Посадочное устройство

Подошла очередь рассказать и про Лунное посадочное устройство (ЛПУ). С чего начать? Наверное, с общих требований, которые к нему предъявлялись. Составлять у нас их было некому. Пришлось самим, как было модно в то время, коллегиально разрабатывать пункт за пунктом эти требования.

Первое и основное требование, которое определяло назначение — это на какой грунт и какую энергию, а проще говоря, на какие посадочные скорости нужно было рассчитывать устройство. Выше мы вкратце останавливались на этом и говорили о возможном слое пыли и о твердости грунта и т. д. Споров было много, ведь эти параметры были основными для разработки ЛПУ. Кто мог взять на себя ответственность за это? Никто не решался. И тогда к С.П.Королеву пошел наш начальник отдела И.С.Прудников. С.П. выслушал и дал заключение, про которое мы уже рассказывали. Определил он и скорости, которые необходимо было обеспечить к моменту прилунения, и главное, что с высоты одного метра корабль падал на достаточно твердый грунт, имея незначительную боковую скорость.

Само собой напрашивалось требование, что посадочное устройство должно исключать опрокидывание аппарата после удара о поверхность, которая могла быть не только горизонтальной, но и наклонной. Каким задаться наклоном? Долго спорили и приняли предельный склон 30°. Угол вроде небольшой на чертеже. Но попробуйте посмотреть сверху вниз на наклонную ленту эскалатора в метро. Дух захватывает от этого наклона. На Луне нас не ждали, и идеально ровную поверхность для посадки нашего корабля никто не приготовил. С детства мы смотрим на Луну. Воображению предстают и горы, и моря, и кратеры. Их-то особенно хорошо видно. А каких они размеров, а вдруг есть такие, которые будут сильно препятствовать посадке. Сколько их на выбранной посадочной площадке? Лунный корабль имеет возможность горизонтального маневра над поверхностью. Но дефицит масс делал этот маневр минимальным: в несколько сот метров и все! А если и там кратеры? Какие выбрать их размеры для дальнейших расчетов? Стали внимательно изучать снимки «Рейнджера». И хотя этот аппарат при посадке разбился, он успел передать на Землю не одну тысячу снимков. Погибая, он оставлял людям бесценную информацию. И надо отдать должное нашим американским коллегам, что они не скрывали эту информацию, а наоборот, опубликовали в виде отдельных книг и карт. Анализ показал, что наиболее вероятной может быть встреча с кратером диаметром в 7 метров. Вот его-то и заложили в исходные предпосылки. Наклон в 30° — и под ногой кратер! Это было слишком, поэтому ограничились углом в 20°, если на поверхности оказывался кратер. Ну вот вроде и все. «Печка», как мы говорили, определилась!

Как совершить посадку пилоту на неизведанную планету? Как учесть все коварства поверхности? Эти вопросы постоянно терзали нас. Не последнюю роль играло наше небесное светило Солнце. Ведь если Солнце будет в зените, теней от неровностей не увидишь. Не увидишь их и когда нет Солнца. Следовательно, посадку нужно совершать, когда Солнце будет над горизонтом. Лучи Солнца более рельефно обрисовывают поверхность при угле около 7°. Значит посадку нужно совершать или утром, или вечером. Так что пилоту-космонавту мы несколько облегчили задачу. Но первым летел к Луне беспилотный корабль. Такая уж тенденция была заложена в основу всей советской пилотируемой космонавтики, что дорогу космонавтам прокладывал автомат. Поэтому ни одним из перечисленных, выше требований нельзя было пренебречь. Поисками районов посадки занимались серьезно и основательно. Основные усилия управленцев были направлены на поиски более щадящих условий посадки. Но разработка посадочного устройства велась в расчете на жесткие условия.

Вернемся к ЛПУ. Каким оно должно быть? Каждый представлял его по-своему. Проблема создания ЛПУ захватила весь наш сектор.

На одной из встреч с читателями известный поэт С. Михалков на вопрос: «Сколько длится Ваш рабочий день?» — ответил: «Я работаю 24 часа в сутки, так как и во время сна остаюсь в состоянии мысленного поиска». В этом ответе, возможно, не так уж много преувеличения. Творчески работающие инженеры, активные изобретатели порой долгие периоды времени находятся в состоянии непрерывной умственной работы. Вспомним хотя бы яблоко Ньютона. Бывает так, что сложные проблемы преодолеваются вдруг быстрее, чем предполагалось, а простые на первый взгляд инженерные задачи становятся неподатливыми.

Каждый из нас старался придумать оригинальную конструкцию. Очень не хотелось делать такие ноги, как у американцев. В нашем конструкторском зале стоял громадный кульман, и на нем каждый оставлял эскиз своего ЛПУ. Каких вариантов там только не было!

На рисунке 23 приведены некоторые варианты ЛПУ, а всего их было около двадцати. Один из вариантов был просто фантастическим. Кто-то предложил весь аппарат поместить в специальный бак с водой. При ударе вода сдемпфирует остаточные скорости, корабль опустится на поверхность, и тогда откроется кран, вода сольется и ура! В пользу этого варианта приводился довод, что если в стакан с водой положить сырое яйцо и бросить на пол, стакан разобьется, вода прольется, а яйцо останется целым. Мы не стали убеждаться в этом, так как абсурдность этого варианта была очевидна.

