Главный конструктор ОКБ-1 С.П. Королев вышел в правительство с предложением о разработке межпланетного пилотируемого корабля и соответствующей ракеты-носителя и добился выхода Постановления ЦК КПСС и Совмина СССР «О создании мощных ракет-носителей спутников, космических кораблей и освоении космического пространства». К тому времени в ОКБ-1 уже трудились над проектом гигантской ракеты, которой Королев решил дать название «Н-1» («носитель - первый»). В июле 1962 г. проектные материалы по «Н-1» были представлены экспертной комиссии под председательством президента АН СССР М.В. Келдыша. Рассмотрев их, комиссия указала, что первоочередной задачей при создании «Н-1» следует считать ее боевое использование, однако в ходе дальнейших работ эта рекомендация выпала из поля зрения - слишком захватывали дух открывавшиеся перспективы полетов к Луне, Марсу и Венере.
Однако начало испытаний «Н-1» планировалось аж на 1966 г., а к Луне хотелось полететь немедленно, в очередной раз оставив американцев позади. Для этого в проектном отделе ОКБ-1, возглавлявшемся М.К.Тихонравовым, в 1960 г. был проработан вариант, предусматривавший использование достаточно отработанной к тому времени и надежной ракеты-носителя «Р-7» (8К71) - знаменитой «семерки». Но для прямого запуска пилотируемого корабля к Луне мощности этой ракеты не хватало, поэтому предложение Тихонравова предусматривало сборку корабля на околоземной орбите из предварительно выведенных отдельных блоков. Вначале прелагалось запустить разгонный блок «9К», затем последовательными запусками отправить на орбиту четыре танкера-заправщика «11К» с горючим и окислителем. В их функцию входило состыковаться с «9К» и передать ему свой груз. Затем должен был стартовать космический корабль «7К» с экипажем из двух человек и состыковаться с заправленным разгонным блоком, образовав связку «7К-9К». Двигатели блока «9К» разогнали бы ее до второй космической скорости и вывели на траекторию полета к Луне. После выполнения своей миссии «9К» отбрасывался, а «7К» с двумя космонавтами на борту должен был продолжить полет, облететь Луну без посадки и вернуться к Земле. Этот проект облета Луны и получил название «Союз». Несмотря на свою сложность, он не обеспечивал главного - высадки космонавта на поверхность Луны, и представлял своего рода первый этап лунной программы.
Главный и решающий этап программы включал выведение корабля с двумя космонавтами на окололунную орбиту, посадку одного из них на поверхность Луны в специальном корабле, старт с поверхности Луны, стыковку с лунным орбитальным кораблем и возвращение экипажа на Землю. Все необходимое для этого этапа программы размещалось в головном блоке «ЛЗ», который и был полезной нагрузкой для ракеты «Н-1». Длина блока равнялась 43 м, максимальный диаметр - 6 м, масса - более 90 т. «ЛЗ» состоял из ракетных блоков «Г», «Д» и «Е», лунного орбитального корабля («ЛОК», чертежный индекс 11Ф93), лунного корабля («ЛК», 11Ф94), сбрасываемого после прохождения плотных слоев атмосферы головного обтекателя и системы аварийного спасения (САС), обеспечивающей в случае аварии на этапе выведения увод от ракеты-носителя спускаемого аппарата «ЛОК», где должны были находиться космонавты.
В свою очередь «ЛОК», представлявший собой доработанный корабль «7К», состоял из спускаемого аппарата (СА), бытового отсека, на котором располагался специальный отсек с двигателями ориентации и причаливания и стыковочным агрегатом, приборно-агрегатного отсека цилиндрической формы и энергетического отсека конической формы, в которых размещались ракетный блок «И» и агрегаты системы энергопитания на кислородно-водородных топливных элементах. Бытовой отсек служил одновременно шлюзовой камерой при переходе космонавта в ЛК через открытый космос, для чего использовался лунный скафандр «Кречет». После этого лунный корабль с пристыкованным к нему блоком «Д» двигался бы с торможением к поверхности Луны до высоты примерно 3 км. По команде посадочного радиолокатора должен был включиться двигатель ракетного блока «Е», который обеспечивал дальнейшее торможение и зависание над поверхностью Луны с целью выбора места посадки при непосредственном участии космонавта. Возвращение на Землю также имело свои особенности. Ввиду трудностей с точным «нацеливанием» траектории корабля на обратном пути был применен вариант торможения «с подскоком»: следовало войти в атмосферу и сразу же «выскочить» из нее, «притушив» скорость до первой космической, а затем вновь войти, но уже в конкретном месте и под определенным углом, чтобы попасть в нужный район посадки. Общее время экспедиции планировалось 11-12 суток.
Весь комплекс, включающий ракету-носитель «Н-1» и головной блок «ЛЗ», получил название «Н1- ЛЗ» (индекс 11А52). Сроки первой полноценной экспедиции на Луну были определены очень сжатыми - 1967-68 гг. Но работа по реализации проекта вскоре застопорилась из-за разногласий между главными конструкторами С.П.Королевым и В.П.Глушко: «бог огня» отказался разрабатывать для «Н-1» кислородно-керосиновый ЖРД, как того требовал Королев. Между тем, такой тип двигателя прекрасно зарекомендовал себя на «семерке» и других ракетах. Руководство страны попыталось ускорить ход событий, издав 3 августа 1964 г. Постановление ЦК КПСС и СМ СССР №655-268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства». Видя недостаточный темп развития программы «Н-1» и трудности проекта «Союз», оно наметило облет Луны по варианту, предложенному к тому времени «фирмой» Генерального конструктора В.Н.Челомея (ОКБ-52) и получившему название «УР500К-ЛК».
