'Лунная тема' после Н-1-Л3

   

    Читатели нашего журнала, ознакомившись со статьями о проекте Н1-Л3 ("Авиация и космонавтика", 1991, ? 12 и 1992, ?1,2, 9), заметили, что рассказ о советской лунной программе прервался как бы на полуслове. Учитывая пожелания И. Конюхова из Ленинградской области, Р. Гнатюка с Украины и других, мы продолжаем освещать работы по лунной тематике, проводившиеся в СССР после описанных ранее событий.

   

    В. Мишин, возглавивший после смерти С. Королева Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ), всеми силами способствовал проведению лунной программы. Но руководство отрасли и страны под впечатлением успешной высадки на Луну американских астронавтов сочло бесперспективным осуществлять проект Н1-Л3 в его первоначальном варианте. Однако в связи с огромным объемом уже проделанных работ быстрого закрытия программы не последовало, хотя финансирование и темпы резко сократились. "Наверху", видимо, еще теплилась надежда на то, что у американцев что-нибудь сорвется и тогда можно будет наверстать упущенное, стремительным рывком "выскочить" вперед.

    Шаткость и двусмысленность такого положения были очевидны. Чтобы не растерять накопленного опыта и одновременно достигнуть поставленной цели - высадиться на Луну, ЦКБЭМ по предложению В. Мишина в 1972 году разработало улучшенный вариант лунного ракетно-космического комплекса - Н1-Л3М. Предлагалось основательно форсировать носитель Н-1 и создать новый корабль для полета по оригинальной двухпусковой схеме. При этом планировались не кратковременные визиты на поверхность "ночного светила", а подготовка необходимой инфраструктуры для устройства в недалеком будущем лунной базы и проведения экспедиций средней продолжительности (до трех месяцев). Получалось, что при финансировании, не выходящем за рамки бюджетных ассигнований на Н1-Л3, уже к 1978-1980 годам могла появиться реальная возможность выполнения новой программы.

    Одним из наиболее слабых мест проекта Н1-Л3 признавалась явно недостаточная надежность стыковки лунного орбитального корабля (ЛОК) со стартовавшим с поверхности Луны лунным кораблем (ЛК). Виной тому были малые возможности радиоэлектронных систем кораблей, недостаточная изученность условий навигации вблизи Луны и невозможность оказания космонавтам всесторонней и своевременной поддержки с Земли, как это делается при стыковке кораблей на околоземной орбите. Требовались новые подходы.

    Простым, но не самым экономичным был бы полет по "прямой схеме" без стыковок на орбите. При этом весь корабль совершает посадку на Луну. После выполнения программы исследований возвращаемая часть корабля стартует с Луны, а на подлете к Земле от нее отделяется спускаемый аппарат (СА) и совершает вход в атмосферу со второй космической скоростью, управляемый спуск и парашютную посадку. Однако для такого полета даже с простейшим и легким кораблем необходимо было создать ракету-носитель (РН), приблизительно в полтора раза превосходящую Н-1 по грузоподъемности.

    Возможности постепенного наращивания массы выводимого груза закладывались в проект Н-1 с самого начала, но реальным в ближайшее время могло оказаться только форсирование первой ступени Н-1, что давало прибавку в массе полезного груза только в 10-11 процентов.

    Вот почему решили остановиться на модифицированном варианте "прямой схемы", при котором лунный корабль и тормозной ракетный блок выводятся на околоземную орбиту по отдельности своими Н-1. Затем каждый с помощью собственных разгонно-тормозных блоков (РТБ) выходит сначала на траекторию полета к Луне, а затем на селеноцентрическую орбиту, где и происходит их стыковка. При этом, если стыковка сорвалась, космонавты возвращаются на Землю. Тормозной блок используется для схода ЛК с окололунной орбиты и гашения скорости, а на некоторой высоте от поверхности Луны происходит его отделение. Мягкая посадка производится с помощью двигательной установки (ДУ) и посадочных опор корабля. Для возвращения необходимы отделение посадочных приспособлений и взлет с работающим на полной тяге двигателем Л К. После старта с Луны корабль должен выйти на селеноцентрическую орбиту, с которой взять курс к Земле или сразу же перейти на траекторию возвращения.

