Рывок «Союза»

Стратегия космической экспансии, которой придерживался Сергей Королев, предусматривала полеты к Луне как промежуточный этап на пути к соседним планетам. Однако для достижения ближайшего небесного тела требовалась ракета, способная развить вторую космическую скорость, и корабль, способный маневрировать, а не только двигаться по орбите, как «Восток».

Вторую космическую скорость удалось развить с помощью ракеты «Мечта» (или «Лунник»), построенной на основе Р-7 с добавлением третьей ступени – блока Е, который был разработан всего за девять месяцев коллективом под руководством Семена Ариевича Косберга. 2 января 1959 года ракета вывела в межпланетное пространство космический аппарат Е-1, названный позднее «Луной-1». Он должен был попасть в Луну, но из-за ошибки промахнулся и вышел на гелиоцентрическую орбиту, став первой «искусственной планетой». Более успешным оказался запуск аппарата Е-1А, вошедшего в историю как «Луна-2» и врезавшегося в Луну 14 сентября 1959 года.

Начало освоения межпланетного пространства было положено, и весной того же года инженеры бюро Королева приступили к разработке проекта «Север» – трехместного корабля для облета Луны. Несмотря на то, что запуски первых «Востоков» помогли получить научно-технический задел для строительства будущих кораблей, сам проект «Север» развивался медленно. Нужно было менять концепцию, и в 1962 году в ответ на американскую лунную программу отдел Михаила Клавдиевича Тихонравова предложил космический комплекс, состоявший из кораблей 7К, 9К и 11К. Сначала на околоземную орбиту должен был выводиться корабль 9К (разгонный блок), затем к нему последовательно пристыковывались три или четыре корабля 11К (танкер) с горючим и окислителем. После заправки должен был стартовать 7К с экипажем, который, состыковавшись с разгонным блоком, превращался в корабль для облета Луны. Если все пять (или шесть) запусков проходили успешно, то пилотируемый корабль (массой 23 тонны) с помощью двигателя разгонного блока 9К переводился бы на межпланетную траекторию. Весь космический рейс не должен был занять больше семи-восьми суток.

Для того времени схема выглядела невероятно сложной, ведь на орбиту не летал еще ни один корабль с экипажем, не была отработана система стыковки, без которой осуществить проект попросту невозможно. Поэтому как предварительный этап была задумана программа 7K-Л1, получившая название «Союз». Космический корабль, разрабатываемый в рамках этой программы, предназначался для пилотируемого полета без выхода на селеноцентрическую орбиту – его предполагалось фактически «забросить» за Луну, подняв апогей на соответствующую высоту.

7 марта 1963 года Сергей Королев представил черновой проект нового ракетно-космического комплекса «Союз», который, в частности, включал в себя очередную модификацию ракеты-носителя Р-7 под названием «Союз» и космический корабль «Союз-A», предназначенный для рейсов на орбиту и облета Луны. Корабль планировалось оснастить системами сближения, стыковки и дозаправки во время полета.

В то же самое время у Королева появился серьезный конкурент – главный конструктор Владимир Николаевич Челомей, пользовавшийся поддержкой Никиты Сергеевича Хрущева. Он предлагал свой проект облета Луны по петлеобразной траектории одноместным кораблем ЛК конусовидной формы. Причем корабль должен был выводиться на околоземную орбиту и переводиться на траекторию трехступенчатой ракетой УР-500К («Протон-К») и специальным разгонным блоком, разработанными под руководством все того же Челомея.

В 1964 году, после сообщения об успешном запуске американской тяжелой ракеты «Сатурн-1» («Saturn I»), руководство Советского Союза почувствовало, что лидерство в области космонавтики ускользает, и впервые всерьез рассмотрело вопрос об экспедиции на Луну. В принятом постановлении № 655–268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства» от 3 августа 1964 года главной задачей была заявлена высадка советского космонавта на поверхность Луны в 1967–1968 годах, к 50-летию Великой Октябрьской революции. При этом осуществление программы облета Луны было поручено Владимиру Челомею, а проект 7К-9К-11К поддержки не получил.

В ситуации неопределенности Сергей Королев приложил немалые усилия для того, чтобы сохранить накопленный задел. Он добился у правительства разрешения использовать корабль 7К для отработки системы стыковки на околоземной орбите, которая в любом случае понадобилась бы при строительстве долгоживущих военных станций: в августе 1965 года лунный корабль превратился в орбитальный 7К-ОК, унаследовавший от предыдущего проекта звучное название «Союз». Стремясь поддержать многообещающий проект, группа летавших космонавтов обратилась к новому главе государства Леониду Ильичу Брежневу с письмом, в котором приводились доводы в пользу расширения программы. В верхах прошло несколько значимых совещаний по поводу будущего космонавтики.

Однако, пожалуй, самым сильным аргументом в спорах стал успешный совместный полет кораблей «Джемини-6» и «Джемини-7», состоявшийся в декабре 1965 года. Как и предсказывали космонавты в своем письме Брежневу, одиночный рейс «Восхода-2» совсем потерялся на фоне американских «Джемини», которые маневрировали и выполняли сложные операции на орбите. Руководящие товарищи тут же начали обмениваться гневными письмами с требованием вернуть утраченное лидерство и наконец-то дали «зеленый свет» орбитальному варианту «Союза».