По сути, новый вариант был той же программой «Союз», но избавленной от многочисленных стыковок на околоземной орбите за счет применения созданной в ОКБ-52 более мощной, чем «Р-7», ракеты-носителя «УР-500К» (8К82К), которой дали имя «Протон». Ее получили путем доработки двухступенчатой баллистической ракеты «УР-500» (8К82) - носителя 100-150 мегатонной термоядерной бомбы. ОКБ Челомея поручили делать и пилотируемый корабль специально для облета Луны, однако, занятые доводкой «Протона», его специалисты не смогли уделить достаточного внимания решению этой задачи. Тогда у Королева родилась идея унификации лунных орбитальных кораблей для ракет «Н-1» и «УР-500К». За-основу он предложил взять корабль «7К», но на «Протоне» использовать его облегченный вариант - без бытового отсека. Кроме того, он предложил заимствовать с комплекса «Н1-ЛЗ» также разгонный блок «Д». 26 августа 1965 г. у председателя Военно-промышленной комиссии при ЦК КПСС Л.В.Смирнова состоялось совещание, констатировавшее, что лунная программа реализуется неудовлетворительно, в результате чего «возникает серьезная угроза утраты приоритета Советского Союза в области освоения космоса». Предложения Королева были признаны способными исправить положение и полностью одобрены. Силу закона они получили после принятия Постановления ЦК КПСС и СМ СССР от 25 октября 1965 г. «О сосредоточении сил конструкторских организаций промышленности на создании комплекса ракетно-космических средств для облета Луны».
Предложенный отделом М.К.Тихонравова проект «Союз» был отвергнут, разработка блоков «9К» и «11К» прекращена, а пилотируемый корабль «7К» подвергся значительным изменениям. Фактически, на его базе в ОКБ-1 стали разрабатывать три разных по назначению корабля. Один - уже упоминавшийся «ЛОК» для полета на Луну в составе комплекса «Н1-ЛЗ», другой - для облета Луны в составе комплекса «УР-500К- 7К-Л1», третий - для отработки и испытаний бортовых систем первых двух кораблей на орбите Земли и решения широкого круга задач в околоземном пространстве с помощью модифицированной ракеты «Р-7». Второму кораблю присвоили индекс «7К-Л1» (11Ф91), а третьему - «7К-ОК» (11Ф615). Для будущих публикаций ему, по предложению Королева, в память об истоках оставили название «Союз». В процессе запуска этих кораблей предполагалось, в первую очередь, отработать средства сближения и стыковки космических аппаратов на орбите Земли.
Корабль «7К-Л1» ударными темпами становился реальностью. 13 ноября 1965 г. приказом министра был утвержден график изготовления пилотируемых кораблей «7К-Л1», разгонных блоков и ракет «УР-500К» - всего 15 комплектов. Королеву и Челомею было предписано за две недели (до 25 ноября) завершить проработку вариантов облета Луны по новой схеме. 13 декабря эти два выдающихся конструктора утвердили «Основные положения по ракетно-космическому комплексу УР-500К-7К-Л1», а в канун нового 1966 г. наметили план отработки этого комплекса на орбите искусственного спутника Земли. Несмотря на конкуренцию проектов, баллистикам ОКБ-1 и ОКБ-52 удалось найти оптимальный вариант сочетания «королевского» разгонного блока «Д» с «челомеевской» ракетой-носителем, позволивший увеличить массу корабля на несколько сотен килограммов. В принятом варианте третья ступень «Протона» не выходила на орбиту, а падала в Тихий океан, а окончательный доразгон до первой космической скорости выполнял блок «Д» при первом включении. Для перехода на траекторию полета к Луне предусматривалось второе включение этого блока.
Первый экземпляр «7К-Л1» использовался для наземных испытаний в составе макетно-технологического комплекса. Второй, упрощенной конструкции, 10 марта 1967 г. был запущен в сторону Луны. Все ступени «УР-500К» отработали на «отлично» - это был ее пятый пуск и четвертый удачный. Также без замечаний отработал блок «Д», включившись, как и положено, два раза. ТАСС объявило о запуске искусственного спутника Земли «Космос-146».
Третий экземпляр «7К-Л1» стартовал 8 апреля 1967 г. Все шло нормально, но уже на следующий день сотрудникам ЦКБЭМ* пришлось пережить горечь поражения - корабль к Луне не ушел. Причина случившегося оказалась до обидного простой. На борту находился автомат, подававший команду на отстрел блока «Д» после второго выключения его двигателя. Но по недосмотру третий «7К-Л1» ушел в космос с выключенным автоматом, и блок «Д» был отстрелен уже после первого сеанса работы. В результате у Земли появился искусственный спутник «Космос-154».
