История лунной программы СССР и создания советских Луноходов

Как были созданы советские Луноход-1 и Луноход-2, какие цели преследовала программа изучения Луны и почему для проекта планетохода выбрали колеса, а не гусеницы.

Космические аппараты серии «Е» – первопроходцы Луны

В конце 1957 года, в ОКБ-1 Сергея Павловича Королева приступили к разработке “лунной” серии космических аппаратов, известных под общим шифром «Е». Названия первых аппаратов этой серии (Е-1  –  Е-4) мало что говорит человеку недостаточно хорошо знакомым с историей космических полетов, зато последний, пятый, под шифром Е-8, знаком практически каждому. Это был знаменитый «Луноход».

Сам по себе проект «Е» с самого начала предполагал высадку на спутник нашей планеты управляемого с Земли самоходного исследовательского аппарата. Однако сделать это с ходу было невозможно. О каком «луноходе» могла идти речь, если в 1957 году никто ещё в глаза не видел даже обратную сторону Луны?

Поэтому было предусмотрено постепенное движение к цели, предполагающее по ходу действия создание целого ряда автоматических космических кораблей.

Покорение Луны советскими автоматическими станциями

Первое поколение «лунников» (космические аппараты Е-1, Е-2, Е-3, Е-4)

В декабре 1957 года в ОКБ-1 был готов эскизный проект аппаратов Е-1, Е-2, Е-З и Е-4. О них Сергей Павлович Королев рассказал в докладе “О программе исследования Луны” в самом начале 1958 года.

Все четыре типа лунных аппаратов должны были запускаться ракетой-носителем 8К72 (“Восток”) с двигателем РО-5 разработки КБ С.А.Косберга на третьей ступени, называвшейся также блок Е.

Обозначение в виде литеры «Е», серия будущих лунных станций получила по алфавитному порядку, в котором именовались разработки в ОКБ-1. Предшественником ее был аппарат «Д-1», ставший Третьим советским искусственным спутником Земли. Есть, правда, еще одна версия, что серия получила свое название от ракетного блока Е ракеты 8К72.

Космические аппараты типа Е-1 (Луна-1 и Луна-2) от ОКБ-1

Космический аппарат типа Е-1 предназначался для исследований на трассе Земля-Лу на при полете по траектории прямого попадания. Он представлял собой простой неориентируемый аппарат в виде небольшого контейнера с аппаратурой массой 170 кг, который отделялся от блока Е ракеты-носителя после выхода на траекторию полета к Луне.

Из 5 запущенных аппаратов серии Е-1 с сентября 1958 года по июль 1959 года лишь один частично выполнил свою задачу, пролетев на расстояние порядка 6000 км от поверхности Луны (именно Е-1 №4 и был позже назван «Луна-1»). Интересно, что до «Луны-1» он назывался ещё более незатейливо: «Космическая ракета».

Луна-1, первая серия советских исследовательских аппаратов направленных к Луне

В дальнейшем на основании данных, полученных при полете Е-1 №4 и американских станций серии Pioner, была произведена незначительная модификация приборного состава аппарата. Это сказалось и на изменении обозначения аппарата, который стал называться Е-1 А. В сентябре 1959 станция Е-1А (“Вторая космическая ракета”, позже – «Луна-2») с первой попытки попала в Луну.

Космический аппарат типа Е-2 (Луна-3) от ОКБ-1

Космический аппарат типа Е-2 был сложнее по составу аппаратуры и куда “хитрее” в плане выполнения поставленных перед ним задач. Ему предстояло ответить на вопрос который мучил человечество тысячелетиями: что находится на обратной стороне Луны?

Итак Е-2 предназначался для получения фотографий обратной стороны Луны с облетной траектории вокруг спутника Земли, и последующей радиопередачей этих фотографий на Землю. При проработке проекта облетная траектория была несколько изменена, так как первоначальный ее вариант требовал размещения приемных радиостанций около южного полярного круга.

Вследствие этих баллистических изменений окончательный вариант станции получил обозначение Е-2А, его масса составила 278,5 кг. Один аппарат этой серии был запущен в октябре 1959 года (“Автоматическая межпланетная станция”, позже переименованная в «Луна-3») и полностью выполнил задачу.

Луна-3: именно такая станция впервые сфотографировала и передала на Землю обратную сторону Луны

Космический аппарат типа Е-3 от ОКБ-1

Космический аппарат типа Е-3 разрабатывался для более детальной, чем у Е-2А, фотосъемки обратной стороны  Луны с облетной траектории.

Вместо фотокамер станции Е-2А с фокусным расстоянием 200 и 500 мм на Е-З ставился фотоаппарат с одним объективом, фокусное расстояние которого было 750 мм. Также изменилась фототелевизионная система передачи полученных фотографий на Землю, а вот корпус приборного контейнера аппарата были целиком позаимствованы у станции Е-2А. В отличии от Е-2А станция Е-3 была неориентируемой.

В апреле 1960 года были предприняты две попытки запуска этих станций, но обе были неудачными.

Космический аппарат типа Е-4 от ОКБ-1

Аппарат Е-4 предназначался для проведения мощного взрыва на Луне. Такая, странная на первый взгляд задача, была легко объяснима. Чтобы досконально проанализировать лунный грунт без необходимости приземляться, нужно было провести его  спектрометрический анализ. Частицы грунта поднятые с поверхности Луны взрывом, как раз и дали бы такую возможность, с точки зрения разработчиков проекта.