Согласно выпущенному проекту, корабль 7К-ОК предназначался для полета на околоземной орбите с экипажем в составе от одного до трех человек. Сам космический аппарат выполнялся в активном (А) и пассивном (П) вариантах, которые обеспечивали взаимный поиск, сближение и стыковку (механическое соединение) двух пилотируемых кораблей. Второй задачей, которую предстояло решить, была отработка перехода экипажа из одного корабля в другой через открытый космос.

Отличительной чертой «Союза» стала компоновка – он состоял из трех отсеков: бытового (БО), приборно-агрегатного (ПАО) и спускаемого аппарата (СА). Дело в том, что спускаемые аппараты «Востоков» и «Восходов» содержали системы, нужные не только для спуска, но и для орбитального полета в течение 10–14 суток. Вынеся эти системы в другие отсеки, не имеющие тяжелой теплозащиты, проектанты смогли заметно уменьшить массу спускаемого аппарата и значительно увеличить общий обитаемый объем без резкого роста массы корабля в целом. При этом сферический спускаемый аппарат на «Союзе» превратился в «фару». Теперь им можно было управлять за счет формы, ведь по сравнению с баллистическим спуском, нормальным для «Востока», она позволяла более чем на порядок повысить точность приземления (с 300–400 км до 5–10 км) и вдвое-втрое (с 8–10 до 3–5 g) снизить перегрузки при спуске, делая посадку гораздо более комфортной.

28 ноября 1966 года с полигона Тюра-Там (после полета Гагарина он официально назывался космодромом Байконур) стартовал «активный» корабль 7К-ОК(А), получивший обозначение «Космос-133». На следующий день планировался запуск «пассивного» корабля 7К-ОК(П). Но из-за монтажной ошибки, нарушившей логику управления, первый корабль израсходовал все топливо, и старт второго был отменен. Специалисты попытались свести неисправный корабль с орбиты, однако он пошел по нерасчетной траектории и был уничтожен системой автоматического подрыва.

Из-за выявленных проблем программа испытаний была изменена. Следующий «Союз» был срочно переоборудован из пилотируемого в беспилотный. Запуск 7К-ОК(П) под обозначением «Космос-140» состоялся 7 февраля 1967 года. В ходе двухсуточного полета тестировались системы корабля и двигатели, причем были обнаружены сбои в работе солнечно-звездной ориентации, а спускаемый аппарат приземлился в нерасчетном районе – на лед Аральского моря. Там он затонул, и его пришлось извлекать с помощью водолазов. При осмотре выяснилось, что днище спускаемого аппарата в центральной части прогорело и произошла разгерметизация – в пилотируемом варианте такое разрушение привело бы к гибели экипажа.

Результаты беспилотных запусков показали, что корабль «Союз» еще очень «сырой». Его следовало дорабатывать и проводить новые беспилотные запуски. И тут случилось невероятное – большинство руководителей программы высказались за переход к пилотируемым полетам! Очевидно, сыграл свою роль политический фактор: партийное руководство требовало в преддверии 50-летия Великой Октябрьской революции возобновить полеты космонавтов, ведь их не производили два года (если считать с «Восхода-2»). А это стало негативно влиять на репутацию СССР как ведущей космической державы. Идею поддержали и члены отряда космонавтов, которым нестерпимо хотелось летать.

К тому времени были окончательно сформированы два экипажа для выполнения первого полета на «Союзах». Основной экипаж возглавил Владимир Комаров, дублирующий – Юрий Гагарин. В феврале-марте 1967 года они прошли интенсивную подготовку. Комаров и Гагарин осваивали навыки сближения и стыковки кораблей на специальном тренажере, а члены экипажей отрабатывали свои действия по переходу из корабля в корабль в термобарокамере и на борту самолета Ту-104, способного имитировать кратковременную невесомость.

23 апреля 1967 года стартовал пилотируемый корабль 7К-ОК(А), получивший название «Союз-1», с Владимиром Комаровым на борту. На следующий день должен был состояться запуск корабля 7К-ОК(П) с тремя космонавтами. Однако сразу после выведения «Союза-1» на орбиту начались проблемы. Не раскрылась левая панель солнечных батарей. Не работала солнечно-звездная ориентация, поэтому не прошла автоматическая закрутка корабля, что, в свою очередь, привело к разрядке аккумуляторов. Комаров несколько раз пытался выполнить закрутку вручную, но безуспешно. Государственная комиссия, проанализировав ситуацию, приняла решение отменить запуск второго корабля и посадить «Союз-1» досрочно. После разделения отсеков и торможения спускаемого аппарата в высших слоях атмосферы отстрелилась крышка люка контейнера основного парашюта, тормозной парашют раскрылся, но вытянуть большой купол из контейнера не смог. Согласно логике работы в действие был введен запасной парашют, но и он не раскрылся, попав в аэродинамическую «тень» тормозного парашюта. В результате спускаемый аппарат на огромной скорости врезался в землю, разбился и загорелся. Летчик-космонавт Владимир Михайлович Комаров погиб.

Позднее был проведен натурный эксперимент с парашютной системой второго корабля, и выяснилось, что если бы его запуск состоялся в срок, то неизбежно погибли бы еще трое космонавтов. Сотрудники ракетно-космической отрасли получили жестокий урок: космос не прощает ошибок и суеты.