Начали обсуждать первоначальный вариант ЛПУ, предложенный ракетчиками (вариант 1). Опорное кольцо обладало одним бесспорным преимуществом — устойчивость во всех направлениях одинакова. Другими словами, в какую бы сторону ни летел ЛК, опрокидывающая сила будет во всех направлениях одинакова. Других преимуществ у кольца не было, а скорее наоборот. Кольцо становилось коварным, если хотя бы под одну из точек попадет камень, аппарат сразу становился неустойчивым и покачивался относительно преграды.

Устойчивыми на плоскости, как учит нас геометрия, являются предметы, имеющие три точки опоры. Такая трехточечная опорная система применена в аппарате «Сервейер». Да, перевернуть такой аппарат через опору сложно. Но как легко кувыркается стол или стул на трех ножках, вы сами можете убедиться. И опрокидывание происходит через линию, проходящую между ножками, она-то наиболее близка к осевой. Если в кольце все точки равно удалены от центра, то для такой же устойчивости (чисто теоретически) в трехопорной схеме требуется примерно в два раза большая база (расстояние между опорами). Вот теперь стали и мы убеждаться, что нужны четыре опоры, ведь по сравнению с кольцом они были по базе хуже только на 30 %. Дальнейшее увеличение числа ног у посадочного устройства уже не приводило к резкому преимуществу по запасам устойчивости.

В четырехопорных вариантах для дальнейших исследований оставили две схемы: классическую, похожую на американскую, и совершенно новую, необычную. Предложил ее А.А.Саркисьян. Надо отдать должное его нестандартному мышлению. Он был непревзойденным новатором всех механических узлов корабля. А схема его была такова. Представьте себе, что все четыре опоры связаны между собой замкнутым тросом, как показано на рисунке 24 (2 — посадочная опора; 3 — сотовые амортизаторы; 4 — замкнутый трос; 5—блок-тормоз).

Пойдет хотя бы одна нога вверх, остальные тут же начнут выдвигаться вниз, как бы встречая опорную поверхность. И как только последняя опора коснется поверхности, начнется повышенная перегрузка и в системе. Тогда срабатывает блок-тормоз, а конечные устройства опор в виде сотовых амортизаторов погасят энергию удара.

Замечательная схема! Все очень просто и заманчиво. Трудно было себе представить, что такой громадный аппарат удержится при резко уменьшенной базе, но расчеты показывали, что при заданных нами условиях он стоит. Молодые инженеры были в восторге от такой схемы. Но наши опытные руководители были более осторожны. Последовали вопросы, на которые нужно было отвечать. А если обрыв троса, отказ тормоза, увеличенные боковые скорости?.. Первые два вопроса были понятными. Сторонники схемы доказывали, что можно сделать с хорошими запасами работоспособности и трос, и тормоз. Нужно было ответить и на третий вопрос. И опять убеждаешься, что все гениальное просто. Все тот же А. А. Саркисьян предложил установить на каркас ЛПУ в районе опор пороховые двигатели, которые на первый взгляд увеличивают скорость встречи с поверхностью, так как их сопла направлены вверх. На самом же деле вопрос был во времени включения. Если их включить до касания, то они увеличат скорость встречи, а если в момент касания? Вот тут и заключалась идея. Двигатели как бы припечатывали аппарат к поверхности и тем самым заранее гасили весь опрокидывающий момент. Мы их так и назвали «двигатели прижатия»: они в конечный момент прилунения прижимают аппарат к поверхности с различным рельефом.

Но самое главное преимущество такой схемы было в том, что она позволяла вертикализировать аппарат при посадке. Если садились на площадку наклоном в 20°, ось аппарата отклонялась от вертикали на несколько градусов.

Рис. 25. Модели активного ЛПУ

Схема получила у нас название активной (рис. 25). Более привычная схема с базой между опорами, в полтора раза превосходящей базу активной схемы, как-то успокаивала глаз. Ни одни, ни другие сторонники той или иной схемы не могли доказать их неоспоримые преимущества. В пассивной схеме ни о какой вертикализации думать не приходилось, а сама схема даже усугубляла положение, а в активной схеме серьезной проблемой было создание оконечных амортизационных устройств, которые должны были гасить и вертикальную, и горизонтальную составляющие. Решили испытать все на моделях. Заказали модели активной и пассивной схемы. Какой выбрать масштаб? Поскольку на Луне сила тяжести примерно в шесть раз меньше земной, такой и приняли масштаб. Стремились выдержать все детали штатного исполнения.

Создание моделей — это целая наука, ведь результаты испытаний нужно потом перенести на натуру. Это хорошо знают аэродинамики, которым не под силу продуть целый самолет. Так и мы мучились над созданием моделей. Вопросов было много. Например, где найти пороховые двигатели малой тяги. Решили сделать так: поскольку равнодействующая всех четырех двигателей прижатия проходила через центральную ось в активной схеме, на эту модель поставили один центральный пороховой двигатель. Позже аналогично поступили и в пассивной схеме.

