«Луна-1» или новогодняя планета «Мечта»
65 лет назад, морозным вечером 2 января 1959 года, с секретного ракетного полигона Тюратам, сегодня известного как космодром Байконур, стартовала трёхступенчатая ракета-носитель. Не имея названия (только индекс), она несла сферический контейнер с приборами, который разогнала до второй космической скорости – 11 километров в секунду. Этот запуск не был первой попыткой вырваться из пут земной гравитации, но впервые рукотворный объект ушёл от Земли и не вернулся, став первой искусственной планетой.
"Ракетные поезда" на Луну
Мечтам о путешествии к Луне сотни, если не тысячи лет. В древности об этом слагали легенды и сказки, отправляя человека на наше ночное светило то в птичьей упряжке, то с помощью росы, которую притягивают солнечные лучи. В век «стали и пара» француз Жюль Верн выстрелил своими героями из гигантской пушки, а американец Герберт Уэллс экранировал летательное судно от силы тяжести с помощью «кейворита»...
Вскоре мечты фантастов преобразовались в расчёты теоретиков, и единственным средством путешествий в «эфирное пространство» признали ракету. Но оказалось, что построить гигантскую «шутиху» для того, чтобы улететь с Земли, не позволяют технические ограничения. Нужно было либо новое топливо (например, атомное), либо материалы для изготовления конструкции, которых к тому моменту не существовало.
Одним из первых способ преодоления этого барьера предложил наш соотечественник Константин Циолковский, выдвинув идею многоступенчатых «ракетных поездов». В середине 1920-х эта идея завладела умами двух учёных-практиков – русского Михаила Тихонравова и американца Роберта Годдарда. Им удалось математически обосновать возможность запуска к естественному спутнику Земли многоступенчатой ракеты, работающей на обычном химическом топливе.
Но возможности полётов к Луне реализовались лишь через три десятилетия, после создания межконтинентальных баллистических ракет во второй половине 1950-х. В СССР средствами доставки огромного смертоносного груза на недосягаемые расстояния занималось ОКБ-1 Сергея Королёва. 30 августа 1955 года он предложил использовать для запуска лунных зондов двухступенчатую межконтинентальную ракету Р-7, находившуюся тогда в разработке, оснастив её третьей ступенью. Баки ступени, залитые высокоэнергетическими, но ещё не освоенными компонентами, сулили возможность послать к Луне целую автоматическую лабораторию массой в тонну! Однако ограничившись жидким кислородом и керосином – основным топливом первых двух ступеней «семёрки» – можно было рассчитывать на меньшие, но по-прежнему вполне весомые и осязаемые 400 килограммов полезного груза!
В апреле 1956 года Сергей Королёв докладывал о задаче полёта на Луну на Всесоюзной конференции по ракетным исследованиям верхних слоёв атмосферы. Делегатам мероприятия не приходило в голову, что первые попытки такого полёта состояться не через десятилетия, а уже через пару-тройку лет.
Проектный отдел №9, созданный в ОКБ-1 для разработки автоматических космических аппаратов, возглавил Михаил Тихонравов, а создание первых «лунников» вела группа проектантов Глеба Максимова. Для решения начальных задач по изучению Луны в ОКБ-1 спроектировали трёхступенчатую модификацию Р-7, блоки которой работали на не экзотичном, но дешёвом, надёжном и практичном кислородно-керосиновом топливе. Так закладывалась основа первых полётов автоматических зондов к нашему естественному спутнику.
Предложения ОКБ-1 узаконило постановление партии и правительства от 20 марта 1958 года, санкционировавшее разработку нескольких автоматических научных аппаратов. Е-1 должен был попасть в Луну и доставить на поверхность неразрушающийся вымпел СССР, Е-2 и Е-2А следовало облететь Луну и сфотографировать обратную сторону, передав изображения по радиоканалу, а Е-3 предстояло... взорвать на поверхности Селены атомную бомбу, взметнув облако пыли, видимое с Земли. Впрочем, от этого проекта вскоре отказались.
Создатели советских «лунников» торопились: после запуска первого искусственного спутника Земли началась космическая гонка! Раструбив на весь мир о замыслах первыми запустить спутник, американцы потерпели неудачу и жаждали реванша, принявшись штурмовать Луну маленькими, но умными (с их точки зрения) зондами, спешно созданными для исследования лунного и межпланетного пространства. Первый аппарат ушёл с мыса Канаверал уже 17 августа 1958 года, но через 77 секунд после старта взорвался вместе с ракетой-носителем.
Следующие американские попытки, предпринятые 11 октября, 8 ноября и 6 декабря 1958 года, успеха не принесли. На очереди был зонд Pioneer IV, на который возлагались особые надежды. Советским инженерам следовало поспешить, к чему их стимулировало и очередное постановление правительства от 2 сентября 1958 года, предписывавшее начать запуски советских автоматических станций уже с текущего месяца.
Первая искусственная планета "Мечта"
Увы, первый пуск трёхступенчатой «Семёрки» закончился ещё до отделения первой ступени: колебания конструкции резонансного характера разрушили ракету на 87-й секунде полёта. Второй пуск – 12 октября 1958 года – снова неудача: те же колебания, вновь коллапс, но на этот раз на 104-й секунде… Неисправность устранили, поставив демпфер-гаситель в трубопровод окислителя. Резонансные явления подавили, но третий пуск 4 декабря 1958 года снова закончился аварией. На этот раз причиной стала поломка в турбонасосе двигателя центрального блока ракеты.
Триумф к советским инженерам и учёным пришёл с четвёртой попытки. 2 января 1959 года в 19:21:25 по московскому времени стартовала ракета-носитель 8К72 №Б1-6 с зондом («приборным контейнером») Е-1. Сообщение ТАСС назвало его «Первой космической ракетой», а газеты – «Лунником» или «Мечтой». Гораздо позже, при оформлении родословной советских космических аппаратов, возникла автоматическая станция «Луна-1».
