Страница:
Подробный доклад о работах по ракетам «Сатурн» подтвердил имевшиеся у нас отрывочные сведения об успешном выполнении этой программы. В частности, было сказано, что водородный двигатель J-2, предназначенный для второй ступени ракеты-носителя «Сатурн-5», успешно прошел заводские испытания, начались первые поставки этих двигателей. Окончательно были сняты все сомнения в выборе типа ракеты для лунной экспедиции: «В настоящее время в стадии разработки находится самая мощная ракета-носитель „Сатурн-5“, предназначенная для доставки двух человек на поверхность Луны».
Далее членам Конгресса было подробно рассказано о конструкции и параметрах «Сатурна-5», схеме полета к Луне, ходе производства испытательных стендов, стартовых сооружений и разработке средств транспортировки гигантской ракеты.
Сопоставление состояния работ по лунной программе «у нас и у них» к началу 1964 года показывает наше, по меньшей мере, двухлетнее отставание по проекту в целом. Что касается двигателей, то кислородно-керосиновые на тягу порядка 600 тс и мощные кислородно-водородные ЖРД у нас в это время не разрабатывались вовсе.
Информация, поступавшая к нам по открытым каналам в течение 1964 года, показала, что работы по лунной программе не мешают американцам создавать боевые ракеты. Более детальная информация доставлялась нашей внешней разведкой. Размах работ по строительству новых сборочных цехов для «Сатурна-5» и «Аполлона», испытательных стендов, стартовых комплексов на мысе Канаверал (впоследствии Центра им. Дж. Кеннеди), центров управления пуском и полетом производил на нас сильное впечатление.
Самые пессимистические мысли по поводу этой информации мне откровенно высказывал Воскресенский после нескольких тяжелых разговоров с Королевым, а затем с Тюлиным и Келдышем. Он стремился убедить их более решительно требовать увеличения средств, в первую очередь, на создание стенда для огневых испытаний полноразмерной первой ступени будущей ракеты. У Королева он поддержки не получил. Мне Воскресенский сказал: «Если мы будем игнорировать американский опыт и продолжать строить ракету в надежде – авось полетит не с первого, так со второго раза, то нам всем – труба. Р-7 мы на стенде в Загорске прожгли в полном объеме, и то она залетала только с четвертого раза. Если Сергей будет продолжать такую азартную игру, я из нее выхожу». Пессимизм Воскресенского можно было объяснить еще и резким ухудшением его здоровья. Однако присущая ему и не раз удивлявшая его друзей интуиция испытателя оказалась пророческой.
В 1965 году «американе», как обычно говорил Королев, имели уже отработанные многоразовые двигатели для всех ступеней «Сатурна-5» и перешли к их серийному выпуску. Это имело решающее значение для надежности ракеты-носителя.
Изготовление в одиночку собственно конструкции ракеты-носителя «Сатурна-5» оказалось не под силу даже самым мощным авиационным корпорациям США. Поэтому конструктивная разработка и изготовление ракеты-носителя было распределено по ведущим авиационным корпорациям. Первую ступень изготавливала фирма «Боинг», вторую – «Норд Американ Рокуэлл», третью – «Макдоннелл-Дуглас», приборный отсек вместе с его начинкой – Ай-би-эм – крупнейшая в мире фирма электронных вычислительных машин. В приборном отсеке располагалась гиростабилизированная трехстепенная платформа, выполнявшая функции носителя системы координат, обеспечивавшая управление пространственным положением ракеты и (с помощью цифровой вычислительной машины) навигационные измерения.
Стартовый комплекс располагался в Космическом центре на мысе Канаверал. Там было построено внушительных размеров здание сборки ракеты. Это здание с каркасом из конструкционной стали, используемое и поныне, имеет высоту 160 метров, ширину 160 метров и длину 220 метров. Рядом со зданием сборки в пяти километрах от стартовой позиции располагается четырехэтажный центр управления запуском, в котором, кроме всех необходимых служб, есть еще и кафетерий, и даже галерея для посетителей и почетных гостей.
Старт производился с пускового стола. Но этот стартовый стол был не такой, как у нас. В нем размещались вычислительные машины для проведения испытаний, вычислительное оборудование для системы заправки, система кондиционирования воздуха и вентиляции и системы подачи воды. При подготовке к запуску использовались подвижные башни обслуживания высотой 114 метров с двумя скоростными лифтами.
Транспортировка ракеты от здания сборки к стартовой позиции производилась в вертикальном положении гусеничным транспортером, который имел собственные дизель-генераторные установки.
Центр управления запуском имел зал управления, в котором за электронными экранами могли разместиться более 100 человек.
Всем субподрядчикам были предъявлены самые жесткие требования по надежности и безопасности, которые охватывали все этапы программы от стадии проектирования до выведения космического корабля на траекторию полета к Луне.
Первые отработочные полеты лунных кораблей «Аполлон» начинались в беспилотном варианте. На ракетах-носителях «Сатурн-1» и «Сатурн-1B» в беспилотном режиме отрабатывались экспериментальные образцы «Аполлона». Для этих целей в период с мая 1964 по январь 1968 года было запущено пять ракет-носителей «Сатурн-1» и три «Сатурн-1B». Два запуска корабля «Аполлон» без экипажа с использованием ракет-носителей «Сатурн-5» были произведены 9 ноября 1967 года и 4 апреля 1968 года. Первый запуск ракеты-носителя «Сатурн-5» с беспилотным кораблем «Аполлон-4» был осуществлен 9 ноября 1967 года, при этом был выполнен разгон корабля к Земле со скоростью более 11 километров в секунду с высоты 18 317 километров! Этим был завершен этап беспилотной отработки ракеты-носителя и корабля,
Запуски кораблей с экипажем начались значительно позже, чем предусматривалось первоначальным планом. 27 января 1967 года при наземной подготовке в кабине экипажа корабля «Аполлон» возник пожар. Трагичность ситуации усугублялась тем, что быстро открыть люк для спасения ни самому экипажу, ни наземному персоналу не удавалось. Заживо сгорели или задохнулись три астронавта. Причиной пожара оказалась атмосфера чистого кислорода, которая использовалась в системе жизнедеятельности «Аполлона». В кислороде, как объясняли нам специалисты по пожарной части, горит все, даже металл. Поэтому достаточно было искры в электрооборудовании, которая в нормальной атмосфере безобидна. Противопожарная доработка «Аполлона» потребовала 20 месяцев!
