулировали довольно просто: оказаться на поверхности Луны, изучить ее особенности и получить подробные фотоснимки. Для реализации полета Королев практически сразу предложил схему с использованием трехступенчатой ракеты. Правда, первые пуски «королевской» Р-7, модернизированной под условия работы в космическом пространстве и особую полезную нагрузку, в 1958 году успехом не увенчались — из-за недостатков конструкции ракета-носитель взрывалась спустя две-три минуты после отрыва от стартового стола.
«Семерка все-таки изделие военное, и адаптация в тех условиях под научные проекты требовала значительных изменений. Дело все заключалось не столько в объеме работ, сколько в сложности вспомогательного оборудования. Ну и плюс ко всему — это все же первый опыт советских ракетчиков в создании техники такого типа. Со всеми вытекающими отсюда последствиями и сложностями», — пояснил в интервью телеканалу «Звезда» кандидат технических наук, инженер-ракетостроитель Олег Куликов.
Однако в соревновании за право первыми оказаться на Луне неважно выступали и американцы. Талантливый эмигрант-ракетостроитель Вернер Фон Браун не мог обеспечить американское лидерство в лунной гонке — космические аппараты «Пионер-1», «Пионер-2» и «Пионер-3» гибли один за другим при взрыве ракеты-носителя, либо не выводились за пределы орбиты Земли из-за отказа двигателей одной из ступеней.
Цена успеха
Изнурительная и кропотливая работа над системами управления и бортовой электроникой позволила советским ученым 4 января 1959 года осуществить первый в истории человечества пролет в непосредственной близости от Луны. Через 34 часа после запуска межпланетная станция «Луна-1» оказалась на расстоянии в 6 тысяч километров от поверхности Луны, закрепив за Советским Союзом звание первой космической державы.
Помимо первого в истории человечества выхода космического аппарата на гелиоцентрическую орбиту, советские ученые получили целый массив научных данных для следующих полетов далеко за пределы родной планеты. Удалось с высокой степенью точности сформировать представление о границах внутреннего и внешнего радиационных поясов Земли, получить первые данные о солнечном ветре и укрепиться во мнении, что у Луны практически полностью отсутствует магнитное поле.
Практически одновременно с советскими специалистами свои попытки «достать до Луны» не переставали предпринимать и американские ученые. Наиболее удачной оказался запуск аппарата «Пионер-4» в марте 1959-го. Несмотря на то, что первоначальной цели — первыми попасть на поверхность Луны — специалисты из США так и не достигли, аппарат прошел на расстоянии в 60 тысяч километров от Луны и практически повторил успех советской межпланетной станции «Луна-1», успешно «оседлав» околосолнечную орбиту.
Тем не менее первым на поверхности Луны оказался советский космический аппарат «Луна-2», спроектированный в легендарном ОКБ-1. Запущенный 12 сентября научный модуль с советским вымпелом внутри небольшого грузового контейнера совершил жесткую посадку на поверхности Луны и навсегда «застолбил» за СССР первенство в области освоения объектов за пределами Земли. Помимо самого факта доставки космического аппарата на Луну, были также подтверждены и другие научные гипотезы.
Теперь практически с абсолютно точностью можно было утверждать, что у Луны нет собственных радиационных поясов, аналогичных по своей природе, структуре и воздействию земным, и есть точные доказательства отсутствия у искусственного спутника Земли собственного магнитного поля. Историческая по своему значению миссия была завершена, однако «королевцы» и не думали останавливаться на достигнутом. Единственной загадкой как для Королева лично, так и для всех специалистов, занятых в работе над лунными проектами, оставалась плотность и особенности лунного грунта, который в большинстве случаев ученым представлялся в виде мелкодисперсной пыли. С целью более тщательного изучения лунного грунта и поверхности в целом было решено совершить серию запусков космических аппаратов с мощной фотоаппаратурой на борту.
Луна твердая
Важнейшим этапом плана Королева было передать на Землю снимки обратной, темной, стороны Луны. Для этих целей, с учетом всего накопленного опыта, в октябре 1959 года, через месяц после триумфа советской космической промышленности и «попадания» в Луну, был запущен космический аппарат «Луна-3», практически целиком состоявший из аппаратуры для фотографии, проявки и сканирования прямо на борту. 7 октября, через трое суток после старта, аппарат впервые в истории прошел над темной стороной Луны на расстоянии около 65 тысяч километров. Даже несмотря на то, что из 29 сделанных снимков удалось принять всего 17 — это был колоссальный успех ученых и промышленности. Впервые советские ученые получили в свое распоряжение уникальные снимки поверхности Луны, которых не было больше ни у кого.
