Советская программа «Зонд» и первый коммерческий облёт Луны
Промчаться сквозь ледяную мглу и встретить восход над Океаном Бурь. Увидеть своими глазами обратную сторону Луны. Узреть узкий серп Земли, парящий в бархатной черноте над кратером Лоренц. Пройти на высоте 200 км над поверхностью нашего спутника, рассмотрев мельчайшие детали его рельефа. Бесчисленные кратеры и равнины на дне высохших «океанов». Причудливое чередование гребней и тёмных провалов, подчеркнутое ослепительно ярким Солнцем, сияющим в пустоте бесконечного космоса.
Сможете ли вы представить, что предстоит увидеть смельчакам, решившим внести свой вклад в освоение космического пространства? Впервые за 50 лет с момента последней пилотируемой экспедиции на орбите Луны!
Вспышки от падения новых метеоритов? Облака поднявшейся пыли? Новейшая аппаратура позволит вам увидеть то, что ускользнуло от взора американских «Аполлонов». Выбросы радона из недр Луны вследствие воздействия приливной силы Земли. Газопылевые облака и аномальное свечение в кратере Аристарх. Электрические вспышки, порожденные механическими напряжениями и ионизацией лунных пород.
Все это предстоит увидеть вам! Участникам невероятной экспедиции длиной в один миллион километров, на границе возможностей современной науки и техники. Всего за $150 за каждый километр пути.
Ваше имя останется на страницах истории космонавтики. Вы получите внимание всех мировых СМИ. Это ваш шаг в бессмертие.
Техническая сторона вопроса.
Риски экспедиции? Они минимальны. В основе дерзкого замысла лежит проверенная советская техника, соответствующая самым высоким стандартам безопасности. Простой и надежный корабль «Союз-ТМА-М». Новый взгляд на старые принципы, в котором совместились лучшие достижения настоящего и прошлого. Модернизированная кабина, обновленный приборно-пилотажный комплекс, увеличенный запас топлива, полностью цифровое управление и цифровая система передачи телеметрической информации.
«Союз» к полету готов!
Но хватит ли сил у маленького «Союза» для столь сложного и длительного путешествия? Как превратить 7-тонное орбитальное «такси» в полноценный космический корабль, способный набрать вторую космическую скорость и совершить облет Луны? На этот счет у специалистов РКК «Энергия» и их американский партнеров из компании Space Adventures. Ltd имеется готовое решение: дополнительный бытовой отсек и разгонный блок «ДМ».
В деталях это выглядит следующим образом:
А, Б, В, Г, Д — так обозначались ступени легендарной ракеты-носителя Н-1. Советская лунная программа потерпела фиаско, и единственное, что теперь напоминает о некогда великой ракете — семейство разгонных блоков «Д», представляющих собой пятую ступень системы Н-1-Л3 с двигателями на керосине и жидком кислороде. Разгонные блоки типа «Д» регулярно привлекаются для запуска межпланетных станций и выведения спутников на геостационарную орбиту. Например, модификация ДМ-SL применяется в составе РН «Зенит-SL», используемой по программе «Морской старт».
Похожий блок предполагается использовать и для разгона КА «Союз» во время совершения им облета Луны.
Что касается дополнительного бытового отсека, то его создание было отдано на откуп американцам. Никаких конкретных данных на этот счет пока нет.
Программа «Зонд»
Все новое — хорошо забытое старое. «Зонд» — так обозначались советские космические аппараты периода «лунной гонки» 1964-70 гг., предназначенные для изучения Луны, Венеры и Марса с пролетной траектории. И если первые четыре аппараты представляли собой обычные автоматические межпланетные станции (как правило, завалившие свою основную программу), то последующие пуски по программе «Зонд» преследовали собой иную, гораздо более важную и мистическую цель. СССР скрытно тестировал корабли, предназначенные для пилотируемого облета Луны (индекс — 7К-Л1).
