Войти в систему
Войти с помощью соц. сетей:
Краткий ответ: Инженерная наука 1960–1970-х годов достигла выдающихся успехов не только в космонавтике, но и в кораблестроении, авиации, атомной энергетике, материаловедении, электронике. В программе Apollo применили самые современные достижения, но ни одно из них не было фантастикой.
Полвека в современной истории — это значительный отрезок времени: сменилось несколько поколений людей, исчезли некоторые государства и появились новые, существенно пополнились знания о Вселенной, наука и техника совершили стремительный рывок вперед. С высоты современной технологически развитой цивилизации трудно поверить в то, на что были способны люди в середине прошлого века. Сегодня почти у каждого человека в кармане телефон, который превосходит суммарную вычислительную мощность всех компьютеров NASA 1969 года. Однако сегодня люди на Луну не летают, в отличие от людей, совершивших это полвека назад. Неудивительно, что у кого-то возникает ощущение, будто наука и техника того времени не были достаточно развиты, чтобы осуществить реальный полет человека на Луну.
В 1961 году, когда Юрий Гагарин совершил орбитальный полет вокруг Земли, а потом Алан Шепард посетил космическое пространство в суборбитальном полете, ни одно государство не было способно на лунный пилотируемый полет. В тот год руководство США поставило амбициозную цель перед своей космонавтикой, и следующие восемь лет NASA последовательно двигалось к ней. Все околоземные пилотируемые полеты Америки и запуски автоматических станций США на Луну преследовали только одну цель — подготовиться к высадке человека и осуществить ее.
21 июля 1969 года человек впервые ступил на Луну, это стало самым высоким достижением науки и техники, но далеко не единственным. Достаточно вспомнить череду технологических прорывов и достижений 1960–1970-х годов, чтобы убедиться: инженерная наука того времени достигла значительных высот, которые и сегодня способны удивлять. В некоторых случаях полученные результаты не удалось повторить по сей день.
В январе 1960 года произошло событие почти столь же значимое, как и полет человека в космос: достижение пилотируемым батискафом самой глубокой точки земного океана — почти 11 км под водой. Батискаф Trieste, используя заполненные бензином балластные цистерны и металлическую дробь в качестве балласта, сумел спуститься в так называемую Бездну Челленджера — самую глубокую точку Марианской впадины и всего океана. Пилотировали аппарат два человека.
Батискафы испытывают гораздо более высокие нагрузки, чем космические корабли, ведь разница давления в одну атмосферу между внешней средой и обитаемым отсеком, как в космосе, достигается на глубине уже 10 метров. Чем глубже погружение, тем выше давление, которое приходится выдерживать батискафу. На одиннадцатом километре под водой пилотируемый аппарат должен выдерживать почти 1100 атмосфер. И подобное достижение стало реальностью почти за десять лет до посадки на Луну.
Следующее возвращение в Марианскую впадину произошло спустя полвека — в 2012 году — на одноместном батискафе Deepsea Challenger. С тех пор погружения с людьми не совершались.
Подводные лодки с атомной силовой установкой по сложности, количеству технологий и масштабу работы не уступают космическим кораблям. Вероятно, даже превосходят, особенно корабли 1960-х годов, и их создание требует не меньшей ответственности как за многочисленный экипаж, так и за окружающую среду. Длительность автономного плавания атомных подводных лодок сравнима с современными экспедициями на Международную космическую станцию. Замкнутость среды, ограниченные запасы кислорода, очистка атмосферы от углекислого газа, повышенный радиационный фон — все это объединяет космонавтику и подводное плавание.
Первую атомную подводную лодку построили в США в 1954 году, Советский Союз сумел догнать конкурента спустя четыре года. В 1963 году атомной подлодкой пополнился флот Великобритании, а в 1969-м — Франции. Во всех случаях для субмарин было необходимо создать достаточно компактный, надежный и долговечный ядерный реактор, что могли себе позволить только технологически развитые государства. В 1958 году первая атомная подводная лодка США Nautilus («Наутилус») стала первым судном, достигшим Северного полюса.
С 1959 по 1967 годы в США построили 41 атомную подводную лодку, они были вооружены торпедами, крылатыми и баллистическими ракетами. В 1968 году Советский Союз создал уникальную атомную субмарину проекта 661 с титановым корпусом, которая стала самой быстрой подлодкой за всю историю.
О практическом применении реакции деления ядер атомов ученые впервые задумались еще в 1930-е годы, но накануне большой войны рассматривалось прежде всего военное назначение. В 1940-е стало понятно, что контролируемая реакция деления может найти вполне мирное применение в электроэнергетике. Первые ядерные реакторы были довольно примитивны, и для серийного использования и промышленного применения потребовалось значительно развить технологии.
