Историческая серия "ТМ"

Подробнее в комментариях.

Посадка началась еще за пять часов до того, как станция достигла цели. Прежде чем начать торможение, ее развернули двигателем к поверхности планеты, и не просто развернули, а сделали это так, что его ось точно нацелили на центр Луны - по лунной вертикали. Построение подобной прямой - процесс сложный, в нем участвует целый комплекс специальной аппаратуры, которая в полете использовалась также и для проведения коррекции.

Одновременно начали измерять расстояние до поверхности Луны с помощью радиовысотомера. Когда до Селены оставалось всего 75 км, включился ракетный двигатель, погасивший скорость падения. Величина тяги по мере снижения регулировалась. Станция была сконструирована так, что аппаратура, отработавшая на траектории и не потребовавшаяся при торможении, отделилась от АМС. На Луну должна была сесть только автоматическая лунная станция (АЛС) с комплексом необходимой аппаратуры (весом 100 кг) для проведения исследований на планете.

Двигатель выключился в непосредственной близости от поверхности. В этот момент станция отделилась от тормозной установки. Тут же включился наддув амортизирующего устройства, которое, как кокон, укрыло всю АЛС, оберегая ее от удара о поверхность. Затем отделился и амортизатор, и на поверхности Луны раскрылся этакий "цветок" - лунная лаборатория, по форме действительно похожая на цветок с распустившимися лепестками. Эти "лепестки" несут двойную нагрузку: придают станции устойчивость и в то же время действуют как антенны. Когда "лепестки" раскрылись, спрятанная под ними телевизионная аппаратура "увидела" и передала на Землю первые в истории кадры лунной панорамы. В герметичном, овальной формы корпусе станции размещались радиоаппаратура, система терморегулирования, источники энергопитания.

Полет "Луны-9" имел принципиальное значение. Он не только позволил нам рассмотреть вблизи поверхность Луны, но и доказал, что посадка на нее вполне возможна, что никакая лунная пыль этому не помешает. Правы оказались сторонники "твердой Луны", в том числе и С. П. Королев. К сожалению, он ушел из жизни всего за три недели до этого триумфа советской космонавтики...

А ровно через два месяца, 3 апреля 1966 года, в 21 час 44 минуты по московскому времени была выведена на селеноцентрическую (окололунную) орбиту автоматическая станция "Луна-10". Она стала первым в мире искусственным спутником Луны. Началось .детальное исследование Луны. Параллельно с орбиты спутника изучалось окололунное пространство. Ученые давно мечтали о "маленькой Луне", необходимой им для получения более полной информации о массе, геометрической конфигурации и аномалиях гравитационного поля этой планеты. В дальнейшем искусственные спутники Селены исследовали температурный режим и магнитное поле, собственное излучение, отражающую способность, концентрацию метеоров в окружающем небесное тело пространстве. С помощью таких спутников в последующие годы было проведено картографирование поверхности Луны.

Конструктивно автоматическая станция "Луна-10" состояла из двух основных частей: собственно "лаборатории" весом 245 кг и двигательной установки с приборными отсеками. При полете спутника по окололунной орбите удалось провести целый комплекс научных исследований. Так, было установлено, что магнитное поле Луны имеет скорее всего солнечное происхождение. Выяснилось, что возмущение ее движения за счет нецентральности поля тяготения в 5-6 раз больше, чем возмущения, вызванные гравитационными влияниями Земли и Солнца. Измерения показали, что на орбите станции плотность метеоров выше, чем в межпланетном пространстве. Искусственный спутник выполнял научную программу в течение месяца, совершив к концу активного существования 450 витков.

Исследования, начатые "Луной-9" и 10, продолжали автоматические станции того же класса - "Луна-13" (мягкая посадка на Луну в 1966 г.) и "Луна-11", 12 и 14 (спутники Селены в 1966, 1968 гг.).

После первых экспериментов по непосредственному исследованию этой планеты начались работы по созданию аппаратов следующего поколения.

