Истории
Марс и Карибский кризис
Вечером 22 октября 1962 года президент Соединённых Штатов Джон Кеннеди обратился к американскому народу в связи с переброской советских войск и ракет на Кубу. Он сообщил, что правительство США следит за развитием ситуации, осознаёт угрозу и готово начать глобальную войну, если СССР решится на агрессивные действия. Кеннеди призвал Никиту Хрущёва «отойти от края пропасти» и дал понять, что не уступит давлению противника. Кризис, позднее названный Карибским, достиг своего апогея, но в то же самое время на космодроме Байконур советские специалисты готовили ракету для запуска к Марсу.
Марсианский проект
В первой половине ХХ века главной стратегической целью космической экспансии считалась планета Марс. Многие учёные полагали, что она во многом подобна Земле: там есть плотная атмосфера, водоёмы и жизнь. Более того, на марсианской поверхности обнаружили сеть прямых чётких линий — «каналов», что могло свидетельствовать о существовании высокоразвитой цивилизации инопланетян. Журналистам и фантастам очень нравилась идея обитаемости соседней планеты, поэтому они не жалели усилий для её популяризации. Как итог, у образованной части общества сложилось твёрдое убеждение: жизнь на Марсе есть! Поэтому все усилия в космонавтике должны быть направлены на его достижение, ведь трудно себе представить более значительное событие в человеческой истории, чем контакт с «братьями по разуму».
Главный конструктор Особого конструкторского бюро №1 (ОКБ-1) Сергей Павлович Королёв не любил фантастику, но вполне доверял мнению астрономов. Поэтому, когда появилась практическая возможность достижения космических скоростей, он начал реализацию многолетнего проекта по изучению Марса.
Советские космонавты на Марсе. Рисунок Н. Кольчицкого к книге К. Гильзина «Путешествие к далёким мирам» (1960)
3 апреля 1957 года в ОКБ-1 был создан отдел №9 по проектированию космических аппаратов, прежде всего искусственных спутников и пилотируемых кораблей. Его возглавил опытный инженер-конструктор Михаил Клавдиевич Тихонравов, с которым Королёв работал ещё до войны и который стал одним из главных идеологов многоступенчатых ракет-носителей на жидком топливе.
Тематика отдела №9 в первые годы разделилась на два направления (сектора): разработка пилотируемых кораблей для полёта по околоземной орбите и создание автоматических станций для изучения Луны, Венеры и Марса. Работы по второму направлению шли под руководством Глеба Юрьевича Максимова; группой проектирования межпланетных станций руководил Лев Иванович Дульнев.
Для запуска аппаратов к соседним планетам требовалось снабдить существующую межконтинентальную баллистическую ракету Р-7А (8К74) ещё двумя ступенями — блоками, получившими обозначения «И» и «Л». Проектирование нового носителя, позднее названного «Молния» (8К78), началось после принятия 10 декабря 1959 года постановления ЦК КПСС и Совета министров СССР №1388-618 «О развитии исследований по космическому пространству». Среди прочего оно предписывало:
«Принять предложения о проведении дальнейших работ по изучению космического пространства в направлении решения следующих основных проблем:
создания космических ракет для полёта в район других планет, в первую очередь к Марсу и Венере с целью изучения их физических свойств и наличия на них жизни с передачей результатов исследований на Землю. В дальнейшем ставится задача достижения этих планет ракетными аппаратами;
разработки автоматических и обитаемых (с обеспечением допустимых условий для человека) межпланетных станций и станций на других планетах».
Интересно, что поиск инопланетной жизни фигурирует в постановлении как особая задача при создании ракеты.
Ракета-носитель «Молния» (8К78)
В ходе модернизации Р-7А корпус основного носителя был усилен, чтобы ракета могла выдержать массу верхних ступеней. Для увеличения тяги конструкторы повысили рабочее давление в камерах сгорания, изменили программу горения, усилили переходную ферму между центральной и третьей ступенями. Кроме того, были созданы новые системы управления и контроля, предназначенные для верхних ступеней.
Схема запуска для «Молнии» в самом общем виде выглядела следующим образом. Трёхступенчатая ракета должна была доставить блок «Л» с космическим аппаратом на «опорную» околоземную орбиту. Его двигательная установка С1.5400 (11Д33) обладала возможностью повторного запуска и включалась, когда орбитальная фаза была оптимальной для старта к целевой планете, обеспечивая энергетически выгодные условия для вывода космического аппарата на заданную траекторию полёта. «Молния» была способна доставить 1600 кг на Луну и 1200 кг на Венеру или Марс.
Запуски прототипа нового носителя с макетом четвёртой ступени состоялись 20 и 31 января 1960 года и были признаны успешными. Наземные испытания блока «Л» завершились летом того же года, и Королёв начал подготовку к старту трёх «марсианских» ракет. Осуществить их нужно было до середины октября, когда закрывалось «окно», оптимальное с точки зрения энергетики ракетно-космической системы.
Жизнь на полигоне
Группа Дульнева разработала два типа автоматических станций: 1М («Марс») и 1В («Венера»). Они представляли собой довольно сложные космические аппараты со стабилизацией по трём осям, системой контроля положения и силовой установкой; их снабдили солнечными батареями, серебряно-цинковыми аккумуляторами, системами терморегулирования и связи дальнего радиуса действия.
План Королёва предусматривал три запуска к Марсу для доставки двух «пролётных» станций и одного спускаемого аппарата, причём идеальной датой в «окне» запуска было 26-27 сентября.
Макет межпланетной станции 1М в музее. NASA
В документе, датированном 15 марта 1960 года, академик Мстислав Всеволодович Келдыш так определил научные задачи исследований Марса для «пролётных» станций:
«1. Сфотографировать планету с расстояния от 5000 до 30 000 км с разрешением на поверхности от 3 до 6 км и с охватом одной из полярных областей.
