Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I) - Антон Первушин

Согласно расчетам затраты на реализацию всего объема программы «Лунэкс» в период с 1962 по 1971 год должны были составить 7,5 миллиарда долларов.

Трудно сейчас сказать, почему президент Джон Кеннеди отклонил программу «Лунэкс». Может быть, потому, что она показалось ему недостаточно проработанной: ведь ВВС только обещали создать мощную ракету-носитель, способную доставить пилотируемый корабль на Луну, а Вернер фон Браун, перешедший в НАСА, уже вовсю трудился над ракетами класса «Сатурн». А может быть, подобно своему предшественнику, американский президент просто не захотел отдавать космическую программу в руки одного военного ведомства, что неизбежно вызвало бы протесты как со стороны руководства НАСА, так и со стороны «заклятых друзей» из армии и ВМФ.

Забытые проекты программы «Apollo»

Несмотря на то, что в целом программа «Аполлон» закончилась успешно, многое из того, что планировалось сделать в ее рамках, так и не было доведено до конца. Более того, по мере развития сама программа изменялась, модернизировалась, пересматривались исходные планы и концепции. Однако начнем с самого начала. Прежде чем приступить к проектированию непосредственно космических кораблей, НАСА должно было определиться с выбором схемы полета к Луне и с ракетой-носителем.

Еще в апреле 1960 года руководство НАСА одобрило трехэтапную программу создания мощной ракеты-носителя «Сатурн». Первой в этой серии должна была стать двухступенчатая ракета «Saturn C-1»; ее планировали запустить в 1961 году. Второй — трехступенчатая ракета «Saturn C-2» с запуском в 1963 году. Третьей — перспективная пятиступенчатая ракета «Saturn C-3». Для всех трех вариантов проектировалась единая первая ступень с ЖРД на топливе кислород — керосин. Для второй и третьей ступеней фирма «Рокетдайн» должна была разработать кислородно-водородные двигатели «J-2» на тягу 90,7 тонны. Для четвертой и пятой ступеней фирме «Пратт энд Уитни» были заказаны двигатели «LR-115» с тягой 9 тонн или двигатели «RL-10», разрабатываемые для разгонного блока «Кентавр», с тягой 6,8 тонны.

После того как американский Конгресс принял решение о финансировании программы подготовки лунной экспедции, в США был создан Комитет по ракетам-носителям.

В него вошли руководители НАСА, Министерства обороны, ВВС и некоторых корпораций. Комитет предложил разработать ракету-носитель «Сатурн С-3» в трехступенчатом варианте.

По расчетам «Сатурн С-3» был способен вывести на околоземную орбиту около 50 тонн полезного груза, а к Луне — всего 13,5 тонны. Этого было недостаточно, и HACA, поощряемое позицией президента смело расширило фронт работ над перспективной ракетой-носителем.

Два мощных научных коллектива НАСА — Центр пилотируемых аппаратов в Хьюстоне и Центр имени Маршалла в Хантсвилле, разрабатывавший носители, — рассматривали самые разные схемы экспедиции. Инженеры Хьюстона предлагали простой «прямой» вариант полета: три астронавта в космическом корабле стартуют к Луне с помощью очень мощной ракеты и летят кратчайшим путем. По этой схеме космический корабль должен иметь такие запасы топлива, чтобы совершить прямую посадку, затем взлет и возвратиться на Землю без всяких промежуточных стыковок. Согласно расчетам «прямой» вариант требовал для возвращения на Землю стартовой массы на поверхности Луны не менее 23 тонн. Чтобы получить такую стартовую массу на Луне, требовалось вывести на околоземную орбиту 180 тонн, а на траекторию к Луне — 68 тонн. Такую массу одним пуском способна была бы вывести только ракета-носитель «Нова» («Nova»).

Проект этой ракеты, которой так и не суждено было подняться в космос, получил одобрение еще президента Эйзенхауэра. С января 1959 по июль 1960 года команда Вернера фон Брауна, работавшая в Хантсвилле, изучила множество возможных компоновок ракеты «Нова» на основе жидкостных ракетных двигателей «F-1» и «J-2». Первые проекты ракеты «Нова» (например, «Nova4L») выводили на окололунную орбиту полезный груз порядка 24 тонн, поэтому носитель пришлось дорабатывать, увеличивая его габариты и количество двигателей на ступень. В конце концов получилось настоящее чудовище — высотой в 66 метров, диаметром 14,6 метра и со стартовым весом в 3152 тонны.

Создание подобной ракеты, по мнению оптимистов, уходило далеко за 1970 год, а потому в конце концов «Нова» была отвергнута.

