Развертывание работ в области пилотируемых космических полетов

Итак, программе "Меркурий" была присвоена высшая категория срочности, в связи с чем Дж.Лоу, возглавлявший тогда в НАСА направление работ "Человек в космосе", писал: "Программа "Меркурий" задумана и выполняется с таким расчетом, чтобы попытаться осуществить пилотируемый орбитальный полет в самый ранний реально возможный срок". Непосредственным руководителем программы "Меркурий" стал 47-летний специалист в области аэродинамики Р.Гилрут. Все работы возглавлял научно-исследовательский центр им.Лэнгли, находящийся вблизи Вашингтона.

Кстати, многие американские ученые и специалисты считали с научно-технической точки зрения неоправданными форсирование программы "Меркурий" и выделение на нее крупных ассигнований. Естественно, и военные специалисты так считали, хотя и по другим причинам, тем более что военные ведомства США в это же время развернули работы по программе пилотируемых полетов в космос... на самолете. Дело в том, что ВВС совместно с ВМС и НАКА, а позже и НАСА осуществляли программы создания экспериментального одноместного самолета Икс- 15, который должен был достигать высоты более 100 км. Эта программа уже в сравнительно недалеком будущем могла иметь важное военное значение и поэтому всячески выдвигалась ВВС на передний план и даже противопоставлялась программе "Меркурий".

В частности, было предложено, чтобы пилоты самолета Икс-15 при достижении ими высоты 80 км - условной границы воздушного и космического пространств - считались "космонавтами". К экспериментальным полетам на самолете Икс-15 были привлечены многие испытатели, в том числе и те, кто в будущем действительно стал космонавтом. Например, Н.Армстронг, работавший до этого в НАСА, совершил 7 полетов на самолете Икс-15, достигнув в одном из них высоты 63 км. Так и не получив пресловутый статус "космонавта", он вновь вернулся в НАСА, где действительно стал космонавтом и в конечном итоге первым из землян ступил на поверхность Луны. Рекордный же полет на самолете Икс-15 совершил Дж.Уокер, достигнув на нем высоты 108 км.

Следует сказать, что эта программа ВВС США внесла определенный вклад в развитие американской космонавтики, поскольку как и в программе "Спейс Шаттл" (также во многом предназначенной для военных целей), самолет Икс-15 совершал планирующий спуск на поверхность Земли из заатмосферных высот. Однако различный подход военных и гражданских организаций к полетам человека в космос, неучастие достаточно опытных специалистов ВВС и других военных подразделений США в реализации американской программы пилотируемых космических полетов, отсутствие ясных перспектив у пилотируемой космонавтики США, а отсюда и критическое отношение ряда специалистов к этой программе явно не способствовали ее скорейшему воплощению в жизнь.

Надо сказать, что военные ведомства США сохраняли свое прохладное отношение к планам НАСА и в дальнейшем, когда президентом США стал Дж.Кеннеди, сделавший американскую программу, пилотируемых космических полетов привлекательной и престижной, дав ей перспективу - полет на Луну (ранее этому направлению препятствовал Д.Эйзенхауэр). Параллельно с разработкой программы "Аполлон" и даже еще раньше, на самых первых этапах развития американской пилотируемой программы освоения космоса, большое число специалистов военных ведомств было занято в разработке самостоятельных космических программ "Дайна Сор" (Икс-20) и "МОЛ" (сокращение от английского "обитаемая орбитальная станция"), имеющих, явную милитаристскую направленность.

Работы по программе "Дайна Сор", проводившиеся в 1960-1963 гг., т.е. одновременно с реализацией программы "Меркурий", предусматривали создание экспериментального одноместного крылатого пилотируемого ракетоплана, выводимого на орбиту с помощью РН "Титан-3Си"⁵1. Эти работы также пригодились при создании космических кораблей по программе "Спейс Шаттл". Кроме того, они стали отправной точкой для проводимых сейчас в США работ по созданию орбитальных истребителей, бомбардировщиков и разведчиков - космических кораблей-самолетов типа "TAB" (сокращение от английского "заатмосферный аппарат"). Правда, в 1963 г. программа "Дайна Сор" была свернута в связи с началом разработки орбитальной станции "МОЛ", так как полагали, что последняя способна решать большинство задач военного характера, предусматривавшихся для ракетоплана "Дайна Сор".

Небезынтересно отметить, что среди набранных кандидатов для полетов на ракетоплане "Дайна Сор" был вначале и Н.Армстронг, который уже подал к этому времени заявление о приеме в отряд космонавтов НАСА. Но участие этого космонавта в военных программах не следует забывать, поскольку в американской печати любят подчеркивать, что первым человеком, ступившим на поверхность Луны, был "гражданский специалист", так как Н.Армстронг не являлся уже военнослужащим (в отличие от подавляющего большинства остальных участников экспедиций на Луну).

