Последний космический шанс

2.1. Туннель в небе

Популяризаторы, рассказывая о стратегии космонавтики, привычно цитируют Циолковского: «Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчет, и уже в конце концов исполнение венчает мысль». Но так можно говорить только о теоретической космонавтике. Продолжая этот ряд с переходом к практике, можно добавить, что первое «исполнение, венчающее мысль» – это научная разведка; за разведкой следует осознание возможностей и границ; за осознанием – конструкторские решения, позволяющие расширить возможности и преодолеть границы.

Для пояснения нового ряда приведу напрашивающийся пример, развеяв еще одну иллюзию. «Летающие острова» придумали задолго до основоположников теоретической космонавтики – это, по определению Циолковского, была мысль/фантазия/сказка. Основоположники, прикинув на логарифмических линейках, доказали, что межпланетные сообщения можно сделать куда более легкими, если организовать на околоземных орбитах промежуточную базу (т. е. орбитальную станцию) для заправки, ремонта, научных экспериментов и смены экипажей космических кораблей. Причем каждый из основоположников по-своему понимал главное назначение станции. Константин Циолковский лелеял утопическую надежду, что на орбитальных станциях будут жить лучшие из лучших – гениальная элита человечества, которая построит более совершенное общество. Герман Оберт смотрел на будущее более прагматично, полагая, что станции можно использовать для проведения научных экспериментов в условиях невесомости, для разведки и картографирования, для воздействия на климат или в качестве стратегического оружия массового поражения. Герман Ноордунг соглашался с Обертом и добавлял к списку, что на станции можно разместить большой телескоп, который кардинально расширит возможности астрономии. Ари Штернфельд в принципе разделял мнения предшественников о возможных применениях орбитальных станций, но во главу угла ставил обеспечение полетов на Луну и к другим планетам.

Возник первый практический вопрос: на какой высоте разместить станцию? Основоположники ракетостроения знали, что влияние даже очень разреженной атмосферы будет тормозить станцию, но точных данных о том, как высоко распространяется воздух, не было. Опираясь на наблюдения метеоров, был сделан вывод, что на высоте порядка 1000 км влияние будет близко к нулю, а значит, орбитальная станция, выведенная на такую орбиту, сможет оставаться там неограниченное время. Это, по определению Циолковского, был научный расчет.

Однако оставалась загадкой физическая природа среды на такой высоте. Понятно, что там вакуум. Но почему в таком случае этот вакуум не пропускает радиосигналы? Эффект отражения небом радиоволн был открыт в начале XX века, а в 1902 году выдающийся английский физик-самоучка Оливер Хевисайд выдвинул гипотезу, что в высших слоях атмосферы существует электропроводящий слой. Впоследствии существование такого слоя подтвердили – он получил название «ионосфера», поскольку наполнен ионами газов, заряженными солнечными и космическими лучами. Наличие ионосферы беспокоило основоположников космонавтики – получалось, что этот слой фактически блокирует радиосвязь Земли с орбитальной станцией и межпланетными кораблями. Сразу возникла идея установить на космические аппараты оптический телеграф, но такая форма связи заметно утяжелила бы конструкцию. К счастью, в первой половине 1930-х годов были запатентованы радиопередатчики на ультракоротких волнах, для которых ионосфера – не помеха. Проблема решилась сама собой, но главное и, пожалуй, самое неприятное для космонавтики открытие было впереди.

Всерьез структурой земной атмосферы занялись после Второй мировой войны, когда осознали стратегическое значение больших высот. Запускались тысячи воздушных шаров, аэростатов и специальных змеев, в небо поднимались летающие лаборатории. Тогда же бурное развитие переживало ракетное зондирование атмосферы. Собственно, первые робкие попытки в этом направлении предприняла еще команда Вернера фон Брауна, однако баллистические ракеты А-4АУ-2 предназначались прежде всего для войны, поэтому большую научно-исследовательскую работу с ними развернуть не удалось. Зато такими исследованиями занялись бывшие союзники по антигитлеровской коалиции. Весной и летом 1946 года американцы запускали с полигона Уайт-Сэндз (штат Нью-Мексико) собранные из готовых немецких узлов ракеты А-4 с доработанными под научные цели головными частями. В Советском Союзе аналогичные запуски начались через год, осенью 1947 года, на полигоне Капустин Яр. И там, и там удалось получить довольно большой объем материала по химическому составу, давлению и температурам на высотах от 70 до 100 км. Каких-то особых природных аномалий ученые не выявили, что внушало оптимизм. Однако ракеты на основе А-4 не могли подняться высоко: «потолок» самой глубокой ее модификации Р-5А, сконструированной в бюро Сергея Королёва, не превышал 500 км. Поэтому открытие радиационных поясов стало полной неожиданностью.

Сегодня известны два главных радиационных пояса: внутренний и внешний. Внутренний был открыт в феврале 1958 года с помощью первого американского спутника «Экплорер-1» (“Explorer-1”). Он начинается на высоте 500 км и простирается до высоты 10 тыс. км. Внешний радиационный пояс, открытый позднее советскими научными спутниками, занимает высоты от 13 до 60 тыс. км. Пояса представляют собой потоки заряженных высокоэнергетических частиц (в основном протонов и электронов), которые оказались захвачены магнитным полем Земли. При этом уровень радиации во внутреннем поясе почти не меняется с течением времени, а во внешнем – зависит от солнечной активности и других космических факторов.

Что это открытие означало для космонавтики? То, что более или менее высокие орбиты закрыты для размещения обитаемой орбитальной станции – даже под прикрытием мощной защиты космонавт все время будет подвергаться опасности схватить опасную для здоровья дозу радиации. Кстати, проблемы на орбитах выше 500 км испытывает не только пилотируемая, но и беспилотная космонавтика: панели солнечных батарей и полупроводниковые микросхемы деградируют (разрушаются на молекулярном уровне) под бомбардировкой заряженными частицами, и во время вспышек на Солнце старые спутники выходят из строя.