28 сентября была предпринята попытка отправить в космос корабль «7К-Л1» №4. Намечалась работа по штатной программе полета к Луне с фотографированием Земли и ее спутника, но без участия экипажа. Попытка также не увенчалась успехом - подвела первая ступень ракеты «УР-500К». Зато впервые штатно отработали система аварийного спасения и система посадки, то есть в предназначенных для этих систем условиях аварийного пуска ракеты-носителя они обеспечили спасение спускаемого аппарата. Он приземлился среди зловещего желто-коричневого облака из паров азотного тетраксида и гептила - это было все, что осталось от «Протона». И хотя сам СА стоял на холме и не был подвержен воздействию ядовитых паров, подойти к нему не было никакой возможности. Этот случай выявил огромные трудности с обеспечением безопасности космонавтов, если бы они стартовали в космос на «Протоне». При более глубоком изучении проблема оказалась столь серьезной, что в качестве выхода из нее был предложен раздельный старт лунного корабля без экипажа на этой ракете, а космонавтов - на «семерке». На орбите предполагалась стыковка и переход людей в корабль «7К-Л1».
При запуске 22 ноября пятого экземпляра корабля подвела вторая ступень PH - один из четырех ее двигателей не вышел на режим. Ракета стала заваливаться в сторону, и система безопасности выключила двигатели. Вновь пришлось отработать своё системам аварийного спасения и посадки, правда, на этот раз из-за сбоев в работе оборудования двигатели мягкой посадки СА отработали на высоте 4,5 км. В итоге посадка приблизительно в 80 км юго-западнее Джезказгана получилась довольно жесткой, а ракета упала примерно в 300 км от места старта.
«7К-Л1» № 6, представленный широкой публике как «Зонд-4»,был запущен 2 марта 1968 г. Программа полета на этот раз не предусматривала облет Луны, а ограничивалась полетом по очень вытянутой эллиптической орбите с максимальным удалением от Земли на расстояние не менее 300000 км. При этом все бортовые системы корабля должны были работать по программе, максимально приближенной к штатному облету Луны, а возвращение на Землю предусматривалось по траектории управляемого спуска. В течение 7 суток системы корабля работали, в основном, нормально. Тем не менее, из-за загрязнения еще при старте объектива звездного датчика система ориентации не смогла развернуть корабль нужным образом, и в плотные слои атмосферы СА вошел по неуправляемой (баллистической) траектории. Посадка его могла произойти вне территории СССР, и над Бискайским заливом система аварийного подрыва объекта (АПО) ликвидировала его.
Об этой системе надо сказать отдельно. Дело в том, что запуски советских космических аппаратов почти всегда преследовали интересы не только научных ведомств, но и Министерства обороны, и этот факт обязательно накладывал отпечаток на их конструкцию. В некоторых случаях научные и военные аппараты были связаны общим происхождением. Так, на основе беспилотного спутника- разведчика «Зенит-2» конструкторы ОКБ-1 на основании Постановления ЦК КПСС и Совмина СССР № 569-264 от 22 мая 1959 г. сделали пилотируемый корабль «Восток». Когда рассматривался вопрос комплектации «Востока», на котором должен был лететь Ю.А. Гагарин, было принято решение снять с него систему подрыва. Против этого возражал лишь один человек - первый заместитель Председателя КГБ СССР П.И. Ивашутин, соблюдение секретности выполняемых работ для этого ведомства было главным делом. Поэтому нет ничего удивительного, что на беспилотных кораблях «7К-Л1» и «7К-ОК» система АПО была установлена.
Запуск корабля «7К-Л1» № 7 состоялся 23 апреля 1968 г. На орбиту он не вышел из-за прохождения команды «Авария системы автономного управления» после сброса головного обтекателя: из-за конструкторской ошибки шина питания преобразователей замкнулась на корпус. САС и система приземления обеспечили нормальное возвращение спускаемого аппарата корабля на Землю.
Комплекс «7К-Л1» № 8 летных испытаний не проходил. При подготовке к запуску 14 июля 1968 г. на стартовой позиции из-за нерасчетного наддува лопнул бак окислителя разгонного блока «Д». При этом пострадали офицеры боевого расчета: капитаны И.Д.Хридин погиб, а майор В.А.Блохин получил травмы. Причиной случившегося стало замыкание в наземной кабельной сети системы поддержания избыточного давления. Ситуация сложилась драматическая. Корабль «7К-Л1» с полуразрушенным головным обтекателем провалился на несколько метров вниз и застрял на площадке фермы обслуживания. Топливный бак блока «Д» с пятью тоннами керосина и двумя ракетными двигателями, заправленными горючим и окислителем, оторвался от фермы и уперся в третью ступень «Протона», баки которого находились под давлением. Над головным обтекателем корабля в системе аварийного спасения находилось 1,5 т пороха, в главных двигателях - 1,5 т токсичных компонентов топлива, в двигателях ориентации - 30 кг высококонцентрированной перекиси водорода, для воспламенения топлива в блоке «Д» служили 4,5 л триэтилалюминия, в корабле и ракете было подключено более 150 пиропатронов. Кроме того, на борту «7К-Л1» стоял 25-килограммовый заряд аварийного подрыва объекта. Лишь по счастливой случайности ни одна из жидкостных трубок не была разрушена, ни один пиропатрон не сработал, и не произошел взрыв, грозивший неминуемой гибелью 150 специалистам, находившимся в тот момент на ферме обслуживания.