2. Исследовать инфракрасную полосу С-Н в спектре отражения, с целью поиска растений или других органических материалов на поверхности.
3. Исследовать ультрафиолетовый диапазон марсианского спектра».
Спускаемому аппарату предстояло самое сложное задание — пройти сквозь марсианскую атмосферу, уцелеть после жёсткой посадки и произвести фотосъёмку окружающей местности. Однако в те времена информация о свойствах атмосфер соседних планет была ненадёжна. Королёв оценивал давление у поверхности Марса довольно малой величиной — от 60 до 120 миллибар. В действительности оно оказалось ещё меньше — 5-6 миллибар.
В 1960 году на полигоне Капустин Яр состоялись испытания посадочного устройства и двухкаскадной парашютной системы с использованием одноступенчатой геофизической ракеты Р-11А-МВ. Необходимость проектирования в столь сжатые сроки, да ещё и в условиях неопределённости, заставила инженеров отказаться от спускаемого аппарата и ограничиться подготовкой пролёта у планеты.
31 августа межпланетные станции 1М №1 и №2 прибыли на полигон Тюра-Там (космодром Байконур). Они находились в «полусобранном» состоянии, и команда Королёва трудилась круглые сутки, попутно решая множество технических проблем. Больше всего беспокойства вызывали системы связи. Фактически полномасштабные комплексные испытания начались только 27 сентября — после оптимальной даты запуска!
Подготовка к первому запуску новой четырёхступенчатой ракеты-носителя «Молния» (8К78) с пролётной космической станцией 1М №1, октябрь 1960 года. РКК «Энергия»
Конструктор Борис Евсеевич Черток писал в мемуарах:
«Должен сознаться, что я тогда не считал положение безнадёжным — сказывалась ещё космическая малоопытность. В этом же 1960 году у нас ведь были успешные пуски космических кораблей-спутников, о которых был оповещён весь мир. Авось нам повезёт и здесь. Кроме того, была ещё одна нехорошая надежда, которая появляется в преддверии срыва сроков: «Не я буду последним, до меня в полёте дело не дойдет! Ракета ведь новая!»
Леониду Воскресенскому Королёв поручил руководить подготовкой старта четырёхступенчатой 8К78. Воскресенский детально разобрался с состоянием дел по четвёртой ступени. Был он от Бога наделён даром предвидения, хотя и считал себя атеистом. Выслушав мои проблемы, он посоветовал:
— Да плюнь ты на этот радиоблок вместе со всеми марсианскими задачами. По первому разу мы дальше Сибири не улетим!
Комплексные испытания на соответствие программе управления полётом в сеансах связи срывались по самым разным причинам. Мы их повторяли до одури, стремясь хоть раз пройти без замечаний имитацию нормального полёта.
Наконец 29 сентября дотянули испытания до имитации сеанса передачи изображения. Получили ко всеобщему ликованию некое подобие тест-картинки. Фототелевизионное устройство должно было передать изображение поверхности Марса на пролёте с высоты около 10 000 км. Но, увы, при повторении убедились, что ФТУ работать вряд ли будет!
Баллистики и проектанты считали траектории для каждой даты. Они доложили: «Мы уходим от оптимальной даты, поэтому надо искать резервы веса!»
Госкомиссия без колебаний постановила снять с борта фототелевизионное устройство и спектрорефлексометр профессора [Александра Игнатьевича] Лебединского. Этот прибор должен был определить, есть ли жизнь на Марсе. Чтобы облегчить принятие такого решения, Королёв предложил прибор предварительно проверить в степи недалеко от нашей площадки. Ко всеобщему восторгу прибор показал, что на Земле в Тюратаме «жизни нет»! Решение Госкомиссии Лебединский переживал, как гибель близкого человека. Я успокаивал:
— Вам повезло! До Марса долететь шансов практически нет. Зато вы получаете время довести до ума свои приборы. По меньшей мере за год вы должны своим прибором доказать, что у нас в степи жизнь ещё есть».
Запуск ракеты «Молния» с аппаратом 1М №1 состоялся 10 октября 1960 года. Ракета ушла со старта, но вскоре потерпела аварию. Причину установили довольно быстро. Две первые ступени носителя отработали штатно, но на участке третьей ступени (блок «И») гирогоризонт дал ложную команду, и ракета начала отклоняться от расчётной траектории. Автоматика отключила двигатель, блок со станцией устремился к Земле и сгорел в атмосфере над Восточной Сибирью.
Специалисты лихорадочно подготовили запуск 1М №2. Он был произведён 14 октября. И снова — авария. На этой раз нарушилась герметичность системы подачи жидкого кислорода. Керосиновый клапан третьей ступени, облитый им, замёрз, и двигатель не смог включиться.
На боевом дежурстве
Несмотря на провал первого этапа, команда Королёва верила в свои силы. В начале февраля 1961 года было решено изменить стратегию в пользу унифицированной межпланетной станции, которая могла бы исследовать Марс и Венеру.
К 30 июля были подготовлены исходные данные для конструирования станции 2МВ, а к январю 1962 года выпущены рабочие чертежи 2МВ-1 (для посадки на Венеру), 2МВ-2 (для пролёта около Венеры), 2МВ-3 (для посадки на Марс), 2МВ-4 (для пролёта около Марса).
Каждая из станций состояла из основного (орбитального) отсека (в нём располагались основные системы, обеспечивающие терморегулирование, ориентацию и коррекцию, радиосвязь, энергопитание, приборы для научных исследований по траектории полёта к планете и т. п.) и специального отсека, изготавливавшегося по двум схемам в зависимости от решаемой задачи.