Первый американский искусственный спутник «Explorer-1» и его создатели: Уильям Пикеринг, Джеймс Ван Аллен и Вернер фон Браун

Запуски первых спутников, которые должны были дать ответы на тревожащие вопросы о состоянии околоземного пространства, можно назвать научной разведкой. Открытие радиационных поясов в ходе этой разведки привело к осознанию новых границ, которые установила природа. От амбициозных планов основоположников космонавтики пришлось отказаться, но стоит ли отказываться от самой идеи орбитальной станции? На этот счет у теоретиков в начале космической эры не было единого мнения. И тут определяющим фактором стала технология, а точнее – ее выражение в грузоподъемности ракет. Прошу вас запомнить словосочетание «грузоподъемность ракет», ведь от него напрямую зависят наши возможности по освоению космоса.

Мы знаем (обсуждали в предыдущей главе), что первые тяжелые баллистические ракеты были созданы в нацистской Германии командой молодого талантливого конструктора Вернера фон Брауна. Если быть скрупулезным в деталях, то следует отметить, что инженеры Третьего рейха создали целую линейку ракет, но в серийное производство пошла только одна из них – А-4, известная ныне как V-2 (Фау-2). Именно этими ракетами немцы обстреливали в конце войны Лондон, Антверпен и другие города. Именно эти ракеты достались союзникам по антигитлеровской коалиции (СССР, США и Великобритании) в качестве наиболее «прорывного» научно-технического трофея. Именно их существование побудило руководство СССР и США пересмотреть свое отношение к перспективам развития баллистических ракет и фактически спровоцировало ракетно-космическую гонку. Однако грузоподъемность А-4 не превышала одной тонны – т. е. она могла доставить полезную нагрузку (в данном случае боеголовку с химической взрывчаткой) на заданное расстояние в 260 км. В качестве космической она не годилась, потому что в принципе не могла развить космическую скорость даже без полезной нагрузки. Дело в том, что в качестве компонентов топлива в ней использовались этиловый спирт и кислород. Такой выбор был сделан не от хорошей жизни – конструкторы столкнулись с массой технических проблем, а решать их приходилось быстро. Спирт менее калориен, чем нефтепродукты, а скорость истечения продуктов его сгорания меньше, чем у керосина. Но у спирта имеется и серьезное достоинство по сравнению с керосином – более низкая температура факела, что упрощает систему охлаждения камеры сгорания. Кроме того, можно снизить вес ракеты – спирт требует при горении меньшее количество окислителя (чтобы полностью сжечь 1 кг бензина, необходимо иметь 3,5 кг кислорода, а для того, чтобы сжечь 1 кг спирта, понадобится около 2 кг кислорода). Если бы перед инженерами Третьего рейха была поставлена задача сконструировать космическую ракету, то, возможно, они все-таки остановились бы на керосине, но для боевой оказалось достаточно спирта.

Команда Сергея Королёва тоже делала боевые ракеты – вот только главная цель для советских ракет находилась не в соседнем государстве, а на другом континенте. И груз, который требовалось доставить, вырос до 5,5 т – именно столько, по прикидкам советских физиков, должен был весить термоядерный заряд. Так появилась ракета Р-7 («семерка»), которая и стала в 1957 году первым космическим носителем в истории, выведя «Спутник-1» на орбиту.

Наличие ракеты с грузоподъемностью пять тонн оказалось решающим. У американцев к тому моменту были лишь две ракеты, которые могли быть использованы для космических запусков: «Авангард» (“Vanguard”) с грузоподъемностью 10 кг и «Юпитер Си» (“Jupiter C”, “Juno I”) с грузоподъемностью до 30 кг. Благодаря этим ракетам, были запущены первые американские спутники: «Авангард-1» (“Vanguard-1”) весом 1,5 кг и «Эксплорер-1» (“Explorer-1”) весом 13,9 кг. Достаточно просто сравнить с массой советских спутников, чтобы увидеть разницу: простейший «Спутник-1» весил 83,6 кг (причем в техзадании фигурировал лимит 100 кг); биологический «Спутник-2» с собакой Лайкой весил 508,3 кг; космическая лаборатория «Спутник-3» весила 1327 кг.

Старт межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7»

При этом на орбиту выходили не только спутники, но и центральные блоки ракет-носителей Р-7 (блок «А», вторая ступень), «сухая» масса которых превышала 7 т! Имея такой запас грузоподъемности по сравнению с американцами, команда

Королёва без особого напряжения брала один приоритет за другим. В сущности советские конструкторы могли не мучиться с начинкой спутников, а запускать в космос простые болванки – даже в этом случае их достижения имели бы не только спортивный, но и научный смысл: наблюдение за изменением траектории таких болванок само по себе давало ученым гораздо больше информации об околоземном пространстве, чем все теоретические соображения вместе взятые.

Американские специалисты прекрасно сознавали главную причину своего отставания. В публикациях конца 1950-х годов они прямо сообщают о превосходстве Советов в области ракетостроения, как бы оправдываясь перед налогоплательщиками за то, что не могут воспроизвести достижения конкурентов. Разница в грузоподъемности сказалась и на следующем этапе ракетно-космической «гонки». Команда Сергея Королёва модернизировала «семерку», облегчив ее и повысив тягу двигателей за счет конструкторских решений. Затем к ракете добавили еще одну ступень, и запуск пилотируемого корабля «Восток» стал вопросом ближайшего времени. Причем его создатели из королёвского ОКБ-1 располагали гарантированной грузоподъемностью в 5 т, что по тем временам казалось чем-то безграничным. Они могли позволить себе дублировать основные системы и даже отказаться от ручного или дистанционного управления: «Восток» выглядел настоящим космическим роботом-трансформером, способным выполнить всю программу миссии от начала и до конца без участия пилота или наземных служб, что наглядно продемонстрировали первые же испытательные запуски.

