Лунный триумф

В то же время американцы активно готовились к лунной экспедиции. Параллельно с подготовкой миссий «Джемини» шло конструирование корабля «Аполлон» и трех вариантов ракеты-носителя: «Сатурн-1» (Saturn I), «Сатурн-1Б» (Saturn I-B) и «Сатурн-5» (Saturn V).

Местом старта лунных экспедиций был выбран район мыса Канаверал во Флориде, где уже работал ракетный полигон ВВС США. Побережье к северу от него и часть острова Меррит занял созданный в июле 1962 года Центр стартовых операций НАСА (в ноябре 1963 года его переименовали в Космический центр имени Кеннеди). В мае 1963 года на острове Меррит заложили фундамент гигантского монтажно-испытательного корпуса – здания вертикальной сборки высотой 165 метров. В пяти километрах от него на берегу океана были выстроены два стартовых комплекса LC-39A и LC-39В для ракет «Сатурн-5».

Главным элементом и главной «изюминкой» ракет «Сатурн» были двигатели F-1, работавшие на компонентах кислород-керосин и развивавшие поистине фантастическую тягу – 680 тонн (для сравнения: один такой двигатель почти вдвое превышал суммарную тягу современной ракетно-космической системы «Союз»). Инженеры американской компании Rocketdyne начали его разработку еще в 1955 году, то есть фактически тогда же, когда советские ракетчики вплотную приступили к проекту межконтинентальной ракеты Р-7. Первое огневое испытание полностью собранного двигателя F-1 на стенде состоялось в марте 1959 года, задолго до полета Юрия Гагарина на «Востоке» и Джона Гленна на «Меркурии». Тем не менее двигатель не использовали на начальном этапе космической программы, поскольку испытания показали, что он еще не готов к серийной эксплуатации. Кроме того, под него не было ракеты: «Редстоун» не годилась под такой «агрегат».

Разработка самой мощной ракеты-носителя в истории человечества шла не один год. Сначала на основе армейского задела была построена двухступенчатая ракета «Сатурн-1» с двигателями меньшей мощности Н-1 и RL-10. Она начала летать в виде первой ступени с водяным баком-балластом вместо второй и при старте 27 октября 1961 года по тяге превзошла советскую Р-7. Ракету продолжали запускать и в дальнейшем для утверждения принимаемых технических решений. Двигатели RL-10, работавшие на компонентах кислород-водород, начали испытывать в 1963 году, принципиально доказав возможность использования нового и куда более перспективного вида топлива. Советские конструкторы в то время о водородно-кислородных двигателях могли только мечтать, а промышленного производства жидкого водорода в СССР попросту не было.

Затем команда Вернера фон Брауна построила «промежуточную» ракету «Сатурн-1Б», в первой ступени которой использовалась связка из восьми двигателей Н-1, а во второй – водородно-кислородный двигатель большой мощности J-2. Эта ракета с грузоподъемностью 25 тонн начала летать в феврале 1966 года и позволяла выводить на околоземную орбиту командно-служебный модуль «Аполлона». Предполагалось, что эта же ракета выведет в космос и первый корабль «Аполлон-1», однако 27 января 1967 года экипаж корабля погиб в пожаре на стартовом комплексе, и многие планы НАСА пришлось пересмотреть.

В ноябре 1967 года начались испытания трехступенчатой ракеты-носителя «Сатурн-5»: на ее первой ступени стояли пять полноразмерных двигателей F-1, на второй – пять J-2, на третьей – один J-2. Отрываясь от земли, ракета одномоментно развивала тягу, эквивалентную тяге шести сотен турбореактивных двигателей истребителей того времени!

Интересен подход, который возобладал в НАСА в период осуществления лунной программы. От поэтапной отработки технологических решений, которой придерживалась команда Вернера фон Брауна, американцы перешли к позаимствованному у ВВС «комплексному» методу, когда система проектировалась и испытывалась как единое целое. Выбранный путь позволил заметно сократить время, решая проблемы по мере их поступления. Поэтому в свой первый полет 9 ноября 1967 года ракета «Сатурн-5» отправилась не с имитатором, а сразу с беспилотным командно-служебным модулем Apollo-4 и габаритно-весовым макетом лунного модуля. Запуск прошел блестяще. Корабль общим весом 126 тонн совершил два витка по орбите, затем сманеврировал, поднимая скорость до второй космической, после чего командный модуль успешно приводнился.

22 января 1968 года в рамках миссии «Аполлон-5» был запущен лунный модуль – удалось получить опыт включения его двигателей в безвоздушной среде и управляемости орбитального полета. 4 апреля при взлете отказал двигатель второй ступени, но «Сатурн-5» все равно вытянул беспилотный «Аполлон-6» на орбиту, продемонстрировав удивительную живучесть, – ставка на комплексные испытания себя оправдала.

