Проиграл ли СССР «лунную гонку»?

4.1. СССР: Трудно ли попасть в Луну?

Советский Союз после запуска первого искусственного спутника Земли очень хотел закрепить и развить свое первенство в космосе. Особенно это касалось межпланетных полетов. Разумеется, что ближайшей целью космической экспансии стал естественный спутник Земли - Луна. К ней планировалось отправить космическую станцию, которая врежется в лунную поверхность со второй космической скоростью и доставит на Луну маленький вымпел с надписью “СССР”.

30 августа 1955 года на совещании у Председателя Военно-промышленной комиссии В.М.Рябикова С.П.Королев уже выступил с предложением запуска космического аппарата к Луне с помощью трехступенчатой ракеты-носителя “Р-7”. Третья ступень обеспечивала выведение на трассу полета к Луне автоматической научной станции массой до 450 килограмм. Кстати, эта же дополнительная ступень позволяла увеличить массу полезного груза, выводимого на околоземную орбиту, до 4,5-5,5 тонн.

20 марта 1956 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 379-243 , предусматривающее создание научных лунных станций (проект Е-1) и трехступенчатой ракеты-носителя на базе Р-7 (проект 8К72) с целью их разгона до второй космической скорости.

На разработку модифицированной ракеты-носителя и автоматической лунной станции ушло более двух лет. 23 сентября 1958 года с космодрома Байконур со стартового комплекса № 1 была предпринята первая попытка пуска автоматической межпланетной станции “Е-1 № 1” в сторону Луны. Программа полета предусматривала попадание станции в видимый диск естественного спутника Земли и доставку на ее поверхность вымпела с советской символикой. Ракета-носитель “Восток-Л 8К72” (серийный № В1-3) на 87 секунде полета взорвалась - по телеметрической информации была замечена пульсация давления в камере сгорания двигателей, что, вероятнее всего, и стало причиной катастрофы.

Королев и его коллеги спешили: американцы начали запуски к Луне еще 17 августа 1958 года. Правда, космический аппарат “Пионер” должен был не просто попасть в Селену, а достичь окрестностей Луны, затормозиться и стать ее спутником - вот такой был “богатырский замах”. Но, увы, в 1958 году успех не сопутствовал заокеанским ракетчикам. Их ракеты падали на Землю, не долетев даже до околоземной орбиты.

На следующей ракете-носителе советские конструкторы выполнили доработку конструкции, и 12 октября 1958 года состоялся второй пуск по программе Е-1 (станция № 2). Программа полета была аналогичной - попадание станции в видимый диск Луны.

Но и этот запуск также закончился аварией на 104 секунде. Тщательным изучением причин взрыва было установлено, что катастрофа ракеты-носителя “Восток-Л 8К72” (серийный № В1-4) произошла из-за продольных колебаний конструкции, передавшихся через гидравлический тракт в двигательную установку. После этой аварии в конструкции ракеты-носителя появился демпфер продольных колебаний.

Однако и третий запуск лунной станции “Е-1 № 3” 4 декабря 1958 года также закончился аварией ракеты-носителя “Восток-Л 8К72” (серийный № В1-5) на участке выведения на орбиту - на 245 секунде полета, из-за неисправности в насосе перекиси водорода.

И только 2 января 1959 года космический аппарат “Луна-1” (уже во время полета станция была названа “Мечта”) ушел к Луне - ракета-носитель вывела на траекторию полета к естественному спутнику Земли очередную станцию “Е-1”. Полет станции можно было наблюдать визуально: специальное устройство, установленное на последней ступени ракеты-носителя, которая летела практически по той же траектории, что и отделившаяся от нее станция, выбросило на расстоянии около 100 тысяч километров от Земли натриевое облако. Это натриевое облако назвали “искусственной кометой”. Ее могли увидеть люди во многих странах мира, что помимо научного имело еще и пропагандистский эффект.

Но из-за неточного выхода на траекторию полета через 34 часа после старта “Луна-1” прошла примерно в 5-6 тысячах километров от цели экспедиции, попутно обнаружив отсутствие у Луны магнитного поля, Связь с удалявшейся от Земли станцией поддерживалась более 60 часов до расстояния около шестисот тысяч километров.

Итак, космический аппарат в саму Луну не попал, и 4 января пролетел около естественного спутника Земли. Казалось бы, это провал миссии. Но в Советском Союзе умели даже относительный неуспех представить как триумф. Поскольку, автоматическая станция стала двигаться вокруг Солнца, ее тут же - чтобы не признавать неудачу рейса к Селене - окрестили “первой искусственной планетой”.