В американской программе «Меркурий» (“Mercury”) все было сложнее. Когда президент Дуайт Эйзенхауэр поставил перед космическим агентством НАСА задачу перехватить стратегическую инициативу у Советов и завоевать приоритеты в пилотируемой космонавтике, ракеты стали главным камнем преткновения. Как и в случае со спутниками, рассматривались два варианта: суборбитальный полет с использованием спиртовой ракеты «Рэдстоун» (“Redstone”) и короткий орбитальный полет с использованием боевой керосиновой ракеты «Атлас-Д» (“Atlas-D”). При этом расчетная масса корабля составляла всего лишь 1118 кг – почти в пять раз меньше «Востока». Конструкторам было не развернуться, и они буквально «нашпиговали» кабину оборудованием. В итоге американский пилот не садился в корабль, а «надевал» его на себя. Дело доходило до курьезов – зная, что суборбитальный прыжок астронавта займет всего пятнадцать минут, разработчики решили, что ассенизационное устройство не пригодится, и не стали проектировать его. Однако ближе к запускам выяснилось, что пилоты после «надевания» корабля проводят часами на старте, поэтому их пришлось снабдить специальными впитывающими подгузниками – прототипами современных «памперсов». На орбитальную версию корабля устанавливался мочеприемник, а специальная диета исключала более серьезную потребность.

Все эти выкладки могут показаться вам скучными, однако именно возможность доставить на орбиту лишний килограмм определила развитие космонавтики на десятилетия вперед. Разумеется, конструкторы корабля «Меркурий» с удовольствием подождали бы, пока американская армия сделает им большую и красивую ракету с грузоподъемностью десяток тонн, но времени им на такое ожидание не дали. А поскольку попытка догнать и перегнать не удалась, вся программа «Меркурий» в сущности оказалась холостым выстрелом. Пожалуй, главным ее итогом можно назвать только возникновение агентства НАСА, которое благодаря поддержке правительства сумело сконцентрировать усилия в космической сфере и приступить к реализации более масштабных проектов.

Президент Джон Ф. Кеннеди, пришедший на смену Дуайту Эйзенхауэру, оказался в сложном положении. На его глазах США потеряли три исторических приоритета, имевших помимо спортивного еще и огромное политическое значение: первый спутник, первое попадание в Луну, первый космонавт. Следующим, столь же значимым, приоритетом могла быть только высадка человека на соседнем небесном теле. Но можно ли взять этот приоритет, имея столь значимое отставание по мощности ракет? Кеннеди обратился за советом к директору НАСА Джеймсу Уэббу. Тот заверил, что технически высадка на Луну реализуема до начала 1970-х годов, однако требуется значительное финансирование (33 млрд долларов), львиная доля которого пойдет на конструирование и изготовление огромных сверхтяжелых ракет. И решение было принято. С этого момента НАСА больше не гналось за приоритетами, сосредоточившись на главном – пилотируемой лунной экспедиции.

Расчеты показывали, что корабль, способный долететь до Луны и вернуться обратно, должен весить не менее 180 т. Для того чтобы вытащить такой груз на орбиту требовалась поистине колоссальная ракета, и ее даже начали проектировать в рамках проекта «Нова» (“Nova”). Получилось настоящее чудовище: высотой 110 м и со стартовой массой свыше 4500 т. А ведь таких ракет нужно было построить как минимум пять штук, не считая экземпляров для наземных испытаний. Создание ракеты «Нова» с учетом того, что имеющиеся тянули не более полутора тонн, уходило далеко за 1970 год, поэтому проект отвергли. Казалось, что адекватного решения нет. И тут вспомнили о концепции орбитальных станций. Она и оказалась спасительной.

2.2. Вокруг Луны

Дискуссия по вопросу о том, были ли американцы на Луне, бесконечна в своих вариациях. Я стараюсь не вступать в споры с «антиаполлоновцами», поскольку в своих рассуждениях они изначально допускают формальную, но ключевую ошибку, которую сами не замечают в упор. «Антиаполлоновцы» придираются к высказываниям специалистов, ищут нестыковки в документации, критикуют популярные фотокадры. Требуют (нагло) предоставить им «железобетонные» доказательства посещения американцами Луны, хотя материалов в интернете, включая оцифрованные кинозаписи экспедиций и новейшие снимки мест высадок, более чем достаточно. В общем берут на себя прокурорские функции, при этом забывая, что прокурор, согласно правовым нормам, исходит, как и адвокат, из презумпции невиновности, т. е. не может доказывать вину подозреваемого исключительно на основе своих подозрений. В случае с критикой программы «Аполлон» никакие придирки к представленным материалам не могут служить доказательством фальсификации высадки на Луну – таким доказательством может стать только надежная улика: например, подлинная ведомость на оплату киногруппы, участвовавшей в «фальсификации», или соответствующая инструкция «лжеастронавту». Но ничего подобного за десятилетия дискуссии и поисков представлено не было – все ограничивается несправедливыми обвинениями, конспирологическими теориями и пустыми перебранками. Если мы откажемся от презумпции невиновности, то докажем что угодно – вплоть до того, что в космос вообще никто никогда не летал, а Земля имеет форму чемодана. О чем тут вообще говорить?..

Что касается сомневающихся (т. е. тех, кто не в курсе темы совершенно, но не хотел бы выглядеть «дураком», принимая на «веру» американскую версию истории), то они прибегают к удивительно детским аргументам для обозначения своих сомнений. От них часто слышишь вопрос типа: «Если американцы так легко слетали на Луну в 1969 году, почему они не могут слетать туда сегодня?» Вопрос вызывает усмешку у знающего человека, но на самом деле в нем нет ничего смешного – ведь такие вопросы произрастают из той же мутной смеси невежества и иллюзорных представлений о возможностях космонавтики, что и современная вера в осуществимость быстрого рывка к Марсу, которая, как мы уже отмечали, до сих пор оказывает значительное влияние на идеологию и политику. А ведь ответ лежит на поверхности – все та же грузоподъемность!