В 1966 году после запуска автоматических станций "Луна-9" и "Луна-13" ученые узнали о нашей ближайшей соседке еще много нового. Впервые они увидели панораму ее поверхности, смогли изучить физико-механические свойства лунного грунта, который оказался по своим свойствам близок к сильно пористым земным грунтам (вроде известной всем пемзы). Естественно, исследовательские "аппетиты" после этого выросли: захотелось в буквальном смысле потрогать этот грунт руками, исследовать его с помощью земных микроскопов, в земных лабораториях.

Коллектив советских инженеров и конструкторов, которым руководил член-корреспондент АН СССР Георгий Николаевич Бабакин, приступил к решению сложнейших технических задач - созданию лунохода и автоматического космического аппарата, способного взять пробу лунного грунта и доставить ее на Землю.

Для создания "лунников" нового поколения требовалось найти и использовать многие принципиально иные решения. Ведь сама возможность посылать на Луну такие автоматы казалась слишком нереальным делом даже писателям-фантастам - в большинстве их произведений при полетах на Луну или другие планеты роботы только сопровождали экипажи. Но управлять лунным автоматом с Земли, заставить его двигаться по указанию людей, которые находятся от него на расстоянии почти в четыреста тысяч километров? Нет, на это нужно было решиться!

Работы по созданию двух космических аппаратов: "Луна-16" (для доставки грунта с Луны) и "Луна-17" (с "Луноходом-1") - велись одновременно. Конструкторы разработали для обеих станций унифицированную посадочную ступень, с помощью которой и осуществлялась мягкая посадка. Однако на этот раз амортизаторов, подобных тем, которые были на "Луне-9", не было. Вплоть до самой поверхности торможение взяла на себя двигательная установка. Оба аппарата, прежде чем опуститься на Луну, выводились на орбиту ее спутников. После коррекций окололунных орбит (позволивших высадить "лунник" точно, в заранее намеченный район) аппараты тормозились и выходили на посадочные траектории. Станции "Луна-16" предстояло приземлиться в Море Изобилия, где до этого не садился ни один космический аппарат. Район этот, окруженный со всех сторон горами, особенно интересен для ученых. По их мнению, он представляет собой обособленное лавовое образование, возникшее сравнительно недавно.

20 сентября 1970 года в 8 ч 12 мин по московскому времени, когда станция находилась на высоте 15 км от точки прилунения, включилась тормозная двигательная установка (ТДУ), и через 6 мин посадочные лапы станции коснулись поверхности. А еще через 45 мин на Луне впервые заработала буровая установка, управляемая с Земли. Бур углубился на 350 мм, остановился, а затем был поднят и вместе с лунным грунтом помещен в контейнер возвращаемого аппарата. Специальное автоматическое устройство герметично закрыло наружное отверстие, чтобы обеспечить полную сохранность грунта в пути и защиту его от воздействия атмосферы при возвращении аппарата на Землю. Наконец все операции по взятию грунта были закончены. И теперь посадочная ступень превратилась в стартовую установку, с которой должна была отправиться в обратное путешествие космическая ракета с возвращаемым аппаратом.

И вот в Центре дальней космической связи, как будто на космодроме, раздаются привычные слова: "Есть зажигание! Двигатель вышел на режим. Старт!" 24 сентября возвращаемый аппарат с драгоценным грузом опустился на парашюте в точно заданном районе Советского Союза.

"Задача, выполненная "Луной-16", - это настоящая революция в деле освоения космоса. В деле межпланетных сообщений и исследований открывается новая страница" - так оценил этот эксперимент директор радиофизической обсерватории Джодрелл-Бэнк (Англия) профессор Бернард Ловелл.
Прошло всего полтора месяца. 17 ноября 1970 года советский автоматический аппарат "Луноход-1" проложил первую колею на лунной поверхности в районе Моря Дождей.

Еще в октябре 1967 года специалисты, собравшиеся в Центре дальней космической связи для того, чтобы произвести посадку "Венеры-4", были свидетелями необычного зрелища: на небольшом опытном полигоне делала свои первые шаги по Земле экспериментальная модель лунохода. Разработка внеземного самоходного шасси, начатая еще по инициативе академика С. П. Королева, и его "обкатка" в земных условиях, отличных от лунных, проблема достаточно сложная. Когда руководителя работ по созданию шасси спросили, почему был выбран именно колесный вариант, а, например, не гусеничный, он объяснил: колесный обладает преимуществами, которые выяснились после многочисленных проработок и расчетов. Все восемь колес -ведущие, это обеспечивает высокую проходимость и надежность машины и в лунных условиях. Дело в том, что в гусеничной машине много трущихся деталей, которые должны работать в вакууме, и, самое большее, два ведущих звена с каждого борта. Естественно, это снижает надежность. Что, если они выйдут из строя?