Ракета управлялась гироскопами, показания которых корректировали наземные радиотехнические средства. Они выводили изделие на так называемую «попадающую траекторию», проходящую через лунный диск. Приборному контейнеру предстояло «на полной скорости» врезаться в лунную поверхность. Чтобы попасть в цель при старте с советской территории, следовало обеспечить высочайшую по тем временам точность: в момент окончания работы двигателей носителя допускалась ошибка по скорости не более десятка метров в секунду, по углу возвышения вектора скорости – не более 0,1 градуса, а по времени старта – не свыше нескольких секунд.
Когда отключился двигатель третьей ступени, от неё отделился сферический приборный контейнер; оба объекта продолжили параллельный путь к цели. Кстати, аппарат перед запуском стерилизовали, дабы случайно не занести на Селену земные микробы (странно: третью ступень, которая также целилась в Луну, никто дезинфицировать не догадался).
Но на этот раз светлый лик естественного спутника не пострадал. При расчёте циклограммы выведения баллистики просчитались: из-за ошибки по углу места в 2 градуса, допущенной при работе наземных радиотехнических средств пеленгации и управления ракетой, двигатель третьей ступени выключился позже назначенного момента. Ракета промахнулась: через 34 часа после старта приборный контейнер и третья ступень пролетели мимо лунной поверхности на расстоянии 6400 километров. В любом случае ближе к цели до того момента никто не подбирался: стартовавший через три месяца после «Мечты» американский Pioneer IV прошёл мимо Луны на расстоянии 60 тысяч километров!
Так руки человека создали первую в мире искусственную планету Солнечной системы. Она и до сих пор пребывает на орбите с минимальным расстоянием от Солнца 146,4 миллиона километров и максимальным – 197,2 миллиона километров, совершая оборот вокруг светила за 450 суток...
Конечная масса третьей ступени вместе с космическим аппаратом составляла 1472 килограмма, включая 361.3 килограмма полезной нагрузки.
Отделяемый шарообразный контейнер массой 187 килограммов, составленный из двух алюминиево-магниевых полусфер радиусом 400 миллиметров, нёс четыре стержневые антенны радиопередатчика, работающего на частоте 183.6 МГц, четыре протонные ловушки для обнаружения межпланетного газа, два пьезоэлектрических «микрофона» для регистрации ударов метеоритных частиц, алюминиевую штангу с датчиком для измерения магнитного поля Луны, и две ленточные антенны радиопередатчика, работающего на частоте 19.993 МГц.
На третьей ступени оставалась аппаратура массой 174 килограмма, включая два радиопередатчика с антеннами, счётчик космических лучей, радиосистему определения траектории полёта и аппаратура для проведения эксперимента «искусственная комета».
Для определения параметров траектории использовались измерения, проводимые радиотехническими станциями в Крыму. Советские астрономы Иосиф Шкловский и Владимир Курт предложили доказательство того, что ракета летит к Луне, доступное всем желающим с «обострённым (телескопами) зрением»: на третьей ступени следовало испарить килограмм натрия и создать искусственное облако паров металла, светящееся в лучах Солнца. Подрыв «натриевой бомбы» состоялся 3 января 1959 года в 03:56:20 по Москве, когда от Земли уже было 113 тысяч километров. Искусственная комета светилась на ночном небе как объект, по яркости равный шестой звёздной величине.
Вместе с приборным контейнером и третьей ступенью к Луне летели и вымпелы: сферы, составленные из стальных пятиугольных элементов с зарядом взрывчатого вещества внутри (для разброса при ударе о поверхность) и в виде капсулы, заполненной жидкостью, в которой размещались алюминиевые полоски (предполагалось, что они переживут ударные перегрузки «способом Циолковского»). Оба вымпела имели обозначение, указывающее государственную принадлежность аппарата, месяц и год запуска.
Американцы поверили в существование советского «Лунника» лишь после того, как гигантская 26-метровая антенна Лаборатории реактивного движения JPL нашла в небе станцию, приняв слабый радиосигнал через восемь часов после пролёта мимо Луны!
Продолжение "Мечты"
Несмотря на относительную простоту задач первой лунной миссии, «Мечта» смогла получить и весомый научный результат. При помощи бортового магнитометра впервые зарегистрирован внешний радиационный пояс Земли, а ионные ловушки и счётчики частиц осуществили первые прямые измерения параметров солнечного ветра. Кроме того, приборный контейнер показал, что у Луны отсутствует значимое магнитное поле.
Запуск «первой лунной ракеты» позволил понять и отработать технологию полёта к естественному спутнику Земли. Уже 14 сентября 1959 года в 00:02:24 по Москве вторая станция – Е-1А («Луна-2») впервые в мире достигла лунной поверхности в районе Моря Дождей вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик.
Проект Е-2А реализовали в октябре 1959 года, когда «Луна-3» совершила облёт и фотографирование обратной стороны нашего ночного светила, передав из космоса фотографии, облетевшие весь мир.
Первые советские «лунники» проторили дорогу к Луне и планетам Солнечной системы, но оказались слишком примитивны для решения более серьёзных и сложных задач. На повестке дня уже стоял вопрос о мягкой посадке на лунную поверхность, а Сергей Королёв мечтал о большем: «Наши планы научных исследований, связанные с Луной, очень обширны, и мы даже думаем не в столь далёком будущем забросить на Луну постоянную автоматическую исследовательскую станцию, способную держать связь с Землёй, и думаем о посещении Луны человеком». Вскоре на смену первых зондов пришли другие автоматические станции…
Самое популярное