Правда, вскоре после начала проработки этого проекта Королеву объяснили, что мерить он будет с Земли спектр отнюдь не лунных пород, а составных частей взрывчатки. Фиксацию же факта попадания, как выяснилось, можно было провести и более простым методом траекторных измерений. Проект Е-4 был закрыт в начале 1958 года еще на стадии выработки технического задания, а на Луне не появилось ещё одного лишнего кратера.

Фото обратной стороны Луны сделанное Луной-3 (слева) и лунным орбитальным модулем (LRO).

Второе поколение «лунников» (космические аппараты Е-5, Е-6, Е-7)

Космический аппарат типа Е-5 от ОКБ-1

Чуть позже, в 1959 г., началась проработка пятого космического аппарата серии Е, предназначенного для выхода на орбиту Луны её первого искусственного спутника Луны. Для этого предполагалось использовать ракету 8К73, на третьей ступени которой должен был стоять двигатель РД-109 разработки ОКБ-456 В.П.Глушко. Однако из-за запаздывания работ по РД-109 в 1959 году была прекращена как разработка ракеты 8К73, так и аппарата Е-5.

Космический аппарат типа Е-6 и Е-7 (Луна-4, Космос-60, Луна-5, Луна-6, Луна-7, Луна-8) от ОКБ-1

После первых исследований Луны в 1959 году Сергей Павлович Королев предложил два новых проекта исследования естественного спутника Земли. Они должны были выводиться на орбиту четырехступенчатой ракетой-носителем 8К78 (Молния), которая могла доставить к Луне, не много не мало – две 1,5-тонные станции: Е-6 и Е-7.

Аппарат Е-6 должен был осуществить мягкую посадку на Луну, а аппарат Е-7 предназначался для выхода на орбиту искусственного спутника Луны, откуда он мог бы транслировать телевизионные изображения поверхности.

В 1960 был уже готов эскизный проект обоих аппаратов. Однако уже в первый год проработки проектов выяснилось, что проще создать одну унифицированную платформу и для осуществления мягкой посадки, и для вывода станции на орбиту искусственного спутника Луны. Проект Е-7 был закрыт, зато в рамках проекта Е-6 появилось несколько модификаций.

Сама космическая автоматическая станция Е-6, по правде сказать не совершила ни одной успешной мягкой посадки на Луну. Все одиннадцать ее запусков с января 1963 года по декабрь 1965 года закончились неудачами: то отказывал носитель, то – блок И (четвертая ступень), то – система управления станции.

Последние две неудачи при попытке прилунения станций (Луна-7 и Луна-8) произошли вследствие нерасчетной работы системы ориентации станций на этапе работы тормозной двигательной установки. Это происходило из-за слишком больших возмущений, вызванных наддувом амортизирующих баллонов лунной станции одновременно с работой тормозного двигателя.

Космический аппарат типа Е-6М (Луна-9, Луна-13) от НПО имени С.А.Лавочкина

Справиться с этими проблемами смогли уже в КБ Машиностроительного завода (позже – НПО) имени С.А.Лавочкина (МЗЛ), куда была передана межпланетная тематика из ОКБ-1 в апреле-мае 1965 года.

Наддув амортизирующих баллонов производился теперь до запуска тормозного двигателя. Такая модификация аппарата получила обозначение Е-6М. Две станции этой серии были запущены в январе и декабре 1966 года (Луна-9 и Луна-13), успешно выполнили поставленную задачу, совершив мягкую посадку на Луну и выполнив исследования и съемку.

Хочется особо отметить: эта и другие модификации аппарата Е-6 начинали разрабатываться еще в ОКБ-1, и на разной стадии готовности в 1965 году были переданы в КБ Машиностроительного завода имени С.А.Лавочкина.

Стация Луна-9 успешно прилунившаяся на поверхности спутника нашей планеты

Космический аппарат типа Е-6С (Космос-111, Луна-10) от НПО имени С.А.Лавочкина

Аппарат Е-6С разрабатывался взамен аппарата Е-5 и предназначался для исследования Луны с орбиты ее искусственного спутника. Из двух запущенных в марте 1966 года аппаратов этой серии один остался на околоземной орбите (Космос-111), а второй выполнил задачу (Луна-10).

3 апреля 1966 года у Луны впервые в истории появился собственный спутник. Искусственный, массой 250 кг (масса станции во время перелёта Земля — Луна составляла около 1,5 тонн). «Луна-10» совершила 460 оборотов вокруг Луны и выполнила 219 сеансов связи с Землёй.

Космический аппарат типа Е-6ЛФ (Луна-11, Луна-12) от НПО имени С.А.Лавочкина

Следующей модификацией базового аппарата стала автоматическая космическая станция Е-6ЛФ. Она предназначалась для фотографирования Луны с орбиты ее искусственного спутника. В августе и октябре 1966 года были запущены две станции этой серии (Луна-11 и Луна-12). Луна-12 сделала хорошие, качественные снимки лунной поверхности, также было проведено множество экспериментов с рентгеновским и радиоизлучением.