Рассмотрим проблему подробнее, применительно к лунной экспедиции. Расчеты показали, что для полета на Луну нужен корабль массой 180 т. Для космонавтики это невероятная масса! Напомню, что первый советский космический корабль «Восток» весил около пяти тонн, а первый американский корабль «Меркурий» – около полутора тонн. Ракета-носитель на химическом топливе для доставки 180 т на орбиту получалась столь огромной, что проблематично было бы ее компоновать и обслуживать. Спасительной оказалась идея орбитальной станции: если корабль нельзя доставить на орбиту целиком, его можно разделить на два модуля поменьше, запустить их по отдельности, а затем состыковать и отправить к Луне. Но в таком случае для одной экспедиции нужно две большие ракеты с грузоподъемностью свыше 100 т. Их построить, конечно же, легче, но в таком случае придется готовить к запуску две ракеты практически одновременно, обеспечивать маневрирование тяжелых блоков в космосе и молиться, чтобы все прошло без сучка без задоринки, ведь надежность выполнения всей миссии при такой схеме заметно снижается. Сторонники прямого полета и оппоненты, стоявшие за сборку корабля на околоземной орбите, долго не могли прийти к согласию. Но победила третья и весьма оригинальная концепция, которую придумал молодой инженер Джон К. Хуболт и которая летом 1962 года была принята в качестве основы при реализации программы «Аполлон». Хуболт предложил отправлять корабль к Луне целиком и разделять его на селеноцентрической орбите; при этом лунный модуль (англ. Lunar Module – LM) с двумя астронавтами должен был совершить посадку, а командно-служебный (англ. Command Service Module – CSM) с одним астронавтом остаться на орбите, дожидаясь возвращения лунного. Новая схема тоже казалась технически сложной, но зато вдвое снижала грузоподъемность ракеты, позволяя осуществить экспедицию за один запуск.

В итоге сверхтяжелая ракета-носитель «Сатурн-5» (“Saturn V”), которая и должна была обеспечить пилотируемый полет к Луне, имела расчетную грузоподъемность 120 т, а реальная грузоподъемность получилась еще больше: 26 июля 1971 года ракета установила абсолютный рекорд, выведя на низкую опорную орбиту корабль «Аполлон-15» с разгонной ступенью общим весом 140,5 т! Только советская ракета «Энергия», созданная через полтора десятилетия, могла соперничать с «Сатурн-5» по грузоподъемности, но скажите мне: где она теперь и что от нее осталось?..

Понятно, что сама по себе схема Хуболта не столько решала технические проблемы, сколько добавляла их. Как обеспечить маневрирование на окололунной орбите? Как реализовать расстыковку, посадку, взлет лунного модуля и стыковку? Справятся ли астронавты с этими манипуляциями без поддержки наземных командных пунктов? Возможна ли в принципе посадка на Луну или модуль провалится в пыль, как предсказывают некоторые теоретики? Никто в 1962 году не мог ответить на эти важнейшие вопросы. Предстояла тяжелая работа. Американцы справились – и справились прежде всего потому, что сосредоточились на одной конкретной цели, к которой последовательно шли год за годом, не отвлекаясь на мелочи.

Среди россиян мало кто знает подробности этой космической эпопеи. К сожалению, в Советском Союзе они освещались скупо (тогда предпочитали обсуждать только собственные достижения), а в России и странах СНГ мало интересуются даже современной космонавтикой – что уж говорить о хорошо забытом старом? Из-за отсутствия информации у обывателя складывается впечатление, будто бы американцы сделали все в два шага: сначала запустили Алана Шепарда, а затем сразу полетели на Луну. Тут и закрадывается подозрение, что лунные высадки астронавтов были сняты в Голливуде. Чтобы развеять очередную иллюзию, я вкратце расскажу, чем занималось НАСА в период с 1962 по 1969 годы.

Старт ракеты-носителя «Titan II» с космическим кораблем «Gemini-4»

Прежде всего – агентство изучало Луну. Аппараты серии «Рейнджер» (“Ranger”) сделали тысячи детальных снимков лунной поверхности на траектории спуска – этим они доказали принципиальную возможность ориентации корабля при грядущих высадках. Аппараты серии «Луннар Орбитер» (“Lunar Orbiter”) провели подробное картографирование Луны – с их помощью удалось наметить и изучить подходящие места для высадки. Аппараты серии «Сервейер» (“Surveyor”) совершили мягкие прилунения и передали прекрасные изображения окружающей местности, что окончательно развеяло сомнения ученых.

Параллельно со сбором научной информации отрабатывались технические средства обеспечения лунных экспедиций, накапливался опыт космической деятельности. На базе межконтинентальной баллистической ракеты «Титан» (“Titan”), созданной американской фирмой «Мартин», была сконструирована и пошла в серию ракета-носитель «Титан-2» (“Titan II”). В качестве топлива использовались высококипящие компоненты, имевшие серьезные преимущества перед парой керосин + кислород: более высокая тяга и возможность длительного хранения ракеты в заправленном состоянии. Грузоподъемность ракеты «Титан-2» – 3810 кг, что было все еще заметно меньше грузоподъемности Р-7, но позволяло запускать на орбиту корабль с двумя астронавтами. Такой корабль, получивший название «Джемини» (“Gemini”), был вскоре создан – разные его модификации весили от 3187 до 3798 кг. Примечательный факт – наклонение орбиты кораблей серии «Джемини» не превышало 33°, так что случись что-нибудь в космосе с кораблем или астронавтами, никто, включая советских специалистов, ограниченных широтой Байконура, не смог бы им помочь.

Полеты «Джемини» начались беспилотными запусками прототипов 8 апреля 1964 года и 19 января 1965 года. Хотя испытания прошли успешно, корабль требовал доработки, и первый пилотируемый полет был осуществлен на «Джемини-3» лишь через год – 23 марта 1965 года. В первом же полете астронавты сумели оценить маневренные свойства корабля, вручную меняя орбитальную скорость (увеличение на 3 м/с) и наклонение орбиты (на 0,02°). Человеку со стороны такие результаты могут показаться удручающе скромными, ведь в то же самое время Советский Союз отмечал очередное достижение: 18 марта 1965 года Алексей Леонов вышел из корабля «Восход-2» в открытый космос и находился в свободном полете двенадцать минут. Только вот не нужно забывать, что «Восход» был все тем же «Востоком» (т. е. кораблем первого поколения), перекомпанованным специально для установления рекорда, что с технической точки зрения для 1965 года было серьезным отставанием от корабля второго поколения «Джемини-3», способного маневрировать и стыковаться на орбите. Именно отсюда можно начинать хронику поражения Советского Союза в «лунной гонке», но тогда об этом еще никто не догадывался. А вот отставание по выходам в открытый космос американцы преодолели в короткий срок: уже в полете 3 июня 1965 года на «Джемини-4» астронавт Эдвард Уайт на двадцать минут вышел в открытый космос, полетал вокруг корабля с использованием ручного реактивного устройства и вернулся назад, причем он и его напарник Джеймс Макдивитт пробыли в условиях вакуума больше часа! И еще один немаловажный факт: если экипаж «Восхода-2» практически сразу вернулся на Землю, то экипаж «Джемини-4» провел на орбите четверо суток, испытав, в частности, режимы ориентации в интересах программы «Аполлон». Таким образом, был сделан первый «маленький» шаг в сторону Луны.