Начиная с «Востоков» в наших пилотируемых кораблях использовалось наполнение, по составу не отличающееся от обычной атмосферы. Тем не менее после того, что случилось в Америке, мы развернули применительно к «Союзам» и Л3 исследования, закончившиеся разработкой норм на материалы и конструкции, обеспечивающие пожарную безопасность.
Первый пилотируемый полет был осуществлен экипажем в командно-служебном модуле «Аполлона-7», выведенном на орбиту ИСЗ «Сатурном-5» в октябре 1968 года. Космический корабль без лунной кабины был тщательно проверен в одиннадцатидневном полете.
В декабре 1968 года «Сатурн-5» вывел на траекторию полета к Луне «Аполлон-8». Это был первый в мире полет космического корабля с экипажем к Луне. Проверялась навигация и система управления на трассе Земля – Луна, орбите вокруг Луны, трассе Луна – Земля, вход командного модуля с экипажем в атмосферу Земли со второй космической скоростью и точность приводнения в океане.
В марте 1969 года на «Аполлоне-9» лунная кабина и командно-служебный модуль испытывались совместно на орбите ИСЗ. Были проверены способы управления всем космическим лунным комплексом «в сборе», связь между кораблями и Землей, сближение и стыковка. Американцы совершили очень рискованный эксперимент. Двое космонавтов в лунной кабине отстыковались от служебного модуля, отошли от него, а затем испытывали системы сближения и стыковки. В случае отказа в этих системах двое космонавтов в лунной кабине были обречены. Но все прошло благополучно.
Казалось, теперь все готово к посадке на Луну. Но оставались еще непроверенными лунный спуск, взлет, навигация по сближению на орбите у Луны. Американцы используют еще один полный комплекс «Сатурн» – «Аполлон». На «Аполлоне-10» в мае 1969 года была проведена «генеральная репетиция», на которой проверены все этапы и операции, кроме самой посадки на поверхность Луны.
В серии полетов шаг за шагом постепенно возрастал объем проверяемых в реальных условиях процедур, ведущих к возможности надежной лунной посадки. За семь месяцев с помощью носителя «Сатурн-5» было совершено четыре пилотируемых полета, которые позволили проверить всю материальную часть, устранить обнаруженные недостатки, натренировать весь наземный персонал, вселить уверенность в экипаж, на который возлагалось выполнение великой задачи.
К лету 1969 года было проверено в полетах все, за исключением действительной посадки и действий на поверхности Луны. Команда «Аполлона-11» сконцентрировала свое время и внимание на этих оставшихся задачах. 16 июля 1969 года на «Аполлоне-11» стартуют Н. Армстронг, М. Коллинз и Э. Олдрин, чтобы навсегда войти в историю космонавтики. Армстронг и Олдрин пробыли на Луне 21 час 36 минут 21 секунду.
В июле 1969 года вся Америка торжествовала, подобно тому, как Советский Союз в апреле 1961 года.
Вслед за первой лунной экспедицией Америка отправила еще шесть! Только одна из семи лунных экспедиций оказалась неудачной. Экспедиция «Аполлона-13» вследствие аварии на трассе Земля – Луна вынуждена была отказаться от высадки на Луну и вернуться на Землю. Этот аварийный полет вызвал наше инженерное восхищение в большей мере, чем благополучные высадки на Луну. Формально это была неудача. Но она продемонстрировала запасы по надежности и безопасности, которыми в то время наш проект не обладал.
Почему? Для поиска ответа вернемся в Советский Союз.
Глава 3. ЛУННАЯ ПРОГРАММА Н1-Л3 ПРИ КОРОЛЕВЕ
Далее членам Конгресса было подробно рассказано о конструкции и параметрах «Сатурна-5», схеме полета к Луне, ходе производства испытательных стендов, стартовых сооружений и разработке средств транспортировки гигантской ракеты.
Сопоставление состояния работ по лунной программе «у нас и у них» к началу 1964 года показывает наше, по меньшей мере, двухлетнее отставание по проекту в целом. Что касается двигателей, то кислородно-керосиновые на тягу порядка 600 тс и мощные кислородно-водородные ЖРД у нас в это время не разрабатывались вовсе.
Информация, поступавшая к нам по открытым каналам в течение 1964 года, показала, что работы по лунной программе не мешают американцам создавать боевые ракеты. Более детальная информация доставлялась нашей внешней разведкой. Размах работ по строительству новых сборочных цехов для «Сатурна-5» и «Аполлона», испытательных стендов, стартовых комплексов на мысе Канаверал (впоследствии Центра им. Дж. Кеннеди), центров управления пуском и полетом производил на нас сильное впечатление.
Самые пессимистические мысли по поводу этой информации мне откровенно высказывал Воскресенский после нескольких тяжелых разговоров с Королевым, а затем с Тюлиным и Келдышем. Он стремился убедить их более решительно требовать увеличения средств, в первую очередь, на создание стенда для огневых испытаний полноразмерной первой ступени будущей ракеты. У Королева он поддержки не получил. Мне Воскресенский сказал: «Если мы будем игнорировать американский опыт и продолжать строить ракету в надежде – авось полетит не с первого, так со второго раза, то нам всем – труба. Р-7 мы на стенде в Загорске прожгли в полном объеме, и то она залетала только с четвертого раза. Если Сергей будет продолжать такую азартную игру, я из нее выхожу». Пессимизм Воскресенского можно было объяснить еще и резким ухудшением его здоровья. Однако присущая ему и не раз удивлявшая его друзей интуиция испытателя оказалась пророческой.
В 1965 году «американе», как обычно говорил Королев, имели уже отработанные многоразовые двигатели для всех ступеней «Сатурна-5» и перешли к их серийному выпуску. Это имело решающее значение для надежности ракеты-носителя.
