Отказ от ракеты Н-1 специалисты считали ошибкой
После успешной высадки американских астронавтов на Луну СССР свернул аналогичную программу. Этот взгляд на события полувековой давности считается хрестоматийным, почти официальным. На самом деле в Минобщемаше был найден достойный ответ "Аполлону", и работы по лунной программе продолжались.
Окончание. Начало
Советский Союз отказался от реализованной американцами десантной схемы экспедиции, сделав ставку на создание лунной станции. В КБ общего машиностроения под руководством Владимира Бармина велись исследовательские и проектные работы по этой теме. Модифицированная лунная программа Н1-Л3М включала технически обоснованную концепцию развертывания обитаемых лунных баз с экипажами от 4 до 12 человек. Для доставки конструкций на стройки внеземных городов создавалась сверхтяжелая ракета-носитель Н1.
Убегающая орбита
Целью американской программы, заявленной президентом США Джоном Кеннеди в мае 1961 года, являлись успешная посадка экипажа на Луну и его благополучное возвращение. Задача по ее долговременному исследованию и освоению не ставилась. Потому для экономии затрат на программу специалисты НАСА выбрали не прямую, а десантную схему посещения Луны. Возвращаемый основной блок оставался на орбите, в плоскости которой лунная кабина совершала посадку. Вследствие вращения Луны кабина отклонялась от плоскости орбиты. Допустимая величина такого ухода накапливалась за несколько земных суток, и этим определялось предельное время нахождения астронавтов на поверхности Луны. При его превышении запас топлива возвращаемой ступени уже не обеспечивал компенсацию накопившегося отклонения при полете к основному блоку, и надо было ждать почти пол-оборота Луны (более 10 земных суток), когда кабина вновь попадала в зону допустимого отклонения и ее энергетика обеспечивала возвращение астронавтов на Землю.
“ От результатов четвертого пуска зависела судьба не только лунной программы, но и отвечавших за нее партийных руководителей ”
Подобные ограничения были неприемлемы для осуществления длительных лунных экспедиций и создания обитаемых баз, так как не обеспечивалась возможность экстренного возвращения экипажа на Землю в любой момент при возникновении нештатной ситуации. Американцы таких задач и не ставили.
Программа полета комплекса Н1-Л3 также предполагала краткосрочное посещение Луны одним космонавтом. Прямая схема была лишена этих недостатков. Корабль Л3М осуществлял посадку на поверхность Луны в полной комплектации, и его возвращаемая ступень с экипажем могла стартовать в любое время, создавая гибкие отлетные траектории возврата на Землю без промежуточного формирования окололунной орбиты. Для таких полетов планировалось использовать бортовую вычислительную машину в составе системы управления Л3М.
В этот же период в КБ общего машиностроения под руководством Владимира Бармина велись исследовательские и проектные работы по созданию долговременных лунных баз. Это были самостоятельные изыскания КБОМ, не привязанные к ОКР по Н1-Л3, но в совокупности с ними модифицированная программа Н1-Л3М определяла технически обоснованную концепцию создания обитаемых лунных баз с экипажами от 4 до 12 человек.
Новая концепция
Идея прямой посадки на Луну рассматривалась и американцами, но была отклонена из-за технической сложности. Прямая посадка присутствовала также в предложениях Владимира Челомея по лунной программе с использованием ракеты УР-700. В проекте Н1-Л3М перешли от декларирования подобной идеи к ОКР по ее реализации с привлечением традиционной для ЦКБЭМ кооперации смежных предприятий.
В принятой схеме предполагалось осуществлять два пуска Н1 с двух стартовых комплексов. При первом пуске на околоземную орбиту выводился полезный груз в составе двух ракетных блоков: кислородно-водородного (Ср) и кислородно-керосинового. Через сутки вторым пуском на ту же орбиту выводился полезный груз в составе блока Ср и корабля Л3М.
С помощью Ср оба полезных груза доставлялись на окололунную орбиту, где Ср отделялся, а кислородно-керосиновый блок и Л3М стыковались, образуя лунный посадочный комплекс. Далее по программе кислородно-керосиновый блок обеспечивал сход с орбиты Луны и основное торможение при посадке, после чего отделялся на расчетной высоте. Окончательное торможение и маневр посадки Л3М осуществлял с помощью собственной ДУ.
Облик и компоновка Л3М менялись несколько раз. Конфигурация лунных комплексов в головной части РН и у нас, и у американцев строились по тандемной схеме. В верхней части располагался спускаемый аппарат (СА) с двигательной установкой системы аварийного спасения (ДУ САС). В случае возникновения аварийной ситуации на старте или на начальном участке полета ДУ САС отделяла от лунного комплекса СА с экипажем и уводила его в безопасную зону, после чего задействовались штатные средства посадки.
При штатном сценарии для решения задач на последующих этапах требовалась иная конфигурация лунного комплекса, поэтому на завершающем участке полета он перестраивался.