Схема размещения оборудования на автоматической межпланетной станции 2МВ-4 для фотографирования планеты Марс. РГАНДТ
Если основной задачей был пролёт около планеты, то специальный отсек представлял собой металлическую герметичную конструкцию с установленным внутри фототелевизионным устройством. При непосредственном исследовании планеты роль специального отсека выполнял спускаемый аппарат с теплозащитным покрытием, внутри которого находились парашюты для мягкой посадки, радиокомплекс и системы, обеспечивающие нормальное функционирование приборов на поверхности. По требованию Академии наук предусматривалась стерилизация спускаемых аппаратов.
В августе 1962 года на техническую позицию полигона доставили три межпланетные станции: две в «пролётном» и одну в «посадочном» вариантах.
Блок «Л» ракеты «Молния» (8К78) с межпланетной станцией серии 2МВ
Как раз в это время на Кубу в рамках операции «Анадырь» были отправлены баллистические ракеты средней дальности Р-12 и Р-14 с термоядерными боеголовками мощностью до 2,5 Мт. По утверждению генерала армии Анатолия Ивановича Грибкова, непосредственно отвечавшего за планирование, организацию и осуществление операции, соотношение ракетно-ядерных сил между СССР и США в то время составляло 1:4,5. В распоряжении Советского Союза находилось всего лишь двадцать четыре стартовые установки с межконтинентальными ракетами: для двадцати Р-16 (8К64) с дальностью полёта 11 000-13 000 км и четырёх Р-7А (8К74) с дальностью полёта 8500 км. Доставка ракет на Кубу должна была изменить соотношение в пользу СССР, но натолкнулась на активное противодействие США.
Можно встретить мнение, будто бы Советский Союз в период разразившегося в сентябре 1962 года военно-политического кризиса активно готовился к началу войны. В то же время работа, проводившаяся на космодроме Байконур, который был одной из площадок для пуска в том числе боевых ракет, свидетельствует об обратном. Борис Черток вспоминал:
«Мы, не подозревая о степени опасности происходящих за океаном событий, в режиме круглосуточной сменной работы готовили к пуску четырёхступенчатую ракету 8К78 по программе попадания или, на худой конец, пролёта вблизи Марса.
На полигоне сконцентрировалась вся «межпланетная элита», кроме Королёва. Келдыш счёл необходимым лично следить за подготовкой и особое внимание уделял состоянию аппаратуры для исследований в околомарсианском пространстве.
Опираясь на опыт предыдущего года, мы установили на технической позиции двухсменную работу по 12 часов. Три ракеты-носителя и три космических аппарата готовились параллельно с небольшими сдвигами. Астрономические сроки вынуждали нас планировать пуск всех трёх в интервале с 24 октября по 4 ноября. В случае опоздания пуски теряли смысл и должны были переноситься на следующий год. Сразу после первого пуска 24 октября, если три ступени отработают нормально, на старт через сутки вывозят следующую ракету. Тот же цикл повторяем для следующей ракеты.
21 октября утром первая марсианская ракета была без особого торжества вывезена и установлена на стартовую позицию. Началась её круглосуточная подготовка.
22 октября президент Кеннеди зачитал по телевидению в обращении к американскому народу заявление о «наступательных русских ракетах, несчастных кубинцах, нарушении советскими своих обязательств, цене свободы и необходимости осуществить карантин». Только из этого обращения Кеннеди мы, первые в стране ракетчики, узнали о новом размещении ракет, разработанных нашими коллегами из Днепропетровска.
24 октября утром «семьдесят восьмая» с аппаратом 2МВ-4 № 1 ушла со старта. Все три ступени благополучно работали. Четвертая ступень — блок «Л» — не запустилась, и марсианский объект остался бесполезным спутником Земли.
Мы нигде не сообщали о подготовке пуска к Марсу. Американские средства ПВО в такой напряжённой обстановке могли принять этот пуск за боевой. К счастью, радиолокационная техника, а может быть, и предварительная разведка позволяли им уже тогда отличать космические пуски от боевых.
25 октября на старт была вывезена следующая ракета 8К78 с аппаратом 2МВ-4 № 4, в расчёте на пуск не позднее 29 октября. Этот «Марс» и оказался на стартовой площадке №1 в часы кульминации Карибского кризиса. Мир стоял на пороге термоядерной войны, а мы преспокойно готовили ракету для пуска в сторону Марса, в надежде удовлетворить извечное любопытство человечества».
Кубинский ракетный кризис. Хрущёв против Кеннеди. Карикатура в западной прессе
Тем не менее, когда ситуация обострилась до предела, военные предприняли необходимые меры. Черток вспоминал:
«Ранним утром 27 октября после бессонной ночи, убедившись, что со всеми очередными неприятностями в МИКе [Монтажно-испытательном корпусе] мы справились, я отправился отдохнуть. Проснувшись от непонятной тревоги, быстро пообедал в пустой столовой — «буржуйке» — так именовалась столовая руководящего состава — и отправился пешком к МИКу.
Неожиданно в проходной, где обычно дежурил единственный солдат, не очень внимательно проверявший пропуска, я увидел группу автоматчиков, а мой пропуск рассматривали с исключительным вниманием. Наконец меня пропустили на территорию «технички», и там, к своему удивлению, я опять увидел автоматчиков, которые по пожарной лестнице забирались на крышу МИКа. Другие группы солдат в полном боевом снаряжении, даже с противогазами, разбегались по периферии охраняемой зоны. Когда я зашёл в МИК, то сразу бросилось в глаза, что стоявшая у стенки всегда зачехлённая «дежурная» боевая ракета Р-7А, на которую мы никогда не обращали внимания, была расчехлена, вокруг неё суетились солдаты и офицеры, а у нашей, третьей по счету, марсианской — не было ни души.
