Почему СССР проиграл в Лунной гонке? | Земля и Вселенная | Яндекс Дзен
41 subscriber

Почему СССР проиграл в Лунной гонке?

160 full reads
265 story viewsUnique page visitors
160 read the story to the endThat's 60% of the total page views
10 minutes — average reading time

В первое десятилетие Космической гонки Советскому Союзу удалось значительно обогнать США в освоении космоса. Первый искусственный спутник Земли, первое живое существо в космосе, первый человек в космосе, первый аппарат на Луне... А вот главный соперник в этой гонке — США — длительное время был вторым. Вторым до конца 1960-х годов. Но американцам, сосредоточив волю и огромные ресурсы, удалось взять реванш. Это неудивительно, учитывая сколько сил они бросили тогда на гонку. Но почему советский космонавт не оказался на Луне первым? Почему его вообще там не было? Почему программу закрыли? У всего этого есть ряд причин, которые будут разобраны далее.

Восход Земли. Фотография была получена астронавтами миссии «Аполлон-8».
Восход Земли. Фотография была получена астронавтами миссии «Аполлон-8».
Восход Земли. Фотография была получена астронавтами миссии «Аполлон-8».

Причина №1. Запоздалый старт.

О старте американской лунной программы сообщил 35-ый Президент США Джон Кеннеди во время своего выступления в конгрессе США 25 мая 1961 года. А на стадионе университета Райса (Хьюстон) 12 сентября 1962 года он сказал свою знаменитую речь «Мы решили лететь на Луну». Через несколько дней Кеннеди даже предложил советскому руководству совместную реализацию этой программы, но Хрущёв отказал американскому лидеру в этой идее, справедливо полагая, что американцы смогли бы заполучить ряд технологий. Да и многие тогда считали, что и без Штатов СССР будет первым на Луне.

Джон Кеннеди в Конгрессе США. 25 мая 1961 год.
Джон Кеннеди в Конгрессе США. 25 мая 1961 год.
Джон Кеннеди в Конгрессе США. 25 мая 1961 год.

Понятно, что Америка не скрывала свои планы перед мировой общественностью. После речи Кеннеди началась мобилизация экономических и технологических ресурсов США. Началось расширение исследовательской структуры NASA, строительство новой инфраструктуры, в том числе и знаменитого Космического центра в Хьюстоне. При этом, например, двигатель первой ступени ракеты-носителя (РН) «Сатурн-5» F-1 начал создаваться с середины 50-х годов.

Советский Союз не мог не знать о начале программы «Аполлон». Первой реакцией стало разрешение КБ Королёва начать предварительную подготовку лунных пилотируемых проектов. И хотя подготовка ракетных блоков Н-1 и лунных модулей началась в 1962 году, к началу старта программы были готовы лишь эскизы и некоторые рабочие чертежи. А официально советская лунная программа пилотируемых полётов была утверждена... в августе 1964 года! Лишь только после этого развернулись действительно масштабные работы по лунной программе СССР.

Некоторые историки утверждают, что советское политическое и военное руководство планировало отпраздновать 50-летие советской власти 7 ноября 1967 года на трибуне Мавзолея вместе с двумя советскими космонавтами, только что вернувшимися с Луны. Это мероприятие замышлялось как триумф советского строя, как торжество марксистско-ленинской идеологии, как всемирно-историческая победа социализма над капитализмом...

Подобная ситуация разведку США вводила в ступор. Никакой информации о советской лунной программе не было, хотя американская была в самом разгаре. На неё выделялись огромные средства и привлекались тысячи людей, и это никем не скрывалось. Абсолютная тишина могла говорить либо о беспрецедентной секретности советской лунной программы, либо о её реальном отсутствии. Верным было именно последнее.

Но с весны 1963 г. американские спутники-шпионы фиксировали строительство на полигоне Тюратам, которое идентифицировали как возведение «Стартового комплекса J» – десятого по счету пускового объекта, обнаруженного на космодроме Байконур. ЦРУ верно предположило, что он предназначен для новой крупной ракеты.