У американцев основной блок отделялся от лунной кабины, разворачивался по тангажу на 180 градусов и стыковался с кабиной противоположной стороной, где находился отсек экипажа. В такой компоновке переходы астронавтов из отсека экипажа в лунную кабину и обратно осуществлялись в месте их стыка через люк-лаз.
По проекту Н1-Л3 также предусматривалось перестроение комплекса Л3 на участке полета к Луне. ЛК с блоком Д отделялся от лунного комплекса, совершал облет и стыковался с его обратной стороной, где находился ЛОК. Традиционно встал вопрос о вариантах перехода космонавтов из СА в бытовой отсек и обратно на разных участках полета. Предлагались разные решения этой проблемы – "прорезать" переходной люк в днище СА, которое опиралось на бытовой отсек, сделать снаружи надувной рукав-лаз между СА и бытовым отсеком, осуществлять переход через открытый космос.
Разработчики спускаемого аппарата выступали категорически против переходного люка в днище, поскольку при этом нарушалась целостность теплозащитного покрытия и никто не мог поручиться за ее работоспособность при входе в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Надувной рукав и переход через открытый космос привносили дополнительный технический риск на фоне решений программы "Аполлон".
После проработки ряда вариантов пришли к нетривиальному решению. Спускаемый аппарат разместили внутри бытового отсека, в его верхней части. Опирался СА на силовую конструкцию приборного модуля также внутри бытового отсека. Получился интегрированный обитаемый блок, который вместе с двигательной установкой опирался на ЛПУ. В данном варианте объем бытового отсека увеличивался в несколько раз, но при такой компоновке космонавты уже имели возможность непосредственных переходов из СА в бытовой отсек и обратно во время всего полета без изменения конфигурации корабля. Перед посадкой на Луну космонавты должны были переходить из СА в бытовой отсек. Отсюда обеспечивался удобный обзор лунной поверхности при выполнении предпосадочного маневра и посадки. На траектории возвращения к Земле, перед входом в атмосферу производилось отделение ЛПУ от обитаемого блока с последующим выходом спускаемого аппарата с экипажем для автономного полета и мягкой посадки.
Двигательная установка (ДУ) корабля разрабатывалась заново. Л3М почти в пять раз превышала по массе ЛК и вопрос об использовании разработанного в КБ "Южное" блока Е даже не ставился. Двигательная установка для Л3М создавалась на базе многоразового маршевого двигателя РД-510, работавшего на перекиси водорода и керосине и сконструированного в КБ "Энергомаш" у Валентина Глушко. Это был короткий период, когда он корректно и с большой долей лояльности относился к работам ЦКБЭМ по модифицированной лунной программе, тем более что к началу 70-х его предприятие нуждалось в заказах. РД-510 имел карданный подвес для управления вектором тяги в двух плоскостях, обладал хорошими удельными характеристиками и возможностью ее регулирования в диапазоне значений от двух до двенадцати тонн. Подобные характеристики обеспечивали выполнение динамических режимов полета Л3М на всех активных участках, включая зависание над поверхностью Луны, выполнение маневра и мягкой посадки.
Четвертый пуск – последний
Работы по модифицированному лунному кораблю продвигались, но главной проблемой оставалась ракета-носитель Н1. Готовился четвертый испытательный пуск. По организационным и производственным причинам замечания и предложения аварийной комиссии после неудачного третьего пуска Н1 не могли быть учтены в уже имевшемся заделе изготовленных комплектующих и конструкции для готовящейся к запуску ракеты № 7Л. Многочисленные доработки и самое главное – использование новых многоразовых двигателей, прошедших огневые технологические испытания до установки на борт, предполагалось реализовать на следующей ракете № 8Л, пуск которой тогда прогнозировался на середину 1974 года.
От результатов четвертого пуска Н1 зависела судьба не только отечественной лунной программы, но и отвечавших за нее государственных и партийных руководителей.
В ходе предварительных электрических испытаний было много замечаний к аппаратуре 7Л, и представители государственного заказчика поставили вопрос о целесообразности пуска. Однако приборы, вызвавшие нарекания, насколько можно оперативно, заменялись смежными предприятиями, руководители которых не рисковали быть инициаторами переноса сроков летных испытаний.
21 ноября 1972 года Государственная комиссия утвердила график работ по подготовке Н1 7Л к назначенному на 23 ноября пуску. Однако и четвертый старт оказался неудачным – первая ступень Н1 не доработала до конца несколько секунд.
Причиной, как выяснила аварийная комиссия, стал отказ одного из двигателей первой ступени. Многие специалисты считали, что на Н1 рано ставить крест, ракета может оказаться весьма полезной и для разрабатываемой тогда программы долговременных орбитальных станций. Но волевым решением сверху проект Н1 был закрыт. Тогда же было объявлено и о прекращении работ по Н1-Л3М.
Александр Загорков, начальник отдела КБ "Салют" АО "ГКНПЦ им. М. В. Хруничева"
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 27 (790) за 16 июля 2019 года
