Выпуск Космоновостей № 47. Лунные корабли

В августе 2023 года с космодрома Восточный на Луну отправится автоматическая станция «Луна 25».

На сайте «Роскосмоса» 24.07.23 появилась информация о начале подготовки стартового комплекса «Союз 2» к пуску. 26.07.23 станцию заправили и перевезли на рабочее место в монтажно-испытательном корпусе.

Сама станция 10 июля была отправлена на космодром Восточный, а уже 13 июля – установлена на рабочее место для проведения проверок.

15 июля специалисты завершили заправку разгонного блока «Фрегат».

С 12 по 16 июля в полном объеме проведены электрические и пневмовакуумные проверки, предусмотренные эксплуатационной документацией. Результаты положительные, замечаний нет.

Интересно: Последний полет к Луне в нашей истории осуществил СССР 9 августа 1976 года. Полетела автоматическая станция «Луна-24». Это была третья автоматическая доставка лунного грунта на Землю. Станция совершила посадку в Море Кризисов. Забор образца грунта был проведен в увеличенном количестве (170,1 г) и с бурением на глубину около 2 м.

На этом наши полеты к Луне прекратились, СССР переключился на Марс и Венеру, а Лунная программа была закрыта. Прошло почти полвека, и скоро мы снова замрем в ожидании успешного пуска и информации о мягкой посадке.

«Луна 25» должна сесть в окрестности Южного полюса Луны для изучения лунных реголита и экзосферы. Изучение грунта будет производиться «на месте». Станция предназначена для работы на Луне в течение 12 месяцев.

А что происходило полвека назад в вопросах пилотируемых полетов к Луне? Знаете ли вы, уважаемые читатели, что в 1974 году мы остановились в 5 минутах от высадки советского космонавта на Луну? Про пять минут – это не мои слова. Я цитирую Бориса Константиновича Королева, работавшего в те годы у «большого Королева» в лунном проекте.

Началось с моего желания написать про ситуацию с многоразовым пилотируемым российским кораблем «Орел». У нас ведь большие проекты – орбитальная станция РОС, перспективные ракеты-носители тяжелого и среднего класса. Хочется наконец-то и современный корабль.

Углубившись в тему, я выяснила много интересного, о чем, конечно, расскажу позднее, и, в частности, что наш единственный на данный момент пилотируемый корабль «Союз»… разрабатывался в 60-е годы прошлого века именно для полетов к орбите Луны. И что у нас существовали готовые к полетам и лунный орбитальный корабль (ЛОК), и совершенно фантастический лунный корабль (ЛК) для посадки на Луну.

Лунная программа СССР включала в себя и ракеты-носители, и автоматические лунные станции, и проекты лунного поселения, прорабатывали сборку на орбите Земли больших космических кораблей, и даже ядерный ракетный двигатель. Поскольку в изучении Луны автоматическими станциями мы занимаем по-прежнему первое место (и по праву, рекомендую сравнить наши и зарубежные луноходы), до высадки человека на Луну мы так и не добрались. И вот – слова Бориса Константиновича о том, что «до Луны было пять минут». Так ли это? Судить вам, читатель.

Давайте сначала вспомним, какие у нас были пилотируемые космические корабли и сравним их.

«Восток» (1958 – 1963 г.г.)

Корабль состоял из двух отсеков: спускаемого аппарата (СА) и приборного отсека (ПО) с тормозной двигательной установкой ТДУ-1. Космонавт в течение всего полета находился в спасательном скафандре. Космонавт совершал посадку отдельно от СА, он катапультировался из СА на высоте около 7 км.

Интересно: Первый «Восток», пилотируемый Ю. Гагариным, совершил 1 оборот вокруг Земли, облетев Землю за 108 минут, а полет корабля «Восток-5» с космонавтом В. Быковским продолжался уже около 5 суток. За это время корабль и космонавт 81 раз обогнули Землю.