Рис. 27. Боковой подкос стойки посадочного устройства ЛК (видны сотовые энергогасители и на стойке парирующий двигатель)

Или другой пример. Как гасить энергию в подкосах и стойках (пока на моделях) в пассивной схеме? Придумали специальные фрикционные гасители: зажатые вкладыши терлись о шток и гасили кинетическую энергию. Особо стоял вопрос о гашении энергии в активной схеме. Тут впервые Б.И.Сотников предложил использовать в активной схеме сотовые «башмаки», а в пассивной — сотовые вкладыши в опорах (рис. 27). Мы еще вернемся к ним, когда будем рассказывать об энергопоглотителях в выбранных схемах. Но как эти энергопоглотители применить в «башмаках» активной схемы? По расчетам необходима была очень тонкая фольга. Промышленность такую не выпускала. Предложили производственникам сделать отверстия. Они ответили, что не могут, так как на сверло наматывается фольга. Мы решили обжать исходный материал накладками и просверлить, а потом сформировать «башмак».

Много хлопот было с блоком тормоза и элементами, обеспечивающими его надежную работу. Постепенно определились облики моделей. Модель моделью, но нужно было создавать установку для испытаний с имитацией различных начальных условий движений моделей: скорости боковой и вертикальной, угол встречи с поверхностью (посадка по склону и посадка на склон), положения оси объекта на определенной высоте и лунного грунта. Для создания кинематических условий сделали специальную качалку. Качалка обеспечивала плоско-параллельное движение модели в момент отцепки, что по нашим исследованиям было очень близко к штатной схеме посадки.

Особый вопрос стоял о грунте, на который производился сброс. Вспомним, как спрогнозировал твердость грунта С.П.Королев. Лунный грунт — это что-то, похожее на пемзу. Грунт для укладки в поворотный поддон подбирали особенно тщательно. В горах Армении нашли туф, очень похожий по виду на пемзу, но гораздо мягче. После долгого анализа различных образцов остановились именно на армянском туфе. Туф прислали. Не обошлось без курьезов. В одном из ящиков обнаружили увесистую металлическую чушку. Во вложенной записке прочитали, что положена она для увеличения массы посылки. Зачем? Так и не отгадали, вот уж действительно армянские шутки. Туф получили в виде отдельных небольших плит размерами примерно 300х400 мм. Оставалось теперь сымитировать на поддоне лунный кратер, и установка была готова.

Не одну сотню сбросов сделали на моделях. Хорошо показала себя активная схема, но и пассивная ей не уступала по устойчивости. Тогда и решили использовать двигатели прижатия активной схемы в пассивной схеме, другими словами, делать пассивную схему в активном исполнении. Предложил это соединение И. С. Прудников, начальник нашего отдела. Сделали по такой схеме еще сотню сбросов и перешли к испытаниям полноразмерного макета. Разработки по активной схеме не прошли даром. Идея со взаимной дифференциальной связью выдвижных элементов была позднее использована и в стыковочных устройствах АПАС в программе «Союз-Аполлон».

Общий вид установки для испытаний придумывать не было необходимости. Просто нужно было увеличить размеры установки, на которой сбрасывали модели. К экспериментам подключили опытных испытателей из г. Загорска (ныне г. Сергиев-Посад), которые вместе с нашими специалистами трудились в поте лица на специально созданной экспериментальной базе. Но прежде чем создать натурный образец, нужно было выбрать энергопоглотитель. Пассивная схема позволяла поместить его внутри подкосов и стоек. Стойки работали только на сжатие, а подкосам необходимо было обеспечивать гашение энергии как при растяжении, так и при сжатии. Стали искать решение. Разработка конструкции шла под руководством А.А.Саркисьяна, а выполняли ее два высококлассных инженера: В.П.Галченко и А.Г.Авхименко. Оба закончили МВТУ им. Баумана. Оба обладали сильными характерами и упорством, но имели один физический недостаток — были глухими. Какую же силу воли нужно было иметь, чтобы преодолеть недуг и на равных со всеми участвовать творчески, с энтузиазмом в разработке ЛК. Общались мы с ними просто, они хорошо понимали артикуляцию, а говорить могли свободно. Порой мы забывали, что они не слышат. Вот этим людям и досталась разработка стойки и подкоса. А.А.Саркисьян выдавал идеи, которые на кульманах В.П.Галченко и А.Г.Авхименко превращались в реальные конструкции. Нужно отдать должное тому, с каким упорством В. П. Галченко отстаивал свои узлы в механизмах, он обладал таким пробивным характером, что даже производственники перед ним пасовали.