А дальше полеты пошли один за другим. На «Джемини-5», стартовавшем 21 августа 1965 года, были испытаны электрохимические генераторы, созданные для кораблей «Аполлон», и радиолокатор, предназначенный для сближения модулей и стыковки. Кроме того, экипаж установил рекорд по продолжительности пребывания в космосе – почти восемь суток. Этот рекорд советские космонавты сумели побить только в июне 1970 года.

Корабль «Gemini-7» с борта корабля «Gemini-6» при их сближении в космосе

Экипаж «Джемини-7», вышедший на орбиту 4 декабря 1965 года, провел в космосе более тринадцати суток – т. е. время, которое займет полноценная лунная экспедиция. Здесь важно было доказать, что такое длительное пребывание в космосе не окажет губительное влияние на пилотов. А 15 декабря на ту же орбиту стартовал «Джемини-6», при этом корабли разделяло расстояние в 2000 км – за счет умелого маневрирования они сблизились до 36 м и продолжили совместный полет, в ходе которого «Джемини-6» подходил к «Джемини-7» на расстояние до трех метров! Астронавты могли не только переговариваться по радио, но и махать друг другу через иллюминаторы. Американские журналисты и популяризаторы с облегчением писали, что наконец-то США продемонстрировали свое лидерство в области пилотируемой космонавтики. Ничего похожего в то время Советский Союз предложить попросту не мог.

Не стоит думать, что у НАСА все шло гладко. При перечислении я, разумеется, опустил разные аварийные ситуации на Земле и в космосе, но, уверяю, их было в избытке. Однако подлинный «цирк» начался, когда пришло время отрабатывать процедуру стыковки. В качестве модели командно-служебного модуля, с которым надо было состыковаться при возвращении с Луны, использовалась ступень-мишень «Аджена-Д» (“Agena D”). «Джемини-8» стартовал к ней 16 марта 1966 года (кстати, командиром корабля был Нейл Армстронг) и сумел без проблем пристыковаться. Однако после совершения процедуры корабль в связке с мишенью начал вращаться, раскручиваясь все быстрее. Лишь мастерство астронавтов спасло миссию от полного краха.

3 июня 1966 года «Джемини-9» должен был состыковаться с легкой орбитальной мишенью ATDA (Augmented Target Docking Adapter), но у той при старте не отделился головной обтекатель, и осталось довольствоваться отработкой сложных маневров, которые могли понадобиться при полете к Луне и вокруг нее. Не удалось испытать и ракетное кресло – выход в открытый космос Юджина Сернана завершился безрезультатно.

18 июля 1966 года стартовал «Джемини-10». Его полет тоже не обошелся без приключений, однако на этот раз удалось не только состыковаться с новой мишенью «Аджена», но и сблизиться со старой (той, которая подвела Нила Армстронга). Выйдя в открытый космос, астронавт Майк Коллинз перелетел с корабля на мишень и снял с нее научное оборудование, которое четыре месяца находилось в космосе – грандиозное достижение по тем временам!

Ступень-мишень «Agena D» соединена тросом с «Gemini-11»

Рекордным был и полет «Джемини-11» в сентябре 1966 года. В ходе этого космического рейса отрабатывалась процедура аварийной эвакуации астронавтов с Луны. Поэтому корабль должен был взлететь так, чтобы на первом витке сблизиться с мишенью и с ходу пристыковаться к ней – все это было с блеском проделано. После серии стыковок-расстыковок корабль изменил орбиту так, что апогей был поднят до высоты 1369 км. Понятно, что на данном этапе изучалось прежде всего воздействие радиационного пояса. Забегая вперед, могу сказать, что ни советские, ни российские космонавты никогда не поднимались так высоко над Землей. И еще одна уникальная операция была реализована в том полете: соединенные тросом корабль «Джемини-11» и мишень «Аджена» раскрутили вокруг общего центра масс, благодаря чему удалось добиться возникновения небольшой искусственной силы тяжести – всего-то 0,00078 g, но зато воплотилась одна из самых ярких фантазий основоположников ракетостроения. Отмечу, впрочем, что сами астронавты никаких изменений не заметили – только некоторые легкие вещи под воздействием центробежной силы осели на условный «пол» корабля. У подчиненных Сергея Королёва из ОКБ-1 не получилось воспроизвести подобную операцию, хотя изначально они собирались это сделать.

Завершивший программу полет «Джемини-12» в ноябре 1966 года должен был закрепить опыт манипуляций в открытом космосе, точно определив, какие физические нагрузки потребуются на их выполнение. Для этого ученые разработали программу двухминутных упражнений и разместили на внешней поверхности корабля кучу всевозможных поручней, колец и фиксаторов. Новая миссия завершилась более чем успешно.

Как видите, американцы весьма активно готовились к лунной экспедиции, отрабатывая на более легком и менее вместительном, чем советский «Восток», корабле множество операций, необходимых для дальнейшего продвижения в пространство. И в то же самое время (параллельно и с участием тех же астронавтов, которые летали на «Джемини») – шло конструирование корабля «Аполлон» и трех вариантов ракеты-носителя: «Сатурн-1» (“Saturn I”), «Сатурн-1Б» (“Saturn I-B”) и «Сатурн-5» (“Saturn V”).

Главным элементом и главной «изюминкой» ракет «Сатурн» были, конечно же, уникальные двигатели F-1, работавшие на компонентах кислород-керосин и развивавшие поистине фантастическую тягу – 680 т (для сравнения: один такой двигатель имел большую тягу, чем все три главных двигателя системы «Спейс Шаттл», и почти вдвое превышал суммарную тягу современной ракетно-космической системы «Союз»). Можете представить себе такого монстра? А инженеры американской компании «Рокетдайн» его не только представляли, но и сделали – причем конструирование двигателя началось в 1955 году, т. е. практически в то же самое время, когда советские ракетчики вплотную приступили к проекту межконтинентальной ракеты Р-7. И, заметьте, первое огневое испытание полностью собранного двигателя F-1 на стенде состоялось уже в марте 1959 года – т. е. еще до полета Юрия Гагарина на «Востоке» и Джона Гленна на «Меркурии».