Изготовление в одиночку собственно конструкции ракеты-носителя «Сатурна-5» оказалось не под силу даже самым мощным авиационным корпорациям США. Поэтому конструктивная разработка и изготовление ракеты-носителя было распределено по ведущим авиационным корпорациям. Первую ступень изготавливала фирма «Боинг», вторую – «Норд Американ Рокуэлл», третью – «Макдоннелл-Дуглас», приборный отсек вместе с его начинкой – Ай-би-эм – крупнейшая в мире фирма электронных вычислительных машин. В приборном отсеке располагалась гиростабилизированная трехстепенная платформа, выполнявшая функции носителя системы координат, обеспечивавшая управление пространственным положением ракеты и (с помощью цифровой вычислительной машины) навигационные измерения.
Стартовый комплекс располагался в Космическом центре на мысе Канаверал. Там было построено внушительных размеров здание сборки ракеты. Это здание с каркасом из конструкционной стали, используемое и поныне, имеет высоту 160 метров, ширину 160 метров и длину 220 метров. Рядом со зданием сборки в пяти километрах от стартовой позиции располагается четырехэтажный центр управления запуском, в котором, кроме всех необходимых служб, есть еще и кафетерий, и даже галерея для посетителей и почетных гостей.
Старт производился с пускового стола. Но этот стартовый стол был не такой, как у нас. В нем размещались вычислительные машины для проведения испытаний, вычислительное оборудование для системы заправки, система кондиционирования воздуха и вентиляции и системы подачи воды. При подготовке к запуску использовались подвижные башни обслуживания высотой 114 метров с двумя скоростными лифтами.
Транспортировка ракеты от здания сборки к стартовой позиции производилась в вертикальном положении гусеничным транспортером, который имел собственные дизель-генераторные установки.
Центр управления запуском имел зал управления, в котором за электронными экранами могли разместиться более 100 человек.
Всем субподрядчикам были предъявлены самые жесткие требования по надежности и безопасности, которые охватывали все этапы программы от стадии проектирования до выведения космического корабля на траекторию полета к Луне.
Первые отработочные полеты лунных кораблей «Аполлон» начинались в беспилотном варианте. На ракетах-носителях «Сатурн-1» и «Сатурн-1B» в беспилотном режиме отрабатывались экспериментальные образцы «Аполлона». Для этих целей в период с мая 1964 по январь 1968 года было запущено пять ракет-носителей «Сатурн-1» и три «Сатурн-1B». Два запуска корабля «Аполлон» без экипажа с использованием ракет-носителей «Сатурн-5» были произведены 9 ноября 1967 года и 4 апреля 1968 года. Первый запуск ракеты-носителя «Сатурн-5» с беспилотным кораблем «Аполлон-4» был осуществлен 9 ноября 1967 года, при этом был выполнен разгон корабля к Земле со скоростью более 11 километров в секунду с высоты 18 317 километров! Этим был завершен этап беспилотной отработки ракеты-носителя и корабля,
Запуски кораблей с экипажем начались значительно позже, чем предусматривалось первоначальным планом. 27 января 1967 года при наземной подготовке в кабине экипажа корабля «Аполлон» возник пожар. Трагичность ситуации усугублялась тем, что быстро открыть люк для спасения ни самому экипажу, ни наземному персоналу не удавалось. Заживо сгорели или задохнулись три астронавта. Причиной пожара оказалась атмосфера чистого кислорода, которая использовалась в системе жизнедеятельности «Аполлона». В кислороде, как объясняли нам специалисты по пожарной части, горит все, даже металл. Поэтому достаточно было искры в электрооборудовании, которая в нормальной атмосфере безобидна. Противопожарная доработка «Аполлона» потребовала 20 месяцев!
Начиная с «Востоков» в наших пилотируемых кораблях использовалось наполнение, по составу не отличающееся от обычной атмосферы. Тем не менее после того, что случилось в Америке, мы развернули применительно к «Союзам» и Л3 исследования, закончившиеся разработкой норм на материалы и конструкции, обеспечивающие пожарную безопасность.
Первый пилотируемый полет был осуществлен экипажем в командно-служебном модуле «Аполлона-7», выведенном на орбиту ИСЗ «Сатурном-5» в октябре 1968 года. Космический корабль без лунной кабины был тщательно проверен в одиннадцатидневном полете.
В декабре 1968 года «Сатурн-5» вывел на траекторию полета к Луне «Аполлон-8». Это был первый в мире полет космического корабля с экипажем к Луне. Проверялась навигация и система управления на трассе Земля – Луна, орбите вокруг Луны, трассе Луна – Земля, вход командного модуля с экипажем в атмосферу Земли со второй космической скоростью и точность приводнения в океане.
В марте 1969 года на «Аполлоне-9» лунная кабина и командно-служебный модуль испытывались совместно на орбите ИСЗ. Были проверены способы управления всем космическим лунным комплексом «в сборе», связь между кораблями и Землей, сближение и стыковка. Американцы совершили очень рискованный эксперимент. Двое космонавтов в лунной кабине отстыковались от служебного модуля, отошли от него, а затем испытывали системы сближения и стыковки. В случае отказа в этих системах двое космонавтов в лунной кабине были обречены. Но все прошло благополучно.
Казалось, теперь все готово к посадке на Луну. Но оставались еще непроверенными лунный спуск, взлет, навигация по сближению на орбите у Луны. Американцы используют еще один полный комплекс «Сатурн» – «Аполлон». На «Аполлоне-10» в мае 1969 года была проведена «генеральная репетиция», на которой проверены все этапы и операции, кроме самой посадки на поверхность Луны.
В серии полетов шаг за шагом постепенно возрастал объем проверяемых в реальных условиях процедур, ведущих к возможности надежной лунной посадки. За семь месяцев с помощью носителя «Сатурн-5» было совершено четыре пилотируемых полета, которые позволили проверить всю материальную часть, устранить обнаруженные недостатки, натренировать весь наземный персонал, вселить уверенность в экипаж, на который возлагалось выполнение великой задачи.
К лету 1969 года было проверено в полетах все, за исключением действительной посадки и действий на поверхности Луны. Команда «Аполлона-11» сконцентрировала свое время и внимание на этих оставшихся задачах. 16 июля 1969 года на «Аполлоне-11» стартуют Н. Армстронг, М. Коллинз и Э. Олдрин, чтобы навсегда войти в историю космонавтики. Армстронг и Олдрин пробыли на Луне 21 час 36 минут 21 секунду.