Космический аппарат типа Е-6ЛС (Луна-14) от НПО имени С.А.Лавочкина

Последней модификацией Е-6 был аппарат Е-6ЛС, предназначенный для отработки элементов советской программы высадки космонавта на Луну аппаратом Л-З (Луна-Земля). На станциях этого типа проводились также детальные исследования Луны с орбиты ее искусственного спутника.

Из трех аппаратов этой серии в мае 1967 года, феврале и апреле 1968 года лишь последний (Луна-14) выполнил задачу.

Луна-16, показан момент взлета возвращаемого аппарата, который привез на Землю образцы лунного грунта

Третье поколение «лунников» (космические аппараты типа Е-8)

Последнюю станцию серии Е начали разрабатываться в ОКБ-1 в 1960 году. Станция Е-8 была апофеозом королёвской программы “лунников” и предназначалась для доставки на Луну подвижного исследовательского аппарата, управляемого с Земли.

Самоходный аппарат быстро окрестили луноходом, как он в дальнейшем и назывался. Ракета 8К78 могла доставить на Луну максимум 100 кг, а в такую массу лунохода “вписать” было тяжело. Поэтому в конце 1960 года было решено, что станция Е-8 будет запускаться с помощью ракеты серии Н (конкретно – Н-II), разработка которой началась в ОКБ-1 в том же году.

В заключении обзора станций серии Е стоит добавить, что на базе посадочной ступени КТ, созданной для аппарата Е-8, были разработаны еще две модификации:

• тяжелый искусственный спутник Луны Е-8ЛС, запускавшийся дважды в сентябре 1971 года (Луна-19) и в мае 1974 года (Луна-22);
• аппарат для доставки на Землю лунного грунта E-8-5, из восьми запусков которого с июня 1969 по февраль 1972 года лишь две выполнили поставленную задачу (Луна-16 и Луна-30). В начале 70-х годов была проведена модификация этого аппарата, получившего Обозначение Е-8-5М. С октября 1974 по август 1976 года было запущено три станции E-8-5, одна из которых (Луна-24) выполнила поставленную задачу.

Станции Е-8-5 и Е-8-5М были полностью разработаны в КБ МЗЛ под руководством Георгия Николаевича Бабакина, но получили старое, “королёвское” обозначение.

Луноход-1: задача со множеством неизвестных

Сначала 1960 года разработкой вопросов создания самоходного лунного аппарата и его мягкой посадки на Луну (тема E-8) в ОКБ-1 занялся проектный отдел М.К.Тихонравова.

Массу аппарата ограничили 600 килограммами. Чтобы доставить на Луну такой тяжелый луноход требовалась ракета, более грузоподъемная чем 8К78 “Молния”. Поэтому в качестве носителя для Е-8 рассматривалась ракета Н-II. Она должна была состоять из второй и третьей ступеней более мощной Н-1 и еще одной дополнительной третьей ступени. Такая ракета (по состоянию проекта ракет серии Н на 1961 год) должна была иметь стартовую массу 560 тонн и выводить на низкую околоземную орбиту порядка 16 т.

Использовать ракеты чужой разработки для своих аппаратов Королев не собирался.

Луноход-1

Начались и проработки внешнего вида лунохода. Тут прежде всего надо было выбрать способ передвижения по лунной поверхности. А что из себя представляет лунная поверхность? В 1960 году этого точно не знал никто. Были даже гипотезы, что поверхность Луны вообще может представлять сплошной 10-метровый слой пыли и луноход просто провалится в неё.

Чтобы разобраться с планетологическими проблемами, в 1961-62 годы Королев привлек к работе по теме Е-8 ряд организаций и ученых, занимавшихся Луной. Большинство ученых сходились на том, что лунные пылевые моря – фантастика.

В конце концов проблему возможности мягкой посадки на Луну Сергей Павлович Королев решил приказным порядком. После его “Луну считать твердой” (относившейся, правда, к разработке аппарата Е-6), “луноплавов” больше никто не предлагал. Ограничивались привычными способами передвижения: на колесах, на гусеницах, на шнеках.

Постепенно стала вырисовываться и тема Е-8. Для ускорения работ в 1963 году специалисты, занимавшиеся тематикой лунохода, были объединены в специальную группу, возглавленную М.К.Тихонравовым.

Но возникли с Е-8 и проблемы. Основная – с ходовой частью. В мае 1963 года НАТИ отказался работать над созданием шасси лунохода в связи с требованием ОКБ-1 уменьшить массу шасси с 120 до 85-100 кг.

Нового подрядчика по шасси помог найти министр оборонной промышленности Д.Ф.Устинов. Работы по созданию шасси лунохода были переданы в ленинградский ВНИИ-100 (позже ВНИИТрансМаш), разрабатывавший до этого ходовые части советских танков. Там нашелся хороший специалист и энтузиаст – Александр Кемурджиан, который в дальнейшем и создают ходовую часть лунохода.

Луноходная группа в свою очередь выдала следующие основные технические требования: масса аппарата – 900 кг, диаметр приборного контейнера – 1800 мм, максимальная скорость передвижения по Луне – 4 км/час, предельное энергопотребление в течение 10 мин – 1 кВт, номинальное энергопотребление – 0.25 кВт.

