50 лет назад, 20 июля 1969 г., двое землян – Нил Армстронг и Эдвин Олдрин – ступили на поверхность Луны.
Первая лунная экспедиция стала кульминацией программы «Аполлон» – уникального предприятия, реализованного в рамках противоборства двух общественно-политических систем и потому беспрецедентного по масштабу затрат, по характеристикам созданных ракетно-космических систем, по скорости реализации и по степени принятого – и оправдавшегося – риска. Это была победа, обернувшаяся поражением: с выполнением поставленной задачи отпала политическая мотивация для полетов человека в дальний космос, и они так и не возобновились до настоящего времени. Мы предлагаем вам рассказ об истории программы «Аполлон» – от первых решений и до «маленького шага для одного человека», который так и не стал «огромным скачком для всего человечества»
«САТУРН I»
Чтобы осознать сложность задач, решенных в США за первые 12 лет космической эры, посмотрим, чем американцы располагали изначально. Первый американский спутник «Эксплорер I» был запущен 31 января 1958 г. ракетой, которую сегодня назвали бы легкой или даже сверхлегкой. Носитель «Джуно I» имел стартовую массу 28460 кг – четверть века спустя его можно было бы поместить в грузовой отсек шаттла и доставить на орбиту целиком, разве что без блока верхних ступеней. А пока вышедшая на орбиту четвертая ступень с научной аппаратурой «потянула» лишь на 14 кг. Еще менее внушительно выглядели пуски конкурента – сверхлегкого носителя «Авангард» с одноименными спутниками. Великому советскому двигателисту Валентину Петровичу Глушко приписывают фразу: «Если мой двигатель привязать к забору, то и забор полетит». Действительно, история носителей – это в первую очередь история двигателей. Маршевый двигатель первой ступени ракеты «Джуно I» представлял собой американского «внука» кислородно-спиртового ЖРД германской ракеты A-4, созданной под руководством Вернера фон Брауна. Сначала на фирме «Рокетдайн» на базе исходного 25-тонного двигателя Model 39 был осуществлен германский же проект модернизации с исключением 18 форкамер по периферии сферической камеры сгорания. На втором этапе по заказу ВВС США двигатель подвергся кардинальной переделке, в ходе которой камера сгорания стала цилиндрической, двухстеночного типа. Масса его снизилась на 40 %, а тяга увеличилась на 34 % – до 34 тс. Это изделие под названием XLR43-NA-1 у заказчика применения не нашло, но в 1951 г. его получил всё тот же Вернер фон Браун, работавший теперь в системе Армии США над проектом оперативно-тактической ракеты «Редстоун». Семь лет спустя в основу космического носителя «Джуно I» был положен удлиненный «Редстоун», двигатель которого за время летных испытаний был переделан под углеводородное горючее хайдайн и форсирован до 37.6 тс. Тем временем компания «Рокетдайн» разрабатывала стартовые двигатели для разных вариантов межконтинентальной крылатой ракеты «Навахо». Последовательно были внедрены трубчатая камера, кислородно-керосиновая топливная пара, регенеративное охлаждение. По мере этих изменений росла тяга, которая в итоге достигла 68 тс. Однокамерные ЖРД такой размерности, немного отличающиеся по конструкции, нашли свое применение на первой американской МБР «Атлас» и на двух ракетах средней дальности – «Тор», создаваемой по заказу ВВС США, и «Юпитер» для Армии США. В 1955 г. заказчик озаботился созданием резервной МБР «Титан», для которой были заказаны два варианта двигательной установки первой ступени: основная – на двух ЖРД компании «Аэроджет Дженерал» и резервная – на новом двигателе E-1 от фирмы «Рокетдайн». В октябре 1956 г. на полигоне Санта-Сусана начались огневые испытания его камеры, выявившие проблему с форсуночной головкой. Чтобы найти стабильно работающую конструкцию, потребовалось 18 месяцев, и лишь в декабре 1958 г. состоялись испытания полного двигателя E-1. Впервые в американской практике на однокамерном двигателе была достигнута тяга 172 тс. Увы, в итоге он не нашел применения ни на МБР, ни на космических носителях. Тогда же, в 1955 г., с согласия ВВС США, но на свои средства «Рокетдайн» начала работу над ЖРД исключительно высокой тяги – миллион фунтов, то есть примерно 450 тс. К концу 1957 г. фирма подготовила проект двигателя F-1 и даже изготовила модели отдельных компонентов, в том числе камеры сгорания в натуральную величину. 