Вначале центр имени Маршалла предлагал двухпусковой околоземный орбитальный вариант. При этом схема лунной экспедиции выглядела следующим образом. На орбиту Земли выводится беспилотная разгонная ступень. Там она состыковывается с третьей пилотируемой ступенью, имеющей необходимый для разгона к Луне запас водорода. На земной орбите кислород разгонной ракеты перекачивается в пустой бак окслителя третьей ступени и такая кислородно-водородная ракета разгоняет космический корабль к Луне. Далее могут быть два варианта: прямая посадка на Луну или предварительный выход на орбиту искусственного спутника Луны.

Второй вариант, как мы помним, был предложен еще Юрием Кондратюком в 20-х годах. Идея заключалась в том, что космический корабль должен состоять из двух блоков; командного модуля и лунной кабины («лунного посадочного модуля», «лунного такси»).

Этот двухмодульный космический корабль и получил в конце концов название «Аполлон» («Apollo»). С помощью двигателей третьей ступени ракеты-носителя и командного модуля он должен был выводиться на орбиту искусственного спутника Луны. Двое астронавтов должны перейти из командного модуля в лунную кабину, которая затем отделяется от командного модуля и садится на Луну. Третий астронавт остается в командном модуле на орбите. После завершения миссии на Луне кабина с астронавтами взлетает, стыкуется с аппаратом, ожидающим на орбите, «лунное такси» отделяется и падает на Луну, а орбитальный модуль с тремя астронавтами возвращается на Землю.

Этот лунно-орбитальный вариант был более тщательно проработан и поддержан третьим научным центром НАСА — Центром имени Лэнгли.

Каждый из вариантов предлагал использование не менее двух носителей типа трехступенчатых «Saturn С-5» со стартовой массой в 2500 тонн для каждой лунной экспедиции.

Каждый «Saturn C-5» оценили в 120 миллионов долларов.

Это показалось дорого, и двухпусковые варианты не получили поддержки.

Наиболее реальным оказался однопусковой лунно-орбитальный вариант, предложенный Джоном Хуболтом — инженером Центра имени Лэнгли. Самым заманчивым в этом варианте было использование только одного носителя типа «Сатурн С-5» (позже его называли просто «Сатурн-5») при увеличении стартовой массы до 2900 тонн. Этот вариант позволял увеличить массу «Аполлона» на 5 тонн. Тогда же был окончательно «похоронен» альтернативный проект «Нова».

Однако, несмотря на решение Комитета, споры по выбору оптимальной схемы полета к Луне продолжались. Только июля 1962 года НАСА приняло официальное решение: лунно-орбитальный однопусковой вариант был объявлен единственно безопасным и экономичным для достижения Луны к 1970 году. Предварительные расчеты показали, что «Сатурн-5» может вывести 120 тонн на околоземную орбиту и доставить 45 тонн к Луне. Группа Хуболта торжествовала: им удалось переломить ожесточенное сопротивление сторонников «прямого» полета (к которым, кстати, относился, и фон Браун) и заставить чиновников НАСА поверить в более оригинальный и многообещающий вариант. Пришла очередь разработать и утвердить проект собственно лунного корабля. Но оказалось, что такой проект уже существует и альтернатив ему нет…

Со времен конференции, устроенной командованием ВВС в январе 1958 года, в кругах, близких к космической программе, шло обсуждение оптимальной формы и конструкции для обитаемой космической капсулы. Выдвигались самое различные проекты — от простейшего шара до орбитального самолета. Потом был придуман конус «Меркурия». 9 декабря 1959 года внутри НАСА появился специальный комитет, который должен был разработать программу развития транспортных космических средств после завершения проекта «Меркурий». Уже на первых заседаниях комитета его члены определили, что следующим логическим шагом в этом направлении станет пилотируемый облет Луны.

В июле 1960 года для новой программы было утверждено Название «Аполлон», а 13 сентября НАСА провело первую конференцию, посвященную проекту космического корабля для облета Луны. На этой конференции представители авиакосмической промышленности получили техническое задание на разработку такого корабля. Были выдвинуты следующие требования: габариты соответствуют последней ступени ракеты-носителя «Сатурн С-2»; масса — не больше 6,8 тонны; продолжительность работы системы жизнеобеспечения — не менее 14 дней для экипажа из трех человек.

Месяцем позже из шестнадцати проектов, представленных в НАСА, руководство агентства отобрало три: от «Дженерал Электрик», «Конвейр» и «Мартин». Эти фирмы получили 250 тысяч долларов на то, чтобы в шестимесячный срок довести свои предложения «до ума».