3 августа 1964 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №655-268 “О работах по исследованию Луны и космического пространства”, в соответствии с которым программе Н1-ЛЗ придавалось приоритетное значение. За Королевым закрепили тему по высадке космонавта на Луну. ОКБ-1 активизировало работы над ракетой Н-1.

Тематика по облету Луны перешла в ОКБ-52 Владимира Николаевича Челомея. Для облета должна была использоваться ракета 8К82К (УР-50OK), прототип которой разрабатывался в ОКБ-52 с 1960 года.

В свете постановления №655-268 были изменены основные задачи аппарата Е-8. Луноход предполагалось использовать для детального обследования предполагаемого района посадки пилотируемой лунной кабины с космонавтом. На базе аппарата Е-8 предполагалось создать искусственный спутник Луны Е-8ЛС для телесъемки с высоким разрешением предполагаемых районов посадки сначала лунохода, а потом и лунной кабины.

Почему у лунохода именно 8 колес на борт? Потому что до последнего были сомнения – колесный ход или гусеничный? В итоге выбрали колесный, но возможность установки гусеницы все же оставили.

Луноход-1: колеса или гусеницы?

В конце 1964 года смежники ОКБ-1 по теме Е-8, и прежде всего ВНИИ-100, подтвердили возможность выполнения требований, заложенных в проекте. В ОКБ-1 началась работа над конкретным эскизным проектом. Он был разработан в начале 1965 года. Выбор первоначально был остановлен на гусеничном шасси.

Но утвердить его Королев так и не успел. ОКБ-1 было чрезмерно перегружено работами по многим космическим направлениям. Руководство отраслью приняло решение о передаче части работ в другие организации. Тематика по автоматическим межпланетным станциям предназначалась химкинскому Машиностроительному заводу имени С.А.Лавочкина (МЗЛ).

“Уход” АМС из ОКБ-1 в МЗЛ начался в апреле 1965 года. В конце апреля Королев еще настаивал на рассмотрении в ближайшее время эскизного проекта лунохода, но тема Е-8 так и была передана в мае в Химки без защиты проекта. Часть сотрудников ОКБ-1 также перешла на работу в Химки.

В 1965 году, Совет Министров СССР утвердил “кооперативный” проект ОКБ-1 и ОКБ-52 по пилотируемому облету Луны комплексом УР-500-Л-1. В ОКБ-1 приостанавливались работы по ракете-носителю Н-II, и основным носителем проектов ранее запланированных под Н-II (в том числе и луноход), стала челомеевская 8К82К, уже готовая к летным испытаниям.

На основе обширного исследовательского материала, полученного из ОКБ-1 в КБ МЗЛ работа над луноходом шла достаточно быстро. Однако химкинцы решили не доводить до ума королевский проект Е-8, а разработали свой вариант. Тем более станция Е-6М №13 (Луна-9) передала информацию о характеристиках лунного грунта, чего во время разработки лунохода в ОКБ-1 не было. Грунт оказался достаточно твердым, слой пыли – небольшим. Поэтому конструкторы пересмотрели проект шасси, отказавшись от гусениц в пользу восьми ведущих колес.

Создание Лунохода-1

Наконец осенью 1966 года переработанный эскизный проект лунохода был утвержден Георгием Николаевичем Бабакиным. Началась конструкторская проработка аппарата.

Тут стоит заметить, что индексом Е-8 обозначался весь комплекс, запускаемый ракетой 8К82К. В него входили посадочная ступень КТ и собственно луноход 8ЕЛ.

Главной задачей для лунохода были определение физико-механических и химических параметров лунного грунта. На борту также имелась специальная аппаратура для изучения магнитных полей, аппаратура для телевизионной съемки и телефотометрической панорамной съемка. Все эти задачи и должны были решаться по ходу движения лунохода. Активная работа должна была продолжаться в течение 3 месяцев.

По мимо традиционных методов проектирования и создания космической техники, когда все КБ было включено в работу по тематике, Бабакин организовал специальную лабораторию, которая работала при КБ. Она занималась вопросами управления и логики этого аппарата.

Как рассказывал Гарри Николаевич Роговский, другим организационным мероприятием было то, что из числа работников Министерства обороны СССР был создан экипаж лунохода. Он отвечал за реализацию той логики, той идеологии управления, которая создавалась в лаборатории КБ. Там у них был водитель, бортинженер, штурман, оператор наведения остронаправленной антенны и, конечно, командир.

Интересно, что весь экипаж лунохода подобрали так, что ни у кого из его членов не было никакого опыта управления транспортными средствами – автомобилями, тракторами и т.п. Сделано это было для верности – чтобы земной опыт не был довлеющим при работе с луноходом.

К концу 1967 года была полностью готова вся конструкторская документация по объекту Е-8. Непосредственно сам “Луноход-1” или “аппарат 8EЛ” весил 756 кг, имел длину с открытой крышкой солнечной батареи 4,42 м, ширину 2,15 м, высоту 1,92 м.

Прошло к этому времени отработку и шасси: сначала в ВНИИТрансМаш, а по том на МЗЛ. Масса шасси составила 84 кг, ВНИИТрансМаш вписался в отпущенный лимит. Диаметр каждого из восьми ведущих колес по грунтозацепам составлял 510 мм, ширина 200 мм, колесная база была 170 мм, а ширина колеи 1600 мм.