В июле 1969 года вся Америка торжествовала, подобно тому, как Советский Союз в апреле 1961 года.
Вслед за первой лунной экспедицией Америка отправила еще шесть! Только одна из семи лунных экспедиций оказалась неудачной. Экспедиция «Аполлона-13» вследствие аварии на трассе Земля – Луна вынуждена была отказаться от высадки на Луну и вернуться на Землю. Этот аварийный полет вызвал наше инженерное восхищение в большей мере, чем благополучные высадки на Луну. Формально это была неудача. Но она продемонстрировала запасы по надежности и безопасности, которыми в то время наш проект не обладал.
Почему? Для поиска ответа вернемся в Советский Союз.
Глава 3. ЛУННАЯ ПРОГРАММА Н1-Л3 ПРИ КОРОЛЕВЕ
Когда-нибудь, думаю, что не раньше середины XXI века, историки будут спорить о том, кому принадлежал приоритет идеи об использовании атомной энергии для полета межпланетных ракет. В начале пятидесятых годов нашего века, после того как ученым-ракетчикам стали доступны принципы работы ядерных реакторов, появились идеи использования энергии ядерных реакций для превращения рабочего тела ракетного двигателя в высокотемпературный газ. Бесспорным преимуществом ядерного ракетного двигателя (ЯРД) является отсутствие окислителя. Жидкое рабочее тело превращается в газ, температура которого намного превосходит достижимую в камерах сгорания ЖРД. При истечении такого высокотемпературного газа из реактивного сопла и будет создана тяга. Ядерный реактор по мысли энтузиастов должен был заменить обычную камеру сгорания ЖРД.
В НИИ-1, научным руководителем которого в то время был Мстислав Келдыш, инициатором и руководителем работ по ЯРД был Виталий Иевлев. В 1957 году он сделал по этой теме сообщение Игорю Курчатову, Анатолию Александрову и Александру Лейпунскому. Это были люди действия, имевшие возможность принимать решения, не ожидая указаний сверху. По их инициативе на Семипалатинском ядерном полигоне в небывало короткий срок был сооружен уникальный графитовый реактор. Первые успехи подтолкнули к следующим шагам по созданию ЯРД.
В США было также объявлено о финансировании исследований по созданию ракеты с ЯРД. Эта информация дошла и до энтузиастов атомной энергетики в СССР. Отставать в таких проблемах мы не могли.
Исследовательские работы по этой теме были начаты в институте атомной энергии у Курчатова, в ОКБ-456 у Глушко, в НИИ-1 у Келдыша и в ОКБ-670 у Бондарюка. 30 июня 1958 года появилось первое постановление ЦК КПСС и Совета Министров о разработке тяжелой ракеты, использующей ЯРД. Этим же постановлением предусматривалась разработка тяжелых ракет с использованием ЖРД на криогенных высокоэнергетических компонентах – кислороде и водороде. В подготовке постановления активно участвовали Курчатов, Королев, Келдыш, Александров, Глушко. Глушко никаких практических работ по разработке ЖРД на водороде не начинал, но идея ЯРД его заинтересовала. У себя в Химках он организовал проектные работы на эту тему совместно с НИИ-1.
В ОКБ-1 Королев поручил исследовать возможность создания ракеты с использованием ЯРД Мишину, Крюкову и Мельникову. В течение 1959 года проводились расчеты, прикидки и компоновки различных вариантов тяжелых ракет-носителей с кислородно-водородным ЖРД на первой ступене и ЯРД на второй ступени.
Постановление от 30 июня 1958 года узаконило уже ведшиеся работы. Эскизный проект ракеты на основе использования ЯРД был в ОКБ-1 разработан и утвержден Королевым 30 декабря 1959 года.
Проект предусматривал использование в качестве первой ступени ракеты шести блоков первой ступени ракеты Р-7. Вторая ступень – центральный блок был по существу ядерным реактором. В ядерном реакторе рабочее тело подогревалось до температуры свыше 3000 К. В качестве рабочего тела ОКБ-456 предлагало использовать аммиак, а ОКБ-670 – смесь аммиака со спиртом. Сам двигатель представлял собой четыре сопла, через которые и вылетали струи раскаленных ядерной реакцией газов.
В эскизном проекте были обстоятельно рассмотрены несколько вариантов ракет с ЯРД. Самой впечатляющей была суперракета со стартовой массой 2000 тонн и массой полезного груза до 150 тонн на орбите ИСЗ. На первой ступени этой «суперракеты» предлагалось установить такое число ЖРД, чтобы получить общую стартовую тягу в 3000 тс. Глушко предлагал для этого разработать ЖРД на токсичных высококипящих компонентах на 500-600 тс тяги. Королев и Мишин этот вариант категорически отвергли, и в проекте предусматривались только кислородно-керосиновые ЖРД Николая Кузнецова. У него пока в начальной стадии разработки находился двигатель НК-9 для первой ступени глобальной ракеты (ГР) – тягой до 60 тс. Таких двигателей для первой ступени ракеты с ЯРД требовалось 50 (!). Одно это делало проект ядерной суперракеты малореальным.
Эскизным проектом для начала предлагалась комбинированная ракета со стартовой массой 850-880 тонн, выводящая на орбиту высотой 300 километров полезный груз 35-40 тонн. Первая ступень ракеты принималась аналогичной блочной конструкции ракеты Р-7 и набиралась из шести блоков с ЖРД. Центральный блок был ядерно-химической ракетой.
Несмотря на особую секретность всех работ, связанных с ЯРД, в инженерных умах блуждали сверхоптимистические надежды на исключительную эффективность ядерной энергетики для ракет.
Ядерный бум подогревался слухами, исходившими не только из курчатовского института и келдышевского НИИ-1. Туполев работал над проектом самолета, для которого создавалась авиационная ядерно-энергетическая установка. Самолет с ядерным двигателем должен был обладать сверхзвуковой скоростью при неограниченной дальности полета. Почти параллельно у нас и в США были затрачены большие средства на исследование этих проблем, проводились экспериментальные работы с различными реакторами.