Меня окружили наши испытатели с недоумёнными вопросами и жалобами. Часа два назад все военные получили приказ прекратить работы с марсианским носителем, немедленно готовить к вывозу на старт пакет дежурной боевой машины.
Пока я соображал, что предпринять, в монтажном зале появился [полковник Анатолий Семёнович] Кириллов. Вместо обычной при встрече приветливой улыбки он поздоровался с мрачно-тоскливым видом, как на похоронах. Не отпуская протянутую для пожатия руку, тихо сказал:
— Борис Евсеевич, я должен срочно вам сообщить нечто важное.
Мы с Кирилловым уже давно перешли на «ты», и это его столь формальное обращение на «вы» сразу отбило у меня охоту предъявлять претензии по поводу прекращения испытательных работ в МИКе.
Мы зашли в его кабинет на втором этаже. Здесь Кириллов, заметно волнуясь, рассказал:
— Ночью я был вызван в штаб к начальнику полигона. Там были собраны начальники управлений и командиры воинских частей. Нам было сказано, что полигон должен быть приведён в готовность по расписанию военного времени. В связи с кубинскими событиями возможны воздушные налёты, бомбардировка и даже высадка американского воздушного десанта. Все средства ПВО уже приведены в боевую готовность. Полёты наших транспортных самолётов запрещены. Все объекты и площадки взяты под усиленную охрану. Передвижение транспорта по дорогам резко ограничено. Но самое главное — я получил приказ вскрыть конверт, который хранился в особом сейфе, и действовать в соответствии с его содержанием. Согласно приказу, я обязан обеспечить немедленную подготовку на технической позиции дежурной боевой ракеты и пристыковать боевую головную часть, находящуюся в особом хранилище, вывезти ракету на старт, установить, испытать, заправить, прицелить и ждать особой команды на пуск. Всё это уже выполнено на 31-й площадке. Я дал все необходимые команды и здесь, по второй площадке. Поэтому расчёты сняты с марсианской и переброшены на подготовку боевой ракеты. Через два часа сюда будет доставлена головная часть с боезарядом. Тогда все, не занятые стыковкой боевой части с ракетой, будут удалены.
— Куда удалены? — не выдержал я. — В голове — три мегатонны! Не удалять же за сто километров!
— О мегатоннах я ничего не знаю, три или десять — меня не касается, а порядок есть порядок. При работе с боевыми зарядами посторонних поблизости быть не должно. Теперь о самом неприятном. Со старта марсианскую ракету снимаем, освобождаем место. Всё это я уже доложил председателю Госкомиссии и просил дать указание, чтобы по всем службам объявили об отмене готовности к пуску на 29 октября. Председатель не согласился и сказал, что такую команду можно передать и завтра. Он пытался звонить в Москву, но все линии связи с Москвой сейчас под особым контролем и никаких разговоров, кроме приказов и указаний штаба ракетных войск и докладов о нашей готовности, вести нельзя».
К счастью, ситуация разрешилась благополучно. 27 октября брат американского президента Роберт Кеннеди встретился с послом Анатолием Фёдоровичем Добрыниным и предложил убрать советские ракеты с Кубы в обмен на заверение в том, что вторжение американских войск туда не состоится. Советский лидер Никита Сергеевич Хрущёв согласился уступить.
На Байконуре отменили подготовку пуска межконтинентальных боевых ракет, а команде «марсиан» разрешили заняться привычной им работой.
Путь к Марсу
Автоматическая межпланетная станция 2МВ-4 №2 успешно стартовала 1 ноября 1962 года. В открытой печати она получила название «Марс-1». Её главной задачей был пролёт над марсианской поверхностью для фотографирования с последующей передачей изображения по радиолинии на Землю. Заодно учёные надеялись выяснить свойства космического пространства вблизи Марса, установить факт существования магнитного поля, его интенсивность и расположение магнитных полюсов по отношению к оси вращения планеты.
Снимок межпланетной автоматической станции «Марс-1», полученный 2 ноября 1962 года на телескопе Крымской астрофизической обсерватории. Стрелками отмечены «Марс-1» (верхняя точка) и блок ракеты-носителя (нижняя)
«Посадочную» станцию 2МВ-3 №1, запущенную 4 ноября, постигла неудача. Четвёртая ступень ракеты-носителя (блок «Л») не смогла запуститься из-за вибраций, возникших в центральной ступени. Колебания были вызваны кавитацией в трубопроводе окислителя, что повлияло на последовательность процессов зажигания, и спустя 33 секунды прошла команда на отключение двигателя. Считается, что станция вместе с четвёртой ступенью вошла в атмосферу 10 января 1963 года.
Тем временем к соседней планете впервые в истории летел рукотворный объект — «Марс-1». Его путешествие тоже сопровождалось проблемами. Сразу же после запуска резко упало давление в одном из двух баков с азотом из-за его утечки вследствие неплотно прилегавшего клапана. Как выяснили специалисты, при изготовлении было допущено загрязнение поверхности седла клапана канифолью. Утечка газа привела к выходу станции из-под контроля.
Полноразмерный макет автоматической межпланетной станции «Марс-1» (2МВ-4) в Музее космонавтики в Москве
Спустя несколько дней бак опустел, и наземному центру управления удалось использовать газ в оставшемся баке для «подавления» кувыркания и возвращения станции в положение ориентации по Солнцу. Однако значительная часть азота была растрачена, поэтому больше нельзя было навести остронаправленную параболическую антенну на Землю или осуществить коррекцию курса на промежуточном участке траектории. Связь поддерживалась полунаправленной антенной со средним коэффициентом усиления.
2 марта 1963 года уровень сигнала начал снижаться, и 21 марта связь с «Марсом-1» была потеряна — на расстоянии 106 706 000 км от Земли. 19 июня станция молчаливо пролетела мимо соседней планеты — в 193 000 км от её поверхности.