Вернемся к энергопоглотителям. Первое, что приходило в голову, это использовать в качестве энергопоглотителя пружины и обыкновенный храповник, но диаграмма обжатия у пружины показывает, что поглощается всего 50 % энергии от возможной. Предлагались срезные амортизаторы, которые представляли собой резец, снимающий стружку с поршня. Есть и такие в технике. Но у таких поглотителей настолько велик разброс характеристик, что, несмотря на полную диаграмму поглощения энергии, от их применения отказались. Не сразу мы пришли к убеждению, что для нашего корабля в трубах-опорах следует использовать сотовые пакеты из металлической фольги. Стали подбирать вначале фольгу, потом ячейку, от этого выбора зависела сила сопротивления. Пришлось отказаться от алюминиевой фольги — не смогли подобрать необходимую величину силы сопротивления. Предложили титановую фольгу. Она по своим свойствам теоретически нас устраивала, но как изготовить эти вкладыши? Стали изготавливать пакеты путем намотки в рулон гофрированной ленты и сразу же прихватывали слои точечной сваркой. Такие сотовые вкладыши обладали одним очень важным свойством: они пропускали через себя вполне определенную силу, причем обладали стабильными свойствами, несмотря на технологические отклонения в изготовлении. За счет потери устойчивости отдельных сотовых ячеек они при обжатии выдавали одну и ту же силу сопротивления. Не обошлось и без курьезов. В первый момент времени происходил некоторый заброс по величине этой силы. Но это убрать оказалось не так сложно. Ввели предварительное небольшое технологическое обжатие. Так и получили вкладыши, позволяющие эффективно гасить посадочные скорости.

Всем хороши были сотовые поглотители, но был у них один недостаток — они были одноразовыми, т. е. после срабатывания они складывались и восстановлению не подлежали. Но ведь и мы совершали только одну посадку. Допустим, что мы сели в один район, а нужно перелететь в другой: на такой маневр требовалось так много энергетики ракетного блока, что нам, считавшим каждый килограмм, да что там килограмм, каждый грамм, заложить такую схему и в голову не приходило. Понимали, что во время испытаний придется обжать не одну сотню вкладышей, тем самым мы получали большую статистику по характеристикам сот. На это пошли и не ошиблись.

Мы хорошо продумали все основные функции посадочного устройства. Осталось только уложить ноги посадочного устройства в транспортное положение, так как установка их в головном блоке в рабочем (раскрытом) положении была непозволительной роскошью. Правда, это требовало создания средств раскрытия и фиксации. Задачу решили следующим образом. Основную стойку специальным кронштейном каркаса удерживали в прижатом положении, и по команде пирозамок освобождал ее, а раскрытие производили пружины, установленные внутри подкосов, так что подкосы выполняли еще и функции средств раскрытия, что делало довольно сложную кинематику самого подкоса.

Все основные узлы посадочного устройства были выбраны. Теперь предстоял процесс их отработки и проверки. Экспериментальную группу возглавлял Г.В.Баканов. Он пропал в Загорске надолго, ведь посадочное устройство отрабатывалось при самых различных сочетаниях кинематических параметров, климатических условий, различных наклонах поверхности посадки. Горизонтальные боковые скорости сброса варьировались от 0 до 1,5 м/сек, изменялись на несколько метров высоты сброса, угол встречи с поверхностью с помощью механизма менялся от +30° до отрицательных значений (посадка в сторону склона). Имитировались различные размеры кратеров, и при каждом изменении условий необходим был не один сброс, чтобы исключить все случайности. Не одну сотню испытаний провела эта группа и обработала результаты. Когда испытания вышли на заключительную стадию, решили пригласить космонавтов посмотреть, как идет отработка посадочного устройства. Приехали уже знаменитые А.А.Леонов и В.Ф.Быковский с группой молодых космонавтов. С ними приехал легендарный летчик-испытатель С.Н.Анохин, в то время занимавшийся подготовкой космонавтов. Подошли к месту испытаний. Предложили подняться на сбросовую площадку. Наклон площадки был 30°. Стоять было просто невозможно. Были сумерки. И вот по команде руководителя сначала медленно, потом все быстрее двигается рама, на которой подвешен грузовой макет корабля со штатным ЛПУ (рис. 28, 30, 31).

Рис. 28. Проведён сброс натурного макета ЛПУ

Рис. 29. Инженеры-проектанты А.А.Саркисьян и Ю.М.Лабутин наблюдают за проведением эксперимента

Рис. 30. Отработка посадки. Двигатели прижатия выполняют свою задачу

Рис. 31. Отработка посадки. Двигатели прижатия выполнили свою задачу: объект не перевернулся

Есть отцепка! Макет падает на опорную площадку со скоростью по склону примерно 1 м/сек. Коснулись задние опоры, просели. Есть касание передних опор. Макет продолжает по инерции движение вперед. Передние ноги сильно вдавливаются в грунт. С ужасом замечаем отрыв задних опор от поверхности. Неужели перевернется!? И здесь раздается грохот, мгновенье и макет весь в огне на фоне ночного неба. Это сработали двигатели прижатия. Они с успехом выполнили свою роль. Менее чем за одну секунду двигатели припечатали макет к поверхности. Зрелище было захватывающим. Все побежали к площадке. Макет устойчиво стоял на своих ногах, а мы даже опирались на него, чтобы взобраться повыше. Испытание прошло успешно. Разъехались по домам довольные. Однако утром нас ждал серьезный разговор у заместителя главного конструктора К.Д.Бушуева, отвечавшего перед В.П.Мишиным за создание ЛК. Имея громадный опыт в создании ракетно-космической техники и понимая, какой осадок остается после неудачных испытаний, а иногда бывало так, что и тема после этого закрывалась, он объяснял нам, молодым, что нельзя приглашать высоких гостей на смотрины, пока все не отработано. А если было бы опрокидывание? Какое чувство испытывали бы космонавты, которым предстояло лететь на таком корабле? Нас спас от выговоров и дальнейших нагоняев только успешный эксперимент. Но урок запомнился на всю жизнь.