1 - штырь активного агрегата стыками; 2 - отсек агрегата стыковки без внутреннего люка-лаза; 3 - бытовой отсек; 4 - антенна системы «Игла»; 5 - кресло «Казбек»; 6 - спускаемый аппарат; 7 - двигатель причаливания и ориентации; 8 - приборный отсек; 9 - агрегатный отсек; 10 - тороидальный приборный отсек; 11 - корректирующе-тормозная двигательная установка; 12 - антенна поиска и сближения; 13 - радиатор системы терморегулирования; 14 - датчик инфракрасной вертикали; 15 - солнечная батарея (в сложенном положении). 16 - визир-ориентатор. 17 - выходной люк. 18 - поручень
Для ликвидации последствий случившегося была создана Государственная аварийная комиссия. Она поставила задачу спасти ракету-носитель и стартовые сооружения, для чего было необходимо снять корабль, предварительно разрезав на куски головной обтекатель, отстыковать систему спасения и пиропатроны, отключить электропитание, слить компоненты топлива. В нестерпимую жару (температура в тени достигала +45°С) в течение двух недель продолжалась связанная с огромным риском для жизни самоотверженная работа военных испытателей, специалистов ОКБ-1 и ОКБ-52, десятков предприятий Минобщемаша, Миноборонпрома, Минэлектротехпрома и других министерств. Для снятия корабля на ферме обслуживания соорудили мостоподобную конструкцию с блоками, через которые пропустили тросы, заканчивавшиеся бандажами вокруг корпуса «7К-Л1». Поддерживая и одновременно оттягивая в сторону, корабль сумели опустить на трейлер у основания фермы. Эта операция напоминала военную. Ввиду того, что опасность взрыва до конца ликвидирована не была, управлявшие лебедками монтажники находились в вырытых неподалеку окопах. И лишь четыре человека - Э.И.Корженевский, Ю.И. Лыгин, М.И. Ломакин и В.П. Пашкевич - оставались в критический момент на ферме. Они следили за подъемом и в случае, если бы корабль зацепился за ракету или ферму, должны были устранить зацеп. Беспрецедентная задача была успешно решена.
1 -опорный конус, сбрасываемый перед стартом к Луне, 2- кресла космонавтов с ложементами, 3- переходной отсек, 4- приборный отсек, 5- агрегатный отсек с корректирующей двигательной установкой, 6 - переходная ферма, 7- сферический бак с окислителем, 8- торовый бак с горючим, 9 - двигательная установка разгонного блока, 10 - блок обеспечения запуска, 11 - переходная межбаковая ферма,12 - хвостовая юбка корабля, 13 - приборно-агрегатный отсек корабля, 14 - панель солнечных батарей (сложена), 15 - спускаемый аппарат
15 сентября 1968 г. стартовал очередной корабль «7К-Л1» № 9 и под именем «Зонд-5» начал выход на траекторию облета Луны. В качестве пассажиров на нем находились черепахи. 18 сентября он облетел Луну на расстоянии 1960 км от ее поверхности. Во время рейса впервые была сфотографирована Земля с расстояния 85 тысяч км. 21 сентября СА корабля вошел в атмосферу Земли со второй космической скоростью и, снижаясь по баллистической траектории, благополучно приводнился в акватории Индийского океана, где был подобран советскими моряками. Хотя сообщение ТАСС говорило о посадке в расчетной точке, но штатным местом посадки все же была территория Казахстана. А в водах Индийского океана «Зонд- 5» оказался из-за несвоевременного выключения системы автономного управления, ошибок в работе датчика Земли и, опять-таки, загрязнения оптических поверхностей звездного датчика. Все это вообще ставило под угрозу возвращение спускаемого аппарата. Но специалисты группы управления, используя единственный оставшийся исправным оптический прибор - солнечный датчик - в течение 20 часов раскачивали корабль из стороны в сторону с помощью двигателей ориентации, постепенно набирая необходимый корректирующий импульс, обеспечивающий его попадание в требуемый коридор при входе в атмосферу.
Спустя три месяца (21-27 декабря 1968 г.) Луну облетел американский Apollo 8. Разница заключалась в том, что являясь по сути двухместным пилотируемым кораблем, «7К-Л1» №9 летал без экипажа, а в командном отсеке Apollo 8 вернулись на Землю после 10- ти кратного облета ночного светила три человека: Ф. Борман, Дж. Ловелл и У. Андерс. Интересно, что первоначально программа полета Apollo 8 предусматривала лишь продолжение его испытаний на околоземной орбите, но полет «Зонда-5» вынудил американцев пойти на рискованный шаг и отправить людей к Луне. После запуска первого спутника и полета Гагарина высадка на Луну стала для США программой национального престижа, и пропустить в очередной раз русских вперед себя американцы просто не имели права.
1 - приборно-агрегатный отсек корабля 7К, 2 - спускаемый аппарат корабля 7К, 3 - бытовой отсек пилотируемого корабля 7К, 4 - разгонный блок 9К, 5 - навесной отсек стыковки разгонного блока 9К, 6 - корабль-танкер 11К с компонентами топлива для заправки разгонного блока
«7К-Л1» №12 стартовал 10 ноября 1968 г., а ТАСС сообщил о запуске космического аппарата «Зонд-6». Программа его полета, в основном, была выполнена: корабль успешно облетел Луну, сфотографировал ее поверхность с расстояния 8000 и 2600 км, а его спускаемый аппарат 17 ноября осуществил управляемый спуск на территорию Советского Союза. Однако на шестые сутки полета была зафиксирована разгерметизация спускаемого аппарата до 380 мм рт. ст., а на участке спуска давление упало до 25 мм рт. ст. В результате преждевременно, на высоте 5300 м, прошла команда на отстрел стренг парашютной системы, и аппарат упал прямо на космодроме Байконур в 16 км от площадки, с которой стартовал в космос. Подобных случаев «точного возвращения» история мировой космонавтики ни до, ни после этого не знала. В разбившемся СА находилась фотопленка космических съемок и много другой ценной информации, включая записи автономного регистратора, необходимые для анализа причин аварии. Однако там же стояла система подрыва с зарядом около 10 кг тротила, состояние которой после удара о землю было неизвестно. Сам СА был смят и разорван, он вошел в землю так, что возвышался над ее поверхностью не более, чем на метр. В том месте, где по оценке картины деформаций, мог располагаться заряд, шаг за шагом сотрудники ОКБ-1 снимали элементы корпуса и внутренней конструкции. Наконец, заряд был демонтирован и подорван в степи. Опаснейшая операция успешно завершилась. Благодаря спасенной фотопленке впервые были получены цветные фотографии Луны.