Однако практического использования ни в авиации, ни в ракетной технике ядерные двигатели до сих пор так и не получили. В этом отношении оптимизм, подогревавшийся примерами успешного использования атомной энергетики на подводных лодках, ледоколах и тяжелых боевых кораблях, сменился полнейшим разочарованием. Но охлаждение к ЯРД наступило не так скоро, и еще в 1959 году Королев, имевший доступ к работам Туполева, упрекал своих заместителей в недостаточном рвении на ядерном поприще, говоря, что нельзя допускать, чтобы ракета с ЯРД появилась позднее самолета.
Однако подавляющее большинство проектантов сходились на том, что быстрее, надежнее и безопаснее создавать тяжелые ракеты только на ЖРД, имея в виду ЯРД в далекой перспективе. Американцы практически доказали преимущества водорода, создав ракету «Сатурн-1» со второй ступенью на водороде. Наши ведущие главные конструкторы по ЖРД Глушко, Исаев, Косберг в это время продолжали горячие дискуссии о проблемах создания ЖРД на водороде.
Противники и скептики применения жидкого водорода раздували трудности его практического использования. Малая плотность жидкого водорода потребует создания непомерно больших топливных баков, что приведет к увеличению размеров ракеты. Ракетчики говорили двигателистам, что это не их забота. Тогда двигателисты пугали тем, что при температуре -253°С все металлы делаются хрупкими. Прочность на удар якобы падает на 30%. Применять в этих условиях пироклапаны вообще нельзя. Даже школьникам известно, что смесь водорода с кислородом – это гремучий газ, и при заправке мельчайшее разгильдяйство приводит к взрыву. Представьте себе, пугали скептики, что водород незаметно утекает и насыщает пространство вокруг стартовой позиции. Малейший инициатор – и произойдет объемный взрыв. Кто не погибнет от ударной волны, тот задохнется без кислорода и сгорит вместе с водородом. Я упомянул только основные, но было еще немало придумано возражений, оправдывающих наше отставание по созданию ЖРД на водороде.
После всяческих обсуждений и консультаций ВПК начала готовить постановление с надеждой форсировать работы по мощным ракетам и соответственно двигателям с высокими характеристиками. В тексте проекта Королев лично редактировал требование о разработке двигателей на водороде. 23 июня 1960 года выходит согласованное с Министерством обороны и министрами – председателями госкомитетов всех нужных оборонных отраслей постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 годах». Это была первая попытка затвердить на самом высоком уровне перспективу развития космонавтики в виде семилетнего плана. Постановление [8]в какой-то мере было ответом на визит Брежнева в ОКБ-1. К этому времени Хрущев счел целесообразным планировать развитие всего народного хозяйства не сталинскими пятилетками, а семилетками.
Для истории содержание постановления может служить примером того, что не только политические деятели дают популистские нереальные обещания. Никто в те годы не смел оспорить заявление Хрущева, что «наше поколение будет жить при коммунизме». Вероятно, Хрущев в это верил искренне. Это осталось на его совести, и ни от кого из нас не требовалось давать клятву, что мы действительно обязуемся дожить до коммунизма.
Другое дело – «совершенно секретные – особой важности» постановления, в которых расписывались куда более конкретные сроки и пофамильно назывались ответственные исполнители. Эти исполнители сами предлагали записывать в правительственные планы нереальные сроки для своих организаций. Исполнители были руководителями крупных коллективов и к тому времени уже опытными главными конструкторами. Министры, аппарат которых готовил постановления, прошли жесточайшую школу руководства промышленностью во время войны. Они отлично помнили, что срыв сроков, установленных Сталиным, или невыполнение обещаний могли стоить жизни. Теперь же все они подписывались под нереальными обещаниями. В постановлении предусматривалось создание новой мощной ракеты-носителя H1 на ЖРД в период 1961-1963 годов. Ракета H1 должна была выводить на орбиту ИСЗ массой 40-50 тонн и разгонять до второй космической скорости полезный груз массой 10-20 тонн. Вторым этапом на базе этой ракеты предлагалось в период 1963-1967 годов создать носитель, выводящий на орбиту ИСЗ 60-80 тонн и разгоняющий до второй космической скорости 20-40 тонн. При этом в постановлении директивно предписывалось на второй и последующих ступенях использовать и электрореактивные двигатели. Постановлением предусматривались в обеспечение этих проектов работы по мощным двигателям на водороде, по системам автономного управления и радиоуправления, развитие экспериментальной базы и широкое проведение научно-исследовательских работ. 9 сентября 1960 года Королев издал отчет «О возможных характеристиках космических ракет с использованием водорода», в котором были показаны преимущества водорода.
Прошу читателя обратить внимание на цифры: 80 тонн на орбите ИСЗ – это максимум, на который замахнулись все главные конструкторы вместе взятые. Королеву, Келдышу, другим главным и всем советникам и заместителям, проектантам и конструкторам эти цифры сверху директивой правительства никто не диктовал. Так получилось, что на большее мы сами не решались.
В истории «лунной гонки» это была наша первая проектная ошибка. Как ни горько признавать, эту идейную ошибку допустили и Королев, и Келдыш, и весь Совет главных. Надо было считать не то, что мы в директивные сроки можем требовать от ракеты-носителя, а то, что в действительности нужно для высадки на Луну и возвращения на Землю. Начинать считать тонны надо было с поверхности Луны, а не с поверхности Земли. Но есть два смягчающих обстоятельства этой ошибки.
Во-первых, оправданием Королеву и всем нам, его заместителям, может служить только то, что в 1960 году мы еще не считали пилотируемую экспедицию на Луну главной и особо приоритетной задачей и не чувствовали всех проблем, с которыми предстояло столкнуться.
Во-вторых, уже тогда Королев имел в виду возможность осуществления многопусковой схемы полета к Луне. Используя идею сборки на орбите Земли или Луны, можно было удвоить или даже утроить предельный груз. В сентябре 1960 года во время большого «съезда» главных конструкторов на полигоне перед первыми пусками четырехступенчатых носителей 8К78 с космическим аппаратом 1М для изучения Марса состоялось многолюдное совещание, обсуждавшее ход эскизной разработки «комплексной ракетной системы первого этапа H1». В ходе дискуссии о массе полезного груза, выводимого на орбиту, наиболее радикально выступил Михаил Тихонравов. Он предложил при выборе варианта ракеты-носителя исходить из того, что для обеспечения полезного груза нужной массы основным средством должна стать сборка на орбите.
