О чем мечталось и как леталось: история освоения космоса

60 лет назад, после полета Гагарина, воодушевление открывшимися космическими перспективами было колоссальным. Казалось, еще немного — ​и земляне доберутся до Луны, Марса и Венеры, а может, и куда подальше. Какие из мечтаний сбылись, какие нет и почему, рассказывает наш обозреватель.

Переполох в редакциях

Полет 12 апреля 1961 года космического корабля «Восток» с Юрием Гагариным на борту вызвал переполох в редакциях советских научно-популярных журналов, уже сдавших в печать апрельские выпуски. Это великое событие пропустить никак было нельзя.

Так, четвертый номер журнала «Техника — ​молодежи» был подписан в печать 6 апреля, первую полосу пришлось переверстывать на ходу, спешно разместив там коллаж с полученным по линии ТАСС еще не космическим, а земным фото Гагарина. Коллаж сопровождался торжественным текстом: «Юрий Алексеевич Гагарин. Первый космонавт Земли. Его воспитали партия и комсомол. 12 апреля 1961 года — ​человек в космосе! Великий подвиг советского народа».

Никаких подробностей сообщить в номере уже не успели, но в нем опубликовали статью известного популяризатора науки и техники профессора Георгия Покровского «Ступени к звездам», посвященную межпланетным полетам, — ​она пришлась в самый раз. Более того, на обложке журнала красовался собственноручный рисунок профессора, изображающий космическую ракету-носитель, правда, имеющую мало общего с реальным трехступенчатым «Востоком» — ​и ракета, и сам орбитальный корабль, на котором полетел Гагарин, имели одинаковые названия.

ПРИЗЕМЛЕНИЕ В СМЕЛОВКЕ

Гагарин приземлился на парашюте, катапультировавшись из спускаемого аппарата. Лишь позже, начиная с трехи двухместных космических кораблей серии «Восход», а затем «Союз», было отработано возвращение космонавтов в спускаемых аппаратах, причем не обошлось без трагедий: в 1967 году из-за отказа парашютной системы на «Союзе‑1» погиб Владимир Комаров, а в 1971 году из-за разгерметизации на «Союзе‑11» — ​Георгий Добровольский, Владислав Волков и Виктор Пацаев.

Долгое время факт катапультирования первых советских космонавтов при возвращении спускаемых аппаратов кораблей «Восток», а также облик этих кораблей были гостайной. Хотя, разумеется, ставшие свидетелями возвращения Гагарина жители деревни Смеловки, что недалеко от города Энгельса в Саратовской области, видели, что он приземлился на парашюте. Рассекретили гагаринский «Восток» только после того, как в 1968 году на смену похожим на него разведывательным спутникам серии «Зенит‑2» пришли усовершенствованные «Зенит‑2М». До той поры в советской печатной продукции, даже на почтовых марках, появлялись изображения неких космических аппаратов, выдаваемых за корабли «Восток» и «Восход». Ну а воистину гениальная ракета Р‑7 как космический носитель жива и летает до сих пор, реинкарнировав в «Союзы» различных серий.

Двойники на орбите

К моменту исторического полета Гагарина в мире были уже хорошо известны разработки в рамках космической программы СССР. Речь о трех первых искусственных спутниках Земли. В 1957–1958 годы их вывела на орбиту предшественница «Востока» — ​двухступенчатая ракета-носитель «Спутник». Она представляла собой мирный вариант межконтинентальной баллистической ракеты Р‑7. Боевые термоядерные моноблоки для Р‑7 сделали КБ‑11 (ныне ВНИИЭФ) и НИИ‑1011 (сейчас ВНИИТФ).

На «Спутнике‑2» отправилась в жертвенный рейс во имя прогресса цивилизации собака Лайка, а «Спутник‑3», он же объект «Д», представлял собой целую околоземную автоматическую лабораторию, первую в мире. На нем был выполнен комплекс важных исследований, включая регистрацию фотонов и тяжелых ядер в космических лучах.

В своих космических устремлениях руководителю ОКБ‑1, тогда еще засекреченному главному конструктору и академику Сергею Королеву, пришлось преодолеть недовольство советской военной верхушки, которая куда больше интересовалась созданием стратегических ракетно-ядерных средств, способных «достать Америку». Ракета Р‑7, идеально подходившая для запуска космических аппаратов, в качестве боевой военных не очень удовлетворяла: после доставки на стартовую позицию подготовка ее к пуску занимала девять часов, и запускалась она с громоздких наземных пусковых столов.

Отголоски того конфликта интересов между высшим генералитетом и Королевым нашли отражение в замечательном фильме по мотивам его биографии «Укрощение огня» режиссера Даниила Храбровицкого (он же был сценаристом фильма об ученых-ядерщиках «Девять дней одного года») — ​этот момент каким-то чудом в 1972 году пропустила цензура.

