Луна.История, Люди, Техника.
Шрифт:
На совещании Специальной комиссии при Президиуме АН СССР по объекту «Д», руководителем которой назначен Келдыш, создаётся кооперация институтов, которым предстояло поставить для спутника научную аппаратуру. Запланирована очень сложная научная программа космических исследований. Сам спутник мог выйти сложным и тяжёлым - его масса должна была составить более тонны. Благо, такая цифра находилась в рамках возможностей королёвской «семёрки».
Ориентируемая модификация объекта «Д» шла под индексом «ОД». Она предназначалась для фотографирования Земли. К тому моменту предложение Капицы было уже детально изучено, и под
него написали математическое обоснование. Первоначальные предположения
На базе объектов «Д» и «ОД» рассматривался также и третий вариант - биологический спутник. На нём планировали запустить в космос собаку и узнать, как влияет космическое пространство на живые организмы. Во многом это являлось продолжением работы по запуску собак на геофизических ракетах.
В 1956 году Егоров закончил изучение плоской задачи достижения Луны. С 1953 года он проанализировал несколько сотен траекторий перелёта с Земли на Луну, открыв важные моменты и опровергнув некоторые заблуждения.
Например, многие тогда были уверены, что для попадания в Луну достаточно попасть в сферу её действия - всё остальное сделает притяжение Селены. Даже роман Жюля Верна, в котором описывается облёт Луны, считали слишком условным, хотя сама возможность такого облёта была показана писателем ещё в начале XX века. Егоров же обнаружил, что при прямом перелёте станция войдёт в сферу действия Селены с гиперболической (для Луны) скоростью. Это означало, что ни о каком захвате не могло быть и речи. При такой скорости было только два варианта - либо станция попадёт в Луну и разобьётся, либо пролетит мимо, вернувшись к Земле или став спутником Солнца.
Егоров честно попробовал найти траектории, по которым наш естественный спутник всё-таки захватит аппарат - ведь это казалось таким удобным способом при создании искусственного спутника Луны! И он даже смог обнаружить подобную траекторию, только сложность выхода на неё оказалась слишком велика: возможность существует лишь при выведении станции на высокоэллиптическую орбиту, сложно синхронизированную с Луной. Через несколько витков Селена вполне могла захватить аппарат, но даже после этого его орбита в качестве спутника оставалась бы нестабильной - существовала вероятность, что станция опять вернулась бы на орбиту Земли.
Задача была решена интересная, но до сих пор подобный вариант практически не рассматривается в качестве возможного перелёта к Луне. Недостатки данного метода перевешивают весьма небольшие достоинства.
Также Егоров проанализировал пространственную задачу достижения нашего естественного спутника, нанеся на глобус Луны все
вероятные отклонения, которые может дать система управления ракеты. Получившуюся фигуру Келдыш назвал «Паучком Егорова» (рис. 9). Результат расчётов оказался обнадёживающим - в Луну можно попасть! Причём при помощи аппаратуры, которая уже была создана или будет создана в самое ближайшее время!
ПРОЕКТЫ RAND CORP И FAR SIDE
В начале 1956 года подступились к вопросу лунных станций и в США. Всё началось с того, что Роберт Бурхем, руководитель аэрокосмического отделения в «RAND corporation», изучая проект PH «Тор-Эйбл», разрабатываемой для спутника фоторазведки, понял, что её энергетики вполне хватит и для достижения Луны. Через несколько месяцев, в мае-июне 1956 года, его отдел выпустил несколько
Первым был доклад Клемента «Лунная ракета», дальше шла серия из девяти отчётов, посвящённых разнообразным техническим нюансам аппарата для лунных исследований. Первые и общие отчёты до сих пор не доступны. В своё время они имели гриф «секретно», а документы с таким грифом данная организация, видимо, старается не выкладывать даже по прошествии значительного времени. К счастью, несколько других отчётов имело более скромный гриф «конфиденциально», и сейчас они доступны для изучения - по ним-то и можно понять, что же прорабатывалось в те годы.
Несколько неожиданно, но оказалось, что инженеры и учёные данной организации решили не мелочиться: в первом же своём проекте они взялись проработать станцию для мягкой посадки на Луну, с доставкой на её поверхность научных приборов.
Если быть точным, разрабатывалось три варианта. Первый - просто попадание в Луну, второй - доставка на наш естественный спутник приборов, и третий - совмещённый. Так как последняя ступень ракеты тоже должна была выйти на траекторию попадания в Луну, более того - попасть должна была немного позже станции, её можно было использовать для научных экспериментов. В частности, если поставить на станцию сейсмометр, можно было бы зафиксировать момент падения ступени, определить некоторые данные по распространению звуковых волн по поверхности и, таким образом, сделать кое-какие предварительные выводы о внутренней структуре Селены.
Основная проблема была в доставке сейсмометра на поверхность Луны. Так как скорость падения в 3 км/с была слишком велика, на станции должен был стоять ракетный двигатель. В самом сопле двигателя планировали поставить радиовысотомер, который бы
выдал сигнал о включении двигателя при достижении определенной высоты. Но кроме понимания, в какой момент включить двигатель, нужно было его очень точно сориентировать, строго по направлению движения станции.
Активная система ориентации явно считалась слишком сложной и даже не рассматривалась. Ориентацию планировали задать заранее еще при старте, раскрутив станцию до угловой скорости порядка 80 оборотов в минуту. Причём направление должно было совпадать с траекторией станции при падении за счёт очень точного выведения аппарата в нужный район и детальных расчётов. Точность для этого должна была быть запредельная, но теоретически всё было возможно.
При этом разработчики понимали, что всё равно так можно будет погасить только часть скорости. Следовательно, скорость станции в момент столкновения с Луной будет очень велика (порядка 150 м/с), и основное торможение произойдет в лунном грунте. Больше всего опасались, что станция-снаряд слишком глубоко уйдёт в грунт. Тем не менее, подобные перегрузки считались приемлемыми: по оценке специалистов, на тот момент уже существовали приборы, способные выдержать перегрузку до 20 000 g, а для уменьшения «тормозного пути» в грунте аппарат планировали оснастить специальной иглой.
В отчёте данный режим называется «мягкой» посадкой, но, по сути, в этом проекте впервые была озвучена идея использования ударных зондов или, как их сейчас называют, пенетраторов (рис. 10).
Несмотря на то, что многие элементы (особенно в части их точности и надежности) были оценены достаточно оптимистично, впервые в США была проведена очень тщательная математическая подготовка самой задачи достижения Луны, и впервые в мире был проработан зонд для взаимодействия с лунной поверхностью. Как видно из названий отчётов, тогда были детально рассмотрены и просчитаны все основные элементы межпланетной станции - от энергетики до траекторных измерений и связи.