Вячеслав Довгань - Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам

В сеансе связи 20 июля, когда «Зонд-З» находился на расстоянии 11570 км от поверхности Луны над видимой её стороной, включили программу фотографирования, которая продолжалась более часа. Постепенно приближаясь к её поверхности до 9220 км, он перешёл на невидимую сторону. Удаляясь от Луны, КА закончил фотографирование с расстояния 9960 км. Съёмка ФТУ с короткофокусным объективом, к сожалению, не получилась, а с длиннофокусным объективом прошла успешно. Общее время сеанса составило 4 ч 24 мин.

После пролёта вблизи Луны «Зонд-З» продолжал исследования космического пространства, двигаясь по гелиоцентрической орбите. Картографированием было охвачено свыше 95 % поверхности невидимого полушария Луны, за исключением небольших участков лунных полюсов.

Через несколько дней (29 июля) с расстояния 2,2 млн км были переданы на Землю 29 снимков Луны, завершившие её глобальный обзор. Изображения передавались в сантиметровом диапазоне радиоволн с помощью бортовой параболической антенны, удерживаемой системой ориентации в направлении приёмной антенны.

Когда «Зонд-З» удалился от Земли на расстояние 31,5 млн. км, операторы дежурного расчёта выдали радиокоманду на повторную передачу полученных снимков. Все снимки были высокого качества. Если на снимках, полученных с «Луны-3», были отмечены объекты, имевшие в поперечнике не менее 50 км, то на снимках с «Зонда-З» минимальные размеры различаемых кратеров сократились до 5 км.

Рис. 16. Межпланетный КА «Зонд-З» (ЗМВ-4 №3)

Рис. 17. Схема полёта КА «Зонд-З»

На основании изучения полученных фотографий с «Луны-3» и «Зонда-3» впервые удалось создать полный глобус (масштаб 1:10000000) и полную карту (масштаб 1:5000000) Луны.

В течение 8 месяцев с аппаратом поддерживалась устойчивая радиосвязь. В марте 1966 г., когда была выполнена вся программа исследований, прекратилось активное существование КА «Зонд-З». К этому времени он находился на расстоянии более 150 млн км от Земли.

Фотографирование поверхности обратной стороны нашего спутника были проведены также «Луной-12» (31.03-30.05.1966 г.), «Зондом-6» (10-17.11.1968 г.), «Зондом-7» (8-14.08.1969 г.), «Зондом-8» (20-27.10.1970 г.) и «Луной-19» (28.09.1971 г. - 10.1972 г.).

Мягкая посадка на Луну (проект Е6) была одной из труднейших проблем космической баллистики и создания новых технологий. Ведь первые полёты наших лунных ракет проходили без коррекции траектории. Точность их выведения на трассу как для попадания в небесное тело, так и для облёта и фотографирования обеспечивалась системой управления ракеты-носителя. Но для посадки в заданный район необходима была более высокая точность расчёта трассы к моменту отделения аппарата от PH. Кроме того, расчёты показали, что технически проще вывести ЛКА на необходимую траекторию, если во время полёта провести коррекцию таковой.

В свою очередь выбор траектории определялся не только условиями оптимизации энергетических затрат, но и условиями благоприятной радиовидимости Луны с Земли, особенно во время торможения посадки ЛКА. Таким условиям удовлетворяла траектория с продолжительностью полёта около трёх с половиной суток.

По предложению С.П. Королёва эксперимент следовало осуществить небольшим и сравнительно простым аппаратом. А чтобы он не разбился о поверхность Луны, его торможение перед посадкой предлагалось производить изменением тяги ракетного двигателя. До начала сеанса торможения система управления (СУ) с помощью оптических средств обеспечивала построение лунной вертикали и ориентацию ЛКА по ней. Затем включался радиовысотомер, данные которого о расстоянии до Луны позволяли определить момент включения двигателя на торможение и регулирования его тяги, выключение двигателя для того, чтобы скорость снизилась практически до нуля перед соприкосновением посадочной ступени с поверхностью.

Следует напомнить, что трёхступенчатая PH 8К72 («Восток-Л») способна была доставить к Луне груз массой не более 325кг. Между тем в проекте Е6 масса «лунника», по самым жёстким расчётам, была вчетверо больше - около полутора тонн. Поэтому потребовалось использовать четырёхступенчатую PH 8К78 («Молния-М»).

Поэтому же для таких «тяжеловесов» в ОКБ-2 (ныне ФГУП «Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева» - «КБхиммаш») под руководством самого Алексея Михайловича была разработана корректирующе-тормозная двигательная установка КТДУ-5А. Она имела массу всего 140 кг. С её помощью осуществлялась коррекция траектории полёта, выдавался тормозной импульс в окололунном пространстве для обеспечения либо мягкой посадки на Луну либо выведения ЛКА на орбиту ИСЛ. К тому же КТДУ-5А массой 140 кг являлась основным несущим элементом объекта, на котором размещались блок астронавигации, блок управления, аппаратура радиотехнических систем траекторных измерений, посадочная ступень и другие служебные системы [19].

При этом изменялась и сама схема полёта:

♦ на первом её этапе PH тремя ступенями вместе с разгонным блоком «Л» (четвёртая ступень) выводила ЛКА на орбиту ИСЗ;

♦ на втором этапе включался блок «Л», и ЛКА сообщалась вторая космическая скорость (это происходило над Гвинейским заливом вне зоны радиовидимости наземных командно-измерительных пунктов);

♦ на третьем этапе проводились телеконтроль траектории и её коррекция с помощью КТДУ-5А для обеспечения посадки в запланированном районе Луны;

♦ на четвёртом этапе КТДУ-5А переходила в режим торможения, обеспечивая мягкую посадку на поверхность Луны.

Алексей Михайлович Исаев

Итак, продолжительность полёта до Луны составляла приблизительно 3,5 суток. На этот период планировались сеансы траекторных измерений и телеметрического контроля работы всех бортовых систем, а также приём информации от научных приборов.

Согласно Постановлению ЦК КПСС и СМ СССР от 22 марта 1962 г. срок запусков ЛКА по проекту Е6 был запланирован на 1963 г. [20].

Задача осложнялась также отсутствием сведений о физикомеханических свойствах лунной поверхности. Ещё не было ни одной мягкой посадки, которая позволила бы поставить точку в весьма противоречивых представлениях о поверхности Селены. Ни в Академии наук, ни в ОКБ-1 не решались выдать такую модель. В последние годы приходилось несколько раз встречать в журналистских статьях утверждения, что С.П. Королёв на каком-то совещании, прекратив дискуссию, написал на листке: «Грунт твёрдый» и расписался. Пусть это остаётся на совести того человека, который это первый придумал.