Для отработки методики управления луноходом в Крыму под Симферополем был создан специальный “лунодром”. Тут то экипажи лунохода и смогли попрактиковаться в управлении аппаратом.

Экипаж Лунохода-1, цифрами подписаны: 1 – Г. Латыпов, 2 – Н. Ерёменко, 3 – Л. Мосензов, 4 – В. Чубукин, 5 – В. Быковский, 6 – А. Чвиков, 7 – В. Сапранов, 8 – В. Пономаренко, 9 – В. Самаль, 10 – И. Фёдоров, 11 – А Романов, 12 – К. Давидовский, 13 – Н. Козлитин, 14 – А. Кожевников, 15 – В. Довгань

Для управления луноходом отобрали 11 офицеров (в порядке распределения по экипажам):

• командиры – Николай Еременко. Игорь Федоров
• водители – Габдухай Латыпов, Вячеслав Довгань
• штурманы-навигаторы – Константин Давидовский, Викентий Самаль
• бортинженеры – Леонид Мосензов Альберт Кожевников
• операторы остронаправленной антенны – Валерий Сапранов, Николай Козлитин,
• резервный водитель и оператор – Василий Чубукин.

Сразу скажу, что эта группа именно в таком составе была готова и к управлению Луноходом 1969-го года, управляла Луноходом-1 (1970 год) и Лунаходом-2 (1973 год). Эти же офицеры должны были вести так и не стартовавший Луноход-3.

Успешно продвигались работы и над ступенью КТ. Она не только должна была использоваться для мягкого прилунения лунохода. Ступень стала базой для создания тяжелого спутника Луны в рамках программы Е-8ЛС. А в начале 1967 года Г.Н.Бабакин предложил создать на базе КТ еще и станцию для доставки на Землю лунного грунта (программа E-8-5).

Ступень КТ была, пожалуй, не менее важным элементом проекта Е-8, чем сам луноход. Ведь она должна была “в слепую” мягко сесть на Луну. Однако тут все просчитали досконально – в КБ МЗЛ даже имелась модель Луны с вероятностью распределения камней и кратеров.

Как Луноход-1 должен был помочь космонавты на Луне

Тем временем 4 февраля 1967 года вышло очередное постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о работе над техникой по лунной программе. В нем был установлен график лунных экспедиций и полетов автоматических аппаратов, обеспечивающих их. Так как луноход шел теперь в одной упряжке с пилотируемым Л-З, то это постановление касалось и его.

В рамках первой советской пилотируемой лунной экспедиции луноходу отводилось немаловажное место. Он не только должен был детально обследовать предполагаемый район посадки, но и играть роль радиомаяка. Запас топлива в лунной кабине комплекса Л-З был сильно ограничен, большие боковые маневры при выборе места посадки она выполнить не могла. Чтобы идти в заранее выбранное место и был нужен луноход.

Предполагалось, что перед осуществлением высадки космонавта на Луну будут отправлены два лунохода для выбора основного и запасного района прилунения. В запасной район потом должна была сесть в автоматическом режиме резервная беспилотная лунная кабина ЛК-Р. Наконец в основном районе прилунилась бы лунная кабина с космонавтом.

Предполагалось, что в будущем база луноходов будет приспособлена и как грузовая площадка для перевозке космонавтов по Луне

Основной режим посадки этой ЛК тоже был автоматический на радиомаяк лунохода. Космонавт, как и во всех других советских космических кораблях, был всего лишь пассажиром, который, правда, мог взять на себя управление в аварийной ситуации.

Луноход планировалось использовать еще и для транспортировки космонавта по Луне к резервной ЛК, если бы основная кабина не смогла стартовать. Впереди лунохода предполагалось установить площадку, на которую космонавт мог встать, и управлять аппаратом, как на электрокаре. Для этого перед ним должен был быть пультик управления. Ехать можно было. с той скоростью, с которой мог передвигаться луноход – 1.2 км/час.

Правда конкретных проработок этой идеи не было потому, что высадка космонавта на Луну постоянно оставалась делом далекой перспективы. К счастью, отработка лунохода, как управляемого с Земли лунного исследователя, шла на МЗЛ четко по графику.

Согласно постановлению от 4 февраля 1967 года. к летно-конструкторским испытаниям ракеты Н-1 планировалось приступить в сентябре 1967 года, первую посадку космонавта на Луну осуществить в третьем квартале 1968 года. В промежутке между этими датами аппарат Е-8 должен был быть полностью испытан. Реально ракета Н-1 впервые стартовала 21 февраля 1969 года. За два дня до этого была предпринята попытка запустить первый луноход.