Астронавт Эдвин (Базз) Олдрин выходит из корабля «Gemini-12» в открытый космос

Возникает вопрос: почему в таком случае американцы не использовали двигатель F-1 на первых же этапах космической программы, сразу получая огромное преимущество по тяге и как следствие – грузоподъемности? Ответ, как водится, прост, хотя состоит из двух частей. Во-первых, двигатель оказался «сыроват» (ведь у американских ракетчиков не было опыта работы с такими огромными двигателями) и на его доводку потребовалось несколько лет (что, кстати, привело не к увеличению, а к заметному снижению заявленных характеристик – такое в технике случается сплошь и рядом). А во-вторых, двигатель сам по себе – еще не ракета, и как раз ракетой было поручено заняться команде Вернера фон Брауна, которая была вынуждена начинать практически с нуля: весь прежний задел по V-2 и «Рэдстоун» здесь совершенно не годился хотя бы в силу масштабного фактора.

Разработка самой мощной ракеты-носителя в истории человечества шла в три этапа.

Сначала на основе армейского задела была построена двухступенчатая ракета «Сатурн-1» с двигателями меньшей мощности Н-1 и RL-10. Она начала летать в виде первой ступени с водным баком-балластом вместо второй и уже при старте 27 октября 1961 года по тяге превзошла советскую Р-7. Ее продолжали запускать и в дальнейшем для утверждения принимаемых технических решений. Двигатели RL-10, работавшие на компонентах кислород-водород, начали испытывать в 1963 году, принципиально доказав возможность использования нового и куда более перспективного вида топлива. Советские конструкторы в то время о водородно-кислородных двигателях могли только мечтать, а промышленного производства жидкого водорода в СССР попросту не было.

Затем команда Вернера фон Брауна построила «промежуточную» ракету «Сатурн-1Б», в первой ступени которой использовались связка из восьми двигателей Н-1, а во второй – водороднокислородный двигатель большой мощности J-2. Эта ракета с грузоподъемностью 25 т начала летать в феврале 1966 года и позволяла выводить на околоземную орбиту командно-служебный модуль «Аполлон». Предполагалось, что эта же ракета выведет в космос и первый корабль «Аполлон-1», однако 27 января 1967 года экипаж корабля погиб в пожаре на стартовом комплексе и многие планы НАСА пришлось пересмотреть.

В ноябре 1967 года начались испытания трехступенчатой ракеты-носителя «Сатурн-5»: на ее первой ступени стояли пять полноразмерных двигателей F-1, на второй – пять J-2, на третьей – один J-2. Отрываясь от земли, ракета одномоментно развивала тягу, эквивалентную тяге 600 турбореактивных двигателей истребителей того времени. Настоящее чудовище!

Интересен подход, который возобладал в НАСА в период осуществления лунной программы. От поэтапной отработки технологических решений, которой придерживалась команда Вернера фон Брауна, американцы перешли к позаимствованному у ВВС «комплексному» методу, когда система проектировалась и испытывалась как единое целое. Выбранный путь позволил заметно сократить время, решая проблемы по мере их поступления. Посему уже в первый свой полет 9 ноября 1967 года ракета «Сатурн-5» отправилась не с имитатором, а сразу с беспилотным командно-служебным модулем «Аполлон-4» и габаритновесовым макетом лунного модуля. Запуск прошел блестяще. Корабль общим весом 126 т совершил два витка по орбите, затем сманеврировал, поднимая скорость до второй космической, после чего командный модуль успешно приводнился.

22 января 1968 года в рамках миссии «Аполлон-5» был запущен лунный модуль – удалось получить опыт включения его двигателей в безвоздушной среде и управляемости орбитального полета. 4 апреля 1968 года при взлете отказал двигатель второй ступени, но «Сатурн-5» все равно вытянул беспилотный «Аполлон-6» на орбиту, продемонстрировав удивительную живучесть. Ставка на комплексные испытания себя оправдала.

11 октября 1968 года ракетой «Сатурн-1Б» был запущен «Аполлон-7» (точнее – его командно-служебный модуль) с экипажем. В течение десяти суток – недостижимая для советской космонавтики продолжительность полета! – астронавты испытывали корабль, проводя сложные маневры. Теоретически «Аполлон» был готов к экспедиции, однако лунный модуль все еще оставался «сырым». И тогда была придумана миссия, которая изначально вообще не планировалась – полет вокруг Луны.

Снимок Земли над Луной, сделанный с борта корабля «Apollo-8»

Публикации в открытой печати и данные разведки указывали, что советские ракетчики и космонавты готовятся к такому полету. И хотя еще в 1962 году директор НАСА Джеймс Уэбб говорил, что приоритет пилотируемого полета вокруг Луны, скорее всего, придется отдать русским, к концу десятилетия ситуация радикально поменялась. Теперь американцы ждали зримых доказательств превосходства, на завоевание которого были потрачены семь лет и десятки миллиардов долларов. 21 декабря 1968 года корабль «Аполлон-8» без лунного модуля, но с экипажем из трех астронавтов отправился к соседнему небесному телу. Полет прошел сравнительно гладко, однако перед исторической высадкой на Луну понадобились еще два запуска. Экипаж «Аполлона-9» отработал процедуру стыковки и расстыковки модулей корабля на околоземной орбите, затем – то же самое проделал экипаж «Аполлона-10», но уже рядом с Луной. 20 июля 1969 года Нейл Армстронг и Базз Олдрин ступили на поверхность Луны. США доказали, что могут быть лидерами в освоении космического пространства.

Нужно отметить, что лидерство влетело им в «копеечку». Общий бюджет программы «Сатурн-Аполлон» составил 24 млрд долларов (в пересчете на нынешние цены, с учетом инфляции и двух девальваций, можно говорить о 100 млрд долларов); каждый запуск, включая обеспечение, стоил 300 млн долларов. В работах участвовало почти полмиллиона человек и около двадцати тысяч фирм.