Результаты: Первый космонавт планеты. Первая женщина в космосе. Первый групповой полет двух космических кораблей. На основе программы «Восток» стала осуществляться программа «Восход». 

«Восход» (1963-1966 г.)

Создан на базе КК "Восток", состоит из 2 отсеков: СА и ПО. Вместо катапультируемого кресла ставились еще 2 кресла космонавта или кресло + шлюзовая камера. Три модификации: трехместный (космонавты без скафандров), двухместный со шлюзовой камерой для выхода космонавта в открытый космос (система жизнеобеспечения для 2 космонавтов в скафандрах) и двухместный для длительного полета (космонавты без скафандров). Наличие системы мягкой посадки, космонавты могли совершать посадку в спускаемом аппарате.

Интересно: Программа была нацелена на изучение возможностей и последствий длительного пребывания человека в космосе и выход в открытый космос. Рассматривался эксперимент с созданием искусственной гравитации.

Результаты: Первый в мире многоместный пилотируемый космический корабль. Впервые выход человека в открытый космос. Первый полет без скафандров.

«Союз» (1962 – по настоящее время)

Корабли «Союз», «Союз Т», «Союз ТМ», «Союз ТМА» и «Союз ТМА-М», «Союз МС» — это многофункциональные многоместные пилотируемые космические корабли. Имеют одну и ту же конструктивную компоновку и примерно одинаковые габаритно-весовые характеристики. Все корабли состоят из трех отсеков: бытового отсека, спускаемого аппарата и приборно-агрегатного отсека.

Интересно: В 1962 году в ОКБ-1 под руководством С.П. Королева начал проектироваться ракетно-космический комплекс, состоявший из трех кораблей: 7К, 9К и 11К. Этот проект получил название «Союз».

Корабль 9К - это разгонный ракетный блок с двигательной установкой, которая обеспечивала выведение комплекса 7К-9К на траекторию облета Луны. Корабль 11К — танкер, после выведения на орбиту он должен был стыковаться с кораблем 9К и заправлять его топливом, а после этого отстыковываться. Все корабли должны были выводиться на орбиту ракетой-носителем «Союз»: сначала — не заправленный топливом корабль 9К, затем — последовательно 4 корабля-танкера 11К, заправлявщие разгонный блок и только после этого корабль 7К с экипажем. Для сборки комплекса 7К-9К требовалось 6 пусков. 

В 1965 году, в связи с принятием новой программы облета Луны — «Л-1», проект «Союз» переориентировали на создание пилотируемого орбитального корабля, который получил обозначение 7К-ОК и унаследовал название от проекта. Разработка кораблей 9К и 11К была прекращена. Вместо нее стали разрабатываться два проекта - РН "УР 500 К" (мы знаем ее под названием "Протон", разработка ОКБ-052 под руководством В. Н. Челомея + лунный корабль Л-1 (на основе "Союза", в беспилотном варианте "Зонд") и "Н1-Л3" ("лунная ракета" С. П. Королева Н1 и космический корабль Л3, предназначенный для посадки на Луну). Ракета Н1 в дальнейшем предполагалась для вывода тяжелых автоматических кораблей в марсианских и венерианских экспедициях.

Результаты: Самый успешный и долговременный проект пилотируемой космонавтики. «Союз МС-17» добрался до МКС за рекордно короткое время: три часа и три минуты. Для сравнения, SpaceX Crew (Драгон) летит до МКС более суток.

Л1 (лунный орбитальный корабль, 1965-1970 г. г.)

Освоение Луны в начале 60-х годов было очень грамотно продумано, просчитано и состояло из 5 этапов.

Л1 – облет Луны на пилотируемом корабле.

Л2 – высадка на Луну автоматического самоходного аппарата (Луноход).

Л3 – пилотируемый полет к Луне с высадкой на ее поверхность, с использованием РН Н1.

