Путешествия к Луне
Шрифт:
1.4. Эпоха первых лунных экспедиций
…Мещанина Никифора Никитина за крамольные речи о полете
на Луну сослать в киргизское поселение Байконур…
«Московские губернские новости», 1848 г.
О полетах на Луну человечество (в лице немногих его представителей) мечтало давно, но вплоть до XIX в. эти мечты не были подкреплены техническим расчетом. Успехи артиллерии и астрономии позволили Жюлю Верну создать поразительно правдоподобные романы «С Земли на Луну» и «Вокруг Луны». С этого момента полет к Луне стал лишь проблемой времени. Вопрос о том, нужно ли лететь на Луну и зачем это нужно, вообще не обсуждался — разумеется, нужно! К середине XX в. стало очевидно, что лететь нужно на ракете. Накануне космической эры полет к Луне обсуждался, но пока еще в довольно отвлеченной форме. Например, английские специалисты в книге «Исследование мирового пространства» (Бэйтс, 1959), изданной в Лондоне в 1957 г., за несколько месяцев до запуска первого спутника, в основном обсуждают трудности полета к Луне и относят возможность
Но вот первый человек в космосе, и настроение сразу же меняется: «Каким способом человек высадится на Луну и кто первый добьется успеха — СССР или США, станет, вероятно, известно к концу этого десятилетия» (Гэтленд, 1964). Стремительно сжимается масштаб времени — всем специалистам уже ясно, что не десятилетия, а годы отделяют человечество от первого межпланетного полета.
Достижения Советского Союза в первые годы космической эры были ошеломляющими:
| 4 октября 1957 | Первый искусственный спутник Земли: «Спутник-1» |
| 3 ноября 1957 | Первый ИСЗ с животным: «Спутник-2» с собакой Лайкой |
| 15 мая 1958 | Первая комплексная научная лаборатория на орбите: «Спутник-3» |
| 4 января 1959 | Первый аппарат, развивший вторую космическую скорость: «Луна-1» |
| 14 сентября 1959 | Первый аппарат, достигший Луны: «Луна-2» |
| 7 октября 1959 | Первый облет Луны и снимки ее обратной стороны: «Луна-3» |
| 20 августа 1960 | Первое успешное возвращение живых существ с орбиты: «Корабль — спутник-2» с собаками Белкой и Стрелкой, 40 мышами и 2 крысами |
| 12 апреля 1961 | Первый полет человека в космос: «Восток» с Ю. А. Гагариным |
| 12-15 августа 1962 | Первый одновременный полет двух кораблей: «Восток-3» с А. Г. Николаевым и «Восток-4» с П. Р. Поповичем |
| 16-19 июня 1963 | Первый полет женщины в космос: «Восток-6» с В. В. Терешковой |
| 1 ноября 1963 | Первый маневрирующий ИСЗ: «Полет-1» |
| 12 октября 1964 | Первый полет экипажа из нескольких человек: «Восход» с В. М. Комаровым, К. П. Феоктистовым и Б. Б. Егоровым |
| 18 марта 1965 | Первый выход человека из корабля в открытый космос: «Восход-2», А. А. Леонов; П. И. Беляев оставался в корабле |
| 3 февраля 1966 | Первая мягкая посадка автомата на Луну и передача на Землю изображений лунной поверхности: «Луна-9» |
| 1 марта 1966 | Первый спускаемый аппарат достиг Венеры: «Венера-3» |
| 3 апреля 1966 | Первый искусственный спутник Луны: «Луна-10» |
В аналогичных достижениях американцы отставали от нас, бывало, на годы, порой — на месяцы, а иногда — всего лишь на несколько дней. Но спорт есть спорт: кто считает сотые доли секунды, если чемпионом может быть только первый! До 1965 г. достижения американцев были значительно скромнее советских:
| 18 декабря 1958 | Первый связной ИСЗ: активный ретранслятор «Атлас-Скор» |
| 1 апреля 1960 | Первый метеорологический ИСЗ: «ТИРОС-1» |
| 18 августа 1960 | Первое возвращение спускаемой капсулы ИСЗ на Землю: «Дискаверер-13» |
| 14 декабря 1962 | Первое исследование Венеры с пролетной траектории: «Маринер-2» |
| 31 июля 1964 | Первая передача ТВ изображения лунной поверхности при сближении с ней: «Рейнджер-7» |
| 19 августа 1964 | Вывод первого ИСЗ на стационарную орбиту: «Синком-3» |
| 23 марта 1965 | Первый маневрирующий пилотируемый аппарат: «Джеми- ни-3» с В. Гриссомом и Дж. Янгом |
| 15 июля 1965 | Первые исследования и фотографирование Марса с пролетной траектории: «Маринер-4» |
| 16 марта 1966 | Первая ручная стыковка пилотируемого аппарата с беспилотным: «Джемини-8» с Н. Армстронгом и Д. Скоттом и спутник — мишень «Аджена-8» |
| 18 августа 1966 | Первые фотографии лунной поверхности с орбиты: «Лунар орбитер-1» |
Как
видим, в прикладных (связь, метеорология) и научных космических исследованиях американцы быстро нас догнали, однако рекорды в пилотируемых полетах долго оставались за СССР. Но затем ситуация изменилась: 21–27 декабря 1967 г. американский экипаж на борту «Аполлона-8» совершил первую экспедицию к Луне, и с зтого Момента NASA завоевало первенство в глазах мировой общественности, а Советский Союз стал вторым.В начале 1960–х гг. советская космонавтика была фаворитом, по крайней мере в общественном мнении. В те годы президент США Джон Кеннеди неоднократно предлагал главе СССР Н. С. Хрущеву совместную программу покорения Луны. Хрущев отверг эти предложения. В результате мы проиграли лунную гонку, затратив на нее колоссальные ресурсы и не получив ни научных, ни политических дивидендов. Сегодня ситуация обратная: фавориты в космосе — американцы. По части исследования Луны и планет Россия сейчас не входит даже в лидирующую пятерку. Теперь уже мы предлагаем американцам сотрудничество в организации полетов к Луне, но они отказываются. Жизнь покажет, намного ли это дальновиднее со стороны американцев, чем тогдашний отказ Хрущева. Разразившийся в конце 2008 г. всемирный экономический кризис оказал серьезное влияние на космические программы всех стран. Совместные усилия в этой области были бы, очевидно, ко всеобщей пользе.