Кстати, в отряд космонавтов министерства обороны США, набранных для полетов на станции "МОЛ", входили многие из теперешнего состава основных командиров кораблей "Спейс Шаттл": Р.Криппен, Р. Трули, Ч.Фуллертон, Г.Хартсфилд, Р.Овермайер, К.Бобко, Д.Петерсон. Все они в 1969 г. после прекращения работ по программе "МОЛ" влились в отряд космонавтов НАСА. Эта программа так и не была реализована (как и программа "Дайна Сор") вследствие неуверенности военных в необходимости для них пилотируемых космических средств. Тогда, в 1969 г., Пентагон еще продолжал прохладно относиться к программе пилотируемых полетов в космос, поскольку, как было заявлено, задачи станции "МОЛ" вполне могут быть выполнены с помощью военных автоматических спутников.

В СССР на реализации программы пилотируемых космических полетов были сконцентрированы усилия лучших представителей нашей науки и техники. Мирный характер советской программы освоения космоса, четкая направленность на перспективное использование достижений космонавтики для народнохозяйственных нужд (в частности, с помощью пилотируемых орбитальных станций) предопределили отношение всех участвующих в разработке программы пилотируемых полетов в космос к своей, работе как к делу чрезвычайной важности дли всего человечества. Подлинным вдохновителем и организатором всей программы был С.П.Королев, возглавлявший Совет главных конструкторов, в который входили В.П.Глушко, Н.А.Пилюгин, В.П.Бармин и другие прославленные, наши ученые, руководившие работами в различных областях космонавтики.

Энергия и настойчивость, присущие С.П.Королеву, всегда позволяли ему добиться от исполнителя (будь то сотрудник его ОКБ или целый коллектив, занимавшийся космической тематикой) наиболее быстрого и эффективного выполнения поставленной перед ним задачи. Работавшие под началом С.П.Королева нередко обнаруживали, что их способности резко возрастают и в своей работе они порою превосходят самих себя. Еще одно чрезвычайно важное свойство было присуще С.П.Королеву - он обладал редкой интуицией, разыскивая и привлекая к работам нужных специалистов, а то и целые коллективы. Так, например, случилось с ОКБ, возглавляемыми главными конструкторами С.А.Косбергом и А.И.Исаевым, известными; специалистами в области авиационного двигателестроения. Оба этих коллектива внесли существенный вклад в реализацию программы по осуществлению пилотируемых полетов в космос.

Как известно, для вывода первых советских спутников использовалась двухступенчатая РН "Спутник" с ракетными двигателями, созданными в ОКБ В.П.Глушко. Однако для решения более сложных задач по освоению космоса потребовалось создание третьей ступени, что, собственно, и привело к "превращению" РН "Спутник" в PH "Восток". Двигатель для этой третьей ступени был создан при самом непосредственном участии ОКБ С.А.Косберга. Дело это было непростым, поскольку впервые пуск жидкостного ракетного двигателя должен был осуществляться в условиях космического пространства. Ведь РН "Спутник" хоть и была двухступенчатой, но с параллельным расположением ступеней, двигатели которых включались одновременно при старте РН с Земли.

Вначале использование третьей ступени планировалось для запусков космических аппаратов к Луне, что в конечном итоге ознаменовалось еще одним выдающимся достижением советской науки и техники. При решении данной задачи двигатель третьей ступени должен был обеспечивать разгон космического аппарата до второй космической скорости, необходимой для преодоления воздействия земного притяжения. С этой целью было решено создать однокамерный кислородно-керосиновый ракетный двигатель тягой в пустоте около 50 кН.

В феврале 1958 г. С.П.Королев, встретившись с С.А.Косбергом, предложил силами своих коллективов совместно разработать такой двигатель. Совместная разработка началась. Не все проходило гладко, да, кроме того, ОКБ С.А.Косберга продолжало выполнять работы по другой тематике. Однако интуиция С.П.Королева не подвела, уже через 9 мес после начала работ совместными усилиями обоих ОКБ был создан необходимый ракетный двигатель для третьей ступени.

С помощью РН, оснащенной этой ступенью, были осуществлены: первый пролет около Луны и создание первого искусственного спутника Солнца (январь 1959 г.), первое достижение поверхности Луны (сентябрь 1959 г.), первый облет Луны с фотографированием ее обратной стороны (октябрь 1959 г.). За весомый вклад в эти триумфальные полеты С.А.Косбергу была присуждена Ленинская премия.

