Первые или никакие: почему мы проиграли лунную гонку
Проект пилотируемой экспедиции на Луну не стал в СССР, в отличие от США, национальным приоритетом. В обстановке перманентного аврала и дефицита средств был принят каскад спорных решений, оказавшихся в итоге фатальными. Однако ряд инноваций, придуманных для лунной ракеты, живы сегодня
Если вы есть — попробуйте
Горечь зеленых побегов,
Примериваясь, потрогайте
Великую ношу первых.
Как самое неизбежное
Взвалите ее на плечи.
Если вы есть — будьте первыми,
Первым труднее и легче!
Роберт Рождественский. «Если вы есть — будьте первыми»
Советский космический проект служит, наряду с атомным, отчетливым маркером безусловных достижений Советского Союза. Безусловных настолько, что с годами отдельные его страницы — а среди них были не только победные — стираются из памяти и нам лень и некогда сдувать с них пыль. Интерес к этим вехам иссякает совсем незаслуженно. Ведь это не просто музейная летопись величайших свершений нашей страны в минувшем веке, знать которую естественно для каждого гражданина, но еще и источник бесценного технологического и управленческого опыта, актуального по сей день. И атомный, и космический проект в СССР развивались не сами по себе, а в условиях жесточайшего противостояния с главным геополитическим соперником — Соединенными Штатами. По большому счету проект, собственно, был один: необходимо было во что бы то ни стало достичь военного паритета с США, а затем поддерживать его. Паритет, который в эпоху после Второй мировой войны был немыслим без обладания ядерным оружием и ракетными средствами доставки ядерных боезарядов. Космонавтика, в том числе пилотируемая, была естественной производной развития средств доставки. Первый спутник и первый космонавт были выведены в космос фактически на чуть модернизированной «семерке» — межконтинентальной баллистической ракете Р-7. Правда, буквально с первых достижений в космической сфере околоземное пространство превратилось в арену соревнования не только военных ведомств двух сверхдержав, но и их пропагандистских машин за умы и души своих наций и многочисленных болельщиков.
И если в атомном проекте мы вплоть до создания водородной бомбы были догоняющими, то первенство СССР на старте космической гонки было неоспоримым и больно задевало самолюбие американцев. Свой искусственный спутник Земли они запустили почти на четыре месяца позже нас, а 15-минутный суборбитальный (на высоте 187 км) полет Алана Шепарда 5 мая 1961 года за пределами Штатов никто не заметил — его затмила охватившая все континенты эйфория от полета Юрия Гагарина, состоявшегося тремя неделями ранее. К тому же Гагарин осуществил полноценный орбитальный полет, совершив за 108 минут виток вокруг Земли на высоте 302 км.
Уже 20 апреля 1961 года молодой амбициозный президент США Джон Кеннеди обратился к своему вице-президенту Линдону Джонсону, возглавлявшему Национальный совет по аэронавтике и космосу, с просьбой провести оценку имеющихся заделов в исследовании космического пространства и выяснить, есть ли космическая программа, которая обещает впечатляющие результаты и в которой есть шанс опередить Советы. После интенсивных консультаций с NASA, военными и главным ракетчиком нацистской Германии Вернером фон Брауном, вывезенным американцами в США и работавшим в тот момент по заказу Управления перспективных исследовательских проектов Пентагона (DARPA) над проектом тяжелой ракеты, такая программа была определена.
Двадцать пятого мая 1961 года Кеннеди публично объявил о ней в обращении к Конгрессу, а фактически ко всему американскому народу: «Я верю, что наша нация должна найти силы для достижения цели — посадки на Луну человека и благополучного возвращения его на Землю до того, как закончится это десятилетие». Конгресс поддержал идею почти единогласно. Задача пилотируемой лунной экспедиции стала в США национальной идефикс, получившей приоритетное, практически неограниченное финансирование, а фон Браун сконцентрировал в своих руках единый управленческо-организационный ресурс для ее решения. И хотя каждую из трех ступеней американской лунной ракеты «Сатурн-5» делали разные компании — Boeing, North American и Douglas, — ни о какой конкуренции производителей либо лунных проектов в целом не было и речи.
Советский Союз не мог не принять этот вызов. Лунная гонка стартовала. Двадцатого июля 1969 года, уложившись в заявленный Кеннеди срок, астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин из миссии «Аполлон-11» водрузили на Луне звездно-полосатый флаг. В течение следующих трех с половиной лет США отправили на наш спутник еще пять пилотируемых миссий, в составе которых еще десять астронавтов побывали на Луне и благополучно вернулись на Землю.
Пилотируемый этап этой гонки мы, увы, проиграли. Советская лунная ракета, исполинский сверхтяж Н-1, так и не сумел выйти в космос: четыре испытательных пуска в беспилотном режиме в 1969–1972 годах закончились аварийно, а в 1974 году программа советской пилотируемой экспедиции на Луну была свернута. Практически готовые к пуску усовершенствованные «изделия» и вся рабочая документация по проекту H-1 были уничтожены.
Двадцать первого февраля исполняется 55 лет с момента начала летно-конструкторских испытаний Н-1. Мы решили воспользоваться этим поводом, чтобы вспомнить о не слишком парадной, но от этого не менее героической и важной главе нашей космической истории, попытаться осмыслить фундаментальные причины проигрыша в лунной гонке и ее уроки.