Отработка шасси на Земле проходила в условиях, максимально приближенных к лунным. Так, например, часть экспериментов проводилась в летающей лаборатории. При этом была выбрана такая траектория движения самолета, при которой сила тяжести на его борту становилась равной лунной. В салоне оборудовали участок "лунной" поверхности, насыпали подходящий грунт (вот тут-то и пригодились результаты исследований всех предыдущих станций серии "Луна") и на нем исследовали взаимодействие колеса аппарата с поверхностью. Чтобы проверить, как ходит луноход по сложному рельефу, проводились испытания и на открытой местности.

Специальный курс подготовки проходили и водители "лунохода". Ну конечно, как и всякий космический аппарат, "Луна-16" и "Луна-17" долгие месяцы проходили отработку на Земле - в термобарокамерах, на вибростендах, на испытательных станциях; проводились исследования на прочность и электрические испытания.

И вот блестящий результат. Доставленный "Луной-16" лунный грунт был тщательно исследован учеными, определена его структура, химический состав и иные характеристики. Одиннадцать лунных дней (а каждый из них длится две земные недели) и столько же ночей работал "Луноход-1", его колеса проложили по Луне дорожку длиной 10 540 м. Более чем в 500 точках ее были определены физические свойства грунта. Во время движения лунохода на Землю было передано около 25 тыс. снимков и более 200 панорам лунной поверхности.

Исследования Луны аппаратами этого поколения продолжили автоматические станции "Луна-20", "Луна-24" и "Луна-21" ("Луноход-2") в 1972-1976 годах.

"Венеру-1" еще готовили к полету, на космодроме продолжались испытания, а Сергей Павлович Королев уже продумывал конструкцию будущих автоматических межпланетных станций (АМС). Однажды, прогуливаясь, как обычно вечером, по бетонке космодрома, он поделился своими мыслями с одним из ведущих разработчиков "Венеры-1".
"Я думаю, - говорил Сергей Павлович, - что мы должны станции конструктивно унифицировать. Ведь условия полета АМС по траектории - к Марсу ли, к Венере, или просто для зондирования космического пространства - в основном схожи. Это длительная работа в дальнем космосе, необходимость постоянной ориентации на Солнце, сверхдальняя радиосвязь, коррекция траектории. Поэтому, видимо, целесообразнее разработать одинаковый для АМС разного назначения орбитальный отсек с одними и теми же системами, которые будут работать на трассе "Земля - планета", одинаковую корректирующую двигательную установку и разные для всех станций специальные отсеки: спускаемые аппараты для посадочных вариантов, отсеки с фототелевизионной аппаратурой для фотографирования поверхности планет или Луны. Это даст нам большой выигрыш - и в изготовлении объектов, и в их отработке. Подумайте над этим".

Может быть, слова были немного другими, за давностью лет дословно вспомнить этот разговор трудно, но его смысл, формулировка задачи переданы точно. И когда "Венера-1" отправилась в свой исторический путь, проектанты конструкторского бюро С. П. Королева приступили к новым разработкам, результат которых - полеты "Марса-1", первых "Зондов" и АМС "Венера" (со второй по восьмую).

АМС "Марс-1" стартовала с космодрома Байконур 1 ноября 1962 года, меньше чем через два года после того памятного разговора. Станция была значительно усовершенствована по сравнению с "Венерой-1", да и по размерам превосходила свою предшественницу, ее масса была около тонны. Улучшились характеристики всех систем, а в первую очередь радиотелеметрической. Новинкой была двухконтурная жидкостная система терморегулирования, в которой жидкость, проходя по наружным радиаторам с различными оптическими характеристиками, нагревалась или охлаждалась и соответственно подогревала или охлаждала газ внутри отсеков, поддерживая температуру в строго заданных пределах. Снаружи станция была укутана "шубой" из многослойной теплоизоляции. Значительно повысились надежность и точность работы оптических датчиков системы ориентации. Хрустальный сферический купол, под которым "прятались" датчики ориентации на Солнце и звездной ориентации, служил в то же время и украшением станции.