План полета Лунохода-1 к Луне

План полета комплекса Е-8 к Луне был разработан досконально и рассчитан по секундам. Вот он:

• Комплекс Е-8 запускается (Т) с космодрома Байконур ракетой 8К82К.
• На 25 секунде полета (Т+25 сек) при высоте подъема 500 м заканчивается вертикальный участок траектории, начиналась отработка программы угла тангажа.
• В Т+125 сек происходит отделение первой ступени.
• В Т+200 сек – сброс головного обтекателя.
• В Т+375 сек – отделение второй ступени.
• Через 588 секунд после старта отключается двигатель третьей ступени и запускается двигатель 11Д58 разгонного блока 11С824.
• В Т+958 сек двигатель 11Д58 отключался и аппарат Е-8 с блоком Д выходит на круговую околоземную орбиту высотой 200 км и с наклонением 51.6°.
• Через 35 минут после запуска раскрывается посадочное устройство на ступени КТ, запускаются 8 ЖРД малой тяги системы стабилизации.
• Через 66 сек проводится ориентация комплекса Е-8 + 11С824, запускаются двигатели обеспечения запуска двигателя в невесомости.
• На 70 секунде полета двигатель 11Д58 блока Д запускается повторно. Отработав 400 секунд он обеспечивает комплексу дополнительное приращение скорости 3170 м/сек и переводит станцию на траекторию полета к Луне.
• Через 12 секунд после выключения двигателя 11Д58, блок Д отделяется от станции Е-8.
• Через 4 суток и 7 часов после старта Е-8 с помощью двигательной установки ступени КТ выходила на окололунную орбиту с высотой 120 км и периодом обращения 2 часа.
• Через сутки должна была проводиться первая коррекция для снижения высоты перицентра над выбранной точкой посадки до высоты 20 км, а еще сутки спустя – вторая с целью подправить плоскость подхода аппарата к точке посадки.
• В Т+7 сут 16 час запускалась тормозная двигательная установка. Она снижала скорость практически до 0 на высоте 2,3 км над поверхностью. До высоты 700 м станция опускалась с выключенным двигателем. Далее спуск шел с работающим двигателем до высоты 20 м, а затем основная ДУ ступени КТ отключалась, а запускался двигатель малой тяги. На высоте 1-2 метра двигатель отключался и станция совершала мягкую посадку. Весь спуск от начала торможения занимал примерно 6 минут.
• После прилунения производилось раскрытие двух пар трапов. Телефотометры передавали панораму места посадки. Выбиралось направление съезда лунохода и намечался дальнейший маршрут на ближайшее время. Гарантийный срок активных передвижений лунохода по Луне определялся в 3 месяца.

Луноходы отправляются к Луне

Первая неудача

Первый полет “Лунохода” состоялся 19 февраля 1969 года. В 9 часов 48 минут стартовала ракета 8К82К с разгонным блоком 11С824 и аппаратом Е-8 №201.

На 51,4 секунде полета ракеты разрушился головной обтекатель. Это произошло из-за ошибочных расчетов обтекателя на прочность. Запуск 19 февраля был первым полетом ракеты с этим новым обтекателем. Во время прохождения зоны максимального скоростного напора возникли аэродинамические вибрации, вследствие чего и произошло разрушение узлов крепления створок обтекателя. Обломки головного обтекателя, пролетев вдоль блока Д, третьей и второй ступеней, врезались в баки первой ступени, пробив их оболочку.

В результате произошел контакт самовоспламеняющихся компонентов топлива, завершившийся эффектным взрывом на 53-й секунде полета, полностью разрушившем ракету. Экспедиция рассчитанная на 3 месяца, завершилась меньше, чем за минуту.

Программа Лунохода-1 на Луне

Следующий запуск лунохода состоялся почти через два года. Станция Е-8 №203 (№202 имел искусственный спутник Луны серии Е-8ЛС, известный как Луна-19), названная в печати Луной-17, стартовала в 17:44 10 ноября 1970 года и, совершив не полный виток вокруг Земли, направилась к Луне.

12 и 14 ноября были проведены плановые коррекции траектории перелета. 15 ноября Луна-17 вышла на орбиту искусственного спутника Луны высотой 85х141 км и периодом обращения 116 минут. 16 ноября прошли коррекции, в результате которых минимальная высота над поверхностью снизилась до 19 км.

Наконец 17 ноября 1970 года в 06:46:50 станция Е-8 №203 благополучно прилунилась в Море Дождей в точке с координатами 38° 17′ с.ш. 35° 00′ з.д. Два с половиной часа ушло на осмотр места посадки и развертывания трапов.

Луноход-1, как мы привыкли его видеть

В 09:28 17 ноября Луноход-1 (аппарат 8ЕЛ №203) съехал со ступени КТ на лунный грунт. Он стал пятым подвижным образованием на Луне после Армстронга, Олдрина, Конрада и Бина.

Самым сложным оказалось, все-таки, управление аппаратом. Две телевизионные камеры стояли на Луноходе-1 слишком низко. Работала лишь одна из них, вторая была запасной. Картинка с луны была очень контрастной, без полутеней. Весь первый лунный день экипажи лунохода приноравливались к необычным телеизображениям.

– Когда я в первый раз увидел картинку с лунохода, хотя видел до этого много раз картинку при испытаниях на “лунодроме”, это было “небо и земля”, – вспоминал Г.Н.Роговский. – Мы увидели там лишь какие-то черно-белые пятна. Определить где камни, где кратер казалось было невозможно. Требовался большой навык, большой опыт, чтобы разобраться в этом хаосе. Кратер, например, был виден в виде темной полоски, поскольку камеры стояли очень невысоко, на уровне глаз сидящего на стуле человека. Поэтому поначалу часто въезжали в кратеры. А въезжаешь в кратер – начинаются неприятности. Стенки у него рыхлые, луноход начинает буксовать, его сносит.