Общечеловеческий триумф 12 апреля 1961 года грозил снизить усердие конструкторов и ученых на военном поприще. По инициативе аппарата ЦК КПСС и Министерства обороны вскоре выходит новое постановление: «О пересмотре планов по космическим объектам в направлении выполнения задач оборонного значения».
Знаменательно, что это постановление появилось 13 мая – в день, исторический для ракетной техники СССР. 13 мая 1946 года вышло первое постановление об организации работ по баллистическим ракетам дальнего действия вообще и ракете Р-1 в частности. Через 15 лет 13 мая 1961 года было предписано создать ракету H1 в 1965 году.
Самым серьезным образом мы считали, что да, в 1965 году создадим! Может быть, не для экспедиции на Луну, но для оборонных и других задач безусловно. Слишком самонадеянно мы стремились выдавать желаемое за возможное. Конечно, власти предержащие поощряли нас на такое поведение.
Впрочем, заблуждения при определении сроков реализации перспективных проектов – явление интернациональное.
Вернер фон Браун в начале пятидесятых годов опубликовал в открытой печати свое видение тяжелой трехступенчатой ракеты для сообщения с искусственными спутниками Земли, строительства постоянной орбитальной станции массой в 400 тонн и запуска межпланетных аппаратов. Стартовая масса предлагаемой фон Брауном ракеты составляла 7000 тонн, высота 80 метров, диаметр 20 метров. Первая ступень должна была иметь 51 двигатель с тягой 275 тс каждый, вторая – 22 двигателя, третья – 5 двигателей по 55 тс. В 1953 году фон Браун утверждал, что перед создателями такого сооружения и орбитальной станции стоит меньше проблем, чем их было перед изобретателями атомной бомбы в 1940 году. Предполагаемое автором время осуществления полета такой ракеты – 1977 год. Тот же фон Браун доказал через 10 лет, что такой ракеты делать не надо и для высадки экспедиции на Луну вполне достаточна стартовая масса 3000 тонн, которую имела создававшаяся по его же предложению ракета-носитель «Сатурн-5».
Постановления, нацеленные на перспективные разработки с заведомо нереальными сроками, вызывали приток нового энтузиазма в коллективах. Сознание причастности к великим свершениям и внимание высшего руководства страны льстило честолюбию каждого, кто отвечал за выполнение постановлений ЦК и Совмина.
Через 12 дней после подписания в Кремле секретного, «особой важности» постановления президент Кеннеди совершенно открыто обратился к народу Америки на ту же тему. Я уверен, что происки разведок тут не при чем. Идея создания тяжелых ракет и экспедиций на Луну, как говорится, «висела в воздухе». После Гагарина именно таким должен был стать следующий исторический шаг человечества.
Во всех трех упомянутых постановлениях, подписанных Первым секретарем ЦК КПСС и Председателем Совета Министров СССР Хрущевым, головная роль в создании нового тяжелого носителя отводилась ОКБ-1 и, следовательно, Главным конструктором был Королев.
Противоречия во взглядах на перспективу развития тяжелых носителей между Королевым и Глушко к этому времени обострились. Глушко оказался вначале оппонентом, а затем и открытым противником Королева по проблеме выбора компонентов новых ЖРД. Все предложения ОКБ-1 предусматривали использование для первой ступени новой тяжелой ракеты ЖРД на жидком кислороде и керосине. Для последующих ступеней имелось в виду использование двигателей на жидком водороде и, наконец, в далекой перспективе, ЯРД. Однако несмотря на богатый опыт, который накопил Глушко и его коллектив с 1946 года по созданию кислородно-керосиновых двигателей, несмотря на создание в Химках уникальной стендовой базы для испытаний кислородных ЖРД, Глушко упорно предлагал для будущей тяжелой ракеты использовать ЖРД большой тяги на высококипящих компонентах: азотном тетроксиде и несимметричном диметилгидразине.
В НИИ-1, научным руководителем которого в то время был Мстислав Келдыш, инициатором и руководителем работ по ЯРД был Виталий Иевлев. В 1957 году он сделал по этой теме сообщение Игорю Курчатову, Анатолию Александрову и Александру Лейпунскому. Это были люди действия, имевшие возможность принимать решения, не ожидая указаний сверху. По их инициативе на Семипалатинском ядерном полигоне в небывало короткий срок был сооружен уникальный графитовый реактор. Первые успехи подтолкнули к следующим шагам по созданию ЯРД.
В США было также объявлено о финансировании исследований по созданию ракеты с ЯРД. Эта информация дошла и до энтузиастов атомной энергетики в СССР. Отставать в таких проблемах мы не могли.
Исследовательские работы по этой теме были начаты в институте атомной энергии у Курчатова, в ОКБ-456 у Глушко, в НИИ-1 у Келдыша и в ОКБ-670 у Бондарюка. 30 июня 1958 года появилось первое постановление ЦК КПСС и Совета Министров о разработке тяжелой ракеты, использующей ЯРД. Этим же постановлением предусматривалась разработка тяжелых ракет с использованием ЖРД на криогенных высокоэнергетических компонентах – кислороде и водороде. В подготовке постановления активно участвовали Курчатов, Королев, Келдыш, Александров, Глушко. Глушко никаких практических работ по разработке ЖРД на водороде не начинал, но идея ЯРД его заинтересовала. У себя в Химках он организовал проектные работы на эту тему совместно с НИИ-1.
В ОКБ-1 Королев поручил исследовать возможность создания ракеты с использованием ЯРД Мишину, Крюкову и Мельникову. В течение 1959 года проводились расчеты, прикидки и компоновки различных вариантов тяжелых ракет-носителей с кислородно-водородным ЖРД на первой ступене и ЯРД на второй ступени.
Постановление от 30 июня 1958 года узаконило уже ведшиеся работы. Эскизный проект ракеты на основе использования ЯРД был в ОКБ-1 разработан и утвержден Королевым 30 декабря 1959 года.
