«Луна наша»: 65 лет первому в истории полёту на Луну
65 лет прошло с первого прикосновения человечества к Луне. Это произошло 14 сентября 1959 года в 00 часов 02 минуты 24 секунды по московскому времени. Советская автоматическая лунная станция «Луна-2» в то время называвшаяся «Вторая советская космическая ракета» впервые в мире достигла поверхности естественного спутника.
Лунная программа под индексом "Е"
Еще в сентябре 1957 года двигательный отдел королевского ОКБ-1 завершил расчеты параметров двигателя третьей ступени ракеты Р-7, которая могла придать аппарату вторую космическую скорость, что позволило бы ему достичь Луны. Расчеты передали в двигательные конструкторские бюро: ОКБ-456 (главный конструктор Валентин Глушко, Химки, Московская область) и ОКБ-154 (главный конструктор Семен Косберг, Воронеж). Косберг взялся за разработку двигателя (индекс 8Д714) на том же топливе, что и Р-7 – керосин и кислород, а Глушко за двигатель на несимметричном диметилгидразине (гептил) и кислороде, который был сложнее, но мог бы дать существенное увеличение массы космического аппарата.
В декабре 1957 года ОКБ-1 адаптировало ракету Р-7А под третью ступень с обоими типами двигателей. Ракета Р-7А с третьей ступенью с двигателем Косберга получила индекс 11Ф72 (позже названа «Луна»), а индекс 11Ф73 присвоен ракете с двигателем Глушко.
Параллельно с ракетой в ОКБ-1 проектировались первые автоматические лунные аппараты: индекс Е-1 получил простейший аппарат для достижения Луны, Е-2 и Е-3 – станции для фотосъемки ее обратной стороны, оснащенные различной аппаратурой, и Е-4 – аппарат, который должен доставить на Луну боеприпас для взрыва. Рассматривался даже ядерный заряд. Предполагалось зафиксировать факт удара аппарата о Луну, сфотографировав земным телескопом облако от взрыва. В дальнейшем индекс «Е» закрепился за всеми лунными автоматическими аппаратами.
В ожидании завершения испытаний двигателей в ОКБ-1 разработали универсальную конструкцию третьей ступени (блок Е) для Р-7, подходящую для обоих двигателей. В начале 1958 года стало ясно, что Глушко с гептильным двигателем к заданным постановлением правительства срокам не успевает, потому было принято решение использовать менее мощный двигатель Косберга.
Работы по достижению Луны в ОКБ-1 шли, но требовалась поддержка государства. Потому 3 марта 1958 года из ОКБ-1 в ЦК КПСС и Совет Министров СССР было направлено предложение по созданию трехступенчатой ракеты-носителя и аппаратов для полетов к Луне. А уже 20 марта того же года вышло соответствующее постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №343-166 в котором не только ставилась задача достижения 2-й космической скорости, но и устанавливался срок первого пуска к Луне – октябрь 1958 года, то есть, всего через семь месяцев!
«Мечта» пролетела мимо Луны
1 июля 1958 года Сергей Королёв подписал эскизный проект ракеты 8К72-Е1, а уже в августе блоки первой такой ракеты отправились на полигон.
Высота новой ракеты (с третьей ступенью и головным обтекателем) 33.7 м., стартовая масса (с полезным грузом) 279.01 тонн и суммарная тяга двигателей на старте 407.9 тс (4001 кН).
Полезным грузом лунной ракеты стал объект, обозначенный индексом Е-1. Это сферический гермоконтейнер, такой же как и у Первого спутника, только большего размера и массой 187 кг., заполненный газообразным азотом, с размещенной внутри служебной и научной аппаратурой. В нем на трубчатой ферме были установлены:
аппаратура радиокомплекса и автоматики;
научная аппаратура для исследования метеороидных частиц, измерения магнитного поля Земли и Луны, газовой компоненты и корпускулярного излучения Солнца, регистрации тяжелых ядер первичного космического излучения, интенсивности космических лучей, фотонов;
серебряно-ртутные источники электрического тока;
вымпелы, скомпонованные в шар.
Снаружи на корпусе располагались штыревые и ленточные антенны, магнитометр на штанге, ионные ловушки, датчики микрометеоритов и другие приборы.
На третьей ступени ракеты (блок Е), которая выходила на траекторию прямого полета к Луне, устанавливались радиотелеметрическая система, а также приемоответчик внешнетраекторных измерений и два радиопередатчика – для телесигнализации и для передачи данных научных наблюдений. Не была забыта и наука. На блок Е установлены прибор для измерения интенсивности космических лучей и аппаратура для образования искусственной кометы – натриевого облака, позволяющего наблюдать его с Земли.
Баллистики ОКБ-1 рассчитали, что оптимальной будет прямая траектория перелета без промежуточного выхода на околоземную орбиту. Но такая траектория требует очень высокой точности в соблюдении расчетного времени старта, набора скорости и соблюдения «угла прицеливания».
Заместитель Королёва Борис Черток приводит такие данные расчетов: «Ошибка в определении скорости ракеты при выключении двигателя на 1 м/с, то есть на 0,01%, приводит к отклонению от точки встречи с Луной на 250 км. Отклонение вектора скорости от расчетного направления на 1 угловую минуту, приведет к смещению на 200 км. Отклонение времени старта с Земли на 10 секунд вызовет смещение точки столкновения на 200 км».