Несмотря на скромный конечный результат, советские учёные получили информацию о межпланетном пространстве: интенсивности космических лучей, напряжённости магнитного поля, «солнечном ветре» и метеорных потоках. В дальнейшем эти данные использовалась при проектировании новых космических аппаратов.
Источник
Марсианский проект
В первой половине ХХ века главной стратегической целью космической экспансии считалась планета Марс. Многие учёные полагали, что она во многом подобна Земле: там есть плотная атмосфера, водоёмы и жизнь. Более того, на марсианской поверхности обнаружили сеть прямых чётких линий — «каналов», что могло свидетельствовать о существовании высокоразвитой цивилизации инопланетян. Журналистам и фантастам очень нравилась идея обитаемости соседней планеты, поэтому они не жалели усилий для её популяризации. Как итог, у образованной части общества сложилось твёрдое убеждение: жизнь на Марсе есть! Поэтому все усилия в космонавтике должны быть направлены на его достижение, ведь трудно себе представить более значительное событие в человеческой истории, чем контакт с «братьями по разуму».
Главный конструктор Особого конструкторского бюро №1 (ОКБ-1) Сергей Павлович Королёв не любил фантастику, но вполне доверял мнению астрономов. Поэтому, когда появилась практическая возможность достижения космических скоростей, он начал реализацию многолетнего проекта по изучению Марса.
Советские космонавты на Марсе. Рисунок Н. Кольчицкого к книге К. Гильзина «Путешествие к далёким мирам» (1960)
3 апреля 1957 года в ОКБ-1 был создан отдел №9 по проектированию космических аппаратов, прежде всего искусственных спутников и пилотируемых кораблей. Его возглавил опытный инженер-конструктор Михаил Клавдиевич Тихонравов, с которым Королёв работал ещё до войны и который стал одним из главных идеологов многоступенчатых ракет-носителей на жидком топливе.
Тематика отдела №9 в первые годы разделилась на два направления (сектора): разработка пилотируемых кораблей для полёта по околоземной орбите и создание автоматических станций для изучения Луны, Венеры и Марса. Работы по второму направлению шли под руководством Глеба Юрьевича Максимова; группой проектирования межпланетных станций руководил Лев Иванович Дульнев.
Для запуска аппаратов к соседним планетам требовалось снабдить существующую межконтинентальную баллистическую ракету Р-7А (8К74) ещё двумя ступенями — блоками, получившими обозначения «И» и «Л». Проектирование нового носителя, позднее названного «Молния» (8К78), началось после принятия 10 декабря 1959 года постановления ЦК КПСС и Совета министров СССР №1388-618 «О развитии исследований по космическому пространству». Среди прочего оно предписывало:
«Принять предложения о проведении дальнейших работ по изучению космического пространства в направлении решения следующих основных проблем:
создания космических ракет для полёта в район других планет, в первую очередь к Марсу и Венере с целью изучения их физических свойств и наличия на них жизни с передачей результатов исследований на Землю. В дальнейшем ставится задача достижения этих планет ракетными аппаратами;
разработки автоматических и обитаемых (с обеспечением допустимых условий для человека) межпланетных станций и станций на других планетах».
Интересно, что поиск инопланетной жизни фигурирует в постановлении как особая задача при создании ракеты.
Ракета-носитель «Молния» (8К78)
В ходе модернизации Р-7А корпус основного носителя был усилен, чтобы ракета могла выдержать массу верхних ступеней. Для увеличения тяги конструкторы повысили рабочее давление в камерах сгорания, изменили программу горения, усилили переходную ферму между центральной и третьей ступенями. Кроме того, были созданы новые системы управления и контроля, предназначенные для верхних ступеней.
Схема запуска для «Молнии» в самом общем виде выглядела следующим образом. Трёхступенчатая ракета должна была доставить блок «Л» с космическим аппаратом на «опорную» околоземную орбиту. Его двигательная установка С1.5400 (11Д33) обладала возможностью повторного запуска и включалась, когда орбитальная фаза была оптимальной для старта к целевой планете, обеспечивая энергетически выгодные условия для вывода космического аппарата на заданную траекторию полёта. «Молния» была способна доставить 1600 кг на Луну и 1200 кг на Венеру или Марс.
Запуски прототипа нового носителя с макетом четвёртой ступени состоялись 20 и 31 января 1960 года и были признаны успешными. Наземные испытания блока «Л» завершились летом того же года, и Королёв начал подготовку к старту трёх «марсианских» ракет. Осуществить их нужно было до середины октября, когда закрывалось «окно», оптимальное с точки зрения энергетики ракетно-космической системы.
Жизнь на полигоне
Группа Дульнева разработала два типа автоматических станций: 1М («Марс») и 1В («Венера»). Они представляли собой довольно сложные космические аппараты со стабилизацией по трём осям, системой контроля положения и силовой установкой; их снабдили солнечными батареями, серебряно-цинковыми аккумуляторами, системами терморегулирования и связи дальнего радиуса действия.
План Королёва предусматривал три запуска к Марсу для доставки двух «пролётных» станций и одного спускаемого аппарата, причём идеальной датой в «окне» запуска было 26-27 сентября.
Макет межпланетной станции 1М в музее. NASA
В документе, датированном 15 марта 1960 года, академик Мстислав Всеволодович Келдыш так определил научные задачи исследований Марса для «пролётных» станций:
«1. Сфотографировать планету с расстояния от 5000 до 30 000 км с разрешением на поверхности от 3 до 6 км и с охватом одной из полярных областей.
2. Исследовать инфракрасную полосу С-Н в спектре отражения, с целью поиска растений или других органических материалов на поверхности.
3. Исследовать ультрафиолетовый диапазон марсианского спектра».
