История космического соперничества СССР и США
Шрифт:
Вскоре появилась еще одна проблема. Хотя контракт с Мартином предусматривал вывод на орбиту спутника весом приблизительно 10 кг, задержки с испытаниями закончились решением ВМИЛ резко снизить требуемую полезную нагрузку для первой попытки запуска спутника «Авангарда». Гарантируя, что «Авангард» выведет на орбиту по крайней мере один спутник в период МГГ с июля 1957 до декабря 1958 года, ВМИЛ выбрала в качестве опытного спутника миниатюрную 16-сантиметровую сферу весом менее 1,8 кг.
Оставляя в силе свои планы о спутнике, фон Браун и его коллектив сфокусировали внимание на основном проекте рэдстоуновского Арсенала, МКБР «Юпитер». Работа над этой ракетой приведет в конечном счете к победе сухопутных войск в борьбе за запуск спутника. Одной из наиболее пугающих проблем, которая появилась в ходе разработки баллистических ракет дальнего действия, была необходимость в возвращаемом носителе (ВН) — боеголовке, которая надежно доставит термоядерный заряд через земную атмосферу в конечную точку полета ракеты. Были необходимы космические испытания конструкции боеголовки, прежде чем она будет испытана на «Юпитере».
Фон Браун понял, что модификация «Рэдстоуна», сделанная для проекта «Орбитальный аппарат», также идеально подходит для испытаний боеголовок. Позже его коллега Эрнст Стулингер писал: «Неизвестно, какая из двух концепций первой пришла в голову фон Брауна — „Рэдстоун“ как носитель для испытаний боеголовок или „Рэдстоун“ как средство запуска спутника. Оба применения были для него давно очевидными. Когда появилась возможность, он был наготове. Любое применение помогло бы другому».
Двенадцать «Рэдстоунов» были модифицированы для испытаний боеголовок и названы «Юпитер-С», хотя они не имели ничего общего с баллистическими ракетами средней дальности. Они стали более вытянутыми, чтобы нести больше топлива, и их оснастили верхними ступенями — подобно конструкции в проекте «Орбитальный аппарат». Их модифицировали также другими способами, чтобы выполнять задачи по испытанию боеголовок. В этом нет связи с разработкой идеального средства запуска спутника. Позже фон Браун отметил: «Мы не подчеркивали, что с незначительными изменениями ракеты „Юпитер-С“ могут служить как носители для запуска спутника».
20 сентября 1956 года первый «Юпитер-С» был установлен на пусковой площадке стартового комплекса военно-воздушных сил на мысе Канаверал. Он состоял из трех ступеней с действующими двигателями и балласта в качестве четвертой ступени. Конечно, фон Браун не был одинок в реализации ракет «Юпитер-С» с их функциональной четвертой ступенью для вывода спутников на орбиту. Когда он наблюдал за подготовкой к запуску из своего офиса, раздался телефонный звонок от его начальника в УБРСВ, генерала Медариса, который настоятельно ему посоветовал: «Вернер, я обязан поручить тебе проверить лично, что четвертая ступень действительно ненастоящая». Чиновники из Пентагона, озабоченные тем, что фон Браун может тайно стремиться погубить «Авангард», предписали Медарису убедиться, что этого не случится.
Хотя орбитальный полет и не был возможен в этом случае, верхняя — четвертая — ступень достигла рекордной высоты 1100 км и дальности 7114 км, четко продемонстрировав американские возможности для запуска спутника. Тем не менее уйдет еще 16 месяцев, прежде чем другой, похожий, «Юпитер-С» получит возможность выполнить эту миссию.
В 1957 году Советский Союз в обстановке строжайшей секретности начал предпринимать конкретные шаги к запуску первого спутника Земли. Это был впечатляющий, обладающий огромным пропагандистским значением вклад коммунистического государства в МГГ. Попытка была вызвана заявлением Соединенных Штатов в июле 1955 года о собственных планах запустить спутник в период МГГ. Для Советского Союза это заявление стало ясным предупреждением об американских намерениях. Теперь ближайшей задачей для Королёва и его коллектива было побить американцев в космосе. Уже имеющаяся ракета Р-7 была выбрана в качестве носителя. Носовая часть Р-7 была реконструирована для размещения в ней спутника, а не термоядерного заряда. Необходимость запустить спутник раньше американцев заставила коллектив Королёва быстро сконструировать простой и легкий спутник.