Тут самое время вспомнить эпизод «случайного сотрудничества» между СССР и США на первом этапе исследования Луны. Долгие годы его держали в секрете, и лишь спустя 40 лет о нем рассказал участник первых лунных программ Виктор Арсеньевич Ефимов, сотрудник НИИ телевидения, готовивший фототелевизионную камеру «Енисей» для АМС «Луна-3», которая передала на Землю в 1959 г. первые изображения обратной стороны Луны, как говорили тогда — ее второго лица (раздел 5.7). На этой АМС съемка Луны проводилась пленочным фотоаппаратом, затем пленка проявлялась (протягивалась через губки, пропитанные соответствующим химическим раствором); кадры сканировались телекамерой и по радиоканалу передавались на Землю. Скорость передачи была очень низка: вдали от Земли один кадр передавался 30 минут, именно поэтому нельзя было использовать прямую телесъемку Луны, и требовался промежуточный накопитель информации в виде фотопленки.
Так в чем же состояло «сотрудничество» между СССР и США в период их напряженной конкуренции в исследовании Луны? Вот как описывает это В. А. Ефимов.
«История примененной в камере „Енисей" фотопленки типа АШ шириной 35 мм достаточно забавна. По свидетельству заместителя главного конструктора темы „Енисей" П. Ф. Брацлавца и ведущего инженера по бортовой камере Ю. П. Лагутина наша промышленность к тому времени еще не освоила производство фотопленки, удовлетворявшей всем требованиям заказа „Енисей". Но выручил „господин случай".
Во второй половине 1950–х гг. США — наш бывший союзник по антигитлеровской коалиции — стали использовать в разведывательных целях воздушные шары. Возможность их применения для разведки основывалась на особенностях воздушных течений над нашей страной — постоянных перемещениях воздушных масс с запада на восток. Шары, снабженные специальной фотоаппаратурой, запускались с военных баз США в странах Западной Европы и, несомые воздушными течениями, появлялись над СССР, фотографируя территорию нашей страны по пути движения. Таких шаров запускалось много. Они создавали угрозу полетам самолетов. Сбито этих злополучных „шариков" было тоже немало.
Некоторое количество фотопленки с этих шаров-шпионов оказалось в академии им. А. Ф. Можайского, с которой сотрудничал ВНИИ телевидения. После исследования упомянутой фотопленки оказалось, что она по своим параметрам пригодна для использования в бортовой аппаратуре „Енисей". Тогда было принято втайне от высокого начальства решение разрезать ее на требуемый размер, отперфорировать и применить для фотографирования невидимой стороны Луны. Отсюда становится понятным несколько озорное обозначение типа фотопленки „АШ“— „американские шарики"» (Ефимов, 2000).
Рис. 1.9. Так все начиналось: запуск первой ракеты на мысе Канаверал (шт. Флорида). Эту ракету «Фау-2» немецкие инженеры создали под руководством Вернера фон Брауна еще в 1940–х гг. в гитлеровской Германии. Позже она стала американским трофеем, вместе с инженерами. В качестве второй ступени на ней установлена американская жидкостная ракета «ВАК-Капрал», которая, отделившись на высоте 32 км, достигла высоты 400 км, неся в головной части датчики температуры и космических лучей. Через два десятилетия отсюда же к Луне летали все пилотируемые экспедиции «Аполлон».
Над этим эпизодом можно посмеяться, а можно и задуматься: неожиданно быстро обратную сторону Луны удалось сфотографировать, результат был получен, и он был бы еще лучше, если бы сотрудничество было не тайным, а открытым. Но в ту эпоху об этом не могло быть речи: мы опережали американцев и желали закреплять свой приоритет. В 1958–1960 гг. предпринимались попытки попасть аппаратом в Луну; с нашими весьма увесистыми АМС «Луна» соревновались маленькие американские «Пионеры» (табл. 3 Приложений). В 1959 г. «Луна-2» достигла цели, а все американские запуски оказались неудачными.
Чтобы попасть в Луну, потребовалось решить множество технических задач. На трассе перелета необходимо было проводить коррекции траектории, а для этого нужно было знать положение аппарата и его ориентацию в пространстве. Удалившийся от Земли аппарат переставал быть заметным для оптического телескопа и радиолокатора. Определять его положение в пространстве помогла идея московского астрофизика И. С. Шкловского (ГАИШ МГУ), предложившего по пути к Луне превращать зонд в «искусственную комету». Для этого на борту последней ступени ракеты — носителя, вместе с которой двигался зонд, имелось устройство, испаряющее 1 кг натрия в течение 5–7 с. Под действием солнечного ультрафиолета расширяющееся натриевое облако ярко излучало в желтой резонансной линии, позволяя измерять положение зонда с помощью наземных телескопов. Впервые эту идею реализовали при запуске «Луны-1»: на расстоянии 113 ООО км от Земли яркость искусственной кометы составила 6 m. При полете «Луны-2» искусственная комета была образована на расстоянии около 150 ООО км; с Земли ее видели как объект 4–5 mв течение 5–6 минут.