Впрочем, вплоть до осени 1963 г. на месте «Стартового комплекса J» наблюдалось скопление строительных рабочих и техники, и лишь к 1964 г. началась выемка грунта под пусковые столы, затем появились бетонные заводы и началось возведение огромного монтажно-испытательного корпуса (МИК). Впервые у американских аналитиков появилась хоть какая-то информация, позволявшая судить о размерах будущих советский ракет-носителей. Но этих данных было явно недостаточно для определения назначения носителя. А перед ЦРУ возник вопрос: почему русские – если они задумали участвовать в лунной гонке – так медлят со строительством стартовых сооружений?

«Мы всматривались в снимки, регулярно доставляемые спутниками-фоторазведчиками, – там ничего не происходило! – говорил Сайр Стивенс, специалист по анализу советских космических программ в Управлении научной разведки ЦРУ. – [Процесс строительства] занял у них целую вечность… Это не было похоже на действия тех, кто старается угнаться за нами».

Кстати, тогдашний директор NASA Джеймс Уэбб, несмотря на отсутствие точных данных о предназначении «стартового комплекса J», использовал полученные снимки для выделении дополнительных средств на форсирование работ по программе «Аполлон».

Причина №2. Нечёткое распределение обязанностей и конкуренция между КБ.

В постановлении от 3 августа 1964 года о старте советской лунной программы пилотируемых полётов достаточно подробно расписали перечень всех участков и все многостадийные работы. Но вопросы о более детальном распределении работ — кому и на какие системы выдают требования — долго обсуждались, и решения по этим вопросам принимались ещё несколько лет.

Результат был очевиден. Разные варианты лунного корабля разрабатывались в двух КБ (Королёва и Челомея), а РН сразу в трех (Королёва, Челомея и Янгеля). Такое безобразие попросту привело к распылению и так ограниченных ресурсов. Проблему выбора РН решили в НИИ-88, где выбрали проекты Королёва самыми оптимальными.

Но и это ещё не всё. Важным этапом был облёт Луны с экипажем на борту и с последующим возвращением на Землю. Для американцев облёт был лишь промежуточной ступенью для осуществления высадки, а все облёты Луны («Аполлон-8» и «Аполлон-10») являлись своеобразными репетициями и осуществлялись с техникой, которая в дальнейшем будет использована в миссиях с посадкой («Аполлоны 11-17»). А вот в СССР существовал проект кораблей как для облёта, так и кораблей для посадки. Такое решение оказалось нерациональным. «Облётная» серия получила название Союз-7К-Л1 («лунный первый»). Корабли этой серии получали название «Зонд» или «Космос». Эти корабли нужны были больше для «обкатки» новых технологий. А непосредственно для посадки на Луну хотели использовать корабль Л3, который создавался, по сути, чуть ли не как отдельный проект от 7К-Л1. Но к этому мы ещё вернемся позже.

Причина №3. Недостаточное финансирование.

Как известно, программа «Аполлон» была дорогой. Очень дорогой. Общая стоимость программы составила больше 150 миллиардов долларов по современному курсу. Это поистине астрономическая сумма. Из-за этого программа была досрочно закрыта, были отменены последние миссии на Луну, ведь научный выхлоп падал из миссии в миссию, несмотря на их усложнение. При этом главная цель политической программы была достигнута: первым человеком на Луне стал американец.

Для сравнения: бюджет новейшего «охотника за экзопланетами» — телескопа НАСА TESS — составляет около 320 миллионов долларов. На бюджет программы «Аполлон» можно было бы спокойно запустить 460 таких телескопов, и ещё «сдача» останется.

В СССР, видимо, уровень расходов недооценили, хотя даже сам Никита Сергеевич говорил: «Луну американцам не отдавать. Сколько надо денег, столько и дадим!». Но после рассекречивания программы в 90-х годах стало известно, что финансирование советской программы уступало американской более чем в пять раз!

Как говорят современники, Королёв часто консультировался с опытными специалистами из Госплана. Они предупредили его, что реальные цифры стоимости программы попросту не пройдут в Минфине. Видимо, эти чиновники явно дали понять, что лучше не «пугать» соответствующие ведомства большими цифрами. А Челомей и Янгель доказывали ведомству, что именно их проекты дешевле. Из-за этого расчёты стоимости, которые подавались в Госплан и ЦК КПСС, занижались. Анатолий Игнатьевич Пашков, видный экономист, советовал продолжать работать, втягивая в программу «всех, кто только нужен». По поводу финансирования он советовал не беспокоиться: «<...> А там выпустим ещё не одно постановление. Навряд ли кто-нибудь отважится закрыть работу таких масштабов. Будут успехи — деньги найдутся! Вовлекайте, не откладывая, как можно больше предприятий».