В отличие от полноценной высадки на Луну, для осуществления которой требовалась сверхтяжелая ракета-носитель Н-1, лунный орбитальный корабль ЛОК и посадочный модуль ЛК, пилотируемый облет требовал гораздо более простых и дешевых средств. Космический корабль 7К-Л1 представлял собой модернизированную версию КА «Союз», запускаемую с помощью тяжелой (но вполне реалистичной) ракеты-носителя УР-500 «Протон» с разгонным блоком серии «Д».
Лунный «Зонд» — «Союз» (он же 7К-Л1) отличался от обычного «Союза» отсутствием бытового отсека (сокращенный экипаж из двух космонавтов должен был провести пару недель в ложементах кресел спускаемого аппарата), наличием остронаправленной параболической антенны дальней космической связи, а также усиленной теплозащитой спускаемого аппарата, которому предстояло входить в атмосферу со второй космической скоростью. Весьма необычно выглядела сама схема возвращения аппарата — 7К-Л1 входил в атмосферу над южным полушарием Земли, частично гасил скорость до суборбитальной, а затем вновь, за счет использования аэродинамических сил, поднимался в космос и окончательно входил в плотные слои атмосферы над территорией нашей Родины.
Всего было совершено 14 запусков 7К-Л1 в беспилотном варианте, из них четыре (Зонд-5, 6, 7 и 8) совершили облет Луны и благополучно возвратились на Землю, выполнив запланированную программу в полном объеме.
На первый взгляд, статистика ужасна: на 14 попыток всего 4 удачных полета. Надежность системы ни к черту. Однако при более тщательном знакомстве с программой «Зонд» выясняются более оптимистичные подробности. Наибольшие проблемы доставляла тогда еще «сырая» ракета-носитель «Протон» — пять РН взорвались на стартовом столе или потерпели аварию на активном участке выведения. «Зонд-5Б» вообще никуда не смог улететь — в ходе подготовки к запуску лопнул бак разгонного блока «Д», от удара корабль оторвался от ракеты-носителя и застрял в фермах стартового стола. Попытка не засчитывается!
Остальные «Зонды» смогли выйти в космос, но так или иначе сбились с курса ввиду отказа систем ориентации и управления.
Но гораздо важнее другое: если бы на борту каждого из «Зондов» находились космонавты, все они, невзирая на различные обстоятельства, остались бы живы! Всякий раз, спускаемый аппарат мгновенно отстреливался от неисправной РН и благополучно опускался на Землю. Системы аварийного спасения КА «Союз» не знают себе равных в мире! Рекорд у В. Лазарева и О. Макарова, которые потерпели аварию на границе атмосферы и космоса (легенда о «Союз-18А»). Несмотря на головокружительное падение с высоты 192 км, Лазарев и Макаров остались целы и вскоре вновь вернулись в отряд космонавтов.
Надежность и безопасность КА «Союз» поражают воображение.
В случае с лунными «Зондами» проблемы мог ли бы возникнуть лишь у экипажа «Зонд-4», который вследствие ошибки системы ориентации вошел в атмосферу по баллистической траектории и испытал перегрузки, близкие к 20g. Впрочем, будь на его борту экипаж, космонавты, возможно, смогли бы исправить ошибку автоматики и благополучно вернуться на Землю. Тоже самое относится к остальным «Зондам», потерявшим ориентацию в открытом космосе.
Увы, заверения специалистов, работавших над программой 7К-Л1, насчет абсолютной безопасности лунной миссии остались неуслышанными. Подавленное трагической гибелью космонавта Владимира Комарова (1967 г.), руководство советской космической программы требовало 100% уверенности в благополучном завершении экспедиции. Когда же был достигнут очевидный успех (два подряд успешных облета Луны аппаратами Зонд-7 и 8), из-за океана поступило сообщение о высадке астронавтов НАСА на Луне. Приоритет был потерян, и «лунная гонка» потеряла всякий смысл. Дальнейшие исследования Луны проводились с помощью автоматических аппаратов серий «Луна» и «Луноход», не требующими непосредственного присутствия человека на окололунной орбите.