Вскоре после этого ОКБ С.А.Косберга, на сей раз уже самостоятельно, разработало жидкостный ракетный двигатель (тягой в пустоте около 55 кН) для третьей ступени РН, предназначавшейся для запуска космических кораблей "Восток". Примечательно, что Ю.А.Гагарин во время полета сообщил на Землю о включении третьей ступени весьма образно: "Косберг сработал!". Пожалуй, именно после этого апрельского дня 1961 г. С.А.Косберг окончательно утвердился в славной когорте главных конструкторов космической техники.

Разработанный в его ОКБ четырехкамерный жидкостный ракетный двигатель тягой в пустоте около 300 кН с 1964 г. применялся на третьей ступени модифицированной РН, использовавшейся сначала для запуска космических кораблей "Восход", а затем "Союз" и "Союз Т" (РН "Союз"). Затем этим ОКБ создается однокамерный жидкостный ракетный двигатель тягой в пустоте около 600 кН для РН "Протон" (четыре таких двигателя установлены на второй ступени, один - на третьей). Таким образом, двигатели конструкции ОКБ С.А.Косберга нашли самое широкое применение на всех основных этапах развития советской космонавтики, в том числе и в наши дни, поскольку и РН "Союз", и РН. "Протон" используются сейчас не только в рамках программы пилотируемых полетов, но и при запусках автоматических станций к Луне, Венере и Марсу, а также при запусках многих искусственных спутников Земли самого различного назначения.

Также счастливо сложилось сотрудничество С.П.Королева с А.М.Исаевым, который на заре реактивной авиации совместно с А.Я.Березняком создал первый в нашей стране самолет с ракетным двигателем (БИ-1). С 1944 г. А.М.Исаев стал главным конструктором ОКБ, где под его руководством осуществлялась разработка ракетных двигателей для авиации, отличавшихся оригинальностью конструкторского решения. Именно этому коллективу было поручено создание тормозной двигательной установки (ТДУ-1) для космического корабля "Восток". И, как вспоминает академик Б.В.Раушенбах, создание установки ТДУ-1 относилось к тем ключевым задачам, которым С.П.Королев оказывал самое пристальное внимание.

В книге "Дорога в космос" Ю.А.Гагарин, вспоминая свой полет, пишет: "Наступил заключительный этап полета, может быть, еще более ответственный, чем выход на орбиту или полет по орбите, - возвращение на Землю... Все ли системы сработают нормально, не поджидает ли меня непредвиденная опасность?.. В 10 ч 25 мин произошло автоматическое включение тормозного устройства. Оно сработало отлично, в заданное время".

Создание надежной двигательной установки ТДУ-1 было чрезвычайно ответственным заданием. Вот что вспоминает один из конструкторов космического корабля "Восток": "Агрегат А.М.Исаев делал в высшей степени ответственный и, как все ракетные двигателисты, находился при этом в тяжелейшем положении. Для повышения надежности радиоаппаратуру, приборы, системы автоматики и управления можно дублировать, а в отдельных случаях наиболее важные части даже троировать. Двигательные установки никакого дублирования не допускали".

Однако положение А.М.Исаева было сложнее, чем у других разработчиков ракетных двигателей, например для ступеней РН. Дело в том, что, случись какая-либо неприятность при старте РН, для спасения космонавта предусмотрена система аварийного спасения (САС). Но если откажет тормозная двигательная установка, космический корабль сможет вернуться на Землю лишь спустя продолжительное время в результате естественного торможения в верхних слоях атмосферы. Правда, параметры орбиты корабля "Восток" выбирались так, чтобы за счет естественного торможения он вошел в плотные слои атмосферы не позже чем через 10 сут (для такой ситуации были предусмотрены дополнительные запасы кислорода, пищи и воды на борту корабля).

Вот какое чрезвычайной важности дело было поручено коллективу ОКБ, возглавляемого А.М.Исаевым, для которого основным девизом всегда было: "Надежность, надежность и еще раз надежность!". Последовательно и настойчиво А.М.Исаев старался исключить все, что могло бы сорвать намеченную программу испытаний во время полетов кораблей-спутников. И именно испытательные полеты кораблей-спутников показали надежность и точность работы ТДУ-1, что предопределило в конечном итоге успешное осуществление задачи по спуску космонавтов с орбиты на Землю.

Следует, правда, сказать, что не все полеты кораблей-спутников заканчивались успешно. Например, при первом полете спускаемый аппарат корабля так и не удалось вернуть на Землю, и повинной в этом случае оказалась система ориентации. Это обстоятельство особо подчеркивает важность и этой системы при осуществлении пилотируемых полетов. Впервые в практике космонавтики система ориентации с успехом была применена во время полета автоматической станции "Луна-3" в октябре 1959 г. ⁶2, во время полетев кораблей-спутников она продолжала совершенствоваться, и при полете Ю.А.Гагарина и других космонавтов уже не вызывала нареканий.