Корабль «Apollo-9» на околоземной орбите

Надеюсь, теперь вы и сами сумеете ответить на вопрос, почему американцам не нужны были голливудские фальсификации для того, чтобы доказать свое превосходство в космосе. Имея такую «продвинутую» технику, проведя научно-исследовательскую разведку, отработав все возможные операции и подготовив отряд опытных астронавтов, просто стыдно не слетать на Луну. Они в конце концов и слетали.

Надеюсь, прояснилось и с вопросом, почему американцы не летают на Луну сегодня. Как видите, на Коньке-Горбунке до Луны не доскачешь. Нужно семь-восемь лет напряженной работы и значительное финансирование, нужны тысячи инженеров и тренированные пилоты, большие ракеты с мощными двигателями и космические корабли трех типов (околоземный, окололунный и лунный посадочный), тренировочные полеты со стыковками-расстыковками, выходами в открытый космос. И только потом – высадка на Луну. Даже если в XXI веке вы захотите вернуться к ракетам «Сатурн» и кораблям «Аполлон» (хотя на самом деле проще и дешевле создавать принципиально новые ракеты и корабли), вам понадобится еще раз, этап за этапом, пройти этот цикл. Законы физики не обманешь – новейшая (или альтернативная) технология расширяет возможности, но не способна изменить гравитационную постоянную. И это наглядным образом продемонстрировала советская лунная программа.

2.3. Иной путь

Любой научно-технический прорыв (как, впрочем, и провал) обусловлен сочетанием факторов: политической атмосферой, экономической конъюнктурой, техническими возможностями, человеческими предпочтениями и историческими предпосылками. Во второй половине 1950-х годов Советский Союз совершил очевидный космический прорыв, в котором так или иначе проявили себя все эти факторы. Но они же, как ни парадоксально, стали причиной поражения на следующем этапе. Настоящим подвигом в этой связи выглядит деятельность советских ученых и инженеров, которые в принципе не могли победить в битве за Луну, но все же приняли вызов и почти успели стать на Луне первыми.

Я часто встречаю утверждение, будто бы в 1961 году Советский Союз превосходил Соединенные Штаты Америки по научно-технической мощи. Да, так это выглядело со стороны, благо советские ракетчики забирали один космический приоритет за другим. Однако именно в 1961 году стало ясно, насколько иллюзорным является это «превосходство». Успешный запуск ракеты-носителя «Сатурн-1», превзошедшей по грузоподъемности Р-7, сказал специалистам больше любых разведданных: США преодолели разрыв и находятся в полушаге от того, чтобы вырваться вперед. Но самое главное – отрезвление пришло и к политикам.

1961 год – не только год триумфа советской космонавтики, но и год нового обострения в противостоянии двух военных блоков: НАТО и Организации Варшавского договора. В воздухе запахло Третьей мировой войной, причем США были намного сильнее. Если СССР имел всего две стартовые площадки межконтинентальных ракет Р-7 на полигоне Тюратам (Байконур) и четыре площадки на объекте «Ангара» под Плесецком, то США создавали настоящий частокол из ракет, снаряженных термоядерными боеголовками. Встали на боевое дежурство межконтинентальные ракеты «Атлас-Д», строились стартовые площадки межконтинентальных ракет «Титан-1», на базах в Европе и Турции разворачивались ракетные комплексы средней дальности «Юпитер» и «Тор», прошла испытания ракета морского базирования «Поларис А-1». Причем новейшие американские ракеты имели заметное преимущество перед советскими: «Атлас-Д» готовился к старту в течение часа, тогда как Р-7 требовала суток. Стратегический паритет был нарушен, и высшему руководству СССР пришлось принимать срочные меры по его восстановлению: лучшие силы конструкторских бюро были брошены на проектирование боевых ракет. Команда Сергея Королёва работала над ракетой Р-9 наземного и шахтного базирования. Команда Михаила Янгеля трудилась над шахтной ракетой Р-16У, использующей высококипящие компоненты топлива, которые позволяли годами хранить ее в заправленном состоянии. Конструкторские бюро Виктора Макеева и Владимира Челомея проектировали ракеты для ВМФ. Но и этого было недостаточно – Советский Союз уступал в области создания твердотопливных ракет, и 4 апреля 1961 года принимается Постановление ЦК КПСС и Совета министров, посвященных этому вопросу. ОКБ-1 Сергея Королёва становится головным разработчиком межконтинентальной твердотопливной ракеты РТ-2.

Давайте сравним ситуации, сложившиеся к 1961 году в ракетно-космической отрасли СССР и США. Хотя в популярной литературе и в документально-исторических фильмах Вернера фон Брауна часто называют «отцом» или «руководителем» американской ракетной программы, в реальности после начала «лунной гонки» он занимался исключительно ракетами «Сатурн», не имевшими военного значения. А вот Сергей Королёв был вынужден тянуть сразу несколько проектов, зачастую имевших особую специфику: новая межконтинентальная ракета Р-9, глобальная ракета ГР-1, твердотопливные ракеты РТ-1 и РТ-2, космические корабли «Восток», спутники фоторазведки «Зенит-2», межпланетные станции «Луна», «Венера», «Марс». Не слишком ли много для одного бюро? И при такой загруженности Королёв взялся еще и за лунную программу! Но был ли у него иной путь? Если смотреть ретроспективно, то получается, что нет. Советская космонавтика создавалась военными, финансировалась и патронировалась ими – при всем уважении к конструктору генералы требовали от него выполнения ранее подписанных постановлений, имеющих оборонное значение. Однако и Сергей Павлович не мог отказаться от космонавтики, передоверив ее, скажем, Владимиру Челомею, который быстро набирал авторитет в этой области. Тут уже сыграл личностный фактор, который в дальнейшем не только определил конфигурацию лунной программы СССР, но и, к сожалению, привел к ее краху.