Л4 – облет Луны пилотируемого корабля с использованием РН Н1

Л5 – высадка на Луну тяжелого Лунохода, с использованием РН Н1

Планы были грандиозные, но С. П. Королев предполагал, что реально в 1968 г. начать строительство Лунной базы. В свою очередь, партия и правительство подгоняли – быстрей, быстрей, надо опередить американцев. В программу вносились коррективы, этапы Л1 и Л2 частично выполнены.

Рассмотрим корабль для этапа Л1 (пилотируемый облет Луны).

Программа полета системы «УР-500К-Л1» к Луне выглядела следующим образом. 

1) Космический корабль «Союз 7К-Л1» (индекс «11Ф91», беспилотный — «Зонд»), снабженный ракетным блоком «Д» конструкции ОКБ-1, с экипажем из двух космонавтов выводится 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. 

2) После сброса опорного конуса системы аварийного спасения включался двигатель разгонного блока Д, и корабль переходил на траекторию полета к орбите Луны. Далее блок Д отделялся, и масса корабля становилась 5,2 т. 

3) 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.

Интересно: 4 беспилотных корабля Л1 («Зонд») облетели Луну. Посадка на Землю была очень неприятной. Скорее всего, для полета человека нужно было серьезно дорабатывать принцип посадки.

Результаты: Поскольку планировался пилотируемый облет Луны, а летали только животные (черепахи, мушки дрозофиллы, водоросли, бактерии) и с переменным успехом (4 "Зонда" облетели Луну и только 3 из них совершили посадку на Землю), программа считается невыполненной. Но возможность полетов к Луне была подтверждена, изучено количество радиации, которую может получить при полете человек, определены опасности при спуске на Землю.

Л3 (Лунный ракетный комплекс) (1964 – 1974 г. г.)

Л3 – это программа высадки на Луне.

Система Л3 состоит из разгонных ракетных блоков «Г» и «Д», ЛОКа (лунный орбитальный корабль корабль и ракетный блок «И») и ЛК (лунный корабль корабль и ракетный блок «Е»), головного обтекателя и двигательной установки САС. ЛОК состоит из спускаемого на Землю аппарата и бытового отсека. В бытовом отсеке расположены двигатели ориентации, блок стыковки, ракетный блок И и люк, через который космонавт на орбите Луны должен был перебраться через открытый космос в ЛК перед спуском на Луну и перед возвращением к Земле.

Интересно, что космонавты летят без скафандров, и только при перелете к Луне космонавт осуществляет в скафандре.

"ЛК состоит из герметичной кабины космонавта, отсека с двигателями ориентации и «пассивным» агрегатом стыковки приборного отсека, лунного посадочного устройства и ракетного блока «Е». Управление ЛК впервые в отечественной космонавтике должно было осуществляться БЦВМ, с частичным дублированием ручным управлением - космонавт мог совершать маневр при выборе места посадки.

Как это должно было быть.

1) РН Н1 выводит на орбиту высотой 200 км лунный комплекс.

2) В течение суток на орбите проводится проверка готовности всех систем лунного комплекса Л3.

3) Разгонный блок "Г" выводит Л3 на траекторию "Земля - Луна", выжигает все топливо блока.

4) Сброс блока "Г" и доразгон, включающий 2 коррекции, блоком "Д". Блок "Д" затормаживает и выводит систему на орбиту ИСЛ. Время полета к Луне - 3,5 суток, а пребывания на Луне - не больше 4 суток.

5) Один космонавт переходит из ЛОКа в ЛК через открытый космос.

6) Лунная посадочная система (состоит из блока "Д" и ЛК) отделяется от ЛОК и устремляется к поверхности Луны. ЛОК продолжает движение по орбите Луны.

7) Блок "Д" ориентирует и тормозит систему, затем отстыковывается и отводится в сторону, а ЛК прилуняется.

8) Включается блок "Е" - он окончательно затормаживает движение и "сажает" ЛК.

9) 24 часа, не больше, космонавт может находиться на поверхности Луны. В программе - выход на поверхность, сбор образцов грунта,

10) "Взлет ЛК с Луны с помощью блока «Е», сближение и стыковка с ЛОКом, переход космонавта из ЛК обратно в ЛОК через открытый космос и отбрасывание ЛК".