Причина №4. «Зонды» и Л3.

Ресурсов было очень мало, однако их начали нерационально распылять. Так в СССР решили сделать отдельный космический корабль (КК) для облёта Луны, отдельный для высадки. И хотя первый вариант был нужен во многом для «обкатки» технологий второго корабля (посадочного), его разрабатывали отдельно. Такое решение, по сравнению с «Аполлонами», выглядит не самым рациональным.

Как уже указывалось выше, «облётная» серия получила название Союз-7К-Л1. Корабли этой серии получали название «Зонд» (АМС серии 3МВ не относились к 7К-Л1, хотя и имели названия «Зонд-1», «Зонд-2» и «Зонд-3») или «Космос».

Союз 7К-Л1
Союз 7К-Л1
Союз 7К-Л1

Первоначально запуски должны были быть автоматическими, а после уже стать пилотируемыми. Для запусков «Зондов» использовалась РН «Протон». Это была новейшая советская ракета тяжёлого класса, запуски которой в начале эксплуатации из-за «детских болезней» часто завершались авариями. Очень часто. Первые четыре запуска («Космос-146», «Космос-154», «Зонд-4А» и «Зонд-4Б») закончились авариями, причиной которых становился «Протон». В пятый раз («Зонд-4») дал сбой космический корабль, а на шестой и седьмой («Зонд-5А» и «Зонд-5Б») попытке вновь произошли аварии с РН «Протон»... Целая череда аварий. И лишь только в сентябре 1968 года удалось без происшествий запустить «Зонд-5», на котором, кстати, были черепашки, хотя, скорее всего, животные были и на других аппаратах. Это были первые живые существа, облетевшие Луну. В ноябре летит «Зонд-6», во время полёта которого провели ретрансляцию Земля-КК-Земля с голосовым сигналом. Ходит легенда, что сигнал был перехвачен американцами и вызвал на Западе легкую панику. Неужели русские вновь опередили США? Но корабль всё же был автоматическим. Да и возвращаемая капсула разбилась при посадке на Землю.

После этого ЦРУ сообщило в NASA, что в конце 1968 года СССР уже сможет отправить людей в полёт вокруг Луны. В NASA мгновенно отреагировали на это, изменив свой план полётов. Вместо дополнительных околоземных полётов и проверок было решено сразу отправить людей в облёт вокруг Луны, причём без лунного посадочного модуля, который тогда ещё не был готов. Это был большой риск, но он оправдал себя: в декабре 1968 года был запущен «Аполлон-8», на борту которого были первые люди, совершившие первый полёт вокруг нашего естественного спутника.

СССР следующий свой «Зонд» уже хотел запустить вместе с человеком. Запуск запланировали на декабрь 1968 года, но пилотируемый полёт отменили из-за низкой готовности КК и РН. Отменили, не обратив внимание и на личную просьбу космонавтов. Полёт решили заменить на автоматический. А после запуск перенесли на следующий год. И во время запуска «Зонд-7А» 20 января 1969 года (уже после полёта «Аполлон-8») ракета «Протон» с КК «Зонд-7А» вновь взорвалась...

Запуски следующих КК «Зонд-7Б» и «Зонд-7В» вновь окончились неудачей. Но уже не из-за «Протонов», а из-за новой сверхтяжёлой РН Н-1, которую специально создавали в рамках советской Лунной программы.

Непосредственно для посадки на Луну в КБ Королёва создавался двухместный корабль Л3. Для запуска планировалось использовать ракету-носитель Н-1. Корабль Л3 состоял из двух основных частей: ЛОК (лунно-орбитального корабля-модуля; 11Ф93) с массой 9,8 тонны и ЛК (лунно-посадочного корабля-модуля; 11Ф94) с массой 5,5 тонны. После старта с Земли и перехода КК Л3 на лунную орбиту он разделялся на корабли-модули, из которых ЛОК с одним космонавтом оставался на лунной орбите, а ЛК с другим космонавтом совершал посадку с дальнейшим взлётом, стыковкой и расстыковкой с ЛОК. После оба корабля отправлялись к обратно к Земле.