Испытания проходили успешно, практически отработали все возможные условия посадки. Устойчивость схемы была хорошей. Но датчики, следящие за перегрузкой, показывали ее повышение в начальный момент касания. Сказывалась инерционность подвижных частей опор. Вышли из положения следующим образом: наклеили на опорные тарели сотовые башмачки. Эти башмачки, как подушечки на кошачьих лапках, позволяли смягчить усилия в начальный момент касания.

Последний штрих в отработке динамики посадки предложил Л. И. Киселев, наш сотрудник, расчетчик кинематики движения. Для уменьшения скорости встречи с поверхностью по чувствительному щупу включать до касания дополнительно введенные парирующие двигатели. Многие видели по телевизору, как приземляется спусковой аппарат (СА) из космоса. Вот он летит на парашюте, и вдруг облако пыли — это срабатывают пороховые двигатели мягкой посадки, они резко уменьшают скорость встречи СА с поверхностью. Эту идею использовали и у нас. Долго спорили на какой высоте выключить двигатель. Если выключить очень высоко — большая скорость при встрече с поверхностью. Если очень низко — поднимется пыль с вытекающими отсюда последствиями. Установка парирующих пороховых двигателей позволила оптимально решить весь комплекс вопросов прилунения корабля.

Мы постарались рассказать, как мыслили и доходили до создания того или иного элемента ЛК. Процесс творчества долог и труден. Прежде чем что-то строить и даже еще на стадии разработки чертежей, прежде чем нанести первую осевую линию, проходит не один день, а иногда и не один месяц. Это не ломать! Там думать не надо, круши, что попадется под руку, и все. Жаль только, что многие не понимают этого, не громили бы с таким рвением старое, а сначала построили бы новое, взяв лучшее от старого.

Определился силовой каркас, кинематика ЛПУ, и эта конструкция стала воплощаться в Лунный посадочный аппарат, который был частью ЛК. В разделе «Облик Лунного корабля» мы кратко рассказали о некоторых элементах, системах и агрегатах, которые были установлены на каркасе ЛПУ.

Условия расположения ЛК под переходником требовали компактного размещения всего оборудования. Приходилось строго соблюдать зону полезного груза. Мы предполагали, что Лунный посадочный аппарат должен был на остаточных мощностях поработать и после взлета Лунного взлетного аппарата. Очень хотелось посмотреть по телевидению, как происходит старт. Особую тревогу у нас вызывали средства разделения. Не дай Бог, если хотя бы один элемент не сработает. А таких элементов было по стыку каркаса и ракетного блока четыре группы. В каждую группу входили пирозамок, который обеспечивал силовую связь, толкатель и шпилька. С ней мы намаялись. Дело в том, что взлетная часть термостатировалась, а остающаяся — нет. Температурные деформации были значительны. Пришлось делать радиальные пазы в шпангоуте, а шпильку — конической. Пирозамок установили дублированный по пирозаряду, дублировались и элементы толкателя. По схеме было не так уж сложно. Все ракетчики знают, что средства разделения должны работать безотказно, иначе беды не избежать. Поэтому и создают специальные стенды, где отрабатывают средства разделения. Мы на специальном стенде провели не один десяток испытаний, чтобы быть уверенными в безотказной работе этих важнейших средств.

На посадочном аппарате, кроме приборного отсека, посадочного радиолокатора, параболических антенн, химических батарей тока, располагались баллоны с водой для испарителя, причем запасы воды можно было расположить в трех баках. А мы установили четыре. Сделали это для того, чтобы дозированной заправкой «загонять» центр масс посадочного аппарата на осевую линию.

Отрабатывались все элементы как на посадочном аппарате, так и на взлетном, особое внимание уделялось раскрывающимся элементам, например, механизмам раскрытия параболических антенн.

Но все этапы автономной отработки не могли заменить одной — комплексной летной отработки, о чем будет рассказано в следующем разделе.

Т2К

Американские разработчики корабля «Аполлон» предусматривали одним из пусков ракеты «Сатурн» провести отработку лунного модуля. Эти испытания они успешно провели 22 января 1968 г. и 18 мая 1969 г.

При этой отработке американские астронавты совершали автономный полет в лунном модуле. Мы восхищались мужеством астронавтов, которые были беззащитны в модуле в случае отказа жизненно важных систем. Такое было впервые в мире, когда астронавты совершали маневр в космосе на корабле, не имеющем средств возвращения на Землю. К счастью, все закончилось благополучно. Кабина LEM состыковалась после маневров с кораблем «Аполлон», который доставил астронавтов на Землю.