Возвращение «Зонда»
Именно так можно назвать совместный проект РКК «Энергия» и американцев из «Спейс Адвенчерс», предлагающий уникальную возможность посетить неизведанные дали космоса, оказавшись на несколько дней на расстоянии свыше 300 тыс. км от родной планеты. А заодно записать своё имя в ранг великих покорителей космоса и, может быть, совершить какое-нибудь важное открытие.
Осуществить (точнее, купить) свою мечту не представляет особого труда. Уникальная экспедиция состоится, как только будут проданы два VIP-билета стоимостью 150 млн. долл. каждый. Третье место в кабине модернизированного «Зонда» займет профессиональный космонавт.
— «Спейс Адвенчерс» продолжает нагнетать интригу вокруг коммерческого облета Луны.
Когда состоится долгожданный полет? На этот счет точных сведений нет. Даты предполагаемых запусков неоднократно переносились. По наиболее оптимистичным подсчетам, первый коммерческий облет Луны может состояться уже в 2017 году.
Источник
Лунная программа 7К-Л1
Программа облета Луны «7К-Л1» — советская программа пилотируемого облёта искусственного спутника Земли на КК «Союз 7К-Л1». Программа предполагала использование беспилотных версий пилотируемых космических кораблей типа «Союз» для облёта Луны с последующим запуском пилотируемых аппаратов. Работа над проектом велась в рамках лунной программы СССР.
Содержание
[править] Проект «Север»
В марте 1959 года в ОКБ-1 под руководством Сергея Королева начались работы по проектированию нового космического корабля, который должен был заменить выполнивших свою задачу «Восток». Новый проект получил название «Север» [1] , получивший название «7К». Он предполагал полет вокруг Луны без высадки советских космонавтов на поверхность. В новом корабле предусматривался значительно больший объем спускаемого аппарата. К лету 1959 года [2] конструкторы ОКБ-1 выработали основные параметры, которые и легли в основу конструкции будущего корабля.
На его основе планировалось отработать решение таких проблем, как маневрирование на орбите, сближение и стыковка, управляемый спуск аппарата с аэродинамическим качеством. [3]
Проект «Север» так и не был воплощён в металле, так как в ходе работ выяснилось, что масса аппарата превышает технические возможности ракеты-носителя «Р-7». [3] Требовалась более мощная ракета.
[править] Проект «Союз 7К-9К-11К»
В 1962 году в качестве ответа на американскую программу «Аполлон» один из отделов ОКБ-1 под руководством Михаила Тихонравова предложил создать для облета Луны космический комплекс, состоявший из нескольких кораблей — «7К», «9К» и «ПК». [2] Согласно проекту Тихонравова сначала на околоземную орбиту должен был выводиться разгонный блок «9К», затем к нему последовательно пристыковывались три (максимум — четыре) корабля «ПК» (танкер) с горючим и окислителем.
После завершения заправки должен был стартовать корабль «7К» с экипажем, который после стыковки с заправленным разгонным блоком представлял из себя корабль, готовый к облету Луны. Если все пять запусков проходили успешно, то пилотируемый корабль (весом 23 тонны) с помощью ЖРД разгонного блока «9-К» переводился бы на траекторию облета Луны.
По задумке конструктора весь полёт не должен был занять больше 7-8 суток [2] .
План был весьма амбициозным, учитывая то, что в космической программе СССР отсутствовал опыт полёта на орбиту корабля с экипажем на борту а также не была отработана система стыковки в космосе. Вместе с тем, для выведения кораблей на околоземную орбиту можно было использовать отработанную и достаточно надежную ракету-носитель «Р-7». И все же для облета Луны по этой программе потребовались бы длительные разработки и большой комплекс летно-конструкторских испытаний.
В виду предстоящих сложностей как предварительный этап задумывалась программа «Союз 7К-Л1». Поскольку программой не предусматривался выход на лунную орбиту, на корабле решили не устанавливать мощную двигательную установку, а возвращение на Землю обеспечивалось за счёт маневра в гравитационном поле Луны. При точных расчетах и правильном выведении включение двигателя для возвращения не требовалось вовсе.
