3.9. Требуется помощь страны
К лету 1964 года были разработаны теоретические чертежи корпуса станции для выпуска рабочих чертежей в конструкторских отделах (рис. 3.9.1). Рассматривалась возможность использования в качестве корпуса топливных баков верхней ступени ракеты-носителя Н1. Были также определены основные положения по ТМК (рис. 3.9.2), применительно к его летной и наземной отработке, а также исходные данные для проектирования составных частей (рис. 3.9.3). Были подготовлены все необходимые исходные материалы, чтобы расширить фронт работ внутри ОКБ-1 и, что гораздо важнее, обеспечить участие в проекте смежных организаций. Практически были созданы все условия для выпуска постановления правительства о привлечении к работам по марсианской экспедиции широкой кооперации предприятий других министерств и ведомств, многие из которых практически уже начали с нами работать.
Однако этим планам не суждено было сбыться. Прежде чем детально проанализировать конкретные причины и обстоятельства, помешавшие фактически начатому воплощению в жизнь грандиозного замысла Королева, хотелось бы показать, что называется "из первых рук", какие события разворачивались вокруг марсианского проекта.
Глава 4
Лунный комплекс - часть марсианского проекта
4.1. Смена основных задач. Реорганизация проектных отделов в ОКБ-1
К лету 1964 года в отделе М. К. Тихонравова были подготовлены материалы для развертывания работ по ТМК, ТОСу и НЭКу. В моей тетради в июле появился заголовок "Хозтовары". Его расшифровка - длинный кульман, рулонный ватман, циркули большие, картон, клей 88-й - говорит о намерениях исполнять в большом масштабе компоновочные чертежи отсеков ТМК для его наземной и летной отработки и, как у нас практиковалось, клеить из картона макеты отсеков. Через месяц, в сентябре, я действительно сидел за самым большим кульманом, какой нашли в КБ, и рассказывал сидевшему рядом Сергею Павловичу, но не о ТМК и ТОС, а как на окололунной орбите космонавт после возвращения с Луны, будет переходить из корабля в корабль. Так для меня начиналась другая - теперь уже лунная эпопея.
Но Постановление от 3 августа 1964 года нарушило марсианские планы Королева, хотя и не стало для него неожиданностью. 13 августа Сергей Павлович собрал большое совещание, на которое были приглашены все главные конструкторы, начальники главков, госкомитетов, председатели совнархозов, участвующие в программе, сотрудники аппаратов ВПК и ЦК, командование ВВС и Ракетных войск, космических средств Минобороны, представители Академии наук, руководители НИИ-4, НИИ-88 и НИИП-5 МО (ныне космодром Байконур). В совещании участвовали В. М. Рябиков, Г. Н. Пашков, С. А. Зверев, С. А. Афанасьев и Г. А. Тюлин.
В своем вступительном слове Королев отметил, что на столь представительном уровне мы собираемся в связи с тем, что постановление от 3 августа впервые ставит перед нами важнейшую государственную задачу - высадить советского человека на Луну раньше американского. Присутствующим были представлены эффектно оформленные плакаты, иллюстрирующие идею полета на Луну и облик лунного комплекса, который, правда, еще предстояло спроектировать.
В ОКБ-1 С. П. Королев провел реорганизацию. Разработку лунных кораблей он поручил своему заместителю К. Д. Бушуеву, в подчинении которого находился образованный специально для этой цели отдел № 93, куда перешла большая часть сотрудников из 9-го, который возглавил Иван Савельевич Прудников. Марсианским проектом теперь занимался отдел № 92 во главе с Ильей Владимировичем Лавровым с задачей создать макет ТМК для наземной отработки в ИМБП комплекса систем жизнеобеспечения человека в условиях, имитирующих длительный межпланетный полет.
Еще один новый отдел № 90, которому было поручено проведение под руководством заслуженного летчика-испытателя, Героя Советского Союза Сергея Николаевича Анохина, наземные, авиационные и морские испытания с участием человека и формирование отряда космонавтов в ОКБ-1.
Одновременно с необходимыми доработками ракеты Н1 началась напряженная деятельность по лунному экспедиционному комплексу Л3.
4.2. Истоки мифа о "лунной гонке"
До выхода вышеупомянутого постановления лунной экспедицией в отделе Тихонравова официально не занимались. Факультативно, как идея, существовала трехпусковая схема. По ней на ОИСЗ тремя пусками Н1 выводятся составные части лунного комплекса, собираются, а затем он стартует к Луне, совершает посадку на ее поверхность и возвращается на Землю. Эта схема созвучна идее облетного "Союза": там три ракеты Р-7 - облет Луны, здесь три ракеты Н1 - высадка на Луну.