Корректирующая двигательная установка, разработанная коллективом А. М. Исаева, позволяла проводить в полете несколько коррекций. АМС "Марс-1" активно работала в течение четырех с половиной месяцев. "В 1963 году советская автоматическая станция "Марс-1" прошла вблизи планеты Марс, поддерживая на расстоянии около 106 млн. км радиосвязь с советскими наземными пунктами. В итоге полета были получены уникальные научные результаты и данные..." - так писал в своей статье я газете "Правда" 1 января 1964 года академик С. П. Королев.

Надежность и удачное конструктивное решение АМС этого поколения стали залогом их долгой (десять лет) жизни и тех уникальных результатов, которые были получены в дальнейшем. К станциям этого "семейства" относятся первые три "Зонда". Последний из них, предназначенный для проведения исследований в дальнем космосе, был запущен по такой траектории, что сначала он пролетел вблизи Луны, сфотографировав часть ее обратной стороны (ту, которая не попала в объектив "Луны-3), и затем передал эти изображения на Землю. Качество фотографий, естественно, было значительно лучше, чем в 1959 году. Связь с этим аппаратом и передача научных данных продолжались до расстояния около 170 млн. км.

Наиболее значительные результаты, полученные при запусках АМС этого поколения, связаны с их полетами к Венере. 1 марта 1966 года станция "Венера-3" впервые в истории доставила на поверхность планеты вымпел с изображением Герба Советского Союза, а "Венера-2" прошла на расстоянии 24 тыс. км от нее. С помощью "Венеры-4" 18 октября 1967 года ученые впервые провели прямые измерения в атмосфере Венеры. Станция опускалась на парашюте и не дошла до поверхности всего около 20 км. (Спускаемый аппарат был рассчитан на давление снаружи в несколько атмосфер. По некоторым гипотезам, именно таким оно должно было быть у поверхности. Очевидно, он разрушился, когда величина наружного давления достигла примерно 20 атм.).

"Венера-4", изготовленная уже не в КБ академика С. П Королева, а в коллективе, руководимом Г. Н. Бабакиным, отличалась от своих предшественниц в основном доработанной системой терморегулирования: вместо жидкостной двухконтурной она стала воздушной. Компоновка же станции в целом, основные системы и спускаемый аппарат были прежними. "Близнецами" "Венеры-4" были и следующие четыре станции. Последние две отличались конструкцией спускаемого аппарата, рассчитанного уже на сто с лишним атмосфер и температуру на поверхности около 500° С (эти данные - результат обработки прямых измерений, проведенных прежде всего "Венерой-4" и "Венерой-5"). Спускаемый аппарат новой конструкции позволил "Венере-7" 15 декабря 1970 года не только провести измерения на участке спуска, но и мягко опуститься на раскаленную поверхность планеты и передать оттуда информацию.

Сейчас полеты на Венеру совершают станции следующего поколения - .более сложные и конструктивно, и по составу аппаратуры. Но данные, полученные при полетах первых станций, бесценны. Навсегда останется в памяти людей подвиг тех, кто своим трудом, умением и энтузиазмом прокладывал дороги в неизвестные миры. Помните, как в сказке: "Пойди туда - не знаю куда, принеси то - не знаю что"? Не будет особым преувеличением сравнить задачи, стоявшие перед разработчиками космической техники, с задачами героев этой сказки. Например, когда создавались первые станции серии "Венера", по различным гипотезам давление на поверхности планеты называлось от 1 до 100 атм, а температура - от 50 до 500° С. Но создавать спускаемый аппарат для самых тяжелых условий, к тому же гипотетических, при обычных для космической техники весовых ограничениях было сложно и нерентабельно. Вот почему первые аппараты для посадки на планету делались не очень прочными - упрощался процесс их изготовления и отработки, и в то же время, если даже были правы сторонники высоких давлений и температур, на каком-то отрезке атмосферы все равно были бы получены ценнейшие результаты. Эти расчеты полностью себя оправдали при первых же полетах к "планете загадок", которая до сих пор не раскрыла еще свои тайны.