– И при этом надо учитывать еще вот что. Мы хоть и говорим, что на луноходе стояло телевидение, а, в общем то, это телевидением назвать было нельзя, – добавил ОТ.Ивановский. – Это было, скорее, слайдовидение. На передачу одного кадра уходило от трех до 20 секунд в зависимости от рельефа! А ведь в нормальном телевидение – 25 кадров в одну секунду. Поэтому динамика движения воспринималась рывками. Есть статичный кадр. Он стоит, например, шесть секунд, а потом на его место приходит следующий статичный кадр. И учтите еще задержку прихода сигнала с Луны. Это было очень трудно – воспринимать окружающую луноход обстановку, ориентироваться.

За неполный первый лунный день (примерно 13,6 земных суток) луноход прошел лишь 197 метров, то за второй уже полтора километра. Экипаж и вся группа управления и анализа работала в Центре дальней космической связи под Евпаторией. Длительность ежедневных сеансов связи составляла в среднем 4-6 часов: пока Луна поднимется над земным горизонтом на достаточный угол. пока аппарат войдет в радиоконтакт. За это время надо было успеть проехать какое-то расстояние, на забывая при этом и о науке. Причем ехать приходилось по совершенно неизвестной местности. Ведь настолько подробных карт района посадки лунохода у советских ученых тогда не было.

Три первых “гарантийных” месяца помимо изучения лунной поверхности луноход выполнял еще и прикладную программу: отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. Сначала аппарат шел на юго-восток. В конце третьего дня направление его маршрута изменилось на северо-западное. Перед экипажами стояла задача: с использованием только навигационных средств (а не по старой колее) вывести луноход к посадочной ступени КТ. Это сделать удалось.

18 января Луноход-1 вернулся на место своей посадки. После этого аппарат пошел на север, продолжая научную программу. 20 февраля, по окончанию 4 лунного дня, ТАСС сообщил о полном выполнении первоначальной программы работ лунохода.

Пройденный Луноходом-1 путь по лунным дням составил:

• 1 день (17-24.11.1970) – 197 метров
• 2 день (08-23.12.1970) – 1522 метров
• 3 день (07-21.01.1971) – 1936 метров
• 4 день (07-20.02.1971) – 1573 метров
• 5 день (07-20,03.1971) – 2004 метров
• 6 день (06-20.04.1971) – 1029 метров
• 7 день (06-20.05.1971) – 197 метров
• 8 день (04-11.06.1971) – 1560 метров
• 9 день (03-17.07.1971) – 219 метров
• 10 день (02-16.08.1971) – 215 метров
• 11 день (31.08-15.09.1971) – 88 метров

В итоге луноход в три раза перекрыл свой первоначально рассчитанный ресурс. Однако ресурс лунохода был не бесконечным. Последний сеанс с луноходом завершился 14 сентября 1970 в 16:05.

15 сентября, при наступлении одиннадцатой лунной ночи Лунохода-1, ТАСС сообщил, что температура внутри герметичного контейнера лунохода стала падать, так как исчерпался ресурс изотопного источника тепла в системе “ночного” подогрева.

30 сентября в месте стоянки лунохода наступил 12 лунный день, но аппарат так на связь и не вышел. Все попытки войти с ним в контакт были прекращены 4 октября. Деятельность аппарата на Луне завершилась “естественной смертью в весьма преклонном возрасте”.

Основными итогами работы Лунохода-1 были названы: обследована площадь в 80000 квадратных метров, с помощью телесистем получено свыше 20000 снимков поверхности и более 200 панорам, более чем в 500 точках поверхности определялись физико-механические свойства поверхностного слоя лунного грунта, а в 25 точка проведен его химический анализ, пройденное расстояние -10 540 м. длительность активного функционирования – 301 сут 06 час 37 мин.

Программа Лунохода-2 на Луне

Учитывая все остальные работы по межпланетной и “прикладной” тематике, Машиностроительный завод имени С.А. Лавочкина мог производить один луноход в два года, но следующий аппарат этой серии не стал точной копией предыдущего. Прежде всего конструкторы прислушались к пожеланиям экипажей и сделали третью верхнюю телекамеру, на уровне роста человека. Это существенно улучшило обзор. Изменился и приборный состав лунохода.

Луноход-2 в составе станции Е-8 №204 был запущен 8 января 1973 года в 09:55.

09 января 1973 г. была выполнена одна коррекция траектории, вторая не понадобилась. 12 января 1973 г. станция вышла на орбиту высотой 90х110 км, наклонением 60° и периодом 118 мин.

13 и 14 января были проведены коррекции, в результате которых минимальная высота над поверхностью Луны снизилась до 16 км. Луна-21 села 16 января 1973 года в 01:35 в Море Ясности в точке с координатами 25° 51′ с.ш. 30° 27′ вд. Всего в 172 км к югу за месяц до нее сел Аполлон-17.

Луноход-2 более «фотогеничен», но на фотографиях он фигурирует меньше, чем его более ранний собрат.

Посадка станции Е-8 №204 произошла всего в 3 метрах от края кратера. Стенки кратера были достаточно круты. Еще чуть-чуть и ступень КТ с луноходом могла бы опрокинуться. Повезло.

В 04:14 ДМВ 16 января 1973 года Луноход-2 съехал со ступени КТ. Съехал прямо в кратер, который при первом осмотре местности просто не заметили. Повезло опять, аппарат не перевернулся.