Проект предусматривал использование в качестве первой ступени ракеты шести блоков первой ступени ракеты Р-7. Вторая ступень – центральный блок был по существу ядерным реактором. В ядерном реакторе рабочее тело подогревалось до температуры свыше 3000 К. В качестве рабочего тела ОКБ-456 предлагало использовать аммиак, а ОКБ-670 – смесь аммиака со спиртом. Сам двигатель представлял собой четыре сопла, через которые и вылетали струи раскаленных ядерной реакцией газов.
В эскизном проекте были обстоятельно рассмотрены несколько вариантов ракет с ЯРД. Самой впечатляющей была суперракета со стартовой массой 2000 тонн и массой полезного груза до 150 тонн на орбите ИСЗ. На первой ступени этой «суперракеты» предлагалось установить такое число ЖРД, чтобы получить общую стартовую тягу в 3000 тс. Глушко предлагал для этого разработать ЖРД на токсичных высококипящих компонентах на 500-600 тс тяги. Королев и Мишин этот вариант категорически отвергли, и в проекте предусматривались только кислородно-керосиновые ЖРД Николая Кузнецова. У него пока в начальной стадии разработки находился двигатель НК-9 для первой ступени глобальной ракеты (ГР) – тягой до 60 тс. Таких двигателей для первой ступени ракеты с ЯРД требовалось 50 (!). Одно это делало проект ядерной суперракеты малореальным.
Эскизным проектом для начала предлагалась комбинированная ракета со стартовой массой 850-880 тонн, выводящая на орбиту высотой 300 километров полезный груз 35-40 тонн. Первая ступень ракеты принималась аналогичной блочной конструкции ракеты Р-7 и набиралась из шести блоков с ЖРД. Центральный блок был ядерно-химической ракетой.
Несмотря на особую секретность всех работ, связанных с ЯРД, в инженерных умах блуждали сверхоптимистические надежды на исключительную эффективность ядерной энергетики для ракет.
Ядерный бум подогревался слухами, исходившими не только из курчатовского института и келдышевского НИИ-1. Туполев работал над проектом самолета, для которого создавалась авиационная ядерно-энергетическая установка. Самолет с ядерным двигателем должен был обладать сверхзвуковой скоростью при неограниченной дальности полета. Почти параллельно у нас и в США были затрачены большие средства на исследование этих проблем, проводились экспериментальные работы с различными реакторами.
Однако практического использования ни в авиации, ни в ракетной технике ядерные двигатели до сих пор так и не получили. В этом отношении оптимизм, подогревавшийся примерами успешного использования атомной энергетики на подводных лодках, ледоколах и тяжелых боевых кораблях, сменился полнейшим разочарованием. Но охлаждение к ЯРД наступило не так скоро, и еще в 1959 году Королев, имевший доступ к работам Туполева, упрекал своих заместителей в недостаточном рвении на ядерном поприще, говоря, что нельзя допускать, чтобы ракета с ЯРД появилась позднее самолета.
Однако подавляющее большинство проектантов сходились на том, что быстрее, надежнее и безопаснее создавать тяжелые ракеты только на ЖРД, имея в виду ЯРД в далекой перспективе. Американцы практически доказали преимущества водорода, создав ракету «Сатурн-1» со второй ступенью на водороде. Наши ведущие главные конструкторы по ЖРД Глушко, Исаев, Косберг в это время продолжали горячие дискуссии о проблемах создания ЖРД на водороде.
Противники и скептики применения жидкого водорода раздували трудности его практического использования. Малая плотность жидкого водорода потребует создания непомерно больших топливных баков, что приведет к увеличению размеров ракеты. Ракетчики говорили двигателистам, что это не их забота. Тогда двигателисты пугали тем, что при температуре -253°С все металлы делаются хрупкими. Прочность на удар якобы падает на 30%. Применять в этих условиях пироклапаны вообще нельзя. Даже школьникам известно, что смесь водорода с кислородом – это гремучий газ, и при заправке мельчайшее разгильдяйство приводит к взрыву. Представьте себе, пугали скептики, что водород незаметно утекает и насыщает пространство вокруг стартовой позиции. Малейший инициатор – и произойдет объемный взрыв. Кто не погибнет от ударной волны, тот задохнется без кислорода и сгорит вместе с водородом. Я упомянул только основные, но было еще немало придумано возражений, оправдывающих наше отставание по созданию ЖРД на водороде.
После всяческих обсуждений и консультаций ВПК начала готовить постановление с надеждой форсировать работы по мощным ракетам и соответственно двигателям с высокими характеристиками. В тексте проекта Королев лично редактировал требование о разработке двигателей на водороде. 23 июня 1960 года выходит согласованное с Министерством обороны и министрами – председателями госкомитетов всех нужных оборонных отраслей постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 годах». Это была первая попытка затвердить на самом высоком уровне перспективу развития космонавтики в виде семилетнего плана. Постановление [8]в какой-то мере было ответом на визит Брежнева в ОКБ-1. К этому времени Хрущев счел целесообразным планировать развитие всего народного хозяйства не сталинскими пятилетками, а семилетками.
Для истории содержание постановления может служить примером того, что не только политические деятели дают популистские нереальные обещания. Никто в те годы не смел оспорить заявление Хрущева, что «наше поколение будет жить при коммунизме». Вероятно, Хрущев в это верил искренне. Это осталось на его совести, и ни от кого из нас не требовалось давать клятву, что мы действительно обязуемся дожить до коммунизма.
Другое дело – «совершенно секретные – особой важности» постановления, в которых расписывались куда более конкретные сроки и пофамильно назывались ответственные исполнители. Эти исполнители сами предлагали записывать в правительственные планы нереальные сроки для своих организаций. Исполнители были руководителями крупных коллективов и к тому времени уже опытными главными конструкторами. Министры, аппарат которых готовил постановления, прошли жесточайшую школу руководства промышленностью во время войны. Они отлично помнили, что срыв сроков, установленных Сталиным, или невыполнение обещаний могли стоить жизни. Теперь же все они подписывались под нереальными обещаниями. В постановлении предусматривалось создание новой мощной ракеты-носителя H1 на ЖРД в период 1961-1963 годов. Ракета H1 должна была выводить на орбиту ИСЗ массой 40-50 тонн и разгонять до второй космической скорости полезный груз массой 10-20 тонн. Вторым этапом на базе этой ракеты предлагалось в период 1963-1967 годов создать носитель, выводящий на орбиту ИСЗ 60-80 тонн и разгоняющий до второй космической скорости 20-40 тонн. При этом в постановлении директивно предписывалось на второй и последующих ступенях использовать и электрореактивные двигатели. Постановлением предусматривались в обеспечение этих проектов работы по мощным двигателям на водороде, по системам автономного управления и радиоуправления, развитие экспериментальной базы и широкое проведение научно-исследовательских работ. 9 сентября 1960 года Королев издал отчет «О возможных характеристиках космических ракет с использованием водорода», в котором были показаны преимущества водорода.