Первый ядерный реактор начал обеспечивать потребителей электроэнергией в Обнинске в 1954 году. В 1958 году США запустили свою АЭС Шиппингпорт неподалеку от Питтсбурга. Первые станции были маломощными, но они позволяли освоить технологии и получить опыт, который открывал пути наращивания мощности. Сейчас атомная энергетика обеспечивает до 10% мирового потребления электричества, и половина всей вырабатываемой мощности относится к США и Франции.
Атомная энергетика требует наивысшего уровня развития науки и техники, а цена ошибки в таком деле даже выше, чем в космонавтике. И тем не менее она была освоена за десять лет до начала полетов на Луну.
После Второй мировой войны реактивная авиация развивалась стремительными темпами. Для получения военного превосходства государства вкладывали большие средства в реактивные двигатели, системы навигации и управления, новые материалы. Развивались и средства противодействия угрозе с воздуха — системы противовоздушной обороны. В этой гонке скоростей конструкторы довольно быстро подошли к пределу скорости реактивных самолетов в плотных слоях атмосферы — чуть более 3000 км/ч.
Скорости 3100 км/ч достиг самолет-разведчик Lockheed A-12 в 1963 году. Впоследствии на его базе разработали более совершенный и мощный SR-71 Blackbird. Новый самолет полетел в 1964 году, и он стал самым совершенным на то время, а поставленные рекорды высоты и скорости сохраняются по сей день. Самолет имел титановый корпус, специально разработанное топливо, а пилоты носили скафандры, которые позже перешли к астронавтам космических шаттлов почти без изменений.
Максимальная скорость среди пилотируемых самолетов, достигнутая SR-71, — более 3500 км/ч. Максимальная высота горизонтального полета — почти 26 км. Эти рекорды поставлены за три года до посадки Apollo 11 на Луну и не побиты до настоящего времени. Сегодня SR-71 Blackbird снят с вооружения и ничего похожего не разрабатывается для его замены. Компания-разработчик SR-71 — Lockheed Martin — предлагает проект гиперзвукового самолета SR-72, но до его изготовления пока далеко, поскольку проект пока не заинтересовал государственного заказчика.
Пассажирская авиация после завершения Второй мировой войны также получила значительный стимул развития и начала осваивать реактивное движение. В гонке за скоростью авиастроители и авиаперевозчики быстро пришли к идее создания сверхзвукового пассажирского самолета.
В 1950-е годы возможность с комфортом преодолеть Атлантику за 3 часа в обычном пассажирском самолете многим казалась фантастической, но инженеры Великобритании приступили к решению этой задачи. Во Франции задались похожей целью, но рассматривали более короткие расстояния для полетов. В итоге в 1962 году два проекта объединили в один под названием Concorde («Согласие»). Самолет мог перевозить 108 пассажиров со скоростью свыше 2000 км/ч, на расстояние почти в 6500 км и на высоте 16 км. Он обладал автопилотом, способным обеспечить пилотирование и посадку. Первый сверхзвуковой полет состоялся в 1969 году на предсерийном образце, а коммерческая эксплуатация началась с 1976 года. За время эксплуатации самолета с 1976 по 2003 год самолеты Concorde перевезли более 3 млн пассажиров.
В Советском Союзе также решили создать сверхзвуковой пассажирский самолет. Модель получила название Ту-144, а разработкой занималось КБ Туполева как наиболее опытное в создании пассажирских самолетов и сверхзвуковых бомбардировщиков. Определенное влияние на проект оказал и Concorde, поэтому у самолетов имеется немалое сходство в конструкции, хотя есть и различия. Первый предсерийный Ту-144 впервые поднялся в воздух в 1968 году, но сверхзвуковой полет был совершен спустя полгода. В отличие от европейского аналога, советский самолет совершил всего 55 пассажирских полетов за два года, в дальнейшем серия аварий и неисправностей привели к отказу от штатной эксплуатации, и самолеты использовались как технологическая лаборатория.
Удивительно, но спустя полвека после первых полетов сверхзвуковых авиалайнеров они остались только в музеях. Сегодня нет сверхзвуковых пассажирских самолетов. Периодически заходит разговор об их создании, но экономика проектов не позволяет даже начать процесс разработки и производства такой техники.
В середине 1960-х годов, когда нацеленность американской космонавтики на Луну стала очевидной, советские инженеры занялись созданием тяжелой автоматической посадочной платформы. Ее запуск стал возможен с разработкой тяжелой ракеты «Протон», летные испытания которой начались в 1965 году. Новая ракета позволяла вывести изучение Луны автоматическими станциями на новый уровень. Проект, названный «Е-8», предполагал запуск дистанционно управляемого самоходного устройства, которое позже назовут «луноход». Платформа «Е-8» могла доставить до тонны полезной нагрузки на поверхность Луны. Такой массы хватало, чтобы запустить возвратную ракету с собранным грунтом, поэтому вместе с «луноходами» создавались и автоматические аппараты для возвращения лунных образцов.