Но вот с навигационной системой лунохода на этот раз не повезло. Она вышла из строя при посадке. В результате возросла нагрузка на штурманов экипажа. Им приходилось ориентироваться по окружающей обстановке и Солнцу. Положение же корпуса определялось косвенным путем по загрузкам на колесах.

Несмотря на отказ навигационной системы, Луноход-2 оказался шустрее своего предшественника. Сеансы связи с ним длились порой более 11 часов. Сказывался и опыт экипажей, и верхняя третья телекамера. В сложных для проходимости местах можно было сделать стереоскопические панорамы с помощью телефотометров, установленных с каждой стороны лунохода, попарно. Поэтому пройденное расстояние за лунный день доходило до 16,5 км.

12 февраля 1973 года луноход достиг ближайшего выступа береговой линии Залива Лемонье (холмы Встречные). Далее он исследовал предгорья гор Тавр, обследовал крупный кратер (диаметр 2 км). 14 марта луноход вернулся в морскую зону и направился к разлому Прямой (длина 16 км, ширина 300 м). 2 апреля он подходил до расстояния 50 м от края разлома. 13-18 апреля луноход обогнул разлом с юга и вышел на его восточную границу.

Последнее сообщение ТАСС о движении аппарата было датировано 9 мая 1973 г. Говорилось, что луноход начал движение от разлома Прямой на восток к мысу Дальний. Судя по всему, было пройдено лишь 800 м. Там луноход и остался. Погубил его все-таки кратер. Не по вине экипажа,- а просто из-за ограниченных технических возможностей аппарата, произошла аварийная ситуация.

Вот как о ней рассказывал О.Г.Ивановский:

– Это произошло при движении в очень сложных условиях внутри одного из кратеров. На стенке этого кратера притаился еще один, вторичный, маленький. Это самое подлое на Луне. Чтобы выбраться из этого паршивого кратера оператор-водитель принял вместе с экипажем решение луноход сдать назад. А солнечная панель была откинута. И получилось так, что крышкой солнечной панели он въехал в стенку этого невидимого, ведь камеры смотрели только вперед, кратера. Он черпнул лунного грунта на солнечную панель. А после того, как выбрались, решили эту панель закрыть. Но лунная пыль такая противная, что ее так просто не стрясешь. За счет запыления солнечной батареи упал зарядный ток, а из-за того, что пыль стряслась на радиатор, нарушился тепловой режим.

В итоге в этом злополучном кратере Луноход-2 и остался. Все попытки спасти аппарат закончились ничем. 3 июня 1973 г. было передано сообщение ТАСС о завершении работ с луноходом. Это был “официальный некролог”. Однако и Луноход-2 смог превысить отпущенные ему ресурсом три месяца.

Пройденный Луноходом-2 путь по лунным дням составил:

• 1 день (16-2401.1973) – 1148 метров
• 2 день (07-22.02.1973) – 9919 метров
• 3 день (09-23.03.1973) – 16 533 метров
• 4 день (08-23.04.1973) – 8600 метров
• 5 день (07-0 9 .05.1973) – 800 метров

Почему Луноход-3 не покорил Луну

Еще через два года в МЗЛ был изготовлен очередной луноход – 8ЕЛ №205. Аппарат стал еще одним шагом вперед по сравнению со своими предшественниками. Еще совершенной стала телевизионная система лунохода.

Прежде всего она была стереоскопической: разработчики умудрились обеспечить одновременную передачу с двух телекамер сразу. Телевизионная стереопара стояла в поворотном гермоблоке, который значительно расширял возможности обзора. Теперь аппарату было достаточно покрутить “головой”, а не разворачиваться целиком для обзора местности.

Гермоблок стоял на выносной штанге, как и дополнительная камера на Луноходе-2. От телекамер, жестко закрепленных на гермоотсеке лунохода конструкторы вообще отказались.

Аппарат 8ЕЛ №205 был полностью укомплектован научным оборудованием, прошел весь цикл наземных испытаний и подготовлен к экспедиции на Луну. Но так и остался на Земле.

Причин тому было несколько. Прежде всего изменилось отношение к лунной тематике руководства МЗЛ. Его тогдашний генеральный директор Сергей Сергеевич Крюков активно “проталкивал” программу доставки на Землю марсианского грунта. Все силы КБ были брошены на решению этой задачи. И хотя аппарат Е-8 №205 и был готов, сами же его творцы пускать его не собирались.

В лунной тематике середины 70-х годов приоритет получила модифицированная станция для доставки лунного грунта Е-8-5М. На ней уже отрабатывались некоторые элементы марсианской “грунтовой” программы. Однако лишь с третьей попытки удалось провести штатный полет Е-8-5М.

Попытки шли с частотой раз в год. По словам О.Г.Ивановского, следующим запуском после первого же удачного полета Е-8-5М должен был стать Луноход-3. По последним прикидкам его поставили a план 1977 года. Но к этому времени ракета 8К82К стала активно использоваться для вывода на стационарную орбиту советских спутников связи.

Лишнего носителя для пуска Луны-25 не нашлось и Луноход 8ЕЛ №205 вместо Луны попал в музей НПО имени Лавочкина.

В основе материала, оригинальная статья “25 лет Луноходу-1” опубликованная в журнале Новости Космонавтики N 23-25, 1995, автор К.Лантратов.