Рис. 26. Объект Т2К для отработки систем ЛК на орбите искусственного спутника Земли

Провести аналогичную отработку советского Лунного корабля не было возможности, так как тратить носитель H1 считалось расточительным, а существующие носители «Протон» и «Союз» не обеспечивали одновременного выведения ЛК и Лунного орбитального корабля, в состав которого входил спускаемый аппарат, доставлявший экипаж на Землю после выполнения программы. Так в программе летной отработки кораблей появились два новых корабля Т1К и Т2К (рис. 26). Первый предназначался для отработки Лунного орбитального корабля на носителе «Протон», а второй — для отработки ЛК на носителе «Союз». Безусловно, о посадке в такой Лунный корабль космонавта уже не было речи.

Со временем наши руководители в целях экономии средств и времени пересмотрели программу отработки и под давлением нашего министерства стали сокращать экспериментальные изделия. Засомневались и в кораблях Т1К и Т2К. Т1К уберечь не удалось, а Т2К — Лунный корабль — с большим трудом отстояли. В те времена принятие решений зависело больше от авторитета личности, чем от технической необходимости. У нас такая личность была — академик М.К.Янгель, который требовал отработку ракетного блока в невесомости при штатной работе всех систем Лунного корабля. Наши руководители согласились. Создание модификации ЛК для отработки на ОИСЗ поручили нашему сектору. Пришлось попотеть над системами корабля и составлением программы полета. В нашем секторе, который возглавлял Ю.М.Фрумкин, курированию разработки систем, программ полета, логике, или как потом стали говорить, алгоритмам управления придавалось особое значение. Надо сказать, что Ю.М.Фрумкин создал в секторе с самого начала творческую атмосферу. Как-то незаметно, тактично, он умел вовремя погасить ненужные страсти, подсказать возможные решения технических задач без ущемления самолюбия исполнителя, при этом поворачивал дело так, что исполнителю казалось, что он сам «дошел» до этого. Авторитет его в секторе был большой.

И еще об одном руководителе нужно обязательно рассказать. Это сподвижник С.П.Королева, человек, который отвечал перед ним за создание беспилотных космических аппаратов, заместитель начальника отдела Е.Ф.Рязанов. Его въедливость по каждому вопросу доводила нас, молодых, до отчаяния, особенно в технической переписке со смежниками. По пять, десять раз мы переписывали письма, пока, наконец, в них не говорилось то, о чем мы хотели сказать. Как нам это пригодилось позже, ведь в командировках нас не раз выручал приобретенный опыт в составлении документов. Да и, если говорить откровенно, наверное трудновато было бы автору написать это повествование. Эрудиция Е.Ф.Рязанова в области космонавтики была огромна. Он — один из авторов, по тем временам грандиозного, открытого труда «Искусственные спутники Земли». Очень жаль, что он не дожил до испытаний Т2К. Он умер в расцвете своих творческих сил.

Разработку программы полета, как штатного ЛК6 так и Т2К, вела группа Ю.М.Лабутина (рис. 29). Ю.М.Лабутин — широко образованный специалист, его знания были сильны в вопросах прочности, теплопередачи, системах управления движением, электроснабжающих системах и т. д. Мы все, когда заходили в тупик в решении той или иной задачи, обращались к нему. Никогда не было отказа в консультации или решении задачи. Таков был общий творческий дух сектора.

Систем в корабле было около двадцати. Нужно было определить их задачи и условия эксплуатации. Вот этим и занималась группа Ю.М.Лабутина. Не пропустить, или, как мы говорили, не провалить какую-нибудь необходимую функцию между системами — это была задача номер один. В те времена наши смежники старались взять на себя как можно меньше задач, функций на свою систему. Все были слишком перегружены работой. Оплата их труда, практически, не зависела от объема выполняемых задач. Вот поэтому заставить ту или иную фирму выполнить дополнительные, проваленные задачи было, практически, невозможно. Требовалось хорошее логическое мышление, энциклопедические знания и упорство. Всеми этими качествами Ю.М.Лабутин обладал. Нужно отдать должное и нашим руководителям Ю.М.Фрумкину и Е.Ф.Рязанову, которые не бросали нас одних при решении таких споров.

Особая ответственность стояла перед этой группой — определить единые условия эксплуатации для всех систем, и, главное, отследить их в процессе разработки. Ведь трудно себе представить, что аппаратура системы управления рассчитывалась на перегрузку в пять единиц, а стоявшая рядом аппаратура системы измерений — на одну единицу? Это было бы нелогично. Но это самый простой пример, а когда начинаешь учитывать все условия эксплуатации: климатические, вибрационные, тепловые, динамические, радиационные, космические и т. д., и каждый параметр влияет на характеристики систем — этот процесс становится довольно сложным. Сложность возникала и из-за того, что разработчикам других организаций не хотелось применять новые элементы, от которых жди неожиданности, а старые не выдерживали заданных требований, вот здесь и возникали целые бои. Их нужно было выигрывать, нужно было находить взаимоприемлемые решения.