Размеры и масса корабля Л3 уступали аналогичным у американцев. Экипаж состоял не из трёх, а только из двух космонавтов, причём на Луну должен был высаживаться только один космонавт. При каждом полёте могло быть привезено только несколько килограммов лунного грунта. Набор фото- и киноаппаратуры и комплект научных инструментов был сильно ограничен. Вместе с лунно-посадочным кораблём-модулем не мог быть доставлен и лунный транспортный аппарат, наподобие американских лунных роверов, которые начали использоваться с миссии «Аполлон-15».

ЛОК
ЛОК
ЛОК

В конструкции стыковочного узла не было внутреннего люка-лаза, поэтому высаживающийся на Луну космонавт переходил бы из ЛОК в ЛК и обратно через открытый космос, используя скафандр «Кречет».

Для отработки системы стыковки корабля Л3 и подготовки экипажей был разработан и готовился к полётам вариант Союза — «Союз-Контакт», необходимость полётов которого отпала после закрытия советской лунной программы.

ЛК
ЛК
ЛК

Кораблю Л3 никогда не суждено было оказаться в космосе из-за РН Н-1, хотя, по первоначальным планам, уже в 1968 году с использованием этого корабля планировалось совершить первую в мире пилотируемую экспедицию на Луну.

Причина №5. Провал программы Н-1.

Для доставки КК с людьми на Луну требуется очень мощная ракета-носитель. РН для советской лунной программы предложили сразу три КБ: Королёва, Челомея и Янгеля. В дальнейшем из этих РН была выбрана Н-1 Королёва.

В США для этих целей создали ракету «Сатурн-5» (Saturn V). Для первой ступени этой РН был создан однокамерный жидкостный ракетный двигатель F-1. Двигатель создавался фон Брауном со второй половины 1950-х годов и принес немало головной боли своему создателю. Во время стендовых испытаний он часто взрывался. Используя различные технические решения, удалось стабилизировать горение в камере, и работа этого мощного двигателя стала стабильнее. Для второй и третьей ступени был использован кислородно-водородный двигатель J-2, на основе которого был создан двигатель для планера «Спейс Шаттл». И хотя РН «Сатурн-5» давно не используется, на её основе сейчас создают SLS — новую сверхтяжёлую ракету.

Королёв решил отдать создание двигателей для ракеты в КБ Николая Кузнецова (сейчас это СНТК имени Н. Д. Кузнецова). В свою очередь, КБ Кузнецова, не имея опыта и должной технической базы для огневых испытаний, взялось за самый престижный в СССР проект и... полностью провалило его. У КБ Кузнецова не имелось ни опыта, ни технического обеспечения (в том числе и испытательного стенда). При этом, как считают некоторые современники и исследователи, в стране была более подходящая (если не единственная) организация для подобных работ по созданию мощных двигателей. Речь идет об ОКБ-456 Валентина Глушко (ныне это НПО «Энергомаш» им. академика В.П. Глушко). Но почему Королёв выбрал именно КБ Кузнецова? Это связывают с отказом Глушко разрабатывать кислородно-керосиновые двигатели и с желанием использовать более мощные двигатели на токсичных высококипящих компонентах. Эти разногласия привели к отказу ОКБ-456 в разработке двигателей. Но некоторые исследователи считают, что причина кроется не только в разногласиях из-за топлива, но и в личной неприязни Королёва к Глушко... Сам Глушко часто критиковал идеи КБ Кузнецова, считая их, мягко говоря, неудачными. Как бы там ни было, он оказался прав.

Н-1 на стадии сборки. Хорошо видны двигатели, коих на первой ступени было 30 штук.
Н-1 на стадии сборки. Хорошо видны двигатели, коих на первой ступени было 30 штук.
Н-1 на стадии сборки. Хорошо видны двигатели, коих на первой ступени было 30 штук.
Расположение двигателей НК-15 на первой ступени Н-1.
Расположение двигателей НК-15 на первой ступени Н-1.
Расположение двигателей НК-15 на первой ступени Н-1.