7 марта 1963 года Сергей Королёв представил предварительный проект ракетно-космического комплекса «Союз». Он включал в себя модификацию ракеты-носителя «Р-7» получивший название «Союз» и космический корабль «Союз-А», предназначенный для орбитальных полетов и облета Луны. Согласно проекту Королёва корабль был оснащен системами сближения и стыковки, а также позволял проводить дозаправки во время полета.
[править] Проект «ЛК-1»
Одновременно с Королёвым свой проект облета Луны предложил главный конструктор ОКБ-52 Владимир Челомей. Согласно проекту Челомея облёт осуществлялся по петлеобразной траектории лунным кораблем «ЛК». Для вывода корабля на околоземную орбиту предполагалось использовать трехступенчатую ракету «УР500К» (Протон-К) и специальный разгонный блок, разработанный в том же ОКБ-52.
Челомеевский корабль «ЛК» состоял из разгонного блока с ЖРД приборно-агрегатного отсека и возвращаемого аппарата конусовидной формы. Предполагалось оснастить корабль солнечными батареями, раскрывающимися после выхода на орбиту Земли. Первоначально пилотировать корабль должен был один космонавт, но позже удалось в той же кабине разместить ещё одного человека. Спасение космонавтов на этапе выведения предусматривалось вместе с возвращаемым аппаратом, который уводился от аварийной ракеты-носителя с помощью твердотопливной аварийной двигательной установки и далее спускался на парашюте в штатном режиме.
3 августа 1964 года [4] , после успешного запуска американской тяжелой ракеты «Сатурн-1», руководство СССР ради удержания первенства в космической гонке начало всерьез рассматривать вопрос об экспедиции на Луну. В ЦК КПСС и Совете Министров принятом постановлении № 655—268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства» от 3 августа 1964 года главной задачей была заявлена высадка советского космонавта на поверхность Луны в 1967—1968 годах — к 50-летию Октября. В этих условиях осуществление программы облета Луны было поручено ОКБ Челомея, а проект «7К-9К-11К» поддержки не получил.
[править] Программа «УР-500К-Л1»
13 октября с поста генсека был смещен Никита Хрущев, и руководство лунной программой полностью перешло обратно в ОКБ-1 к Сергея Королева. Более того — он получил возможность использовать все наработки Челомея по пилотируемому полету к Луне и, в частности, ракету «УР500К» для своих задач.
Так на базе двух проектов разных КБ родилась советская программа облета Луны, проходившая под обозначением «УР-500К-Л1» («УР-500К-7К-Л1»). 15 декабря 1965 года она была утверждена и стала основной лунной облетной программой СССР. Жесткие ограничения, налагаемые ракетой «Протон-К» («УР500К») и 4-й ступенью — разгонным блоком «Д», ограничивали стартовую массу корабля «7К-Л1» 5,5 тоннами.
Из-за этого корабль лишился бытового отсека и состоял из спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека. Приборно-агрегатный отсек, в свою очередь, разделялся на переходный отсек, приборный отсек и агрегатный отсек. Сверху на спускаемом аппарате устанавливался опорный конус системы аварийного спасения. В центральной части конуса имелся проход для доступа космонавтов к гермолюку спускаемого аппарата, через который экипаж корабля должен был совершать посадку в корабль на стартовой позиции. Опорный конус сбрасывался на орбите Земли, перед стартом корабля к Луне.
Спускаемый аппарат имел сегментально-коническую форму с усиленным теплозащитным экраном, позволявшим совершать вход в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Перед посадкой экран сбрасывался на Землю на высоте нескольких километров. также в спускаемом аппарате размещался пульт управления кораблем, бортовой вычислитель «Салют-3», научные приборы, фотоаппаратура, система жизнеобеспечения, элементы систем терморегулирования и радиосвязи, парашютная система, объекты биологических исследований, оптический ориентатор, аккумуляторная батарея, состоящая из восьми блоков.