Старт ракеты-носителя «Восток» с кораблем-спутником «Восток» 12 апреля 1961 года

Итак, в 1961 году Сергей Королёв столкнулся с той же проблемой, что и американцы. У него не было надежной ракеты-носителя, которая могла бы обеспечить достаточную грузоподъемность для реализации полета к Луне (120–150 т). Посему он тоже воспользовался идеей орбитальной станции, которая в теории позволяла обойти проблему. Так появился проект «Север», позднее переименованный в «Союз». В рамках этого проекта предлагалось использовать несколько ракет Р-7, которые должны были выводить отдельные блоки корабля на околоземную орбиту, где те стыковались бы при участии космонавтов-монтажников, после чего он отправлялся бы в экспедицию с облетом Луны (заметьте, что изначально Главный конструктор не планировал высадку на лунную поверхность). Реализации этого замысла были так или иначе подчинены все последующие шаги советской космонавтики, которые определяла исключительно «фирма» Сергея Королёва.

Одновитковой полет Юрия Гагарина на корабле «Восток» 12 апреля 1961 года мало что мог дать нового с технической точки зрения, однако благодаря ему было опровергнуто мнение скептиков, будто бы человек не сможет жить, работать и питаться в условиях невесомости. 6 августа 1961 года для закрепления успеха в суточный полет на «Востоке-2» отправился Герман Титов. Этот космический рейс прошел менее гладко – после четвертого витка космонавта «укачало», он страдал физически, подавился во время обеда, мерз и с трудом выполнял задания. Скептики вновь заговорили о том, что длительные полеты опасны для здоровья. В ответ ученые изменили программу подготовки космонавтов, сделав особый упор на развивающих упражнениях вестибулярного аппарата. Результат не замедлил сказаться – групповой полет Андрияна Николаева («Восток-3») и Павла Поповича («Восток-4»), состоявшийся в августе 1962 года и продолжавшийся почти четверо суток для Николаева и почти трое суток для Поповича, не выявил негативного влияния невесомости и замкнутого пространства на самочувствие космонавтов.

Кроме того, наземные службы продемонстрировали свое умение осуществлять запуски с такой ювелирной точностью, что корабли сошлись на расстояние прямой видимости – важный шаг к орбитальной станции и лунной экспедиции. К сожалению, этот космический рейс нельзя сравнить с групповым полетом «Джемини-6» и «Джемини-7» – корабли «Восток» не могли маневрировать на орбите, менять скорость, сближаться и расходиться, имитируя предстыковочные операции. В сущности на этом этапе «Восток» себя исчерпал. Нужен был новый и более тяжелый космический корабль (в проекте его обозначали как 7К), который вмещал бы экипажи из двух-трех человек, был бы способен долго находиться на орбите, стыковаться с разгонными блоками и такими же кораблями, совершать управляемую посадку.

По логике на корабль и ракету-носитель к нему нужно было бросить все силы ОКБ-1, однако тут проявил себя политический фактор. Чтобы поддержать интерес высшего руководства страны к космонавтике, команда Сергея Королёва нуждалась в новых ярких достижениях, в новых рекордах и приоритетах. Поэтому приходилось придумывать и готовить полеты, имеющие максимальный пропагандистский эффект. В июне 1963 года (через десять месяцев после первого группового полета) в СССР вновь запускают два корабля: «Восток-5» и «Восток-6». «Изюминкой» на этот раз стала не техника, а Валентина Терешкова – первая женщина-космонавт; она стартовала на «Востоке-6» 16 июня и пробыла в космосе почти трое суток. В сущности не было срочной и важной необходимости отправлять женщин на орбиту на первом этапе космической экспансии – аналогичный проект в США в то время с треском провалился. Но полет Валентины Терешковой должен был лишний раз утвердить в глазах мира «прогрессивность» советского общества. Утвердил. Только вот итоги полета были признаны неоднозначными и советских женщин надолго отстранили от космоса.

Что дальше? Пора конструировать и делать трехместных корабль «Союз»? Казалось бы, пора, ведь уже и американцы наступают на пятки, готовя к запускам свои «Джемини». Но вместо этого принимается решение построить еще четыре «Востока»; причем один запуск отводился на экспериментальный длительный полет животных, а три – на миссии в интересах Министерства обороны. Изготовление новых кораблей затягивалось, ведь деньги выделялись на новые боевые ракеты и спутники, а пилотируемая космонавтика финансировалась по остаточному принципу (да-да, именно так и было в СССР, вопреки всему, что сегодня говорят об этом неосоветские патриоты). И тогда Королёва осенила «счастливая» идея: в январе 1964 года он доложил главе государства Никите Хрущёву, что может «взять» еще один значимый приоритет, запустив корабль с экипажем из трех человек задолго до американцев. И Хрущёв дал отмашку. Королёв вернулся в бюро воодушевленный, отменил задание на четыре корабля и распорядился разработать на основе «Востока» трехместный корабль, получивший название «Восход».

Историки до сих пор спорят, был ли «Восход» шагом вперед или, наоборот, стал своеобразным отступлением. Но здесь не о чем спорить: «Восход» был все тем же «Востоком», приспособленным под решение одной узкоспециальной задачи, не имеющей научной новизны. Идея запихнуть в шарик спускаемого аппарата трех человек вместо одного останется в истории чисто тактическим ходом, ради которого пожертвовали стратегией. Примечательно, что ведущий конструктор корабля Константин Феоктистов был резко против этой идеи и согласился лишь после обещания Королёва дать конструктору место в экипаже. Позднее Сергею Павловичу пришлось выдержать целую войну за Феоктистова с представителями ВВС (ведь тот был сугубо гражданским и беспартийным), однако слово свое сдержал. 12 октября 1964 года в суточный полет отправился корабль «Восход» с экипажем из трех человек на борту.

Пикантная деталь. Подробности конструкции корабля были традиционно засекречены, поэтому западные эксперты могли оперировать только общими соображениями, и был сделан ошибочный вывод, будто бы «Восход» – это корабль нового поколения; его даже называли «космическим линкором». Но чтобы запустить этот «линкор», конструкторам пришлось отказаться от катапультируемого кресла и скафандров для экипажа: космонавты, одетые в тренировочные костюмы, летели в очень неудобных позах, лежа на спине с подогнутыми к груди коленями. Понятно, что ничего нового такой полет космонавтике не давал, а вот риски существенно возросли: технический сбой на любом из этапов (например, разгерметизация корпуса) приводил к неизбежной гибели экипажа.