Американцам же в упражнении «стрельба в сторону Луны» по-прежнему не везло. С 1959 по 1962 специалисты NASA шесть раз терпели неудачи при попытках «забросить» собственные «Рейнджеры» и «Пионеры» на поверхность спутника Земли, а в 1960 году дважды с пусками не повезло и советским специалистам. Однако небольшие неудачи затмило другое, историческое и не подвергаемое ни малейшему сомнению достижение — первый пилотируемый полет советского космонавта Юрия Гагарина 12 апреля 1961, едва не поставивший крест на американской лунной программе. Однако следующие пять лет были для советской науки не самыми простыми. Американские специалисты заметно наращивали темп — активно дорабатывали космические аппараты, совершенствовали ракеты-носители и в 1962 году получили первые, аналогичные советским, результаты доставки космического аппарата на поверхность Луны. Однако четкого и однозначного ответа о характере лунной поверхности по-прежнему не было. Ситуация складывалась абсолютно патовая — чтобы совершить посадку на Луну, необходимо знать параметры грунта, а такими данными ни советские специалисты, ни их американские коллеги не располагали.
Исходя из сроков выполнения и сложности задачи, Королев принимает во внимание рекомендации и расчеты советского радиофизика Всеволода Троицкого, который с помощью тяжелейшего с научной точки зрения эксперимента выводит некоторые необходимые для посадки космического корабля параметры. Исходя из расчетов Троицкого, Королев позднее от руки напишет справку, фактически подарившую Советскому Союзу Луну.
«Посадку лунного корабля следует рассчитывать на достаточно твердый грунт типа пемзы», — напишет Королев.
«Для таких расчетов использовали совершенно уникальные с технической точки зрения сооружения, которые называли не иначе, как «искусственная Луна». С помощью радиотелескопа команда исследователей, под руководством Троицкого вычисляла приблизительные параметры лунной поверхности — ее плотность, температуру и. химический состав. С последними двумя параметрами было особенно интересно. Исследователи высчитали, что лунный грунт обладает крайне низкой теплопроводностью, и может почти на 60% состоять из кварца — оксида кремния. Эти расчеты вместе с другими данными легли в основу заключения о плотности грунта», — пояснил в интервью телеканалу «Звезда» историк космонавтики, инженер-ракетостроитель Борис Кочергин.
Исходя из определенных параметров, советскими специалистами была спроектирована принципиально отличная от других автоматическая межпланетная станция «Луна-9», которую снарядили творить историю советской космонавтики на борту ракеты-носителя «Молния-М» 31 января 1966 года. Уже 3 февраля 1966 года МПС совершила успешную мягкую посадку на лунную поверхность в районе океана Бурь, а еще через четыре минуты с аппаратом была установлена радиосвязь. Ценность полученных данных от всех межпланетных станций «Луна» вряд ли когда-нибудь получится измерить деньгами, ведь, помимо первой в истории круговой фотопанорамы Луны, также впервые был налажен процесс детального изучения лунного грунта, в том числе и откровенно небольших (размерами до 1 см) объектов прямо на поверхности.
Триумф науки омрачила лишь гибель ключевой фигуры в истории советской космонавтики. Не дожив буквально пару недель до запуска «Луны-9», скончался Сергей Павлович Королев — человек, отчаянно сражавшийся за советскую космонавтику. Патриарх отечественного ракетостроения и ответственный за все достижения советской космической науки человек так и не узнал, что обе фазы его лунной авантюры удалось реализовать ровно так, как и было запланировано.
Источник
Первый космический корабль достиг Луны: «Луна-2», СССР
ВПЕРВЫЕ В МИРЕ
Луне суждено было стать тем небесным телом, с которым связаны едва ли не самые эффективные и впечатляющие успехи человечества за пределами Земли. Непосредственное изучение естественного спутника нашей планеты началось со старта советской лунной программы. 2 января 1959 года автоматическая станция «Луна-1» впервые в истории осуществила полет к Луне.