Когда ОКБ‑1 принялось за разработку на основе Р‑7 пилотируемого космического корабля «Восток» и одноименной ракеты-носителя для него, Минобороны СССР дало свое согласие на это лишь при условии, что новый комплекс будет иметь двойное назначение. Поэтому вместе с будущим гагаринским кораблем создавался выводимый той же ракетой спутник-шпион «Зенит» для орбитальной фотои радиоразведки. Внешне оба «шарика» были практически двойниками. Военные остались довольны, и первая отечественная система обзорной космической разведки «Зенит‑2» была принята на вооружение. Отснятую фотопленку «Зениты‑2» сбрасывали на Землю в специальных парашютируемых капсулах.

Фантастические сроки

Вернемся к тому памятному апрельскому номеру журнала «Техника — ​молодежи» с соображениями Георгия Покровского (о некоторых его прожектах мы уже рассказывали в материале «На Колыме будет климат Франции», «СР» № 45 за 2020 год). Его статья была посвящена полетам на Венеру и Марс. Сегодня, когда все могут любоваться в интернете марсианскими видами, сфотографированными космическими аппаратами и американскими марсоходами, такая вот сентенция профессора может вызвать только улыбку: «Многочисленные негативы, полученные при облете Марса, не могут быть переданы на Землю достаточно точно телевизионными средствами. Только путем приземления можно доставить в неприкосновенности все полученные в космосе фотодокументы».

Далее Покровский отмечает: «Конечно, первые полеты будут проведены без человека. Однако только присутствие астронавта на космическом корабле даст возможность приблизиться к Марсу при облете на достаточно малое расстояние, потому что автоматика может не обеспечить всех необходимых исправлений орбиты корабля при подходе к планете».

А на страницах опубликованной за два года до полета Юрия Гагарина научно-фантастической повести братьев Стругацких «Страна багровых туч» космонавты Союза Советских Коммунистических Республик отправляются на Венеру на борту межпланетного корабля с фотонным приводом «Хиус». Братья, спроецировавшие предполагаемый полет на 1990-е годы, конечно, романтически ошиблись насчет и ССКР, и фотонного привода.

О межпланетных полетах на рубеже 1950–1960-х годов стали задумываться не только фантасты. К этому времени человек уже впервые забросил на иное небесное тело свои артефакты: в 1959 году советский космический аппарат «Луна‑2» врезался в поверхность нашего естественного спутника в районе Моря Ясности, разбросав где-то рядом с кратером Автолик металлические вымпелы с государственной символикой СССР. Но ученые и конструкторы уже тогда хотели добраться куда дальше — ​до Марса и Венеры.

Курс на Красную планету

В 1960-е годы НАСА всерьез взялось за весьма амбициозный марсианский проект NERVA. Согласно ему межпланетный корабль с астронавтами на борту должен был стартовать с земной орбиты уже в 1981 году, а в следующем году высадить на Марсе обитаемый посадочный модуль. После изучения Марса в том же 1982-м эта экспедиция должна была отправиться назад и пролететь рядом с Венерой. На обратном пути предусматривалась пересадка на шаттл, он-то и доставил бы астронавтов на Землю. Ракету-носитель, используемую для полета к Марсу, Венере и для возвращения, собирались оснастить ядерными двигателями (отсюда и аббревиатура NERVA — ​nuclear engine for rocket vehicle application — ​«ядерный двигатель для применения на ракетах»), причем реакторы для них прошли стендовые испытания. Однако в 1969-м проект NERVA закрыли, огромные средства тратились на куда более реалистичную лунную программу.

Тему марсианской экспедиции прорабатывали и в Советском Союзе. Было предложено несколько оригинальных технических решений, в том числе с использованием носителя с электрическим ракетным двигателем, в котором тяга создавалась бы за счет электронагрева и истечения через сопла рабочего тела (водорода), причем электрогенерацию должен был обеспечить ядерный реактор. Кроме того, в ОКБ‑1 в первой половине 1960-х годов велась, но так и не была завершена разработка ракет-носителей (они же являлись бы межконтинентальными баллистическими ракетами) с «классическим» ядерным ракетным двигателем, где нагрев рабочего тела осуществлялся бы при его прохождении через активную зону реактора. Забегая вперед, скажем, что первый в СССР подходящий для перспективного ядерного ракетного двигателя РД‑0410 реактор прошел успешные испытания на Семипалатинском полигоне в конце 1970-х — ​начале 1980-х годов. Однако РД‑0410 остался невостребованным, хотя и сегодня вполне может рассматриваться в качестве прототипа для «моторизации» ракеты-носителя, способной доставить пилотируемый корабль на Марс.