Группе Ю.М.Лабутина предстояло разработать программу полета по испытаниям созданных трех изделий. По составу они не отличались друг от друга, а по режимам работ двигательной установки были разными. При первом пуске имитировалась штатная циклограмма работы ракетного блока, при последующих — различные аварийные режимы. Естественно, после каждого включения менялась орбита объекта. Все нужно было учитывать при составлении программы полета. Разработку этого документа вел Э.Н.Родмай с группой инженеров. На первый взгляд кажется, что здесь особенного — расписать по минутам каждую фразу полета. Да, это просто, для созданного объекта, а когда объект только создается, когда еще не ясны до конца возможности систем, когда нужно учесть все ограничения по связи с объектом, когда нужно скрупулезно подсчитывать ампер-часы, когда баллистические параметры необходимо выдерживать с высокой точностью, разработка программы превращается в решение труднейшей задачи с многими неизвестными. Порой и сама программа предъявляла свои требования к системам, их составу и характеристикам, и это естественно, ведь основное в полете — выполнить программу полета. Как часто мы слышим эти слова по радио и телевидению, когда говорят про космические аппараты.

Разработкой программы полета занимаются, как правило, люди опытные, хорошо себе представляющие все системы космического объекта и «землю». А «земля» — это пункты измерений, это плавучие средства управления, это зоны действия наземных антенных систем, это баллистические центры сопровождения, это оперативные группы управления, это группы анализа и обработки поступающей с борта информации и т. д. Целый комплекс различных средств, которые необходимо подчинить единой воле, единым командам, так, как это делает ЦУП (Центр управления полетом), созданный позднее.

Испытания на ОИСЗ Лунного корабля не позволяли провести отработку посадочных устройств. На Т2К их просто не установили, но зато установили два дополнительных навесных приборных отсека. Дело в том, что каждому разработчику хотелось как можно больше узнать о работе своей системы, поэтому появилось такое количество измеряемых параметров, что штатной системой было уже не обойтись. Ограничений по массе на отработочном объекте мы, практически, не имели, вот и разрешили всем нашим смежникам досконально провести диагностику их систем в полете.

Особый вопрос стоял в приборах, позволяющих узнать положение осей объекта в полете, ведь нужно было правильно выдавать импульсы, выдавать в том направлении, в котором было необходимо, в противном случае объект затормозится и сгорит в атмосфере, так и не показав свои возможности. Кроме штатных солнечно-звездных датчиков, проверку которых мы предлагали провести на орбите, пришлось установить уже отработанные ионные датчики. Эти датчики позволяли определить положение оси в полете, а в случае необходимости, через систему управления и двигатели ориентации выставить продольную ось. Эти датчики к тому времени хорошо показали себя в полете.

Программа полета сверстана, объект изготовлен, и вот полигон.

По прибытии на полигон начались для нас, молодых, всякие неожиданности. Опытных испытателей трудно было удивить чем-либо. Все испытания объекта начались заново, как будто и не было заводских испытаний. Снова поместили объект в барокамеру, снова автономные испытания, снова комплексные испытания. Въедливо и дотошно работали испытатели, понимая, что это последние контрольные испытания перед полетом. Работали и днем, и ночью. И почему-то ночью всегда получалось успешнее.

При первых испытаниях в барокамере оказался негерметичным один из навесных отсеков. Стали разбираться. Сняли крышку и в ней обнаружили более десяти дыр. Дырочки микроскопические, но негерметичность приличная, а в условиях космоса это недопустимо. Подняли результаты заводских испытаний — нормально. Неужели после транспортировки вскрылись микропоры? Так или иначе, но крышку пришлось заменить. Таких случаев при испытаниях бывает множество. Но когда проходят комплексные испытания, и на корпусе нет минуса или плюса, все облегченно вздыхают.

Наконец, объект заправляется газами, теплоносителями системы терморегулирования. Это очень ответственные операции, требующие особого внимания. Не затянешь зарядный клапан — жди беды. Так у нас случилось при подготовке к пуску первого номера Т2К. После первой зарядки шар-баллонов двигателей ориентации оператором не до конца был затянут игольчатый клапан зарядки, в результате через сутки в баллонах давление было равно атмосферному. Ужесточили требования в документации. И так всегда, если есть ошибка в технологии, испытании, эксплуатации, то в первую очередь обращаются к документации, для этого и проводят испытания, чтобы при штатной эксплуатации не возникло непредвиденных ситуаций.

Но вот наступают заключительные операции в монтажно-испытательном корпусе. Объект устанавливают на переходную ферму носителя, снимают технологические принадлежности, укутывают экранно-вакуумной изоляцией. Смотрим в последний раз на наш родной аппарат. Одевают головной обтекатель. Все. Поехали на заправочную станцию. Проводится заправка окислителем и горючим ракетного блока и баков двигателей ориентации. Скоро старт.

Проведена стыковка с носителем.

Рис. 32. Подготовка объекта Т2К к старту завершается

Рис. 33. Т2К в полёте

Солнечным утром 24 ноября 1970 г. состоялся первый старт ЛК в космос (рис. 32, 33). Неизгладимое впечатление оставил он: ведь уходил в небо труд многих людей и не одного дня, не одного месяца, а нескольких лет. Щемит сердце от того, что уже никогда не притронешься к своему родному объекту. Как он покажет себя в полете? Все ли мы сделали, чтобы он успешно выполнил намеченную программу полета? Напряженно заработали оперативные группы. Доклады председателю государственной комиссии по проведению испытаний генералу А.А.Максимову поступают оперативно со всех измерительных пунктов. Все нормально. Многие часы длится работа. Вот отработан последний импульс, и эксперименты закончены. Поздравляли друг друга с успехом. За время полета ни одного замечания к системам корабля. Это радует, значит, потрудились не зря.