Прошу читателя обратить внимание на цифры: 80 тонн на орбите ИСЗ – это максимум, на который замахнулись все главные конструкторы вместе взятые. Королеву, Келдышу, другим главным и всем советникам и заместителям, проектантам и конструкторам эти цифры сверху директивой правительства никто не диктовал. Так получилось, что на большее мы сами не решались.
В истории «лунной гонки» это была наша первая проектная ошибка. Как ни горько признавать, эту идейную ошибку допустили и Королев, и Келдыш, и весь Совет главных. Надо было считать не то, что мы в директивные сроки можем требовать от ракеты-носителя, а то, что в действительности нужно для высадки на Луну и возвращения на Землю. Начинать считать тонны надо было с поверхности Луны, а не с поверхности Земли. Но есть два смягчающих обстоятельства этой ошибки.
Во-первых, оправданием Королеву и всем нам, его заместителям, может служить только то, что в 1960 году мы еще не считали пилотируемую экспедицию на Луну главной и особо приоритетной задачей и не чувствовали всех проблем, с которыми предстояло столкнуться.
Во-вторых, уже тогда Королев имел в виду возможность осуществления многопусковой схемы полета к Луне. Используя идею сборки на орбите Земли или Луны, можно было удвоить или даже утроить предельный груз. В сентябре 1960 года во время большого «съезда» главных конструкторов на полигоне перед первыми пусками четырехступенчатых носителей 8К78 с космическим аппаратом 1М для изучения Марса состоялось многолюдное совещание, обсуждавшее ход эскизной разработки «комплексной ракетной системы первого этапа H1». В ходе дискуссии о массе полезного груза, выводимого на орбиту, наиболее радикально выступил Михаил Тихонравов. Он предложил при выборе варианта ракеты-носителя исходить из того, что для обеспечения полезного груза нужной массы основным средством должна стать сборка на орбите.
Общечеловеческий триумф 12 апреля 1961 года грозил снизить усердие конструкторов и ученых на военном поприще. По инициативе аппарата ЦК КПСС и Министерства обороны вскоре выходит новое постановление: «О пересмотре планов по космическим объектам в направлении выполнения задач оборонного значения».
Знаменательно, что это постановление появилось 13 мая – в день, исторический для ракетной техники СССР. 13 мая 1946 года вышло первое постановление об организации работ по баллистическим ракетам дальнего действия вообще и ракете Р-1 в частности. Через 15 лет 13 мая 1961 года было предписано создать ракету H1 в 1965 году.
Самым серьезным образом мы считали, что да, в 1965 году создадим! Может быть, не для экспедиции на Луну, но для оборонных и других задач безусловно. Слишком самонадеянно мы стремились выдавать желаемое за возможное. Конечно, власти предержащие поощряли нас на такое поведение.
Впрочем, заблуждения при определении сроков реализации перспективных проектов – явление интернациональное.
Вернер фон Браун в начале пятидесятых годов опубликовал в открытой печати свое видение тяжелой трехступенчатой ракеты для сообщения с искусственными спутниками Земли, строительства постоянной орбитальной станции массой в 400 тонн и запуска межпланетных аппаратов. Стартовая масса предлагаемой фон Брауном ракеты составляла 7000 тонн, высота 80 метров, диаметр 20 метров. Первая ступень должна была иметь 51 двигатель с тягой 275 тс каждый, вторая – 22 двигателя, третья – 5 двигателей по 55 тс. В 1953 году фон Браун утверждал, что перед создателями такого сооружения и орбитальной станции стоит меньше проблем, чем их было перед изобретателями атомной бомбы в 1940 году. Предполагаемое автором время осуществления полета такой ракеты – 1977 год. Тот же фон Браун доказал через 10 лет, что такой ракеты делать не надо и для высадки экспедиции на Луну вполне достаточна стартовая масса 3000 тонн, которую имела создававшаяся по его же предложению ракета-носитель «Сатурн-5».
Постановления, нацеленные на перспективные разработки с заведомо нереальными сроками, вызывали приток нового энтузиазма в коллективах. Сознание причастности к великим свершениям и внимание высшего руководства страны льстило честолюбию каждого, кто отвечал за выполнение постановлений ЦК и Совмина.
Через 12 дней после подписания в Кремле секретного, «особой важности» постановления президент Кеннеди совершенно открыто обратился к народу Америки на ту же тему. Я уверен, что происки разведок тут не при чем. Идея создания тяжелых ракет и экспедиций на Луну, как говорится, «висела в воздухе». После Гагарина именно таким должен был стать следующий исторический шаг человечества.
Во всех трех упомянутых постановлениях, подписанных Первым секретарем ЦК КПСС и Председателем Совета Министров СССР Хрущевым, головная роль в создании нового тяжелого носителя отводилась ОКБ-1 и, следовательно, Главным конструктором был Королев.
Противоречия во взглядах на перспективу развития тяжелых носителей между Королевым и Глушко к этому времени обострились. Глушко оказался вначале оппонентом, а затем и открытым противником Королева по проблеме выбора компонентов новых ЖРД. Все предложения ОКБ-1 предусматривали использование для первой ступени новой тяжелой ракеты ЖРД на жидком кислороде и керосине. Для последующих ступеней имелось в виду использование двигателей на жидком водороде и, наконец, в далекой перспективе, ЯРД. Однако несмотря на богатый опыт, который накопил Глушко и его коллектив с 1946 года по созданию кислородно-керосиновых двигателей, несмотря на создание в Химках уникальной стендовой базы для испытаний кислородных ЖРД, Глушко упорно предлагал для будущей тяжелой ракеты использовать ЖРД большой тяги на высококипящих компонентах: азотном тетроксиде и несимметричном диметилгидразине.