Корабль «7К-Л1» №13, стартовавший 20 января 1969 г., на орбиту не вышел из-за отказа второй ступени ракеты-носителя на 501-й секунде полета. Системы аварийного спасения и приземления обеспечили спасение спускаемого аппарата без замечаний - он опустился на парашюте юго-западнее города Иркутска на территории Монголии.
8 августа 1969 г. состоялся старт «7К-Л1» №11 - последнего корабля по программе облета Луны в беспилотном исполнении с манекенами на борту. Под именем «Зонд-7» он полностью выполнил намеченные задачи: 11 августа облетел Луну на расстоянии около 1200 км от ее поверхности, и 14 числа его СА приземлился южнее города Кустанай. Впервые в рамках этой программы СА выполнил управляемый спуск и мягкую посадку в намеченном заранее районе с недолетом до расчетной точки всего 50 км. К концу 1969 г. из 15 кораблей «7К-Л1» оставалось три. Один из них с космонавтами на борту в апреле 1970 г. собирались запустить в полет вокруг Луны. Однако успехи американских астронавтов совершенно лишили такой полет политического смысла. А поскольку возможности комплекса «УР-500К- 7К-Л1» ограничивались только облетом спутника Земли, то в конце 1969 г. правительство СССР приняло решение о нецелесообразности полета кораблей «7К-Л1» в пилотируемом варианте, тем более, что свою задачу- отработку всех систем, обеспечивающих полет к Луне, эти космические аппараты уже выполнили.
И мы «пошли другим путем, последовательным и целеустремленным» - ускорили темп развития комплекса «Н1-ЛЗ», обещавшего, пусть и с опозданием, высадку советского человека на Луну. В интересах доводки уже этого комплекса 20 октября 1970 г. стартовал «7К-Л1» №14, ставший «Зондом-8». Программа его полета была выполнена полностью, включая запланированный баллистический спуск в заданный район акватории Индийского океана со стороны Северного полюса. Это был последний полет комплекса «УР-500К-7К-Л1». Корабль №15, полностью оборудованный для пилотируемого облета Луны, так и остался невостребованным. Готовившиеся к полету на нем летчики-космонавты А.А.Леонов, В.И.Артюхин, В.Ф.Быковский, О.Г.Макаров, П.Р.Попович, В.И.Севастьянов и Н.Н.Рукавишников были переориентированы на полет по программе «Н1- ЛЗ».
1 - стыковочный узел; 2 - отсек двигателей ориентации и причаливания; 3 - бытовой отсек; 4 спускаемый аппарат ; 5 - узел крепления манипулятора; 6 - двигатели причаливания и ориентации; 7 - радиатор системы терморегулирования; 8 - баки электрохимического генератора; 9 - двигатели ориентации; 11 - агрегаты электрохимического генератора; 12 - приборный отсек; 13 - выходной люк; 14 - поручни; 15 - блистер
Итак, по предложению Королева, орбитальному кораблю «7К-ОК» (11Ф615) и его модификациям оставили название «Союз». Как и в одноименном проекте облета Луны, предложенном М.К.Тихонравовым, этот корабль должен был выводиться на околоземную орбиту ракетой-носителем «Р-7». Рождение «7К-ОК» было трудным, даже мучительным, но жизнь ему была уготована долгая, с многочисленными взлетами и посадками, правда, не всегда мягкими.
К первому запуску готовили сразу два экземпляра, с заводскими номерами 2 и 1. Пуск этой пары считался технологическим, цель - проверка работоспособности бортовых систем и отработка стыковки космических аппаратов в автоматическом режиме. Тогда же решили корабли «7К-ОК» № 3 и № 4 готовить для пилотируемого полета и немедленно приступить к подготовке их экипажей.
Эра «Союзов» началась 28 ноября 1966 г. запуском беспилотного космического корабля «7К-ОК» №2. То есть, хотя орбитальный корабль был как бы побочной ветвью своего лунного собрата, он стартовал на 3,5 месяца раньше. Газеты и радио сообщили о его полете под псевдонимом «Космос- 133». Но они не сообщили, что новый корабль, обогнув один раз Землю, «обнаружил потерю устойчивости по тангажу и крену». За короткое время на попытки придать ему нужное пространственное положение с помощью двигателей ориентации и причаливания из баков системы ДОП было израсходовано все топливо, однако цель достигнута не была. «7К-ОК» № 2 по-прежнему летел боком, а это исключало возможность нормального торможения для его возвращения на Землю. Затормозить корабль удалось лишь с пятой попытки на 34-м витке. Система АПО была начеку - обнаружив, что сообщенный тормозной импульс не гарантирует посадки на территории СССР, она ликвидировала корабль. И он исчез. Даже поисковые средства системы ПВО ничего не обнаружили.