11 октября ракетой «Сатурн-1Б» был запущен Apollo-7 (точнее, его командно-служебный модуль). На борту находились Уолтер Ширра, Донн Эйзел и Уолтер Каннингэм. В течение десяти суток – недостижимая для советской космонавтики того периода продолжительность полета! – астронавты испытывали корабль, проводя довольно сложные маневры. Теоретически «Аполлон» был готов к экспедиции, однако лунный модуль все еще оставался очень «сырым». И тогда была придумана миссия, которая изначально вообще не планировалась, – полет вокруг Луны.

Публикации в открытой печати и данные разведки указывали, что советские ракетчики готовят такую экспедицию. И хотя еще в 1962 году директор НАСА Джеймс Вебб говорил, что приоритет пилотируемого полета вокруг Луны, скорее всего, «придется отдать русским», к концу десятилетия ситуация радикально поменялась. Теперь американцы ждали зримых доказательств превосходства, на завоевание которого были потрачены семь лет и десятки миллиардов долларов. 21 декабря 1968 года корабль «Аполлон-8» без лунного модуля, но с экипажем из Фрэнка Бормана, Джеймса Ловелла и Уильяма Андерса отправился к соседнему небесному телу. Шестисуточный полет прошел сравнительно гладко, однако перед исторической высадкой на Луну понадобились еще два запуска. В марте 1969 года на «Аполлоне-9» (экипаж – Джеймс Мак-Дивитт, Дэвид Скотт, Расселл Швейкарт) была отработана процедура расстыковки и стыковки модулей корабля на околоземной орбите. Затем то же самое проделали астронавты «Аполлона-10» (экипаж – Томас Стаффорд, Джон Янг, Юджин Сернан), но уже рядом с Луной.

13 и 16 июля 1969 года один за другим к Луне стартовали два космических аппарата: советская грунтозаборная автоматическая станция «Луна-15» и американский пилотируемый корабль «Аполлон-11». Прилунение планировалось на один и тот же день – на 20 июля. Приближался «момент истины», последняя возможность для советских ракетчиков спасти престиж своей страны в космической сфере, а для американских – установить новый отсчет первенства в космосе. В полет отправились астронавты Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Эдвин Олдрин.

Через 12 минут после запуска ракеты «Аполлон-11» вышел на околоземную орбиту, затем стартовал к Луне. Через 75 часов и 50 минут командно-служебный модуль «Колумбия» (Columbia) включил двигатель на торможение, и корабль вышел на начальную орбиту, а затем перешел на почти круговую окололунную орбиту высотой 122 километра. 20 июля от командного модуля отделился посадочный модуль «Орел» (Eagle); Майкл Коллинз остался на орбите. Все шло по отработанной схеме. Через полвитка Нил Армстронг включил двигатель и понизил высоту до 14,4 километров.

«Орел» шел иллюминаторами вниз, и Армстронг узнавал знакомые «вехи» на трассе спуска. Наконец Земля дала разрешение на посадку. Поперек трассы лежали три кратера. «Орел» летел в направлении левого из них – потом ему дадут название Западный. Поверхность выглядела очень неровной. Когда «Орел» снизился до 200 метров, Луна заняла иллюминатор, и на Армстронга угрожающе надвигался кратер. Программируемое устройство, осуществлявшее управление снижением, явно «нацелилось» сесть на его северо-восточном склоне, усеянном обломками, поэтому на высоте 150 метров астронавт взял управление на себя, повернул модуль вертикально и начал искать «пятачок», свободный от камней и рытвин. На высоте 20 метров Армстронг высмотрел наконец чистое место. Медленно «наехал» на него, гася поступательное движение. Еще секунда – и все замерло. С момента запуска «Аполлона-11» прошло 3 суток 6 часов 45 минут и 40 секунд. Было 20 июля, 20:17:40 по времени Гринвича.

После трех с половиной часов пребывания на Луне экипаж начал готовиться к выходу на поверхность. Астронавты надевали снаряжение, тщательно сверяясь с инструкцией. Затем Олдрин через клапан сбросил давление в кабине. Еще на Земле активно обсуждался вопрос: кто выйдет на Луну первым? Изначально считалось, что пилот лунного модуля, то есть Олдрин. Оказалось, что из тесного модуля первым легче выбраться командиру. Олдрин пытался возражать, но неудачно: и логика, и старшинство в отряде были за более опытным Армстронгом. Нил опустился на колени спиной к люку, выдвинул наружу ноги, а потом все тело. Выбравшись на наружную площадку у люка, Армстронг дернул за кольцо, освобождая замок забортного модульного отсека хранения оборудования. Через минуту включилась черно-белая телекамера, началась трансляция выхода на Луну. Держась руками за поручни трапа, астронавт осторожно спустился вниз, встал обеими ногами на тарельчатую опору. Через некоторое время он сообщил: «Я собираюсь сойти». Попробовал левой ногой мягкий грунт и ступил на него, после чего произнес фразу, которая стала исторической: «Этот один маленький шаг для человека – гигантский прыжок для человечества». Впервые в истории землянин стоял на лунной поверхности!