Королёв быстро продвигался к испытаниям измененной Р-7 как средства запуска советского спутника. Он беспокоился о том, чтобы не вывести спутник на орбиту до начала МГГ. Первые три запуска Р-7 в мае-июле были неудачными, породив опасения, что Соединенные Штаты могут оказаться первыми. Когда 21 августа четвертый пуск Р-7 прошел успешно, Королёв ликовал. Ракета пролетела расстояние в 6400 км до полуострова Камчатка. 7 сентября Королёв повторил испытательный полет Р-7. Никита Хрущев, который наблюдал сентябрьский пуск Р-7, дал свое разрешение на запуск спутника. Он ясно понимал пропагандистский потенциал этого события для Советского Союза накануне празднования МГГ.
Все еще опасаясь назревающего запуска американского спутника, Королёв действовал решительно. Мощный ускоритель Р-7 был отправлен на стартовую площадку на Байконуре утром 3 октября 1957 года в сопровождении Королёва и членов его команды. Техники работали весь следующий день и ночь, готовя ракету к судьбоносному запуску. Космическая эпоха была близка к рождению.
В послевоенные годы атомная энергия казалась логическим будущим космического ракетостроения. Потрясающая мощь ядерной энергии была продемонстрирована атомными бомбами, и атомные реакторы обещали направить эту энергию в русло мирного использования. В середине века, в течение которого произошли технологические скачки от лошади до реактивного самолета, казалось разумным предположить, что атом вскоре будет служить человечеству так же послушно, как служат радиоволны и двигатель внутреннего сгорания. Военные конструкторы разработали концепции атомных танков и фактически сильно продвинулись в создании самолета на атомной тяге. Детройт создал исследовательскую модель «нуклеина», личного атомного автомобиля. В такой обстановке ракета с атомным двигателем не казалась выходящей за рамки невозможного.
Ведущий «космический» писатель Вилли Ли писал в 1950 году об этих атомных ракетах в своей книге «Завоевание космоса». Величайший американский космический художник Чесли Бонестелл объединил ожидаемую в ближайшем будущем ракету на ядерном горючем с традиционным изображением ФАУ-2 Вернера фон Брауна, чтобы создать реалистичные картины для книг и популярных журналов того времени. Он изображал трансконтинентальные коммерческие атомные самолеты и посадку на Луну громадной одноступенчатой атомной космической ракеты, столь мощной, что она могла проделать путь до Луны и обратно.
Художественная концепция космического корабля на ядерном топливе на орбите над Марсом
Так же как ядерные реакторы оказались более сложными для управления, чем это предполагалось вначале, дальнейшая разработка ракеты оказалась столь дорогой, что так называемый медленный поэтапный прогресс стал обычной практикой, особенно под давлением бюджета и времени. Улучшение имеющихся конструкций — мало-помалу, где только возможно — выглядело более надежным, чем решение перейти к чему-то совершенно новому. Прецедент с ФАУ-2 одинаково вывел советских и американских инженеров на путь усовершенствования и увеличения ее жидкотопливной концепции, а не ее полной замены на реактор. С обеих сторон вся космическая гонка совершалась на обычных жидкотопливных ракетах, от Р-7, которая вывела на орбиту «Спутник-1», до могучего «Аполлона» из проекта «Сатурн-5».
Вернер фон Браун также видел реальное будущее для атомных двигателей. Однако НАСА вложило свои идеи усовершенствования в программу NERVA: Nuclear Engines for Rocket Vehicle Application (Атомные технологии для применения в ракетах). Теоретически ракета с атомным двигателем будет более эффективной, чем обычная ракета, она идеально подойдет для «доставки на большие расстояния», например для межпланетных полетов на Марс. Реактор будет очень сильно нагревать жидкое топливо, а не сжигать его, и оно воспламенится только в космосе, не создавая радиационного загрязнения атмосферы Земли. Атомный двигатель можно будет дозаправить в космосе и использовать долгие годы. Такая установка весьма существенно сократит стоимость операций, связанных с космическими полетами. Фон Браун поручил специалистам составить документ, показывающий исключительно важную роль атомной ракеты в космической программе после полета «Аполлона». Его «космический коврик» NERVA, запущенный однажды, будет доставлять груз с Луны на высокую земную орбиту и обратно и помогать перевозить астронавтов на Марс. Были построены двигатели NERVA, испытания в далекой пустыне Невада подтвердили верность такой концепции. И мы, в конце концов, могли бы увидеть атомные ракеты, но программа NERVA и другие проекты фон Брауна были закрыты при президенте Ричарде Никсоне, который положил конец направлению «Аполлон», отдав предпочтение космической программе «Шаттл».