Ввиду этого печального обстоятельства его «напарника» - корабль «7К-ОК» №1 - решили отправить в одиночный полет. Старт был назначен на 14 декабря 1966 г. В 14.00 московского времени после команды «Пуск» заработала автоматика по циклограмме запуска двигателей ракеты-носителя, но пирозапал системы зажигания одного из боковых блоков первой ступени «семерки» дал сбой. Автоматика тут же прекратила подготовку пуска, и ракета осталась на стартовом столе. Через некоторое время бригада испытателей, обслуживающая запуск, получила- указание найти причину отказа и приблизилась к ракете, чтобы начать осмотр. Внезапно под головным обтекателем «Р-7» запустились двигатели системы аварийного спасения. Они энергично вынесли спускаемый аппарат на высоту около 600 м. Сработала система мягкой посадки, и СА приземлился в полукилометре от ракеты. Но, спасая несуществующего космонавта, двигатели САС своими факелами подожгли ракету. В результате взрыва и пожара стартовая позиция (площадка № 31) надолго была выведена из строя. К счастью, люди успели укрыться в бункере.
Очередной пуск одиночного «7К- ОК» №3 состоялся 7 февраля 1967 г. под дежурным именем «Космос-140». Возвращаясь на Землю, СА корабля упал на лед Аральского моря, не долетев до расчетной точки 500 км, и затонул. Только через четверо суток удалось поднять его со дна моря.
Для Страны Советов 1967 год был юбилейным. Партия и правительство поставили задачу «добиться новых крупных успехов в космосе, новыми трудовыми успехами отметить 50-летие Октября». И после трех неудачных беспилотных запусков корабля было решено осуществить запуск и стыковку на орбите двух сразу пилотируемых «Союзов». На активном корабле «7К- ОК» № 4 (для открытых публикаций - «Союз-1») 23 апреля 1967 г. в 3 ч 35 мин московского времени на орбиту отправили Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Владимира Комарова. В спускаемом аппарате его корабля были установлены еще два кресла-ложемента для Алексея Елисеева и Евгения Хрунова. Их вылет намечался через сутки на пассивном корабле «7К-ОК» № 5 во главе с командиром Валерием Быковским. После стыковки кораблей планировался переход Елисеева и Хрунова через открытый космос в корабль Комарова, однако сразу после выхода «Союза-1» на орбиту последовали отказы ряда его бортовых систем. Начались они с нераскрытая одной из двух панелей солнечной батареи. Отказ вызвал не только дефицит электроэнергии, но и повлек за собой механическую асимметрию, появились затруднения с ориентацией корабля и, как следствие, запланированная стыковка стала невозможной. Затем прервалась связь с Центром управления полетом, позже восстановленная. Но в цепь неприятностей вплетались все новые звенья. В этой ситуации было принято решение запуск второго «Союза» отменить, полет Комарова досрочно прекратить.
Земля лихорадочно искала вариант посадки. Наконец, общими усилиями была выработана единственно возможная в сложившейся ситуации последовательность действий, обеспечивающая сход корабля с орбиты.
На 18-м витке полета во время очередного сеанса связи дублер Комарова Юрий Гагарин передал ему необходимую информацию. Однако на такой вариант посадки космонавты не тренировались. Было ясно, что возвращение на Землю зависит от самообладания самого Комарова. И он не только все понял, но точно выполнил все намеченные действия и вручную сориентировал корабль нужным образом. На исходе 6 часов утра 24 апреля двигатель тормозной двигательной установки, проработав 146 секунд, перевел корабль на траекторию снижения. СА засекли в 6 ч 22 мин. Он шел на посадку в 65 км восточнее города Орска на Южном Урале.
«Однако при открытии основного купола парашюта на семикилометровой высоте, по предварительным данным, в результате скручивания строп парашюта космический корабль снижался с большой скоростью...» - так гласило сообщение ТАСС от 24 апреля 1967 г. На самом деле основной парашют системы мягкой посадки не вышел из контейнера, и его упаковка не дала возможности раскрыться запасному. Это было последнее звено цепи неприятностей, которые преследовали Владимира Комарова во время его второго рейса в космос. Парашютно-десантная группа, сброшенная с самолета у места падения спускаемого аппарата, обнаружила его разбитым и горящим. Пожар ликвидировали. Из обломков аппарата извлекли обгоревшие останки Комарова. Место падения спускаемого аппарата (недалеко от поселка Карабулак Оренбургской области) обозначили подобием могильного холмика.
После этого случая многие системы спускаемого аппарата подверглись доработкам и новым испытаниям в стендовых условиях. К осени 1967 г. их результаты сочли обнадеживающими, что дало возможность продолжить летно-конструкторские испытания корабля. И подарок к юбилейной дате страны все же состоялся. 27 октября с 31-й площадки космодрома «Байконур» стартовал «7К-ОК» №6, а с «Гагаринского старта» (площадка № 1) через трое суток на околоземную орбиту ушел « 7К - ОК » №5. Корабли были без экипажей, и в сообщении ТАСС именовались «Космос-186» и «Космос- 188». 30 октября 1967 г. произошло действительно эпохальное событие - первая в истории автоматическая стыковка беспилотных космических аппаратов. Через сутки СА корабля «7К-ОК» № 6 закончил свой полет мягкой посадкой в заданном районе. Еще через двое суток «7К-ОК» № 5 получил команду на запуск программ цикла спуска. Что- то сработало не так, и спускаемый аппарат пошел к земле по нерасчетной траектории, обещавшей посадку за пределами территории Советского Союза. Система АПО беспристрастно выполнила свои обязанности, ликвидировав его.