Спускаемому аппарату предстояло самое сложное задание — пройти сквозь марсианскую атмосферу, уцелеть после жёсткой посадки и произвести фотосъёмку окружающей местности. Однако в те времена информация о свойствах атмосфер соседних планет была ненадёжна. Королёв оценивал давление у поверхности Марса довольно малой величиной — от 60 до 120 миллибар. В действительности оно оказалось ещё меньше — 5-6 миллибар.
В 1960 году на полигоне Капустин Яр состоялись испытания посадочного устройства и двухкаскадной парашютной системы с использованием одноступенчатой геофизической ракеты Р-11А-МВ. Необходимость проектирования в столь сжатые сроки, да ещё и в условиях неопределённости, заставила инженеров отказаться от спускаемого аппарата и ограничиться подготовкой пролёта у планеты.
31 августа межпланетные станции 1М №1 и №2 прибыли на полигон Тюра-Там (космодром Байконур). Они находились в «полусобранном» состоянии, и команда Королёва трудилась круглые сутки, попутно решая множество технических проблем. Больше всего беспокойства вызывали системы связи. Фактически полномасштабные комплексные испытания начались только 27 сентября — после оптимальной даты запуска!
Подготовка к первому запуску новой четырёхступенчатой ракеты-носителя «Молния» (8К78) с пролётной космической станцией 1М №1, октябрь 1960 года. РКК «Энергия»
Конструктор Борис Евсеевич Черток писал в мемуарах:
«Должен сознаться, что я тогда не считал положение безнадёжным — сказывалась ещё космическая малоопытность. В этом же 1960 году у нас ведь были успешные пуски космических кораблей-спутников, о которых был оповещён весь мир. Авось нам повезёт и здесь. Кроме того, была ещё одна нехорошая надежда, которая появляется в преддверии срыва сроков: «Не я буду последним, до меня в полёте дело не дойдет! Ракета ведь новая!»
Леониду Воскресенскому Королёв поручил руководить подготовкой старта четырёхступенчатой 8К78. Воскресенский детально разобрался с состоянием дел по четвёртой ступени. Был он от Бога наделён даром предвидения, хотя и считал себя атеистом. Выслушав мои проблемы, он посоветовал:
— Да плюнь ты на этот радиоблок вместе со всеми марсианскими задачами. По первому разу мы дальше Сибири не улетим!
Комплексные испытания на соответствие программе управления полётом в сеансах связи срывались по самым разным причинам. Мы их повторяли до одури, стремясь хоть раз пройти без замечаний имитацию нормального полёта.
Наконец 29 сентября дотянули испытания до имитации сеанса передачи изображения. Получили ко всеобщему ликованию некое подобие тест-картинки. Фототелевизионное устройство должно было передать изображение поверхности Марса на пролёте с высоты около 10 000 км. Но, увы, при повторении убедились, что ФТУ работать вряд ли будет!
Баллистики и проектанты считали траектории для каждой даты. Они доложили: «Мы уходим от оптимальной даты, поэтому надо искать резервы веса!»
Госкомиссия без колебаний постановила снять с борта фототелевизионное устройство и спектрорефлексометр профессора [Александра Игнатьевича] Лебединского. Этот прибор должен был определить, есть ли жизнь на Марсе. Чтобы облегчить принятие такого решения, Королёв предложил прибор предварительно проверить в степи недалеко от нашей площадки. Ко всеобщему восторгу прибор показал, что на Земле в Тюратаме «жизни нет»! Решение Госкомиссии Лебединский переживал, как гибель близкого человека. Я успокаивал:
— Вам повезло! До Марса долететь шансов практически нет. Зато вы получаете время довести до ума свои приборы. По меньшей мере за год вы должны своим прибором доказать, что у нас в степи жизнь ещё есть».
Запуск ракеты «Молния» с аппаратом 1М №1 состоялся 10 октября 1960 года. Ракета ушла со старта, но вскоре потерпела аварию. Причину установили довольно быстро. Две первые ступени носителя отработали штатно, но на участке третьей ступени (блок «И») гирогоризонт дал ложную команду, и ракета начала отклоняться от расчётной траектории. Автоматика отключила двигатель, блок со станцией устремился к Земле и сгорел в атмосфере над Восточной Сибирью.
Специалисты лихорадочно подготовили запуск 1М №2. Он был произведён 14 октября. И снова — авария. На этой раз нарушилась герметичность системы подачи жидкого кислорода. Керосиновый клапан третьей ступени, облитый им, замёрз, и двигатель не смог включиться.
На боевом дежурстве
Несмотря на провал первого этапа, команда Королёва верила в свои силы. В начале февраля 1961 года было решено изменить стратегию в пользу унифицированной межпланетной станции, которая могла бы исследовать Марс и Венеру.
К 30 июля были подготовлены исходные данные для конструирования станции 2МВ, а к январю 1962 года выпущены рабочие чертежи 2МВ-1 (для посадки на Венеру), 2МВ-2 (для пролёта около Венеры), 2МВ-3 (для посадки на Марс), 2МВ-4 (для пролёта около Марса).
Каждая из станций состояла из основного (орбитального) отсека (в нём располагались основные системы, обеспечивающие терморегулирование, ориентацию и коррекцию, радиосвязь, энергопитание, приборы для научных исследований по траектории полёта к планете и т. п.) и специального отсека, изготавливавшегося по двум схемам в зависимости от решаемой задачи.
Схема размещения оборудования на автоматической межпланетной станции 2МВ-4 для фотографирования планеты Марс. РГАНДТ
Если основной задачей был пролёт около планеты, то специальный отсек представлял собой металлическую герметичную конструкцию с установленным внутри фототелевизионным устройством. При непосредственном исследовании планеты роль специального отсека выполнял спускаемый аппарат с теплозащитным покрытием, внутри которого находились парашюты для мягкой посадки, радиокомплекс и системы, обеспечивающие нормальное функционирование приборов на поверхности. По требованию Академии наук предусматривалась стерилизация спускаемых аппаратов.