26 февраля 1971 года последовал второй старт Т2К, а затем третий — 12 августа 1971 г. Все испытания прошли успешно. Закончены наземная и летная подготовки.

Лунный корабль создан и готов к выполнению штатных полетов. Но время это так и не пришло. И здесь не вина разработчиков ЛК. После четырех неудачных пусков ракеты H1 работы по проекту в целом, в силу ряда причин, были приостановлены, а тема закрыта. Некоторым утешением для нас была тогда доставка в 1970 г. лунного грунта автоматическим аппаратом «Луна-16», разработчикам которого пришлось решить немало сложных проблем. Но горький осадок от того, что мы не достигли цели, сказался на дальнейшей деятельности, в том числе при разработке космической системы «Энергия-Буран». Не один год разработчики ракеты-носителя «Энергия» преодолевали психологическую травму, ведь и новый проект мог пойти «в корзину». Успешный пуск «Энергии» 15 мая 1987 года явился для многих самым действенным лекарством и вселил надежды на реализацию Лунной программы на более высоком уровне, потому что Луна по-прежнему представляет интерес, как объект исследования. Ее дальнейшее фундаментальное изучение позволит ответить на многие проблемные вопросы происхождения и эволюции Солнечной системы, природы и эволюции Земли, распределения земных природных ресурсов и т. д.

Исследования Луны, выполненные, главным образом, автоматическими аппаратами и путем высадки кратковременных экспедиций США в составе двух человек, дали существенные результаты с точки зрения познания собственно Луны и некоторых других вопросов. Однако эти исследования не были обширными и глубокими в силу, прежде всего, ограниченных возможностей использовавшихся технических средств и кратковременности пребывания человека на Луне.

Любые исследования Луны, выполненные без участия человека при современном развитии техники не могут существенно повысить уровень достигнутых знаний и создать широкие возможности для практического использования Луны.

Успешные запуски ракеты-носителя «Энергия» с ее возможностями по выведению на внешней подвеске тяжелых (до 102 т) крупногабаритных (диаметром до 6,7 м, длиной до 42 м) грузов открывают новые перспективы в освоении Луны и позволяют создать на ней постоянно действующие экспедиционные базы, состоящие из комплекса научно-технических средств.

Луна может стать важной базой для точных астрономических, радиоастрономических и аэрофизических наблюдений в широком частотном диапазоне при отсутствии помех, присущих Земле и околоземному пространству. Луна является уникальной платформой для проведения медико-биологических исследований в условиях частичной невесомости и отсутствия экранирования от космического излучения.

Глубокие исследования недр Луны также возможны только при длительном пребывании на ней человека.

Изучение и освоение Луны дадут возможность использовать ее как перевалочную (стартовую) базу для проведения пилотируемых экспедиций на другие планеты (например, Марс), проникновения в глубокий космос, осуществления глубоких исследован космического пространства.

В настоящее время ведутся интенсивные научно-поисковые работы по определению состава космических средств Лунной базы и их характеристик, обеспечивающих развитие работ по изучению и освоению Луны. Будем надеяться, что на этом этапе освоения Луны наша страна не останется в стороне.

Автор приносит сердечную благодарность всем, кто помогал в написании книги. И здесь сказалась былая сплоченность наших инженеров-проектантов, которые вспомнили немало случаев и нюансов при создании ЛК. Это: Ю.М.Фрумкин, Ю.М.Лабутин, Г.И.Гадалин, Э.Н.Родман, В.П.Галченко, Б.И.Сотников, Л.И.Киселев, В.Л.Пенчук, З.И.Фролова, И.С.Дашко, А.И.Рышлякова, В.Г.Иванов, В.К.Волочек, О.Н.Синица и многие другие, уже не молодые сотрудники нашего проектного сектора.

Особо хочется поблагодарить за помощь и ценные замечания А.А.Саркисьяна, человека, чья техническая и интеллектуальная эрудиция помогла в нахождении таких оригинальных механических узлов и агрегатов, без которых не мыслимо было бы создание ЛК.

Одновременно автор приносит свои извинения тем участникам создания систем Лунного корабля, чьи фамилии не упоминаются на страницах данного воспоминания. Ведь в создании даже систем Лунного корабля принимало участие несколько крупных организаций с большим числом работающих и, естественно, все их фамилии не назовешь, да автор и не ставил перед собой такую задачу. Автор хотел показать ту атмосферу творчества, энтузиазм и инициативу в работе, ответственность за порученное дело, за конечный результат сложных программ, которые способствовали разработке Лунного корабля.

Судьба разбросала многих из нас по различным темам НПО «Энергия», но все, кто работал над созданием ЛК остались в космический технике и верят в ее необходимость.

Пожелаем же им успехов в таком нелегком на сегодня деле.