Первый запуск спутника к Луне (Луна-1) был огромным прорывом в области освоения космоса, но главная цель, перелет с одного небесного тела на другое так и не была достигнута. Запуск Луны-1 дал очень много научной и практической информации в области космических полетов к другим небесным телам. При полете «Луны-1» впервые была достигнута вторая космическая скорость и получены сведения о радиационном поясе Земли и космическом пространстве. В мировой печати космический аппарат «Луна-1» получил название «Мечта».
Все это было учтено при запуске следующего спутника Луна-2. В принципе Луна-2 практически полностью повторяла свою предшественницу Луну-1, те же научные приборы и оборудование позволяли заполнять данные о межпланетном пространстве и корректировать данные, полученные Луной-1. Для Запуска так же использовался РН 8К72 Луна с блоком «Е». 12 сентября 1959 года в 6:39 с космодрома Байконур РН Луна была запущена АМС Луна-2. И уже 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды по московскому времени Луна-2 достигла поверхности Луны, совершив первый в истории полет с Земли на Луну.
Автоматический межпланетный аппарат достиг поверхности Луны восточнее «Моря Ясности», вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик (селенографические широта +30°, долгота 0°). Как показывает обработка данных по параметрам орбиты, последняя ступень ракеты также достигла поверхности Луны. На борту Луны-2 были помещены три символических вымпела: два в автоматическом межпланетном аппарате и один — в последней ступени ракеты с надписью «СССР сентябрь 1959». Внутри Луны-2 находился металлический шар, состоящий из пятигранников-вымпелов, и при ударе о лунную поверхность шар разлетался на десятки вымпелов.
Дата запуска: 12 сентября 1959.
Размеры: Полная длина составляла 5.2 метра. Диаметр самого спутника 2.4 метра.
РН: Луна (модификация Р-7)
Задачи: Достижение поверхности Луны (выполнена). Достижение второй космической скорости (выполнена). Преодолеть тяготение планеты Земля (выполнена). Доставка вымпелов «СССР» на поверхность Луны (выполнена).
ПУТЕШЕСТВИЕ В КОСМОС
«Луна» — наименование советской программы исследования Луны и серии космических аппаратов, запускаемых в СССР к Луне начиная с 1959 года.
Космические аппараты первого поколения («Луна-1» — «Луна-3») совершали перелет с Земли к Луне без предварительного выведения на орбиту искусственного спутника Земли, проведения коррекций на траектории Земля — Луна и торможения вблизи Луны. Аппараты осуществили пролет Луны («Луна-1»), достижение Луны («Луна-2»), ее облет и фотографирование («Луна-3»).
Космические аппараты второго поколения («Луна-4» — «Луна-14») запускались с использованием более совершенных методов: предварительного выведение на орбиту искусственного спутника Земли, затем старт к Луне, коррекции траектории и торможение в окололунном пространстве. При запусках отрабатывались полет к Луне и посадка на ее поверхность («Луна-4» — «Луна-8»), мягкая посадка («Луна-9» и «Луна-13») и перевод на орбиту искусственного спутника Луны («Луна-10», «Луна-11», «Луна-12», «Луна-14»).
Более совершенные и тяжелые космические аппараты третьего поколения («Луна-15» — «Луна-24») осуществляли перелет к Луне по схеме, используемой аппаратами второго поколения; при этом для увеличения точности посадки на Луну предусмотрена возможность проведения нескольких коррекций на траектории полета от Земли к Луне и на орбите искусственного спутника Луны. Аппараты «Луна» обеспечили получение первых научных данных о Луне, отработку мягкой посадки на Луну, создание искусственных спутников Луны, взятие и доставку на Землю проб грунта, транспортировку на поверхность Луны лунных самоходных аппаратов. Создание и запуск разнообразных автоматических лунных аппаратов является особенностью советской программы исследования Луны.
ЛУННАЯ ГОНКА
Начал «игру» СССР, запустив в 1957 году первый искусственный спутник. США сразу же включились в нее. В 1958 году американцы поспешно разработали и запустили свой ИСЗ, а заодно и образовали «во благо всех» — так звучит девиз организации — НАСА. Но к тому времени Советы обогнали соперников еще больше — отправили в космос собаку Лайку, которая хоть и не вернулась, но зато собственным героическим примером доказала возможность выживания на орбите.