    Использование варианта "прямой схемы" позволяло оснастить корабль сложным комплексом более совершенной радиоэлектронной аппаратуры для точного и надежного выполнения маневров, связанных с поиском, встречей и стыковкой на окололунной орбите. Кроме того, такой более крупный ЛК имел бы большую свободу маневра вблизи поверхности для выбора места посадки.

    В этом проекте наряду с широким использованием задела, разработанного по программе Н1-Л3, предусматривалось и создание некоторых новых элементов системы. Если в качестве тормозного мог быть использован несколько модифицированный блок "Д" комплекса Л-3, то сам корабль и РТБ приходилось создавать практически заново.

    РТБ, заменяющий в проекте Н1-Л3М блок "Г" и частично "Д" комплекса Л-3, должен был стать первой советской высокоэнергетической ступенью. На нем предполагалось установить четыре кислородно-водородных ЖРД, разработку которых поручили ОКБ А. Исаева во второй половине 1960-х годов. И если по РТБ выпустили лишь чертежи, то ЖРД был доведен до стадии наземных огневых испытаний. Первый советский криогенный двигатель, построенный по совершенной замкнутой схеме, получился очень экономичным и надежным. Он превосходил аналогичный американский ЖРД, разработанный фирмой "Пратт-Уитни" для верхней ступени РН "Атлас-Центавр". Несмотря на закрытие лунной программы, в КБ продолжали совершенствовать двигатель, сделав его конкурентоспособным на мировом рынке. Так, по контракту Индийскому космическому агентству будет отправлено несколько первых летных экземпляров этого ЖРД и техдокументация для его изготовления по лицензии.

    Сам корабль проекта Н1-Л3М внешне несколько напоминал ЛК комплекса Л-3. Он состоял из ДУ, в целом аналогичной по компоновке блоку "Е" Л К проекта Л-3, к которой снизу крепилось лунное посадочное устройство, а сверху - коконообразный обитаемый блок (ОБ). Двигатели ДУ были задублированы, работали на долгохранимом самовоспламеняющемся топливе и имели возможность регулирования тяги в широком диапазоне. В ОБ находился спускаемый аппарат, установленный нижней частью на герметизированный приборный отсек. Во время различных операций в полете и на лунной поверхности космонавты должны были выходить из СА и работать во внутренних объемах ОБ, обеспечивающих не только свободный доступ к приборам управления, но и хороший обзор, облегчающий выбор места посадки. При приближении к Земле производилось разделение ОБ и выход из него СА.

    После успешного завершения программы "Аполлон" советский лунный проект в каком бы то ни было виде потерял свою престижность. Денег на вариант Н1-Л3М выделено не было. Кроме того, в связи с задержкой летных испытаний ракеты Н-1, программа освоения Луны была переориентирована на беспилотные полеты с постепенным уменьшением числа запусков автоматических станций и последовательным сворачиванием и этой программы под лозунгом "Исследования Луны полностью окончены".

    С самого начала 1970-х годов работы по Н1-Л3 под давлением Министерства общего машиностроения практически свелись к отработке ракеты Н-1, чтобы создать хотя бы носитель. Все четыре его пуска закончились неудачно, что угнетающе подействовало на исполнителей программы и со злорадством встречено противниками ракеты, которых к тому времени стало предостаточно. Создателей Н-1 все чаще вызывали "на ковер", и им в очередной раз приходилось доказывать свою правоту. Ритмичность работ из-за неразберихи была сорвана, а в кулуарах "фирм" пущен слух о якобы грядущем "закрытии" Н-1.

    После снятия В. Мишина с поста руководителя ЦКБЭМ и назначения на его место в мае 1974 года В. Глушко работы по Н-1 во вновь образованном научно-производственном объединении (НПО) "Энергия" в кратчайшие сроки полностью свернули.

    Академик Глушко еще до прихода в ЦКБЭМ предлагал создать ряд РН, образованных путем параллельного соединения различного количества стандартных блоков. На каждом из них он планировал установить ЖРД тягой более 1000 тс, в котором должны были найти применение все передовые решения в области двигателестроения и большой опыт ГДЛ-ОКБ, выходцем откуда он был.