Энергетически данный вариант крайне невыгоден, а 20–30-тонные посадочные и взлетные элементы могли создать значительные трудности при их отработке в наземных условиях. Да и сборка на ОИСЗ 75-тонных блоков могла преподнести неприятные сюрпризы. Словом, эта схема никаких преимуществ перед той, что была принята Королевым, не имела. При этом нельзя забывать, что речь шла не о том, чтобы попасть на Луну дешевле или проще, а о том, как это сделать раньше американцев. После выговора, полученного от Сергея Павловича, проектанты провели анализ возможных вариантов и пришли к той же схеме, что была принята для марсианской экспедиции.
Такую же схему применили и американцы. Ее почему-то называют "американской", хотя впервые ее придумал и предложил в конце 20-х годов прошлого века советский ученый, один из пионеров космонавтики Ю. В. Кондратюк.
Записи в моих рабочих тетрадях достоверно показывают, что работа над проектом лунной экспедиции началась только в сентябре 1964 года. Но откуда тогда взялся миф о "лунной гонке", которую мы якобы проиграли? Тут требуются некоторые пояснения.
В четвертом томе книги Б. Е. Чертока "Ракеты и люди", который мы уже цитировали, весьма подробно описано несколько больших совещаний, предшествующих 1964 году, на которых Королев представлял лунный проект Л3 примерно в том виде, в каком он впервые появился и был утвержден в начале 1965 года. В частности, о нем упоминается в рассказе о заседании экспертной комиссии по защите эскизного проекта ракеты Н1 в августе 1962 года. Так был лунный проект в 1962 году или нет?
Поясню этот парадокс 1962 года. Перед заседанием Королев ознакомился с подготовленными мной материалами по оценке 24 вариантов осуществления экспедиции на Марс с применением ЖРД и с эскизами предполагаемых плакатов. На следующий день ко мне прибежал весьма возбужденный инженер из соседнего сектора Володя Зайцев со словами: "СП вчера поручил нам срочно проанализировать разные варианты экспедиции на Луну и сделать такие же плакаты, как у тебя по Марсу. Мы ничего не поняли, покажи, что у тебя есть". Ознакомившись с моими таблицами и эскизами, он убежал.
Спустя несколько дней на заседании комиссии были представлены плакаты лунного комплекса, экстренно подготовленные нашими проектантами-корабелами вместе с ракетчиками Крюкова. Участники совещаний всегда рассматривали красивые плакаты с интересом. Порой они отвлекали от неувязок и нерешенных вопросов, но никогда у нас не считались "липой". Главный конструктор должен был за короткое время пояснить свою техническую идею большому числу уважаемых и весьма занятых руководителей, не всегда подготовленных к ее восприятию. Пояснять ее "на пальцах" было бы простым неуважением, поэтому прибегали к подобным средствам наглядности. Я к этому заседанию, по поручению Королева, также сделал несколько плакатов марсианского комплекса с аэродинамическим торможением, хотя на тот момент кроме идеи "чиркнуть" по марсианской атмосфере у меня ничего не было. Как и "лунные" коллеги, провел не одну ночь за рабочим столом в КБ, чтобы с утра отдать художникам эскизы. Такую "наглядную агитацию" участники совещаний, в зависимости от степени готовности к восприятию, могли расценивать и как детские картинки, и как фундаментальный проект. Все определялось глубиной проработок. За одним и тем же изображением на плакате могли скрываться как двухдневные упражнения сноровистого инженера за кульманом с карандашом и логарифмической линейкой, так и годы напряженного труда многих коллективов и организаций.
В этом и заключается, объяснение того парадокса, что многие сотрудники ОКБ-1, наблюдавшие всего лишь "лунные картинки" на разных совещаниях, искренне считали и полагают до сих пор, что все эти годы (1960–1964) в отделе Тихонравова вслед за американцами разрабатывался именно лунный проект. А появлявшиеся иногда там же марсианские плакаты, за которыми стояли серьезные многолетние исследования, они воспринимали как красивые иллюстрации к далекой и несбыточной перспективе. Где-то здесь и берет свое начало пресловутый миф о "лунной гонке".
4.3. Начало работ над лунным проектом - сентябрь 1964 года
Ранее я кратко изложил, как проходила подготовка к марсианской экспедиции, а теперь пора показать, как на самом деле разрабатывалась лунная программа. Не абстрактная идея "слетать на Луну", а конкретные облик и конструкция, состав систем и весовые сводки кораблей. Только в этом случае можно говорить о реальном проекте.