Н-1 имела сразу пять ступеней, которые назывались блоками (А-Д). На всех них было решено устанавливать кислородно-керосиновые двигатели НК, а на пятой ступени (блок «Д») конструктора решили использовать РД-58.

Чертеж Н-1.
Чертеж Н-1.
Чертеж Н-1.

На первой ступени (блок «А») было решено установить сразу 30 (!) двигателей НК-15. Одновременная работа всех этих двигателей вызвала множество негативных явлений (вибрация, разворачивающие моменты, гидродинамический удар при выключении двигателей и пр.). И хотя стендовые испытания двигателей были проведены успешно, для поиска и предотвращения всех этих негативных явлений необходимы были стендовые испытания всего блока. Но такие испытания не были произведены, вместо них было решено сразу начать лётные.

Н-1 запускали 4 раза. И во всех случаях запуски оканчивались неудачей.

Спустя десятилетия ракета с таким большим количеством двигателей всё-таки полетела. В феврале 2018 году с макетом полезной нагрузки была запущена сверхтяжёлая ракета-носитель Falcon Heavy компании SpaceX, на которой было установлено 27 двигателей. Но они находились сразу в трёх блоках (одном основном блоке и двух боковых ускорителях), по 9 двигателей Merlin 1D в каждом. При этом компания SpaceX достаточно долго готовила свою сверхтяжёлую РН, проведя все необходимые испытания и регулярно откладывая запуск из-за этого.

Многочисленные двигатели ракеты не были установлены на тяжёлые шарнирные подвесы, а управление осуществлялось «разнотягом». Двигатели располагались кольцом по периферии хвостовых отсеков, и управляющий момент создавался при уменьшении тяги (дросселировании) одного двигателя и увеличении тяги (форсировании) противоположного. Однако при отказе одного двигателя Н-1 начала бы опрокидываться на бок. Для предотвращения этого во время полёта необходимо было отключить диаметрально противоположный двигатель, даже если он работает в нормальном режиме. Для этого была создана система контроля и организации работы двигателей (КОРД), которая фиксировала состояние каждого двигателя и при необходимости отключает его и диаметрально ему противоположный. И тут возникла первая проблема. Николай Алексеевич Пилюгин, отвечавший за создание системы управления, отказался от создания КОРД, так как считал, что такую систему должны создавать сами ракетчики. Однако в ведомстве Кузнецова и так хватало работ. Поэтому создание системы отдали в ОКБ-1, где ей занимался Борис Евсеевич Черток. При этом требования к КОРД постоянно менялись, что явно не способствовало работе.

Были выбраны следующие параметры, которые контролировала КОРД на каждом двигателе: температура газа за турбиной турбонасосного агрегата, частота вращения основного вала турбонасоса, пульсации давления в газогенераторе, давление в камере сгорания.

При их выходе за установленные пределы автоматика выдавала команду, по которой система управления производила отключение подозрительного и диаметрального противоположного «здорового» двигателя. Очевидно, что система должна различать аварийное состояние от нормальной работы. Однако в ходе испытаний в ОКБ-1 выяснилось, что КОРД крайне чувствителен к помехам и изменениям тех или иных параметров. Проблему вроде устранили, но во время новых испытаний система «прозевала» развитие аварии. Теперь оставалось надеяться, что к первому запуску удастся довести систему до ума.

Н-1 на снимке американского разведывательного спутника KH-8 Gambit, 19 сентября 1968. Эта фотография вновь заставила американцев нервничать и работать быстрее....
Н-1 на снимке американского разведывательного спутника KH-8 Gambit, 19 сентября 1968. Эта фотография вновь заставила американцев нервничать и работать быстрее....
Н-1 на снимке американского разведывательного спутника KH-8 Gambit, 19 сентября 1968. Эта фотография вновь заставила американцев нервничать и работать быстрее....

Кстати, пока советские конструктора готовили Н-1 к полёту, Джеймс Уэбб продолжал использовать любую информацию о новой советской ракете в целях сохранения финансирования программы «Аполлон». Правительству США очень не нравились огромные траты на лунную программу, несмотря на желание обогнать СССР. И спутниковые фотографии Н-1 были для Уэбба важнейшим козырем в рукаве. И тут складывалась интересная ситуация. Американское общество и СМИ знали о стоимости американской лунной программы, но фотографии разведывательных спутников были засекречены. Поэтому о новой сверхтяжёлой ракете СССР они знали, преимущественно, из выступлений того же Уэбба. Над ним стали откровенно подшучивать: представители критично настроенных СМИ прозвали советскую ракету «Гигантом Вебба» (Webb’s Giant), или даже «Мемориальной ракетой Джеймса Вебба» (James E. Webb Memorial Rocket), не веря в её существование.