Система ориентации и управления корабля была оснащена гироплатформой и новыми датчиками солнечно-звездной ориентации, работающими в комплексе с вычислителем «Салют-3».
Программа полета системы «УР-500К-Л1» к Луны выглядела следующим образом. Космический корабль «Союз 7К-Л1», снабженный ракетным блоком «Д» конструкции ОКБ-1, с экипажем из двух космонавтов должен был выводиться ракетой-носителем «Протон-К» на промежуточную орбиту Земли высотой в апогее — примерно 187 километров, в перигее — примерно 219 километров и наклонением 51,5°. Масса корабля «7К-Л1» с блоком «Д» на орбите ИСЗ достигает 20 тонн.
При выведении на земную орбиту корабль находится под головным обтекателем, который сбрасывается после прохождения плотных слоев атмосферы. Для спасения космонавтов в случае аварии ракеты-носителя на участке выведения имеется система аварийного спасения, которая с помощью твердотопливных двигателей уводит спускаемый аппарат с космонавтами на безопасное расстояние. Примерно через час после старта сбрасывался опорный конус системы аварийного спасения.
После этого второй раз включалась двигательная установка блока «Д», и корабль переводился на траекторию облета Луны. Затем блок «Д» отделялся. Масса корабля после этого составляла около 5,2 тонны.
В зависимости от точности выведения на траекторию облета Луны предусматривались коррекции движения корабля. После облета Луны следовало выполнить еще две коррекции движения для более точного входа в атмосферу Земли. После проведения последней коррекции корабль ориентировался, спускаемый аппарат отделялся от приборно-агрегатного отсека, совершал два погружения в атмосферу и приземлялся или приводнялся в заданном районе на парашюте с применением двигателей мягкой посадки.
[править] Программа «7К-Л1»
Сергей Королёв однако, не слишком доверял детищу ОКБ-52 Владимира Челомея, и в 1965 году распорядился проработать еще один вариант пилотируемого облета Луны. В этом случае космический корабль «7К-Л1» выводился бы на орбиту в автоматическом режиме. Экипажу предстояло стартовать на орбиту на другом корабле — корабле «7К-ОК» с помощью ракеты «Союз». После стыковки кораблей космонавты должны были перейти в скафандрах «Ястреб» из бытового отсека «7К-ОК» в спускаемый аппарат «7К-Л1» через открытый космос и изогнутый тоннель в опорном конусе системы аварийного спасения. После этого корабль «7К-ОК» должен был автоматически отстыковаться, а корабль «7К-Л1», сбросив стыковочный узел с опорным конусом, стартовать к Луне.
Позднее на специальном самолете «Ту-104» проводились эксперименты по исследованию возможности перехода двух космонавтов в скафандрах из корабля «7К-ОК» в корабль «7К-Л1». В результате этих исследований вариант с пересадкой экипажа на орбите Земли был отвергнут.
8 сентября 1965 года в ОКБ-1 было созвано техническое совещание, на которое были приглашены ведущие конструкторы ОКБ-52 во главе с самим Владимиром Челомеем. [5] По результатам заседания было принято решение совместить усилия двух КБ, используя для выведения на околоземную орбиту Королёвского корабля «7К-Л1» Челомеевскую ракету «УР-500К».
10 марта 1967 года был осуществлён первый запуск совместной работы двух ОКБ. Всего с 1967 по 1970 год было запущено двенадцать «7К-Л1». По официальной версии запуски осуществлялись в рамках советской лунной программы «Зонд». К сожалению, большая часть пусков окончилась неудачей. Только два полёта системы прошли без замечаний — в ходе остальных десяти были отмечены серьёзные неполадки. [5]
В такой ситуации руководство СССР посчитало пилотируемый полёт к луне неоправданным риском, особенно учитывая тот факт, что американцы уже успели не только облететь Луну, но и высадиться на неё поверхности. В связи с этим в июне 1974 года работы по «7К-Л1» были прекращены.
Источник