В августе 1962 года на техническую позицию полигона доставили три межпланетные станции: две в «пролётном» и одну в «посадочном» вариантах.
Блок «Л» ракеты «Молния» (8К78) с межпланетной станцией серии 2МВ
Как раз в это время на Кубу в рамках операции «Анадырь» были отправлены баллистические ракеты средней дальности Р-12 и Р-14 с термоядерными боеголовками мощностью до 2,5 Мт. По утверждению генерала армии Анатолия Ивановича Грибкова, непосредственно отвечавшего за планирование, организацию и осуществление операции, соотношение ракетно-ядерных сил между СССР и США в то время составляло 1:4,5. В распоряжении Советского Союза находилось всего лишь двадцать четыре стартовые установки с межконтинентальными ракетами: для двадцати Р-16 (8К64) с дальностью полёта 11 000-13 000 км и четырёх Р-7А (8К74) с дальностью полёта 8500 км. Доставка ракет на Кубу должна была изменить соотношение в пользу СССР, но натолкнулась на активное противодействие США.
Можно встретить мнение, будто бы Советский Союз в период разразившегося в сентябре 1962 года военно-политического кризиса активно готовился к началу войны. В то же время работа, проводившаяся на космодроме Байконур, который был одной из площадок для пуска в том числе боевых ракет, свидетельствует об обратном. Борис Черток вспоминал:
«Мы, не подозревая о степени опасности происходящих за океаном событий, в режиме круглосуточной сменной работы готовили к пуску четырёхступенчатую ракету 8К78 по программе попадания или, на худой конец, пролёта вблизи Марса.
На полигоне сконцентрировалась вся «межпланетная элита», кроме Королёва. Келдыш счёл необходимым лично следить за подготовкой и особое внимание уделял состоянию аппаратуры для исследований в околомарсианском пространстве.
Опираясь на опыт предыдущего года, мы установили на технической позиции двухсменную работу по 12 часов. Три ракеты-носителя и три космических аппарата готовились параллельно с небольшими сдвигами. Астрономические сроки вынуждали нас планировать пуск всех трёх в интервале с 24 октября по 4 ноября. В случае опоздания пуски теряли смысл и должны были переноситься на следующий год. Сразу после первого пуска 24 октября, если три ступени отработают нормально, на старт через сутки вывозят следующую ракету. Тот же цикл повторяем для следующей ракеты.
21 октября утром первая марсианская ракета была без особого торжества вывезена и установлена на стартовую позицию. Началась её круглосуточная подготовка.
22 октября президент Кеннеди зачитал по телевидению в обращении к американскому народу заявление о «наступательных русских ракетах, несчастных кубинцах, нарушении советскими своих обязательств, цене свободы и необходимости осуществить карантин». Только из этого обращения Кеннеди мы, первые в стране ракетчики, узнали о новом размещении ракет, разработанных нашими коллегами из Днепропетровска.
24 октября утром «семьдесят восьмая» с аппаратом 2МВ-4 № 1 ушла со старта. Все три ступени благополучно работали. Четвертая ступень — блок «Л» — не запустилась, и марсианский объект остался бесполезным спутником Земли.
Мы нигде не сообщали о подготовке пуска к Марсу. Американские средства ПВО в такой напряжённой обстановке могли принять этот пуск за боевой. К счастью, радиолокационная техника, а может быть, и предварительная разведка позволяли им уже тогда отличать космические пуски от боевых.
25 октября на старт была вывезена следующая ракета 8К78 с аппаратом 2МВ-4 № 4, в расчёте на пуск не позднее 29 октября. Этот «Марс» и оказался на стартовой площадке №1 в часы кульминации Карибского кризиса. Мир стоял на пороге термоядерной войны, а мы преспокойно готовили ракету для пуска в сторону Марса, в надежде удовлетворить извечное любопытство человечества».
Кубинский ракетный кризис. Хрущёв против Кеннеди. Карикатура в западной прессе
Тем не менее, когда ситуация обострилась до предела, военные предприняли необходимые меры. Черток вспоминал:
«Ранним утром 27 октября после бессонной ночи, убедившись, что со всеми очередными неприятностями в МИКе [Монтажно-испытательном корпусе] мы справились, я отправился отдохнуть. Проснувшись от непонятной тревоги, быстро пообедал в пустой столовой — «буржуйке» — так именовалась столовая руководящего состава — и отправился пешком к МИКу.
Неожиданно в проходной, где обычно дежурил единственный солдат, не очень внимательно проверявший пропуска, я увидел группу автоматчиков, а мой пропуск рассматривали с исключительным вниманием. Наконец меня пропустили на территорию «технички», и там, к своему удивлению, я опять увидел автоматчиков, которые по пожарной лестнице забирались на крышу МИКа. Другие группы солдат в полном боевом снаряжении, даже с противогазами, разбегались по периферии охраняемой зоны. Когда я зашёл в МИК, то сразу бросилось в глаза, что стоявшая у стенки всегда зачехлённая «дежурная» боевая ракета Р-7А, на которую мы никогда не обращали внимания, была расчехлена, вокруг неё суетились солдаты и офицеры, а у нашей, третьей по счету, марсианской — не было ни души.
Меня окружили наши испытатели с недоумёнными вопросами и жалобами. Часа два назад все военные получили приказ прекратить работы с марсианским носителем, немедленно готовить к вывозу на старт пакет дежурной боевой машины.