Роковой конфликт
Изучение воспоминаний Бориса Евсеевича Чертока, заместителя Сергея Павловича Королева в ОКБ-1, — четвертый том его замечательных мемуаров «Ракеты и люди» целиком посвящен лунной гонке — невольно рождает ощущение, что проигрыш в ней нас постиг из-за… изобилия. Изобилия, избыточного разнообразия идей, подходов, планов освоения космоса и их талантливых носителей. Согласование окончательных параметров советского проекта пилотируемой миссии на Луну и выбор исполнителей шли трудным, извилистым путем, нервно и непозволительно долго для принципиальной гонки с главным геополитическим соперником.
Сначала не могли определиться, какой именно тип реактивного двигателя мы будем использовать для тяжелой ракеты — ядерный (ЯРД) или жидкостный (ЖРД). В постановлении ЦК КПСС и Совета министров от 30 июня 1958 года говорилось о разработке тяжелой ракеты с ЯРД. Но одновременно предусматривалась разработка ракетоносителей с использованием ЖРД на криогенных высокоэнергетических компонентах — кислороде и водороде. Когда остановились на ЖРД, возник клинч между Королевым и главным ракетным двигателистом нашей страны в 1960–1970-х годах Валентином Петровичем Глушко о типе топлива.
Королев настаивал на хорошо зарекомендовавшей себя кислородно-керосиновой паре. Глушко не соглашался, продвигая свое решение — ЖРД на высококипящих компонентах: азотном тетроксиде (амиле) и несимметричном диметилгидразине (гептиле). Именно такие двигатели его двигателестроительное ОКБ-246 в Химках в тот период разрабатывало для межконтинентальных боевых ракет Михаила Кузьмича Янгеля (ОКБ-586 в Днепропетровске) и Владимира Николаевича Челомея (ОКБ-52 в подмосковном Реутове). Главным преимуществом пары гептил — амил было то, что она обеспечивала высокую тяговооруженность двигателя. Глушко брался быстро разработать ЖРД тягой до 600 тонна-сил для лунной тяжелой ракеты, а вот создание двигателя подобной тяги на кислороде — керосине, по его мнению, потребовало бы неприемлемых сроков. Возражения Королева о крайней токсичности топлива Глушко не воспринимал.
Разногласия Королева и Глушко по вопросу компонентов топлива впервые возникли еще в 1959 году в связи с проектированием ракеты Р-9А. Ко времени работы над Н-1 эти разногласия вошли в жесточайший недоговороспособный клинч, усугубленный личной неприязнью двух еще недавно ближайших друзей и соратников. В результате к созданию двигателей для Н-1 Королев был вынужден привлечь куйбышевское ОКБ-276 Николая Дмитриевича Кузнецова, разрабатывавшее двигатели для самолетов и не имевшее ни опыта, ни экспериментальной стендовой базы для отработки ЖРД.
Характерной особенностью нашего лунного носителя была схема обеспечения тяги первой ступени. Вместо небольшого числа единичных двигателей с тягой 600–900 тс было принято решение использовать «связку» из нескольких десятков двигателей небольшой единичной мощности. «Кузнецовский» двигатель НК-15 имел тягу всего 150 тс — в четыре с половиной раза меньше, чем F1, которые в количестве пяти единиц работали на первой ступени детища фон Брауна, американской лунной ракеты «Сатурн-5». Поэтому для обеспечения достаточной тяги на первой ступени нашей лунной ракеты было решено использовать сначала 24, а после форсированной модификации 30 НК-15.
Но при этом по своим качественным характеристикам «кузнецовское» изделие существенно превосходило F1: двигатель самарского КБ выдавал удельный импульс 297 с (у Земли) против 263 с у «американца» при вдвое более высоком давлении в камере сгорания (150 атм против 70 атм у F1).
Детская ошибка в техзадании
Второе этапное для советского лунного проекта постановление вышло 23 июня 1960 года. Фактически оно обрисовывало контур всей советской космической программы на период до 1967 года. В документе речь шла о создании новой мощной ракеты Н-1 на ЖРД, которая была бы способна выводить на орбиту искусственного спутника Земли груз массой 60–80 тонн и обеспечивать разгон до второй космической скорости полезной нагрузки 20–40 тонн. При этом на второй и следующих ступенях ракеты предполагалось использовать «вновь разрабатываемые ЯРД, двигатели на новых химических источниках энергии, электрореактивных двигателях малой тяги».
Как выяснилось впоследствии, важнейший целевой параметр этого «техзадания первого уровня» — а именно масса полезной нагрузки — был явно занижен. Только в 1965 году в результате исследований было установлено, что для проведения экспедиции на Луну в составе двух космонавтов с высадкой на ее поверхность одного из них и возвращением их на Землю при одном пуске ракеты-носителя Н-1 необходимо выводить на орбиту Земли полезный груз массой не менее 95 тонн.
Пришлось срочно форсировать ракету — увеличивать тягу и рабочий запас топлива, стараясь не сильно менять конструкцию и оснастку, ведь времени, да и денег на проектирование и отработку принципиально нового носителя не было. Решили добавить на первую ступень шесть двигателей и форсировать тягу единичных двигателей на всех трех ступенях ракеты. Стартовая масса модернизированного носителя выросла с 2200 до 2850 тонн.
«80 тонн на орбите ИСЗ — это максимум, на который замахнулись все главные конструкторы вместе взятые. Королеву, Келдышу, другим главным и всем советникам, заместителям, проектантам и конструкторам эти цифры сверху директивой правительства никто не диктовал. Так получилось, что на большее не решились мы сами, — пишет Борис Черток. — В истории “лунной гонки” это была наша первая проектная ошибка. Следовало 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 подсчет тонн надо было с поверхности Луны, а не Земли».