Мало того, в те времена в США были даже те, кто вообще предлагал отменить программу «Аполлон». Однако, как отмечает историк космонавтики Дуэн Аллен Дэй, никто бы решился на отмену программы, пока ракету фиксировали американские спутники...

Стоит отметить, что более мелкие советские ракеты крайне редко попадались на американских спутниковых фотографиях, поскольку советские военные знали и отслеживали орбиты спутников-шпионов и принимали меры противодействия. Например, многие операции по подготовке к пуску шли внутри МИКов, а ракеты вывозились на стартовый стол чуть ли не за несколько дней или даже часов до расчётного времени запуска. Поэтому облик знаменитой Р-7 американцы узнали только в 1967 году, когда макет Р-7 был выставлен на Парижском авиасалоне Le Bourget.

Первый пуск этой РН был произведён 21 февраля 1969 года. Сразу после зажигания КОРД отключила два двигателя. Из-за нерасчётных вибраций на шестой секунде полёта началась течь одного из компонентов топливной смеси внутрь хвостового отсека, что привело к пожару на 55-й секунде полёта. Ещё через 14 секунд пламя пережгло электроизоляцию, и из-за наводок от силового кабеля на провода системы КОРД отключились все 28 работающих двигателей.

Первый запуск Н-1.
Первый запуск Н-1.
Первый запуск Н-1.

Интересно отметить, что ЦРУ «успешно прошляпило» этот запуск.

Второй пуск состоялся 3 июля 1969 года (через две недели в США полетит «Аполлон-11»), когда ракета взлетела на 200 метров, начали отключаться двигатели. Через несколько секунд постепенно отключились все двигатели, кроме одного. Прична — аномальная работа КОРД. На этот раз ЦРУ всё узнало — стартовый комплекс был сильно повреждён.

После этого была введена специальная блокировка, запрещавшая КОРД отключать двигатели в течение 50 секунд после старта – за это время ракета должна была уйти от дорогостоящего стартового комплекса как можно дальше. Но аварии, к сожалению, не прекратились.

Третий пуск произошёл только через два года, в июне 1971-го. Он вновь окончится неудачей: ракета разрушилась в воздухе. И наконец, четвёртый пуск, во время которого ракета пролетит без каких-либо проблем более 100 секунд, но внезапный взрыв насоса окислителя на 107 секунде всё испортит... Этот запуск был осуществлён 23 ноября 1972 года, за две недели до запуска «Аполлон-17», последней миссии программы «Аполлон» на Луне.

После вновь проведённых работ по доведению носителя очередной пуск ракеты Н-1Ф (изделие № 8Л) со штатными автоматическим лунным орбитальным кораблём 7К-ЛОК (11Ф93) и лунным посадочным кораблем Т2К-ЛК (11Ф94) комплекса Л3 намечался на август 1974 года, когда в автоматическом режиме должна была быть выполнена вся программа полёта к Луне и обратно. Намечался...

Когда Валентин Глушко, назначенный вместо Василия Мишина, стал в мае 1974 года генеральным конструктором советской космической программы и руководителем НПО «Энергия», то он закрыл советскую лунную программу и работу над Н-1. Закрыл с молчаливого согласия правительства СССР. Все изготовленные к этому времени образцы Н-1Ф были уничтожены.

Выводы

Конечно, помимо названных выше причин проигрыша в Лунной гонке существуют и более мелкие причины. Например, смерть Королёва или постепенное падение интереса к космосу у элиты Советского Союза. Однако главные причины крылись в недостатке финансирования, запоздалом старте, в неудачных технических решениях и спорами между КБ. Возможно, если бы над программой продолжали работать дальше, то с очень большим опозданием советский космонавт смог бы оказаться на Луне. Но, как известно, история не терпит сослагательного наклонения.

Статья также опубликована на сайте «Пульсар».

Author: Колпаксиди Александр Павлович.