Сроки же, которые обозначили советские специалисты в своих выкладках, впечатляли еще больше, чем американские: старт к Марсу в 1971 году, возвращение на Землю, тоже с облетом Венеры на обратном пути, — ​в 1974-м.

Марсианская гонка

Увы, проигрыш в лунной гонке со Штатами из-за фиаско со сверхтяжелой кислород-керосиновой ракетой-носителем Н‑1 и крайне дорогостоящая гонка вооружений не оставляли ни малейших шансов на реализацию этой затеи. Хотя президент Академии наук СССР Мстислав Келдыш и говорил за полгода до первой высадки американцев на Луне: «Сегодня есть две задачи: высадка на Луну и полет к Марсу. Первую задачу американцы в этом или следующем году решат. Это ясно. Что дальше? Я за Марс. Мы можем в 1975 году осуществить запуск пилотируемого спутника Марса двумя носителями Н‑1 со стыковкой на орбите».

Но все четыре испытательных пуска Н‑1 в 1969–1972 годы оказались неудачными, и программу ее создания, да и вообще советскую программу пилотируемых полетов на Луну, закрыли. А наши знаменитые луноходы были доставлены на Луну в 1970 и 1973 годы хорошо себя зарекомендовавшей тяжелой ракетой-носителем «Протон», которая, однако, не годилась для пилотируемой лунной программы.

Кроме того, без предварительных исследований посылать людей на Марс было бы очень рискованно — ​тут профессор Покровский оказался совершенно прав. А потому и СССР, и Штаты принялись щупать Марс автоматическими станциями. Хронологически первенство в этом принадлежит нам: в 1971 году спускаемый аппарат советской межпланетной станции «Марс‑2» разбился, а «Марс‑3» совершил мягкую посадку на этой планете. Оба имели на борту первые в мире шагающие марсоходы ПрОП-М — ​приборы оценки проходимости Марса. Такая оценка была необходима для будущих марсоходов, конструктивно более сложных. К сожалению, первый ПрОП-М погиб при посадке, а второй так и не вышел на связь — ​предположительно из-за мощной пылевой бури с электрическими явлениями в атмосфере. Позже было установлено, что вместе со спускаемым аппаратом он нашел пристанище в кратере Птолемей.

Сегодня на Марсе работают два гораздо более совершенных американских колесных марсохода — ​Curiosity и Perseverance, прибывший туда совсем недавно, 18 февраля 2021 года. Кроме того, в мае-июне ожидается высадка еще и китайского марсохода, который доставила межпланетная станция «Тяньвэнь‑1», уже находящаяся на околомарсианской орбите.

Кстати, в успехе миссий Curiosity и Perseverance есть и «русский след»: аппараты с ними выведены в космос с помощью ракеты-носителя «Атлас‑5», первая ступень которой оснащена российским жидкостным ракетным двигателем РД‑180.

Давление Венеры

Любопытно, что не Марс стал первой чужой планетой (Луна не в счет), на которую удалось забросить творение рук человеческих. Таковой оказалась Венера, которой в 1966 году достиг спускаемый аппарат советской межпланетной станции «Венера‑3». Однако его конструкция, рассчитанная на возможное приводнение, не предусматривала выживания в чудовищных условиях планеты, названной в честь богини любви: давление у поверхности до 90 атмосфер и температура порядка 460 °C. Об этом стало известно позже, когда туда прибыли более совершенные аппараты серии «Венера». Они передавали информацию до момента, пока не оказались раздавленными атмосферным давлением, даже не достигнув поверхности планеты. В дальнейшем советские ученые и конструкторы смогли-таки обеспечить мягкую посадку новых, более прочных «Венер», а с помощью орбитальных станций «Венера‑15» и «Венера‑16», запущенных в 1983 году и обследовавших планету радарами, удалось составить ее атлас. Информация, добытая нашими «Венерами», а также, конечно, американскими Pioneer Venus и Magellan, и сегодня имеет важное научное значение.

ПРИЗЕМЛЕНИЕ В ВИСКОНСИНЕ

Прототип гагаринского «Востока», корабль-спутник с манекеном, который весил как человек, был запущен еще 15 мая 1960 года, но на расчетную орбиту из-за сбоя системы ориентации не вышел. Его спускаемый аппарат, отделившийся от приборного отсека, более двух лет крутился вокруг Земли, пока не вошел в плотные слои атмосферы 5 сентября 1962-го, то есть уже после полетов и Юрия Гагарина, и Германа Титова. Причем его обломки обрушились на американский городок Манитэвак в штате Висконсин. К счастью, никто не пострадал. С тех пор на центральной улице города на месте обнаружения одного из фрагментов советского корабля-спутника красуется памятная табличка. Происшествие с безэкипажным прототипом «Востока» говорит и о колоссальном мужестве Гагарина, и о спокойной уверенности Королева в том, что уж с человеком на борту «Востока» ничего фатального не произойдет.