Пока я соображал, что предпринять, в монтажном зале появился [полковник Анатолий Семёнович] Кириллов. Вместо обычной при встрече приветливой улыбки он поздоровался с мрачно-тоскливым видом, как на похоронах. Не отпуская протянутую для пожатия руку, тихо сказал:
— Борис Евсеевич, я должен срочно вам сообщить нечто важное.
Мы с Кирилловым уже давно перешли на «ты», и это его столь формальное обращение на «вы» сразу отбило у меня охоту предъявлять претензии по поводу прекращения испытательных работ в МИКе.
Мы зашли в его кабинет на втором этаже. Здесь Кириллов, заметно волнуясь, рассказал:
— Ночью я был вызван в штаб к начальнику полигона. Там были собраны начальники управлений и командиры воинских частей. Нам было сказано, что полигон должен быть приведён в готовность по расписанию военного времени. В связи с кубинскими событиями возможны воздушные налёты, бомбардировка и даже высадка американского воздушного десанта. Все средства ПВО уже приведены в боевую готовность. Полёты наших транспортных самолётов запрещены. Все объекты и площадки взяты под усиленную охрану. Передвижение транспорта по дорогам резко ограничено. Но самое главное — я получил приказ вскрыть конверт, который хранился в особом сейфе, и действовать в соответствии с его содержанием. Согласно приказу, я обязан обеспечить немедленную подготовку на технической позиции дежурной боевой ракеты и пристыковать боевую головную часть, находящуюся в особом хранилище, вывезти ракету на старт, установить, испытать, заправить, прицелить и ждать особой команды на пуск. Всё это уже выполнено на 31-й площадке. Я дал все необходимые команды и здесь, по второй площадке. Поэтому расчёты сняты с марсианской и переброшены на подготовку боевой ракеты. Через два часа сюда будет доставлена головная часть с боезарядом. Тогда все, не занятые стыковкой боевой части с ракетой, будут удалены.
— Куда удалены? — не выдержал я. — В голове — три мегатонны! Не удалять же за сто километров!
— О мегатоннах я ничего не знаю, три или десять — меня не касается, а порядок есть порядок. При работе с боевыми зарядами посторонних поблизости быть не должно. Теперь о самом неприятном. Со старта марсианскую ракету снимаем, освобождаем место. Всё это я уже доложил председателю Госкомиссии и просил дать указание, чтобы по всем службам объявили об отмене готовности к пуску на 29 октября. Председатель не согласился и сказал, что такую команду можно передать и завтра. Он пытался звонить в Москву, но все линии связи с Москвой сейчас под особым контролем и никаких разговоров, кроме приказов и указаний штаба ракетных войск и докладов о нашей готовности, вести нельзя».
К счастью, ситуация разрешилась благополучно. 27 октября брат американского президента Роберт Кеннеди встретился с послом Анатолием Фёдоровичем Добрыниным и предложил убрать советские ракеты с Кубы в обмен на заверение в том, что вторжение американских войск туда не состоится. Советский лидер Никита Сергеевич Хрущёв согласился уступить.
На Байконуре отменили подготовку пуска межконтинентальных боевых ракет, а команде «марсиан» разрешили заняться привычной им работой.
Путь к Марсу
Автоматическая межпланетная станция 2МВ-4 №2 успешно стартовала 1 ноября 1962 года. В открытой печати она получила название «Марс-1». Её главной задачей был пролёт над марсианской поверхностью для фотографирования с последующей передачей изображения по радиолинии на Землю. Заодно учёные надеялись выяснить свойства космического пространства вблизи Марса, установить факт существования магнитного поля, его интенсивность и расположение магнитных полюсов по отношению к оси вращения планеты.
Снимок межпланетной автоматической станции «Марс-1», полученный 2 ноября 1962 года на телескопе Крымской астрофизической обсерватории. Стрелками отмечены «Марс-1» (верхняя точка) и блок ракеты-носителя (нижняя)
«Посадочную» станцию 2МВ-3 №1, запущенную 4 ноября, постигла неудача. Четвёртая ступень ракеты-носителя (блок «Л») не смогла запуститься из-за вибраций, возникших в центральной ступени. Колебания были вызваны кавитацией в трубопроводе окислителя, что повлияло на последовательность процессов зажигания, и спустя 33 секунды прошла команда на отключение двигателя. Считается, что станция вместе с четвёртой ступенью вошла в атмосферу 10 января 1963 года.
Тем временем к соседней планете впервые в истории летел рукотворный объект — «Марс-1». Его путешествие тоже сопровождалось проблемами. Сразу же после запуска резко упало давление в одном из двух баков с азотом из-за его утечки вследствие неплотно прилегавшего клапана. Как выяснили специалисты, при изготовлении было допущено загрязнение поверхности седла клапана канифолью. Утечка газа привела к выходу станции из-под контроля.
Полноразмерный макет автоматической межпланетной станции «Марс-1» (2МВ-4) в Музее космонавтики в Москве
Спустя несколько дней бак опустел, и наземному центру управления удалось использовать газ в оставшемся баке для «подавления» кувыркания и возвращения станции в положение ориентации по Солнцу. Однако значительная часть азота была растрачена, поэтому больше нельзя было навести остронаправленную параболическую антенну на Землю или осуществить коррекцию курса на промежуточном участке траектории. Связь поддерживалась полунаправленной антенной со средним коэффициентом усиления.
2 марта 1963 года уровень сигнала начал снижаться, и 21 марта связь с «Марсом-1» была потеряна — на расстоянии 106 706 000 км от Земли. 19 июня станция молчаливо пролетела мимо соседней планеты — в 193 000 км от её поверхности.
Несмотря на скромный конечный результат, советские учёные получили информацию о межпланетном пространстве: интенсивности космических лучей, напряжённости магнитного поля, «солнечном ветре» и метеорных потоках. В дальнейшем эти данные использовалась при проектировании новых космических аппаратов.
Источник