Советский аппарат «Луна-15», остававшийся в космосе, пошел на посадку еще до того, как взлетная ступень «Орла» покинула поверхность. Но касание произошло не через 6 минут, как было запланировано, а через 4 минуты – аппарат буквально врезался в Луну. Дело в том, что советские баллистики тогда еще точно не знали рельеф предполагаемого района посадки, а там оказалась достаточно высокая гора – в нее и угодила станция. Смягчить сильнейший удар по репутации СССР как ведущей космической державы не получилось: американцы праздновали честную, убедительную победу.

После «Аполлона-11» были запланированы еще девять лунных экспедиций, но из-за различных проблем и сокращения финансирования состоялись только шесть из них.

«Аполлон-12» (экипаж – Чарльз Конрад, Ричард Гордон, Алан Бин) отправился в полет 14 ноября 1969 года. Миссия планировалась как первая серьезная экспедиция с двумя выходами на поверхность и установкой полноценного комплекта приборов ALSEP № 1 (Apollo Lunar Surface Experiments Package). 19 ноября Конрад и Бин прилунились поблизости от американского аппарата «Сервейор-3», доказав, что можно совершать высадки с ювелирной точностью. Миссия прошла безупречно, и через десять суток экипаж «Аполлона-12» вернулся на Землю.

Полет «Аполлона-13» (экипаж – Джеймс Ловелл, Джон Свайгерт, Фред Хейз) начался 11 апреля 1970 года, но едва не закончился гибелью корабля и экипажа. Через два дня, на пути к Луне, взорвался кислородный бак в командно-служебном модуле. Специалистам НАСА пришлось приложить изрядные усилия и хитроумие для того, чтобы вернуть астронавтов на Землю.

Целью миссии «Аполлона-14» (экипаж – Алан Шепард, Стюарт Руса, Эдгар Митчелл) была не только научная экспедиция на поверхности Луны, но и демонстрация уверенности НАСА в собственных силах, которая пошатнулась после злополучного происшествия с предыдущим кораблем. Полет начался 31 января 1971 года и привлек большое внимание мировой прессы. 5 февраля Шепард и Митчелл ступили на лунную поверхность и разместили там комплект оборудования ALSEP № 3. Через девять суток они благополучно вернулись на Землю.

Корабль «Аполлон-15» (экипаж – Дэвид Скотт, Альфред Уорден, Джеймс Ирвин) стартовал 26 июля 1971 года и доставил на Луну первый ровер LRV (Lunar Roving Vehicle). На этом космическом «автомобиле» астронавты Скотт и Ирвин совершили три поездки, собрав большое количество образцов. Через двенадцать суток они вернулись на Землю. Специалистов беспокоило физическое состояние Уордена, который пробыл в невесомости дольше остальных, но никаких серьезных изменений в его организме выявлено не было.

16 апреля 1972 года к Луне отправился «Аполлон-16» (экипаж – Джон Янг, Томас Мэттингли, Чарльз Дьюк). 21 апреля спускаемый модуль прилунился, астронавты Янг и Дьюк развернули ровер LRV-2 и по примеру предшественников предприняли на нем три вылазки за образцами. Общее время экспедиции составило одиннадцать суток.

«Аполлон-17» (экипаж – Юджин Сернан, Рональд Эванс, Харрисон Шмитт) стартовал 7 декабря 1972 года, а 11 декабря астронавты Сернан и Шмитт, совершив идеальную посадку, подготовили LRV-3 к путешествию. Особенностью экспедиции стало то, что Шмитт был не военным пилотом, а профессиональным геологом: на Луне появился первый настоящий ученый. К сожалению, он же стал и последним: совершив три выхода, экипаж отправился домой. Вся экспедиция заняла двенадцать с половиной суток, став наиболее насыщенной и успешной за всю историю программы. Но это не помогло: запланированные ранее миссии были отменены.

Нужно отметить, что полеты на Луну дорого обошлись американскому налогоплательщику. Общий бюджет программы «Сатурн – Аполлон» составил 24 миллиарда долларов (в пересчете на нынешние цены, с учетом инфляции и двух девальваций, можно говорить о 100 миллиардах долларов). Каждый запуск, включая обеспечение, стоил 300 миллионов долларов. И тем не менее полеты кораблей «Аполлон» доказали главное: земляне могут летать к небесным телам, жить и работать там. Героическая эпопея будет продолжена, ведь если получилось у американцев, то получится и у кого-нибудь другого.