23 июня 1958 г. ВВС выдали контракт на разработку F-1. При этом ни у заказчика, ни у исполнителя не было никакого представления о том, на каком носителе и с какими целями можно было бы его применить. Зато уже закончили свое кружение над головами американцев две первые советские ракеты, которые осенью 1957 г. вывели на орбиту Первый спутник и Лайку. Их размеры превосходили все, что имелось в арсенале США, а стартовая тяга оценивалась специалистами как раз в миллион фунтов или около того. Поэтому решения принимались под лозунгом «Надо что-то делать!» Конец 1957-го и 1958-й были в Америке эпохой, когда те или иные ракетно-космические проекты наперебой предлагали все причастные госструктуры: все три вида Вооруженных сил, специально созданное в системе Минобороны США Агентство перспективных исследовательских проектов ARPA и новое гражданское космическое ведомство – NASA. В частности, команда Вернера фон Брауна, в срочном порядке сделавшая космические носители «Джуно I» и «Джуно II» на базе боевых ракет «Редстоун» и «Юпитер» соответственно, вышла с предложением о создании первого в США тяжелого носителя «Джуно V». Первый его вариант еще в апреле 1957 г. «нарисовал» проектант Хайнц-Херманн Кёлле, оснастив первую ступень четырьмя перспективными двигателями E-1. Расчетная грузоподъемность ракеты достигала 10 тонн, что вдвое превышало возможности советской Р-7 с дополнительной третьей ступенью. В декабре 1957 г. фон Браун представил проект «Джуно V» в Минобороны, и ARPA выразило в нем заинтересованность. В июле 1958 г. направленная этим агентством комиссия предложила команде фон Брауна 10 млн долларов «прямо сейчас» при условии, что вместо четырех E-1 будут использованы существующие двигатели. Кёлле сказал, что можно создать такую же тягу, поставив восемь штук S-3D от «Юпитера». Фон Браун возражал, но был вынужден принять это требование, и уже 15 августа агентство выдало заказ №14-59 на разработку носителя на базе существующих ЖРД. Кроме того, 11 сентября был выдан контракт «Рокетдайн» на модернизированный вариант двигателя, который получил обозначение H-1. Саму же ракету в феврале 1959 г. переименовали в «Сатурн». Среди потенциальных полезных грузов этой ракеты самым интересным и важным был тогда космический самолет «Дайна-Сор». Однако ВВС США, его заказчик, хотели иметь собственный носитель «Титан C». Как следствие, Герберт Йорк, сменивший должность научного руководителя ARPA на пост директора Департамента военных исследований и разработок Минобороны, в июне 1959 г. отказал проекту «Сатурн» в финансировании. Столкнувшись затем с серьезной оппозицией, он предложил NASA забрать разработку себе. В итоге 21 октября был принят президентский указ о передаче команды фон Брауна в NASA, и с 1 июля 1960 г. в составе агентства начал работу Центр космических полетов имени Маршалла. Первую ступень ракеты после некоторых дискуссий решили сделать полиблочной: центральный блок диаметром 2.67 м, заимствованный от ракеты «Юпитер», а вокруг него восемь блоков диаметром 1.78 м от «Редстоуна». Основные споры велись относительно верхних ступеней. Рассматривались три основные группы вариантов: A – на основе существующей ракеты «Атлас» или «Титан»; B – новая вторая ступень на основе связи двигателей Н-1; C – с верхними ступенями на высокоэффективных кислородно-водородных двигателях. 31 декабря 1959 г. NASA утвердило конфигурацию «Сатурн C-1», включающую «полиблок» под названием S-I с восемью H-1, вторую ступень S-IV с четырьмя XLR-119 тягой по 9.1 тс и третью ступень S-V с двумя такими двигателями. Ракета могла бы вывести 11100 кг на орбиту высотой 500 км или 4100 кг на межпланетную трассу. В процессе реализации от третьей ступени отказались, а на вторую поставили шесть кислородно-водородных двигателей XLR-115 (RL10) тягой по 6.8 тс. Первые четыре пуска в 1961– 1963 гг. были суборбитальными с «живой» первой ступенью; в пятом, 29 января 1964 г., габаритно-весовой макет был впервые доставлен на орбиту.
Источник: журнал "Русский космос"