Американцы смогли запустить свою “искусственную планету” только 3 марта 1959 года. Космический аппарат “Пионер-4” тоже пролетел мимо Луны и удалился в глубины Солнечной системы.

Попытки советских инженеров и конструкторов доставить вымпел с символикой на Луну продолжались. 18 июня 1959 года - новый старт автоматической межпланетной станции (“Е-1 № 5”) и снова неудача, ракета “Восток-Л 8К72” (серийный № И1-7) подвела в очередной раз.

Следующий запуск состоялся 12 сентября 1959 года. Ракета-носитель “Восток-Л” вывела на траекторию полета к Луне автоматическую межпланетную станцию “Луна-2”. Как и предыдущие станции серии “Е-1”, аппарат не имел собственных двигателей для коррекции траектории движения. Научное оборудование, запущенное на “Луне-2” в космос, состояло из счетчиков Гейгера, магнитометров, детекторов микрометеоритов. Одним из научных достижений полета стало открытие солнечного ветра.

14 сентября 1959 года космический аппарат “Луна-2” со скоростью 3.3 км/с впервые в мире попал в Луну. Советский вымпел с изображением герба СССР был, наконец, доставлен на лунную поверхность в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик.

Это была большая победа советской науки и техники. Но поскольку США не имели аналогичной космической программы, вряд ли следует считать эту победу выигрышем одного из этапов “лунной гонки”. Победа была, а вот гонки на этом этапе космических свершений не было.

Первый американский космический аппарат -“Рейнджер-4” - попал в Луну только в апреле 1962 года. Но программа “Рейнджер” не была лишь программой доставки государственной символики на поверхность Луны и имела совершенно иные цели, о которых будет сказано ниже.

4.2. СССР: С фотоаппаратом вокруг Луны

7 октября 1959 года советская станция “Луна-3” облетела вокруг спутника Земли по баллистической траектории и впервые в истории науки сфотографировала его “тыльную” сторону, которая никогда не видна с поверхности Земли. Во время полета станции впервые в мире был на практике осуществлен гравитационный маневр около Луны. Максимальное удаление “Луна-3” от Земли в апогее составило около 480 тыс. км, в перигее - около 40 тыс. км.

Космический аппарат к Луне был запущен 4 октября 1959. Впервые советский автоматический космический аппарат имел систему ориентации. В качестве источников тока для питания аппаратуры использовались установленные на корпусе станции солнечные батареи. На “Луне-3” также было смонтировано фототелевизионное устройство “Енисей”. Конечная масса последней ступени ракеты-носителя вместе с “Луной-3” составляла 1553 килограмма (из них масса научной и измерительной аппаратуры с источниками питания - 435 килограмм). Масса самого аппарата “Луна-3” - 278,5 килограмм.

7 октября 1959 года во время сеанса фотографирования естественного спутника Земли двумя фотоаппаратами с длинно- и короткофокусным объективами была заснята почти половина лунной поверхности: примерно одна треть - в краевой зоне, две трети - на обратной стороне Луны, невидимой с нашей планеты. После проявления фотопленки прямо на борту изображения Селены были переданы с помощью фототелевизионной системы на Землю - аналоговым методом камерой бегущего луча.

При приеме сигналов на Земле качество сигнала было плохим, поскольку высоки были уровни шумов. Принятые изображения позволили определить только общие элементы рельефа. Предполагалось, что в ходе следующего сеанса связи, когда станция подойдет поближе к Земле, можно будет повторить прием. Но, увы, по неизвестной причине установить связь со станцией уже не удалось.

Были предприняты еще две попытки совершить аналогичные миссии по фотографированию Луны в ходе ее пролета.

15 апреля 1960 года состоялся пуск автоматической межпланетной станции “Е-3 № 1” в сторону Луны. Ракета-носитель “Восток-Л 8К72” (серийный № Л1-9) по так и не выясненной точно причине вывела станцию на траекторию полета к Луне с недобором скорости 130 м/с. В результате космический аппарат вышел на высокоэллиптическую орбиту высотой около 200000 километров. Фактически станция пролетела две трети расстояния до Луны, но затем повернула назад и сгорела в атмосфере Земли.

19 апреля 1960 года советские конструкторы и инженеры попытались запустить автоматическую межпланетную станцию “Е-3 № 3” для продолжения фотографирования обратной стороны Луны. Но в момент старта с космодрома Байконур ракеты-носителя “Восток-Л 8К72” (серийный № Л-1-9А) отвалился один из ее боковых блоков. Произошел взрыв, за ним последовал пожар. Были сильно повреждены стартовые сооружения космодрома.