Возвращаясь вновь к ОКБ А.М.Исаева, отметим, что этот коллектив разработал впоследствии различные варианты тормозных, а также корректирующе-тормозных двигательных установок, с успехом использовавшихся на всех советских космических кораблях, орбитальной станции "Салют", на автоматических станциях "Луна", "Зонд", "Венера" и "Марс", на спутниках "Молния", "Полет" и т. д. В частности, с помощью этих установок были осуществлены такие приоритетные достижения советской космонавтики, как первая мягкая посадка космического аппарата на поверхность Луны (февраль 1968 г.), достижение космическим аппаратом поверхности Венеры (март 1966 г.), вывод аппарата на орбиту искусственного спутника Луны (апрель 1966 г.), вывод аппарата на орбиту искусственного спутника Венеры (октябрь 1975 г.) и т.д.

Несколько слов о разработках тормозных двигательных установок в США. Впервые необходимость в них возникла при развертывании ВВС США программы "Дискаверер", предусматривающей главным образом отработку запусков военных спутников-фоторазведчиков с последующим возвращением на Землю капсул с отснятой пленкой. Весьма примечательно, что в то время, когда в СССР после запуска первых трех спутников были осуществлены впечатляющие запуски автоматических аппаратов к Луне, в США после запуска первых исследовательских спутников "Эксплорер" и "Авангард" параллельно с очень скромной и неудачной программой исследований Луны стала воплощаться в жизнь грандиозная программа создания спутников-шпионов.

Работы по программе "Дискаверер" начались еще в 1956 г., и в феврале 1959 г. был произведен первый успешный запуск военного спутника. Возвращение капсул на Землю американским специалистам долго не удавалось. Впервые возвратить на Землю капсулу спутника "Дискаверер" удалось только 10 августа 1960 г. До этого было шесть неудачных попыток, не считая пяти неудачных запусков спутников "Дискаверер", при которых из-за аварий РН они вообще не выходили на орбиты. Для сравнения укажем, что в СССР удалось возвратить на Землю спускаемый аппарат уже при второй попытке (20 августа 1960 г.), причем с собаками Белкой, Стрелкой и другими живыми существами.

Масса капсулы спутника "Дискаверер" около 140 кг. Она снабжена тормозной двигательной установкой, обеспечивающей сход с орбиты (затем двигательная установка отделялась). Спуск совершался по баллистической траектории (т.е. без использования подъемной силы, создаваемой атмосферой), на определенной высоте вводилась парашютная система, и в результате капсула плавно опускалась на поверхность океана. С самого начала американские специалисты решили, что капсулы должны совершать посадку в океан. Во-первых, посадка на водную поверхность сопровождается не столь сильным ударом, а во-вторых, у специалистов не было "уверенности в обеспечении необходимой точности посадки капсулы на земную поверхность. В США нет обширных ровных поверхностей с размерами, превышающими возможное отклонение точки посадки от расчетной при промахе.

Эта же схема возвращения использовалась позже при возвращении на Землю спускаемых аппаратов по программе "Меркурий", а также "Джемини" и "Аполлон". Кстати, спускаемые аппараты кораблей "Меркурий" также назвали капсулами по уже сложившейся традиции. Надо сказать, что впоследствии капсулы спутников "Дискаверер" стали захватывать еще в воздухе на парашютном участке спуска. Для этого использовались самолеты со специальными тралами, с помощью которых зацеплялись стропы парашюта с капсулой. Однако для более тяжелых капсул с космонавтами такой способ, естественно, не годился.

С программой "Дискаверер" был связан упоминавшийся ранее проект 7969, разрабатываемый ВВС США как и программа спутников-шпионов. После передачи НАСА разработок в области пилотируемых полетов космос схема возвращения космонавта в океан была сохранена. Этому способствовало и то обстоятельство, что США располагали достаточными средствами морского базирования, которые обеспечивали быстрое обнаружение и спасение космонавта и возвращаемой части корабля. В расчетный район посадки предполагались высылать вёртолетоносец, на борт которого с помощью вертолётов должны были доставляться космонавт и вслед за ним приводнившийся аппарат, а в случае необходимости - аппарат вместе с находящимся в нем космонавтом.

Развертывание работ в области пилотируемых космических полетов

СОДЕРЖАНИЕ

ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ КОСМИЧЕСКИХ ПИЛОТИРУЕМЫХ ПОЛЕТОВ