Не помню, как именно я оказался в 93 отделе, где мне было поручено заниматься тем же, что и в 9-м отделе - компоновкой, весовой сводкой, составом, но теперь уже лунного экспедиционного комплекса и орбитального корабля. Этим занимались в секторе Виктора Федоровича Садового. В группе, начальником которой был будущий космонавт Олег Григорьевич Макаров, на первых порах работали Валентин Стольников, Владимир Буланов, Изабелла Погосянц, Галина Шишкина, Валентина Лобнева, Галина Балашова, Нина Терешенкова. Я так же, как и в девятом отделе, формировал для всех перечень первоочередных работ (рис. 4.3.1–4.3.2). Позже присоединились Валентин Бобков, Анатолий Нестеренко, Аркадий Калатьян, ставший впоследствии начальником группы вместо О. Г. Макарова.
В сентябре 1964 года мне поручили срочно подготовить состав документов будущего проекта. Я назвал его предэскизным, поскольку это было самое начало работ. При обсуждении Королев одобрил состав, но изменил заголовок на "эскизный". Эскизный, так эскизный - значит, будут соответствующие глубина проработки и сроки исполнения. Но мы с Макаровым буквально взвились от негодования, когда узнали что сдача намечена на Новый год. Вооружив Бушуева и Прудникова аргументами в пользу смещения сроков, мы отправили их на переговоры. Они не хуже нас понимали, что сроки нереальны. Обменявшись мнениями с Королевым, они вернулись сторонниками его позиции - к Новому году. Однако проект делать нам, и мы решили, что "еще не вечер".
В то время появилась книжечка "ПЕРТ", где впервые описывались методы сетевого планирования и управления сложными целевыми программами. Они позволяли увидеть весь процесс разработок, оптимизировать их последовательность - словом, максимально сократить сроки. Заканчивалась эта книжка фразой, что каждый, прочитавший ее, может считать себя крупным специалистом. Одолев книгу за ночь, наутро я уже чувствовал себя "очень крупным спецом". На ватмане, во весь наш самый большой кульман, мы с Макаровым, с помощью начальников отделов, стали рисовать сетевой график процесса проектирования.
К концу второго дня на графике было отмечено 966 работ. Его полагалось обсчитать. Первый обсчет вытянул цепочку критических событий на 13 месяцев. Оптимизировали - стало 12. Оптимизировали еще восемь раз - ужали до 7,5 месяцев, появилось 11 критических путей, а дальше ни с места. Проект мог быть осуществлен не раньше конца первого полугодия следующего года. Доложили Бушуеву - он проникся доверием к нашим заключениям. Пошли к Королеву. Мы с Олегом остались в приемной. Уже через минуту Бушуев стремительно вышел из кабинета и, не взглянув на нас, стал быстро удаляться по коридору вместе с нашим ватманом и табуляграммами. В итоге мы выпустили эскизный проект к Новому году. В эти три месяца впервые были сформированы весьма приблизительный облик, конструкция, состав систем и весовые сводки лунных кораблей. Сохранившиеся в тетради черновики красноречиво говорят о том, что проект только начал разрабатываться (рис. 4.3.3).
Он получился сырым, форсировался под большим давлением Королева, содержал минимальные исходные данные для составных частей, и в дальнейшем мы не один год штопали в нем дыры, восполняя недостающие технические требования. Королев, глядя на готовые тома в красном коленкоре с золотым тиснением, испытывал удовлетворение. Позже я понял, что тома эти нужны ему были для того, чтобы грохнуть ими по столу в одном из высоких кабинетов и сказать: "Вы хотели экспедицию на Луну - вот вам экспедиция на Луну!", но "Где деньги, Зин?".
Комиссия под председательством Келдыша рассмотрела проект, одобрила, и 10 февраля 1965 года он был утвержден, а в феврале был принят и план создания Л3. При его подготовке мне, как "крупному специалисту", пришлось составить длинный сетевой график создания комплекса Н1-Л3. Долгие годы потом отделы планирования и координации на своих юбилеях отмечали этот первый сетевой график в ОКБ-1 как отправную веху своего становления.
4.4. Проект лунного экспедиционного комплекса
Состав лунного комплекса (Л3) предполагал следующие компоненты (рис. 4.4.1): два пилотируемых корабля - лунный орбитальный корабль (ЛОК) с ракетным блоком "И" и лунный посадочный корабль (ЛК) с ракетным блоком "Е"; ракетный блок "Г" для разгона комплекса Л3 к Луне; ракетный блок "Д" для доразгона комплекса Л3 до скорости, необходимой для полета к Луне, коррекции траектории полета к Луне, торможения для выхода на круговую орбиту спутника Луны, торможения лунного корабля для схода с орбиты; головной обтекатель, который предохранял весь комплекс от внешних воздействий при прохождении плотных слоев атмосферы.