    Еще в начале 1960-х годов специалисты ОКБ С. Королева подвергли эту идею критике с точки зрения неоптимального деления на ступени, из-за использования токсичных компонентов и несоответствия критерию "стоимость - эффективность". Однако, умело манипулируя терминами "многоразовость" и "универсальность", академик убедил руководство страны в необходимости замены не оправдавшей надежд ракеты Н-1 на "универсальный ряд многоразовых ракет-носителей", которые должны были стать основой новой концепции транспортной космической системы СССР. Целый год, прошедший после назначения В. Глушко на должность руководителя НПО "Энергия", сотрудники отдела, разрабатывавшего Н-1, пытались доказать новому генеральному нерациональность создания нового поколения носителей. Однако он был неумолим и в октябре 1974 года, представляя комплексный план работы объединения на ближайшие годы, ясно дал понять, что в нем нет места Н-1. Но разработчики только в 1976 году приступили к проектированию системы, лишь в самых общих чертах напоминающей глушковский "ряд".

    Можно было подумать, что В. Глушко закрывал лунную программу. Это не так. Он "прихлопнул" только носитель. О лунной же программе академик был совершенно иного мнения. В одном из пунктов комплексного плана 1974 года он предусмотрел создание долговременной научно-исследовательской базы на Луне. В качестве основного транспортного средства для доставки космонавтов и грузов В. Глушко предлагал лунный экспедиционный корабль (ЛЭК). Он представлял его вместе с колоссальным носителем "Вулкан". Новая ракета, вышедшая из прежних задумок Глушко, явно проигрывала Н-1 эстетически, хотя и поражала своими характеристиками. Имея стартовую массу примерно на 60 процентов больше, чем у Н-1, она выводила на низкую околоземную орбиту груз 200 т, к Венере - 54 т, а к Марсу - 52 т. Доставку ЛЭКа на селеноцентрическую орбиту предполагали проводить с помощью криогенного блока "Везувий" с кислородно-водородными ЖРД небольшой тяги, но высокого удельного импульса.

    ЛЭК создавался для выполнения экспедиции по чисто "прямой" схеме и состоял из трех блоков: посадочной и взлетной ступеней и обитаемого блока. Посадочная ступень, оснащенная мощным основным и четырьмя рулевыми ЖРД, по конфигурации напоминала восьмигранную посадочную ступень лунного модуля корабля "Аполлон". ОБ и взлетная ступень были похожи на такие блоки Н-1-Л3М.

Лунный экспедиционный корабль

    В одном из вариантов экспедиции экипаж стартовал бы, находясь в СА, расположенном внутри обитаемого блока ЛЭКа. Однако предлагалось запускать экипаж к беспилотному ЛЭКу и с помощью отдельно выводимого на орбиту "Союза" с последующей стыковкой кораблей и переходом космонавтов в ОБ лунного корабля. В остальном полет ЛЭКа был стандартен для "прямой схемы": старт с околоземной орбиты и выход на окололунную орбиту с помощью РТБ "Везувий", затем отделение ЛЭК от пустого блока и спуск на поверхность с помощью двигателей посадочной ступени. Далее, после того как все дела космонавтов на Луне будут закончены, взлетная ступень с помощью собственного двигателя должна была выводить ОБ на траекторию полета к Земле. Перед входом в атмосферу - отделение СА от ОБ.

    Руководство страны не испытало никакого энтузиазма по поводу "новой" лунной программы и не спешило выделять деньги на осуществление планов В. Глушко. Вставшая в те же годы перед отечественной космонавтикой задача создания многоразового транспортного корабля отодвинула разработки по лунной тематике на второй план. Глушко до самых последних дней своей жизни пытался убедить "верхи" в необходимости финансирования программы освоения Луны, но сделать ему этого так и не удалось, хотя разработка отдельных частей системы дошла до эскизного проектирования.

    Отвечая на вопрос о том, существует ли сейчас возможность пилотируемых полетов на Луну, можно сказать, что ракетно-космическая система "Энергия", даже в ее нынешнем состоянии, позволяет послать к Луне корабль, по массе превышающий комплекс Л-3. Однако ни реальных проектов подобных кораблей, ни финансового обоснования таких экспедиций сегодня нет.