15 апреля 1968 г. состоялась еще одна автоматическая стыковка двух непилотируемых кораблей типа «Союз». Роль активного выполнял «7К-ОК» № 8 (он же «Космос-212»), пассивным был «7К-ОК» № 7 («Космос-213»). Этот полет подтвердил надежность систем автоматической стыковки. 28 августа 1968 г. состоялся зачетный беспилотный полет «7К-ОК» №9 («Космос-238»). Положительные итоги наземных и летных испытаний этих аппаратов позволили принять решение о возобновлении пилотируемых полетов на кораблях «Союз».
26-30 октября 1968 г. состоялся полет «Союза-3», который пилотировал Георгий Береговой. После гибели Комарова этот полет имел принципиальное значение, и для его выполнения выбрали именно Берегового, отличавшегося волевым характером, закаленным еще в годы войны. В ходе полета было осуществлено автоматическое сближение с беспилотным «Союзом-2» до расстояния 200 метров. Однако причаливание при дальнейшем ручном управлении кораблем не состоялось - Береговой с этим заданием не справился. Однако вторую звезду Героя Советского Союза он получил вполне заслуженно.
14-18 января 1969 г. состоялся эксперимент, отложенный в трагические дни апреля 1967 года. Экипажи кораблей «Союз-4» (командир В.А. Шаталов) и «Союз-5» (командир экипажа Б.В. Волынов, члены экипажа А.С. Елисеев и Е.В. Хрунов) полностью выполнили намеченную программу: автоматическое сближение, причаливание при ручном управлении и стыковку, выход в открытый космос и переход Елисеева и Хрунова в «Союз-4». В спускаемом аппарате этого корабля они и вернулись на Землю. При посадке «Союза-5» («7К-ОК» №13) произошла опасная ситуация: не раскрылись замки между спускаемым аппаратом и приборно-агрегатным отсеком корабля. Движение к Земле началось вперед незащищенной стороной СА. Но под действием нагрева в плотных слоях атмосферы и избыточного давления СА освободился от агрегатного отсека и развернулся в нормальное положение - теплозащитным экраном вперед. Спуск произошел по баллистической траектории, но завершился благополучно.
А 11-18 октября 1969 г. состоялся групповой полет сразу трех пилотируемых кораблей: «Союз-6» (Г.С. Шонин, В.Н. Кубасов), «Союз-7» (А.В. Филипченко, В.Н. Волков, В.В. Горбатко), «Союз-8» (В.А.Шаталов, А.С.Елисеев). В полете предусматривалась стыковка кораблей «Союз-7» и «Союз-8», но произошел отказ системы «Игла» на «Союзе- 8», и она не состоялась.
1-19 июля 1970 г. состоялся продолжительный одиночный полет космического корабля «Союз-9» с космонавтами А.Г. Николаевым и В.И. Севастьяновым. Основная цель полета состояла в проведении обширных медико-биологических исследований, направленных на решение проблем длительной работы человека на борту космической станции. Им закончился этап создания пилотируемого орбитального корабля «Союз».
До появления кораблей «Союз-Т» и «Союз-ТМ», представляющих собой глубокую модернизацию «7К-ОК», исходный «Союз» неоднократно подвергался большим и малым доработкам. Одни из самых значительных были выполнены после гибели экипажа «Союза-11» (Г.Т. Добровольский, В.Н. Волков, В.И. Пацаев) летом 1971 г. При разделении корабля на отсеки в процессе возвращения на Землю клапан, соединяющий внутренний объем кабины с атмосферой Земли на высоте менее 2500 м, сработал еще в космосе, а космонавты находились в корабле без скафандров.
СА вернул экипаж на Землю в заданный район, но «без признаков жизни».
После этой трагедии в состав систем кораблей «7К- ОК» ввели средства спасения в случае разгерметизации спускаемого аппарата. Новые космонавты отправлялись в полет уже в скафандрах, но количество их в составе экипажа было уменьшено с трех до двух человек, а из системы электропитания корабля исключили солнечные батареи.
1 - стыковочный узел, 2 - датчик прицеливания, 3 - юстировочные датчики; 4 - приборный отсек; 5 - телекамера, 6 - выходной люк; 7 - всенаправленная антенна; 8 - источники литания; 9 - опорная стойка с амортизатором; 10 - трап; 11 - РДТТ прижатия; 12 - лунный посадочный агрегат, 13 - двигательная установка блока Е, 14 - остронаправленная антенна (2 шт.); 15 - вогнутость для иллюминаторов; 16 - иллюминатор для наблюдения за стыковкой; 17 - антенны системы сближения; 18 - блок двигателей ориентации
Все время, пока продолжалась отработка кораблей «7К», как лунного, так и орбитального, королевское ЦКБЭМ продолжало трудиться над созданием «Н-1» - ракеты-носителя, способной обеспечить высадку космонавта на Луну. Спор между С.П. Королевым и В.П. Глушко относительно типа двигателей для нее завершился победой Сергея Павловича: для «Н-1» был утвержден кислородно-керосиновый ЖРД. Однако Глушко проявил принципиальность и делать его отказался. Тогда Королев обратился к известному конструктору авиационных двигателей Н.Д.Кузнецову, получил его согласие и организовал соответствующее постановление правительства. Хотя «Н-1» была действительно гигантской ракетой, и оптимальными для нее были бы двигатели тягой по 600-900 тс, после тщательного анализа размерность нового двигателя утвердили в пределах 150 тс. Главной причиной стало то, что такой двигатель было можно создать на существующей производственно-технической базе и в отведенные предельно сжатые сроки. В итоге на первой ступени «Н- 1» потребовалось установить двигатели НК-15 в количестве аж 30 штук! Как выяснилось при испытаниях, это привело к значительному усилению негативного взаимного влияния двигателей, снижению устойчивости их работы и надежности силовой установки в целом. Чтобы свести к минимуму последствия отказов, на всех трех ступенях ракеты «Н-1» была установлена система контроля работы двигателей (КОРД), отключавшая двигатель при отклонении параметров его работы от нормы. Одновременно она отключала еще один двигатель - противоположный неисправному.