На разработку спускаемого модуля, способного доставить живой организм обратно на Землю, ушло почти два года. Требовалось доработать конструкции, чтобы они выдерживали уже два «путешествия сквозь атмосферу», создать качественную герметичную и устойчивую к высоким температурам обшивку. А главное — нужно было рассчитать траекторию и спроектировать двигатели, которые бы обезопасили космонавта от перегрузок.
Когда же это все было сделано, возможность проявить героическую собачью натуру получили Белка и Стрелка. Они со своей задачей справились — вернулись живыми. Меньше чем через год по их следам полетел Гагарин — и тоже вернулся живым. Американцы в том 1961-м в безвоздушное пространство отправили только шимпанзе Хэма. Правда, 5 мая того же года суборбитальный полет совершил Алан Шепард, но международным сообществом это достижение космическим полетом признано не было. Первый «настоящий» американский астронавт — Джон Гленн — в космосе оказался только в феврале 62-го.
Казалось бы, США безнадежно отстали от «мальчишек с соседнего континента». Триумфы СССР следовали один за другим: первый групповой полет, первый человек в открытом космосе, первая женщина в космосе… И даже до естественного спутника Земли советские «Луны» добрались первыми, заложив основы столь важной для нынешних исследовательских программ методики гравитационных маневров и сфотографировав обратную сторону ночного светила.
Но выиграть в такой игре можно было, лишь уничтожив команду противника, физически или морально. Американцы же уничтожаться не собирались. Напротив — еще в 1961-м году, сразу после полета Юрия Гагарина, НАСА с благословления свежеизбранного Кеннеди взяла курс на Луну.
Решение было рискованным — СССР добивались своего шаг за шагом, планомерно и последовательно, и все равно не обходилось без провалов. А космическое агентство США решило сделать прыжок через ступеньку, если не через целый лестничный пролет. Но Америка компенсировала свою, в известном смысле, наглость тщательной проработкой лунной программы. «Аполлоны» тестировались на Земле и на орбите, в то время как ракеты-носители и лунные модули СССР «проверялись боем» – и не выдерживали проверок. В итоге тактика США оказалась результативнее.
Но ключевым фактором, ослабившим Союз в лунной гонке, был раскол внутри «команды с советского двора». Королев, на воле и энтузиазме которого держалась космонавтика, сперва, после своей победы над скептиками утратил монополию на принятие решений. Конструкторские бюро вырастали, как грибы после дождя на неиспорченном сельхозобработкой черноземе. Началось распределение задач, и каждый руководитель, что научный, что партийный, считал себя наиболее компетентным. Поначалу само утверждение лунной программы запоздало — отвлекшиеся на Титова, Леонова и Терешкову политики занялись ею только в 1964-м, когда американцы уже три года как размышляли над своими «Аполлонами». А затем отношение к полетам на Луну оказалось недостаточно серьезным — они не имели таких военных перспектив, как запуски ИСЗ Земли и орбитальных станций, а финансирования требовали куда большего.
Проблемы с деньгами, как это обычно бывает, «добили» грандиозные лунные проекты. С самого старта программы Королеву посоветовали занижать цифры перед словом «рублей», потому что реальные суммы никто бы не одобрил. Если бы разработки шли столь же успешно, как и прежние, такой подход себя бы оправдал. Партийное руководство все же умело считать и не стало бы закрывать перспективное дело, в которое уже вложено слишком много. Но в сочетании с бестолковым разделением труда нехватка средств привела к катастрофическим отставаниям от графика и экономии на испытаниях.
Возможно, впоследствии ситуацию удалось бы выправить. Космонавты горели энтузиазмом, даже просили отправить их к Луне на кораблях, не выдержавших тестовых полетов. Конструкторские бюро, за исключением находившегося под руководством Королева ОКБ-1, продемонстрировали несостоятельность своих проектов и сами собой тихо ушли со сцены. Стабильная в 70-х годах экономика СССР позволяла выделить дополнительные средства на доработку ракет, особенно если к делу подключились бы военные. Однако в 1968-м американский экипаж облетел Луну, а в 1969-м Нил Армстронг сделал свой маленький победный шаг в космической гонке. Советская лунная программа для политиков утратила смысл.
Источник