В конце 1960-х годов началась разработка системы, которая позже станет аппаратами серии «Луна» под номерами 15, 16, 18, 20, 23 и 24. Цель была в достижении первенства над американцами в добыче лунного грунта.
«Луну-15» запустили 13 июля 1969 года, т.е. практически одновременно с Apollo 11. К сожалению, аппарат потерпел аварию уже в то время, когда первые астронавты находились на Луне.
Следующая автоматическая «Луна-16» смогла доставить 101 г грунта в 1970 году. Затем было еще несколько запусков, из которых удачными были «Луна-20» и «Луна-24».
Это все известные обстоятельства лунной гонки и изучения естественного спутника Земли. Менее известен факт, что на возвратных модулях станций серии «Луна» не было системы управления из-за ограничения грузоподъемности ракеты «Протон». То есть ракета не могла ориентироваться, не могла корректировать траекторию полета, не принимала команды управления. При этом она должна была не просто вернуться на Землю, а попасть в Советский Союз, чтобы не утонуть в океане и не оказаться на территории чужих, не всегда дружественных государств.
И трижды капсулы с лунным грунтом взлетали с Луны, долетали до Земли и приземлялись в СССР. Секрет успеха был в выборе на Луне такой точки посадки, старт с которой позволял просто вертикально взлететь, чтобы попасть в Советский Союз. И сделали это люди, у которых на столах еще не было компьютеров и даже калькуляторов — только счетные машинки и логарифмические линейки!
В июне 1971 года к Марсу были отправлены две советские автоматические межпланетные станции «Марс-2» и «Марс-3». В их научную программу входило достижение окрестностей Красной планеты, разделение на два модуля с выходом на околомарсианскую орбиту одного и мягкой посадкой другого. Из-за ошибки в программе полета спускаемый аппарат «Марса-2» разбился о Красную планету, а вот «Марсу-3» удалось совершить мягкую посадку.
На тот момент ученые знали совсем немного о свойствах марсианской атмосферы и грунта — только то, что можно было рассмотреть с Земли в телескопы того времени. У советской космонавтики не было наблюдений с околомарсианской пролетной траектории, не было попыток выхода на орбиту или посадки. По имеющимся скромным данным конструкторы смогли создать аппарат, который достиг поверхности планеты, развернул антенны и передал сигнал. Правда, потом сразу же вышел из строя, но мягкую посадку подтвердить удалось. Марс оказался открыт для исследования. Но воспользовались этим уже ученые NASA. С тех пор ни одному космическому аппарату, произведенному за пределами США, не удалось совершить мягкую посадку на Марс.
Точное место посадки «Марса-3» советские баллистики рассчитали, не имея ни карты местности, ни модели гравитационного поля, ни спутниковых снимков достаточно высокого качества. В 2013 году группе энтузиастов космонавтики из России удалось обнаружить спускаемый аппарат «Марс-3» при помощи снимков американского орбитального зонда MRO. Оказалось, советский аппарат сел в 3,5 км от расчетной точки, которую определили советские инженеры. Невероятная точность на расстоянии в сотню миллионов километров!
В 1966 году американские астрономы обратили внимание NASA на удачное положение планет внешней Солнечной системы, которое давало возможность одному аппарату сблизиться с несколькими планетами подряд. Так родилась программа Voyager, позволившая осмотреть с пролетной траектории планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. NASA изготовило и запустило две автоматические межпланетные станции, которые долетели до Юпитера и Сатурна немного различными траекториями, а потом Voyager 2 сумел скорректировать орбиту и пролететь мимо Урана и Нептуна.
Результатом программы Voyager стало множество открытий и новых знаний о Солнечной системе. Уран и Нептун с тех пор так и не стали объектами новых космических запусков, сегодня их изучают в телескопы, и данные о спутниках этих планет от Voyager 2 по-прежнему сохраняют свою ценность. Voyager 1 стал самым быстрым рукотворным телом, созданным человеком: он покидает Солнечную систему со скоростью 17 км/с относительно Солнца.
В 2013 году Voyager 1 официально признан звездолетом, когда покинул гелиосферу и вышел в межзвездное пространство. В 2018 году Voyager 2 повторил это достижение. И до сегодняшнего дня с ними поддерживается связь. Космические аппараты используют радиоизотопные источники питания, которые не требуют солнечного света. Они пролетели два десятка миллиардов километров и более 40 лет сохраняют связь с Землей, передавая данные о космической радиации, плазме и магнитных полях.
Здесь перечислены далеко не все достижения науки и техники 1960–1970-х годов. Мне кажется, что приведенных фактов достаточно, чтобы показать, что даже полвека назад возможности человеческого разума и инженерной науки были велики даже без современных компьютеров. Сложив все технические прорывы того времени, мы увидим, что ни один из элементов программы Apollo не является чем-то невозможным. Полет человека на Луну — это предельно сложная и рискованная программа, но вполне возможная для науки и техники как того времени, так и нашего.
Войти с помощью соц. сетей: