Добавить объявление

Автостатьи на Автомалиновке

Космические гонки XX и XXI века, часть 3: лунные автоматы СССР

 
Валентин Глушко
Валентин Глушко

статья выходного дня

Предыдущая статья - Несбывшаяся мечта Королева

Продолжаем тему о лунной гонке СССР. В 60-е годы космическая программа Страны Советов пошла по двум различным направлениям, которые определили С.П.Королев и В.П.Глушко. Два академика со схожей судьбой - оба родились на Украине, были репрессированы в 1938 году и несколько лет проработали в конструкторских шарашках - разошлись во мнениях, какие двигатели надо делать для будущей лунной ракеты.

Личное противостояние двух лидеров советской космической программы продолжалось недолго. После безвременного ухода Королева контроль над советской космической программой стал переходить к его Alter ego - академику Валентину Петровичу Глушко.

"Вонючка" против керосина

Глушко, который создал для ракеты Р-7 керосиновые двигатели РД-107/108, столкнулся с проблемами при разработке более мощного РД-111 и категорически отказался делать керосиновые двигатели следующего поколения для ракеты H-1. РД с повышенным давлением в камере сгорания взрывались из-за высокочастотных (ВЧ) колебаний, что ставило очень низкую планку в увеличении их тяги.

Академик обратился к новому синтетическому высококипящему топливу для МБР, т.н. "вонючке" - гептилу и амилу. По-научному это несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и азотный тетраоксид (AT). Важное преимущество данного вида ракетного топлива в том, что в нем нет криогенных компонент, что существенно в военном деле и при длительных полетах в космосе. Отметим также, что само название "вонючка" отчасти несправедливое, потому что при сгорании гептила в амиле выделяются экологические чистые и совершенно не вонючие углекислый газ, азот и вода:

РН Протон
Советская трехступенчатая РН
Протон-К, топливо амил-гептил
В.Н.Челомей (1914-1984)

(CH3)2NNH2 + 2N2O= 2CO2 + 3N2 + 4H2O

Но до своего полного сгорания гептил - яд первой категории опасности с характерным тухлым запахом. Он токсичнее, чем синильная кислота. Если ракета с гептилом терпит аварию, то в месте ее падения требуется многолетняя естественная рекультивация земли. Желто-оранжевые пары амила - тоже несовместимая с жизнью среда, пока они не рассеются в атмосфере до безопасной концентрации.

Если в ядовитое облако, образующееся после взрыва ракеты, приземлится спускаемая капсула с космонавтами, то их не спасти. Это стало наглядно ясно во время одной из аварий, когда спускаемый аппарат КА "Зонд" после отстрела от ракеты попал в место ее падения. Космонавтов там не было - это были всего лишь испытания новой техники. Но после этого в советской космической программе так и не решились запустить людей на ядовитой гептиловой ракете - она применялась и применяется только для выведения беспилотных аппаратов. И только китайцы, за неимением другого варианта, рискуют запускать свои пилотируемые космические корабли "Шен Чжоу" ("Небесная лодка") на гептиловых CZ-2F.

Зная об опасных свойствах "вонючки", Королев изначально был категорически против применения гептила в пилотируемой программе. Поэтому после отказа Глушко мощные керосиновые РД для королевской ракеты H-1 создали в КБ Кузнецова. А на гептиловых РД-253 Глушко была построена первая советская ракета-носитель тяжелого класса "Протон", которую разработали в КБ Владимира Николаевича Челомея.

Ракета "Протон", которая первоначально создавалась для подстраховки королевской суперакеты, впоследствии стала флагманом советской космической программы. Она является самой мощной в мире ракетой-носителем, использующей высококипящее топливо.

Советская программа лунных АМС

Луна и лотос... источает лотос
Свой нежный запах над безмолвьем вод,
И лунный свет все так же тихо льется...
Но на Луне сегодня – луноход

Г.Н.Бабакин (1914-1971)

Собственно освоение Луны с помощью автоматических межпланетных станций (АМС) началось еще в ОКБ-1 Королева с использованием четырехступенчатой ракеты "Молния" на базе Р-7. Особенно активно работы велись в 1965 году, когда Королев запускал одну лунную станцию за другой, с интервалом в месяц, в попытках осуществить мягкую посадку на поверхность Луны. На Луну обязательно надо было сесть, дабы убедиться в том, что она - твердая. Но все АМС разбивались или пролетали мимо Луны. Отчаявшись, Королев передал всю автоматическую программу в недавно созданное КБ Георгия Николаевича Бабакина.

Бабакин оперативно усовершенствовал АМС от ОКБ-1 и уже в феврале 1966 года Луна-9 села на Луну - за 4 месяца до американского "Сервейера". А в апреле был выведен первый в мире искусственный спутник Луны - станция Луна-10. Тогда мы были впереди американцев, но возможности королевской Р-7 были уже исчерпаны. В программе исследования Луны и дальнего космоса наступило время "Протонов".

Летные испытания трехступенчатой ракеты Протон-К начались в 1967 году по программе пилотируемого облета Луны "Зонд". Они шли с большим числом аварий - примерно при каждом втором запуске. Но в отличие от сверхтяжелой H-1, ракету Протон-К запускали гораздо чаще и за несколько лет довели до рабочего состояния. А также благоприятным фактором стало меньшее число гептиловых РД-253 по сравнению с керосиновыми НК-15 и их более высокая надежность.

РН Протон-К в четыре раза легче по сравнению с H-1 Л3. На ее первой ступени РН применяются всего шесть РД с земной тягой 170 тонн у каждого, по сравнению с тридцатью РД с тягой по 154 тонны в первой ступени H-1 Л3. Поэтому Челомею не пришлось заботиться о резервировании РД и усложнять конструкцию двигательной установки. Так устроены все актуальные советские и российские РН - они выполняют свою задачу только при условии работы всех РД.

О программе "Зонд" мы расскажем немного дальше, а в 1969 году наступило время доставки грунта с Луны. Для решения этой задачи в КБ Бабакина была разработана уникальная станция с возвращаемым модулем, который стартовал с Луны на Землю и садился на территории СССР без коррекции траектории. Выбранная схема позволила уложиться в весовые ограничения Протона-К. Первая станция - Луна-15 должна была утащить лунный грунт буквально "из-под носа" у американского Аполлона-11. Она садилась на Луну одновременно с высадкой американских астронавтов, но потерпела неудачу. Зато через год, в 1970 году Луна-16 показала беспилотный класс и впервые в истории космонавтики вернулась с Луны в автоматическом режиме. На Землю был доставлен 101 грамм лунного грунта. Это было наивысшее достижение советской программы АМС - трюк, который до сих пор никому в мире не удалось повторить! В наше время только японцы доставляют на Землю микроскопические пылинки с астероидов.

В том же 1970 году на Луну села Луна-17 c Луноходом-1 - первым в мире планетоходом. Именно с лунохода началась автомобилизация Солнечной системы! Российский дистанционно управляемый электромобиль проехал по Луне более 10 км. Первое американское колесное средство (лунный ровер) было доставлено на Луну через год экспедицией Аполлона-15.

В 1972 году Луна-20 повторила доставку грунта (55 грамм), а в 1973 году полетела Луна-21 с усовершенствованным Луноходом-2. Два советских лунохода проработали на поверхности Луны на порядок больше времени, чем суммарно все двенадцать американских астронавтов, побывавших там по программе "Аполлон". Полеты советских лунных АМС были завершены в 1976 году бурением грунта на глубину 2 метра и его доставкой на Землю станцией Луна-24.

Луна-24
Советская АМС Луна-24

Для отправки на Луне-25 в 1977 году был подготовлен Луноход-3. Но к этому времени "Протон" стал активно применяться для вывода спутников связи на геостационарную орбиту и тяжелая ракета стала дефицитной. Поэтому данный аппарат, полностью подготовленный к отправке на Луну, остался на Земле. Он находится в музее НПО имени С.А.Лавочкина, где каждый может познакомиться с настоящим (и первым в иcтории человечества) электромобилем-планетоходом.

Луноход-3
Луноход-3 для АМС Луна-25

Автоматические станции Бабакина и ракета Челомея вывели СССР в лидеры космической программы АМС. Но кроме полетов автоматов была еще программа пилотируемого облета Луны.

Советская программа пилотируемого облета Луны

Середина 60-х годов стала кризисной для пилотируемой программы СССР. Беспилотные запуски космического корабля Союз, который первоначально создавался для полетов к Луне прошли неудачно. Первый испытательный полет Союза-1 в 1966 году завершился гибелью космонавта Владимира Комарова. Мало того, новый трехместный КК оказался слишком тяжелым для модернизированной ракеты "Союз" из семейства Р-7, поэтому для снижения веса космонавты летали в нем без скафандров. В 1971 году это стоило жизни Георгию Добровольскому, Владиславу Волкову и Виктору Пацаеву. Вроде бы уже освоенное околоземное пространство внезапно оказалось опасным.

Королеву не пришлось отвечать за трагедии - его к этому моменту уже не было в живых. Все бремя неудач пришлось на его преемника, Василия Павловича Мишина, который руководил ОКБ-1 до 1974 года. Одной из незавершенных программ стала программа пилотируемого облета Луны на кораблях Союз 7К-Л1. Задача состояла в облете Луны по траектории свободного возвращения о осуществления двухэтапного торможения в атмосфере - сначала со второй космической скорости до первой, а затем управляемого спуска на Землю. Двухэтапная схема позволяла ограничить перегрузки величинами, допустимыми для человека.

Окололунный корабль Союз 7К-Л1 был урезан по сравнению с околоземным Союзе 7К-ОК, чтобы вписаться в ограничения РН Протон-К. Из него исключили орбитальный отсек, который использовался для отдыха космонавтов, проведения исследований и выхода в открытый космос. Вместо него корабль оборудовали средствами дальней космической связи, поскольку он должен был удаляться от Земли на расстояние, в сто раз большее, чем то, на котором летают околоземные "Союзы".

Космический корабль Союз 7K-OK
для околоземных полетов
Космический корабль Союз 7K-Л1
для программы облета Луны

В тесном пространстве спускаемого аппарата космонавты должны были провести 10 дней полета к Луне и обратно. Но сначала предстояла всесторонняя отработка в автоматическом режиме на аппаратах "Зонд". Поэтому первыми живыми существами, которые облетели Луну и вернулись на Землю, стали две черепахи - произошло это в 1968 году на Зонде-5, за три месяца до полета американских астронавтов на Аполлоне-8. А люди на Союзе 7К-ЛК так и не полетели, потому что экспедиция вокруг Луны оказалась слишком опасной. Из 14 кораблей только два последних - Зонд-7 и Зонд-8 выполнили программу полностью, еще один - Зонд-5 совершил нештатную баллистическую посадку, а все остальные были потеряны из-за аварий ракеты-носителя и различных отказов автоматики.

Возвращение на околоземную орбиту

Созданные под руководством Королева и Мишина космические корабли "Союз" сейчас возят космонавтов, астронавтов и туристов на Международную космическую станцию и считаются единственным надежным средством космического транспорта. Интересно также, что ни разу не летавший с людьми лунный корабль Союз 7К-Л1 тоже иногда возникает в качестве предлагаемого средства дальнего космического туризма! Поскольку это единственная на сей день программа пилотируемого полета к Луне, технологии которой не утеряны в глубине прошедших лет и могут быть использованы. Порукой тому - полет Зонда-7, в котором отработано возвращение на Землю с двухэтапным торможением в атмосфере. Но желающие облететь Луну в тесном корабле и заплатить за это кругленькую сумму почему-то не находятся... Ведь черепахи летали - бесплатно!

Международная космическая станция

На этом заканчивается наш краткий обзор советской лунной программы. В принципе, она развивалась так, как должна была развиваться - с многочисленными проблемами, долгой отработкой техники в автоматическом режиме и выходом на поверхность Луны где-то в 70-е годы. Сложность задачи полета на Луну велика и космические технологии должны были до нее - дорасти. На это требовалось время.

Примерно так же вырастали до Луны американцы, которые в начале 60-х годов были в космосе, как троешники на строгом экзамене. Но под конец 60-х получилось так, что они все свои проблемы неожиданно решили и взяли совершенно невероятный, фантастический темп - который больше нигде, никогда и никому не удалось повторить. Следующая статья цикла будет об американской программе "Сатурн-Аполлон".

Сокращения:
РН - ракета-носитель
РД - ракетный двигатель
КК - космический корабль
АМС - автоматическая межпланетная станция
МБР - межконтинентальная баллистическая ракета

С другими материалами Автомалиновки по освоению космоса можно познакомиться здесь:
Беспилотный космический грузовик от ГРЦ Макеева - проект КОРОНА
Новая Зеландия стала 12-ой космической державой благодаря частной компании
Электромобиль Tesla отправился в полет к Марсу
Исследовательский зонд New Horizons достиг самого дальнего объекта Солнечной системы
Китайцы совершили посадку на обратной стороне Луны
Проект колонии Mars One обанкротился
Самая доступная космическая ракета из Обнинска
Первый автомобиль Toyota на Луне
Солнечный зонд Parker Solar Probe поставил рекорд скорости
Автомобили будущего сегодня и какими они будут: электромобиль-планетоход
Космическая компания OneWeb банкротится из-за коронавируса
Американское прошлое и российское будущее космодрома "Морской старт"

Фотографии: wiki etc.
Автор: sergio99
sergio99
25.04.2020
Подписаться на видеоканал Автомалиновки



Другие статьи на Автомалиновке

 


Audi BMW Chevrolet Citroen DTM Ferrari Ford Honda Hyundai Iveco Jeep Kia Lada Mazda Mercedes Mitsubishi Nissan Opel Peugeot Pirelli Red Bull Renault Skoda Suzuki Toyota Volkswagen Williams Абу-Даби Барселона Бахрейн Валттери Боттас Дакар Даниил Квят Даниэль Риккардо Интерлагос КамАЗ Льюис Хэмилтон Мельбурн Монако Монца Нико Росберг Остин Себастьян Феттель Сильверстоун Сочи Спа Фелипе Масса Формула-1 Формула-Е Хунгароринг Шпильберг авто б/у автобус автогонки автодом автоспорт аэромобиль внедорожник гибрид кабриолет космический корабль космос кроссовер летающая машина летающий автомобиль маз пикап ракета ралли ситикар трансляция трансформер шины экология электромобиль