После программы NERVA американский физик британского происхождения Фримэн Дайсон всерьез выдвинул идею ракеты, движимой детонирующими атомными бомбами для создания тяги, назвав это проектом «Орион». Но в основном атомные ракетные двигатели остаются материалом для писателей-фантастов.
На фото:второй искусственный спутник Земли пролетает над Соединенными Штатами
3. Ночи со спутником
В конце сентября 1957 года Сергей Королёв переехал из ОКБ-1, своего экспериментального конструкторского бюро, расположенного в пригороде Москвы, на новый сверхсекретный ракетный полигон в Казахстане. Переезд был неожиданным и засекреченным, окутанным тайной, как и все, связанное с деятельностью Королёва. Как ведущий конструктор баллистических ракет с большой дальностью действия он оставался неизвестным в своей стране, несмотря на то что стоял на переднем крае создания советской техники и пилотируемых космических кораблей. В предыдущем месяце под его наблюдением произошел успешный запуск ракеты Р-7 (СС-6), «семерки», которая могла поражать удаленные цели ядерными зарядами. Скрытный переезд Королёва в Казахстан означал, что Р-2 является теперь частью засекреченного плана запуска первого в мире искусственного спутника. Учитывая все технические недоработки, запуск, который планировался на Международный геофизический год, был рискованным мероприятием. Однако смелая попытка сулила колоссальные пропагандистские возможности: продемонстрировать новейшие достижения советской технологии и опередить американцев в том, что станет одной из самых памятных технологических вех в истории человечества.
Из Москвы Королёв улетел со своим новым аппаратом, окрещенным «Спутником», на удаленный испытательный полигон в Центральной Азии — Байконур. Весь проект был окутан наивысшей секретностью. Королёв намеревался установить спутник в носовой части мощной Р-7, готовящейся к запуску на начало октября.
Они вплотную приблизились к порогу исторического запуска только после длительного процесса подготовки. Весь предыдущий месяц был заполнен бешеной гонкой, целью которой являлось завершение сборки спутника. Требовательный и внимательный к мельчайшим деталям, Королёв настойчиво добивался от своего персонала, чтобы форма спутника получилась той, которую он позже назвал «простой и выразительной формой естественных небесных тел» — сферической. По настоянию Королёва получившаяся металлическая сфера была тщательно отшлифована, чтобы обеспечить хорошее отражение солнечных лучей от поверхности спутника и тем самым уменьшить его нагрев и повысить заметность при полете над атмосферой Земли.
Михаил Хомяков, бывший главным конструктором спутника, и талантливые сотрудники королёвского ОКБ-1 разделили его на две полусферы, а затем сварили в вакууме. Маленький спутник содержал в себе радиопередатчик, батареи и приборы для измерения температуры, которые вместе весили около 90 кг — для того времени массивный объект для запуска в космос. Накануне полета Королёв поместил свое создание на специальный пьедестал, завернул в бархат, испытывая пред ним благоговение, как перед яйцом Фаберже. Таким образом он хотел показать своим сотрудникам уникальную важность спутника. Этот маленький сверкающий объект был предвестником новой эпохи в истории ракетостроения. Впервые увидев спутник, знаменитый советский летчик-испытатель Марк Галлай выразил свое уважение и восхищение, назвав спутник «элегантным мячиком с антеннами, развивающимися, как у скачущей лошади».
Как только спутник доставили в отдаленный Байконур, процесс сборки ракеты начался самым серьезным образом. «Спутник-1» осторожно поместили в носовой части Р-7. Все это происходило в специальном «космическом помещении». Здесь соблюдался строгий режим чистоты, и техники в белых халатах занимались кропотливой подготовкой к полету. Михаил Ребров, который был в команде, готовящей запуск, вспоминал дотошность Королёва, который был известен всем, кто стоял у истоков советской космической программы, просто как «Генеральный конструктор». Всякий раз, когда Королёв появлялся в ангаре, все замолкали, напряженно ожидая его обычных требовательных замечаний, не прощающих никаких уступок и погрешностей, которые могли бы привести к поломке, и проникаясь высоким предназначением этого сверхсекретного проекта.