На ракете устанавливались последовательно: блоки "Г", "Д", ЛК внутри переходника, на верхнем торце которого располагался ЛОК. Все элементы закрывались головным обтекателем, сверху которого располагалась мощная твердотопливная ракетная установка системы аварийного спасения. Она, в случае аварии носителя Н1, должна была увести верхнюю часть обтекателя и отсек с экипажем в безопасную зону. В штатном полете после прохождения плотных слоев атмосферы верхняя часть обтекателя отделялась, обтекатель раскрывался на две продольные створки и сбрасывался. Общая длина Л3 - 43,2 м, максимальный диаметр - около 6 м (по ГО), масса - 91,7 т.
4.5. Лунный орбитальный корабль
Лунный орбитальный корабль (ЛОК) (рис. 4.4.2) предназначался для полета экипажа к Луне, по орбите ее спутника и возвращения на Землю. Масса - 9850 кг, при старте к Земле - 7530 кг. Длина - 10,06 м. Хотя ЛОК и имел внешнее сходство с "Союзом", но практически был новым космическим кораблем следующего поколения. В его составе обитаемыми были два отсека - возвращаемый на Землю спускаемый аппарат и бытовой отсек.
Спускаемый аппарат - герметичный отсек длиной 2,19 м, диаметром 2,2 м, массой 2,8 т. Фарообразная форма СА и смещенный относительно его продольной оси центр тяжести создавали при спуске в атмосфере подъемную силу. Ее величина и направление действия могли меняться за счет изменения положения аппарата в набегающем воздушном потоке, что позволяло отклонять траекторию спуска в определенном направлении, обеспечивая посадку в заданном районе. Для изменения положения СА в специальных нишах были установлены 8 двигателей системы управления спуском, работающие на перекиси водорода, с тягой 7,5 кгс и 15 кгс. Экипаж - два человека - при старте располагался в креслах "Казбек" в полетных костюмах без скафандров. В верхней торцевой части СА предусмотрен люк для посадки экипажа во время старта, перехода в бытовой отсек и обратно в полете, и выхода из СА после посадки на Землю. В верхней боковой части - другой люк, закрывающий парашютный контейнер, утопленный в корпус СА, в котором размещалась плотно уложенная парашютная система - вытяжной, тормозной и основной купол (площадью около 1000 м) с двигателями мягкой посадки. Внешняя поверхность СА покрыта толстым слоем специальной твердой теплозащиты. Донная часть его закрыта лобовым щитом с утолщенной теплозащитой, отделяемым на высоте 7 км при спуске на парашюте. В СА находится аппаратура и оборудование систем жизнеобеспечения, терморегулирования, управления бортовым комплексом, измерений, бортовая вычислительная машина, а также системы связи, дозиметрического контроля, телеметрии, медицинская аппаратура, ассенизационное устройство. Перед космонавтами расположен пульт управления системами корабля.
Бытовой отсек предназначен для отдыха космонавтов, для шлюзования при выходах членов экипажа в открытый космос. Он находится над СА и соединен с ним через люк. Состоит из двух полусфер радиусами 1,1 м и 1,15 м, с короткой конической вставкой. Верхняя полусфера такая же, как у БО корабля "Союз". Нижняя полусфера с увеличенным радиусом для люка диаметром 80 см, обеспечивающего проход космонавта в лунном скафандре. В БО размещены стойка для хранения скафандров "Орлан" и "Кречет-94" (для пилота ЛК), запасы продуктов питания и воды, кинофотоаппаратура и другие системы, используемые до старта к Земле. На ЛОКе, в отличие от "Союзов", рабочее место космонавта при сближении и стыковке и соответствующая аппаратура находятся не в СА, а в БО, чтобы не возвращать их к Земле. На верхней полусфере установлен выпуклый сферический блистер с иллюминатором для прямого наблюдения за процессом сближения и стыковки, пультом управления и средствами фиксации космонавта в скафандре на рабочем месте. Снаружи на БО имеются антенны системы сближения "Контакт", радиосвязи, поручни для перемещения космонавта по внешней поверхности.
Кроме обитаемых в составе ЛОКа были следующие отсеки.
Приборный отсек с размещенной в нем основной частью аппаратуры расположен ниже СА. Агрегатный отсек с находящимся в нем ракетным блоком "И" с двигательной установкой для маневрирования на орбите спутника Луны, разгона корабля к Земле и коррекции траектории. Энергоотсек с электрохимическим генератором и баками для хранения жидкого водорода и кислорода. Над бытовым отсеком располагался отсек двигателей ориентации комплекса с запасом топлива и стыковочный узел. Корпус корабля покрыт многослойной экранно-вакуумной теплоизоляцией. В нижней части ЛОК имеется базовый шпангоут, стыкуемый с верхней частью переходника, внутри которого находится ЛК.