Первый запуск «Н-1» № ЗЛ был осуществлен 21 февраля 1969 г. В качестве полезной нагрузки на ракете находился беспилотный корабль «7К-Л1С» (11Ф92), оснащенный многими системами штатного лунного орбитального корабля и мощной фотоаппаратурой. Однако вскоре после старта от воздействия высокочастотных колебаний разрушился один из трубопроводов, и образовалась течь компонентов топлива, приведшая к пожару в блоке «А». На 69 секунде полета, когда ракета находилась на высоте 14 км, система КОРД отключила все двигатели. Причиной стало несовершенство применявшихся алгоритмов выявления предаварийного состояния двигателей и невысокая помехозащищенность системы, явившиеся следствием спешки при ее создании.
3 июля 1969 г. с той же пусковой установки была предпринята попытка запуска второго экземпляра ракеты «Н-1» с беспилотным «7К-Л1С», макетом лунного корабля 11Ф94 и штатным блоком «Г». Программа предполагала облет Луны, проведение фотосъемки районов предполагаемых высадок лунных экспедиций, возвращение к Земле и посадку на территории СССР.
За 0,22 секунды до отрыва от стартового стола (до срабатывания контакта подъема) при выходе на главную ступень тяги двигателей произошел взрыв кислородного насоса одного из двигателей первой ступени. Через 9,3 с произошло нарушение силовых цепей электропитания. PH поднялась чуть выше молниеотводов, на 11 секунде все двигатели первой ступени, кроме двигателя №18, выключились. Ракета массой 2700 т потеряла скорость и наклонилась. Работающий двигатель развернул ее, и она плашмя упала на стартовую позицию через 23 с после взлета. Взорвавшись, ракета полностью уничтожила поворотную башню обслуживания, пострадали подземные коммуникации. Но система аварийного спасения унесла спускаемый аппарат корабля «7К-Л1С» ввысь. Он приземлился в двух километрах к западу от стартового комплекса, а точнее, от оставшейся на его месте груды металлолома. Однозначно причина этой аварии установлена не была.
Почти два года ушли на доработку носителя «Н-1» и строительство нового стартового комплекса. Значительно повысилась надежность двигателей ракеты, живучесть всех ее систем и агрегатов, эффективность противопожарных средств. Третий пуск «Н-1» состоялся 27 июня 1971 г. уже с новой пусковой установки. Ракета несла габаритно-весовые макеты «ЛОК» и «ЛК», а также штатные блоки «Г» и «Д». На режим вышли все 30 двигателей первой ступени. Но ракета начала вращаться вокруг продольной оси. К 15 секунде полета она развернулась на 145°. На 48 секунде последовал взрыв на второй ступени. Ракета упала в 16 километрах от стартовой позиции.
И вновь больше года трудились конструкторы и испытатели, чтобы 23 ноября 1972 г. предпринять четвертую попытку запуска «Н-1». На этот раз на своих плечах ракета несла макет лунного корабля и штатный «ЛОК», который должен был выйти на лунную орбиту, а затем вернуться на Землю. Но «Н-1» пролетела 106,93 с, не дотянув всего 7 с до разделения ступеней. В этот момент произошло разрушение насоса окислителя одного из двигателей первой ступени, а затем последовала ликвидация ракеты.
Согласно планам, следующие две «Н-1» должны были нести штатные лунные комплексы, состоящие из «ЛОК» и «ЛК», но без экипажей. Их планировалось вывести на окололунную орбиту, осуществить посадку «ЛК» на Луну, затем стартовать с ее поверхности и выполнить стыковку на орбите Луны, после чего отправить «ЛОК» к Земле. Если бы эти полеты прошли удачно, то седьмая ракета «Н-1» могла стать первым носителем лунного экипажа. Но все это было похоронено взрывами ее первых образцов.
А по Луне первым шагнул Нейл Армстронг, оставив право «моему Васе» быть первым там лишь в песне. Десанты американцев на поверхность спутника Земли (там побывало 12 астронавтов), аварии ракеты «Н-1» во всех четырех попытках запуска заставили трезво взглянуть на состояние дел, и 15 мая 1974 г. правительство СССР приняло решение о временной приостановке программы «Н1-ЛЗ». А 17 февраля 1976 г. последовало Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР об окончательном закрытии программы. Вскоре после этого были уничтожены не только готовые корабли и ракеты, но и большая часть технической документации. «Лунный» отрезок биографии космических кораблей «Союз» завершился. Зато «околоземный» продолжается по сей день.
Статья была опубликована в февральском номере журнала "Наука и техника" за 2006 год