Подготовительные работы на полигоне шли и днем и ночью. Первый пуск успели сделать согласно постановлению правительства. Старт ракеты 8К72 с контейнером Е-1 №1 состоялся 23 сентября 1958 года, но оказался неудачным из-за аварии носителя на 87-й секунде полета. Та же участь постигла и два следующих пуска 11 октября на 104-й секунде и и 4 декабря на 245-й секунде. Наконец, причина аварий была найдена и устранена и ракета не подвела.
2 января 1959 года стартовала ракета 8К72 № Б1-6. «Первая советская космическая ракета» (так в официальных сводках назвали 3-ю ступень «блок Е» с неотделяемым герметичным контейнером «Е-1» №4 массой 361,3 кг, позже названные «Луна-1»). Но по вине наземного пункта радиоуправления, команда с которого по отключению двигателя блока Е опоздала.
«Первая советская космическая ракета» прошла мимо Луны на расстоянии около 5 тысяч.км (Борис Черток приводит расстояние в 6 000 км.) и стала первым в мире искусственным объектом, достигшим второй космической скорости. Преодолев притяжение Земли, ракета стала первой в мире искусственной планетой (названой журналистами «Мечта).
Открытием стало отсутствие у Луны магнитного поля. Кроме того, астрономы всего мира могли наблюдать, как с третьей ступени на расстоянии 113 000 км была выпушена искусственная комета, подтвердившая, что ракета летит к Луне, а не осталась на околоземной орбите. Связь с «Луной-1» поддерживалась до 500 000 км, что тоже было рекордным, пока не разрядились аккумуляторы, проработавшие 62 часа, вместо расчетных 40 часов.
Это был частичный успех, но и он был бы невозможен без создания средства, способного сообщить объекту скорость, близкую ко второй космической (около 11.2 км/с). Такая ракета 8К72 («Луна») была создана советскими конструкторами ОКБ-1 в кооперации с другими конструкторскими бюро и именно это, наверное, стало одним из главных достижений советской научной и технической мысли.
Луна покорена!
Попытки достичь поверхности Луны в СССР не прекращались несмотря на то, что следующая, предпринятая 18 июня 1959 года опять завершилась неудачей. Ракета ушла с траектории и была подорвана на 152-й секунде полета из-за отказа гирогоризонта. Попытки пуска следующей ракеты 6 сентября и 9 сентября тоже не увенчались успехом из-за обнаруженных ошибок при сборке носителя. Ракету пришлось заменить и, наконец, шестым пуском цель была достигнута.
12 сентября 1959 года стартовала ракета 8К72 № И3-7Б, которая вывела «Вторую советскую космическую ракету» (третью ступень «Блок Е» и герметичный контейнер Е-1А № 7, названный позже «Луна-2») на траекторию прямого перелета к Луне. Ошибка времени старта составила всего 1 секунду.
Борис Черток вспоминал, что после пуска Мстислав Келдыш позвонил в Академию наук и дал распоряжение сообщить профессору Лоуэллу, директору английской обсерватории Джодрелл-Бэнк в Манчестере о состоявшемся старте и передать ему прогнозируемое время встречи с Луной и текущие эфемериды, чтобы он смог вычленить излучаемый «Луной-2» радиосигнал из всех космических шумов и тресков. Только эта обсерватория обладала достаточно большой антенной, которая была способна следить за советской ракетой на пути к Луне и подтвердить, что в этот раз Луна достигнута.
Сообщение ТАСС: «Сегодня, 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды московского времени «Вторая советская космическая ракета» достигла поверхности Луны. Впервые в истории осуществлен космический полет с Земли на другое небесное тело. В ознаменование этого выдающегося события на поверхность Луны доставлены вымпелы с изображением герба Советского Союза и надписью «Союз Советских Социалистических Республик».
Перелет Замля-Луна продолжался 38 часов 21 минуту 21 секунду. "Луна-2" буквально врезалась в поверхность спутника со скоростью 3.3 км/с. и разрушилась. Вместе со станцией разрушился и шар, состоящий из множества пятиугольных вымпелов, которые разлетелись в разные стороны на большое расстояние. Момент столкновения с поверхностью соседнего небесного тела зарегистрировали зарубежные и отечественные обсерватории, которые сфотографировали с помощью телескопов поднявшееся пылевое облако. Также подтвердил достижение Луны факт резкого пропадания радиосигналов со станции.
На следующий день лидер Советского Союза Никита Хрущев, находившийся с официальным визитом в США, подарил президенту Америки Дуайту Эйзенхауэру копию доставленного на Луну шара, состоящего из множества пятиугольных вымпелов, на каждом их которых был на Московском монетном дворе выгравирован герб Советского Союза. Этот шар, символизирующий искусственную планету, как и «Луна-2», изготовлен в ОКБ-1, упакован в деревянный футляр, над которым трудились лучшие краснодеревщики ОКБ-1 (были там и такие специалисты). Шар хранится в музее Абилина – родном городе президента Эйзенхауэра.
Именно это событие стало началом лунной гонки между СССР и США.
Интересный факт: За несколько часов до встречи Хрущева и Эйзенхауэра в Белый Дом пришло сообщение, что старты ракет «Юпитер» и «Авангард» с очередными американскими спутниками закончились неудачно.