Свой успех в фотографировании обратной стороны Луны Советский Союз развил почти через шесть лет после триумфа “Луны-3”. Автоматическая межпланетная станция “Зонд-3”, запущенная 18 июля 1965 года, совершила пролет мимо Луны 20 июля и ушла в околосолнечное пространство, став еще одной “искусственной планетой”. В ходе пролета была проведена съемка обратной стороны Луны с расстояния около 10 тысяч километров и с гораздо более высоким качеством, чем у “Луны-3”. Было сфотографировано более двух третей поверхности Луны, невидимой с Земли. Съемка велась преимущественно в областях, не заснятых аппаратом “Луна-3” шесть лет назад. После полета “Зонда-3” не сфотографированными остались лишь 5 процентов лунной поверхности.

Передача изображений на Землю “Зондом-3” была проведена с расстояния 2,2 миллиона километров, а повторные передачи - с расстояния до 31,5 миллионов километров. После пролета вблизи Луны “Зонд-3” продолжал исследование космического пространства, двигаясь по гелиоцентрической орбите.

Фотографирование обратной стороны Луны - это великое достижение советской науки. Но к так называемой “лунной гонке” оно тоже не имеет никакого отношения: у американцев просто не было аналогичной космической программы по фотографированию обратной стороны Луны. Что-то подобное предполагалось сделать во время полетов станций “Пионер”, но тогда фотографирование предполагалось с окололунной орбиты, а не с пролетной траектории при использовании гравитационного маневра.

4.3. США: Исследовать Луну с близкого расстояния

Американцы начали запуски к Луне 17 августа 1958 года. Космический аппарат “Пионер” должен был достичь окрестностей Луны, затормозиться и стать ее спутником. Научная цель запуска состояла в изучении Луны и фотографировании ее обратной стороны. Ну, а политической целью было намерение вернуть Соединенным Штатам статус самой развитой технической державы, который существенно пострадал после запуска Советским Союзом первого спутника Земли 4 октября 1957 года.

Но ракета-носитель с космическим аппаратом “Пионер-0” взорвалась после старта. Еще трижды - 11 октября 1958 года (запуск “Пионера-1”), 8 ноября 1958 года (запуск “Пионера-2”), 6 декабря 1958 года (запуск “Пионера-3”) - американцев преследовали неудачи. Ракеты-носители не могли сообщить космическим аппаратам вторую космическую скорость, и “Пионеры” один за другим падали на Землю. Как писали советские авторы Б.Г.Пшеничнер, В.И.Резникова в книге “Подготовка экспедиций на Луну”, “...распыленность исследований по многим конкурирующим группам, отсутствие надежных средств запуска и недостаточно надежная работа систем управления привела их (американские станции “Пионер” - С.Ч.) тогда к серии неудач” [4.2].

И только 4 марта 1959 года задача космической программы была частично выполнена - “Пионер-4” пролетел мимо Луны на расстоянии около 60000 километров и передал на Землю научные данные. Это был успех американской космонавтики, но он тоже не имел никакого отношения к космической гонке с СССР, поскольку у Советского Союза в те годы аналогичной программы исследования Луны просто не было. Кстати, “Пионер-4” стал первой американской “искусственной планетой”, движущейся по орбите вокруг Солнца.

Продолжая работы по исследованию Луны, НАСА приняло решение вывести космические станции “Пионер” на окололунную орбиту, чтобы получить телевизионные изображения поверхности Луны и измерить ее магнитное поле. Были созданы усовершенствованные зонды нового поколения, однако следующие четыре запуска ракет-носителей были неудачными. Попытка запуска “Пионера П-1” состоялась 24 сентября 1959 года, но потерпела фиаско. 26 ноября 1959 года на 45-й секунде после старта раскололся пластиковый головной обтекатель над станцией “Пионер П-3”. Станция и третья ступень ракеты-носителя подверглись большим аэродинамическим нагрузкам. На 104-й секунде полета пропала связь и с космическим аппаратом, и с третьей ступенью. “Пионер П-3” упал в Атлантический океан. “Пионер П-30” попытались запустить 25 сентября 1960 года, но полет прервал отказ второй ступени ракеты-носителя. Ракета-носитель станции “Пионер П-31” взорвалась 15 декабря 1960 года на 68-й секунде полета на высоте 13 км.

Из следующей серии запусков по лунной программе работал только “Пионер-7” (“Пионер B”), запущенный 17 августа 1966 года для поисков лунной атмосферы. Другие станции серии “Пионер” запускались для исследования Солнца, Венеры, Юпитера, Сатурна, кометы Когоутека, межпланетного пространства.

Запуски аппаратов серии “Пионер” к Луне оказались не слишком удачными. НАСА приняло решение дальнейшее изучение естественного спутника нашей планеты продолжить аппаратами серий “Сервейер” и “Лунар орбитер”.