11) Разгонный блок "И" выводит ЛОК на обратную траекторию к Земле и осуществляет 2 коррекции по ходу движения.

12) "Отделение спускаемого аппарата ЛОКа, вход его в атмосферу Земли со второй космической скоростью, планирующий спуск и посадка на территорию СССР".

Результаты программы: Я выскажу свое личное мнение. Мы провели колоссальную работу, создали системы, позволившие "прилунить" тяжелые аппараты ("Луноходы") и сделали задел на много десятилетий вперед для отечественной космонавтики. СП Королев доказал возможность использования в РН нескольких десяткой стартовых двигателей (что сейчас мы видим у надежды Америки Маска в его сверхтяжелой ракете). Мы остановились в шаге от покорения Луны человеком. Эти разработки и опыт - поистине бесценны. Что касается аварий, погубивших РН Н1 - нерешаемых проблем не было. Все причины выяснены и подлежали исправлению. Тем не менее, проект Н1-Л3 был закрыт в 1976 г. Правительство поручило переключиться на новый проект - РН "Энергия".

Интересно: К сожалению, все четыре пуска РН Л1 закончились авариями. Из-за спешки, и как ни смешно, нехватки денег, не были проверены на Земле многие новые системы. И моему уму непостижимо, как можно было перечеркнуть такую грандиозную работу, похоронить ее, зачистить. На днях я читала главу, посвященную Королевской Лунной ракете в книге, выпущенной к юбилею РКК «Энергия». А там сказано еще жестче. Привожу скан страницы:

«Полные затраты на освоение Луны по программе Н1-Л3 к январю 1973 г. 3,6 млрд. рублей, из них на создание Н1 – 2,4 млрд. рублей (в ценах тех лет). Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР о прекращении работ по комплексу и списании затрат вышло только в феврале 1976 г. После этого производственный задел ракетных блоков, практически все оборудование технического, стартового и измерительного комплексов было уничтожено. При этом списаны затраты в сумме 6 млрд. рублей (по ценам 70-х годов), затраченных на тему.

Несмотря на то, что опыт проектно-конструкторских и производственно-технологических разработок, эксплуатации и обеспечения надежности мощной ракетной системы Н1 в полной мере был использован при создании ракеты-носителя «Энергия» и, очевидно, найдет широкое применение в реализации последующих проектов, нельзя не отметить ошибочность прекращения работ по Н1, выразившуюся в том, что для создания подобной по мощности ракеты ушло еще 13 лет и было затрачено 14,5 млрд. рублей. И главное, большое количество коллективов… утратили эмоциональный заряд энтузиазма и чувство преданности идеям освоения космоса».

И вот сейчас мы надеемся, что «Луна 25» благополучно выполнит свою миссию. Ждет этого и Борис Константинович. Он очень хочет, чтобы мы снова вернулись на Луну.

Благодарю вас за прочтение!

Если будет интересно почитать "легко и просто" об освоении Луны - добро пожаловать в мои предыдущие статьи: 

Таинственная соседка Земли / Новая "лунная гонка?" СССР - первый в изучении Луны,  

Неприступная соседка Земли - Луна / СССР vs США / Секретная ракета Н-1, 

Триумф НПО им. Лавочкина - роботы на Луне / Лунный грунт и Луноходы (да простят меня маскофилы), 

На пути к Лунному городу / Российская программа освоения Луны

В статье использованы материалы:

https://www.roscosmos.ru/

http://www.astro.websib.ru/kosmo/Glav/Prog_Luna

https://antonkachinskiy.livejournal.com/57378.html?replyto=405282

http://buran.ru/

https://stylishbag.ru/foto/lunnyj-proekt-sssr-83-foto.html 

https://www.laspace.ru/

Черток Б. Е "РАКЕТЫ И ЛЮДИ. ЛУННАЯ ГОНКА"

РКК "Энергия" имени С. П. Королева