Первый пуск. Мечте навстречу. «Венера-1»
Продолжение. Первая глава здесь.
К стартовому окну 1961 года СССР подходил в гордом одиночестве. США, отказавшись от попытки создать аппарат в 1959 году (об этой попытке будет рассказано далее), отложили старт на 1962 год. Детальная проработка станций для запуска к Венере и Марсу началась по инициативе С.П. Королёва и М.В. Келдыша ещё в середине 1958 года, в разгар разработки первых «лунников». Слишком интересной была эта задача, и очень хотелось её решить. Самыми совершенными носителями СССР были «лунная» ракета 8К72 и её более мощная модификация — 8К73. Они обе разрабатывались под запуск аппаратов для попадания к Луне и фотографирования её обратной стороны.
Изготавливались на тот момент только ракеты модификации 8К72, двигатель для 8К73 ещё не был готов, но этот носитель стоял во всех ближайших планах. В частности, в мае 1959 года Глушко направил извещение в Академию наук и ОКБ-1, что он берёт на себя обязательство в 1960 году поставить двигатель для носителя 8К73. Но для начала нужно было понять, на что способны эти ракеты в смысле достижения других планет. В августе 1959 года в отделении прикладной механики математического института АН СССР сотрудниками академика М.В. Келдыша был завершён детальный расчёт, результаты которого оказались спорными. Носители могли вывести станции к планетам, но с некоторыми ограничениями. Особенно плохо дело обстояло с Марсом в ближайшие к тому моменту годы. Оптимальная траектория со встречей на первом полувитке (с запуском в октябре 1960 года и прибытием к Марсу в апреле 1961 года), была «не по зубам» обеим ракетам. Даже у 8К73 наблюдался перевес в 236 кг. Именно на столько её нужно было облегчить, чтобы она могла вывести к Марсу хотя бы свою последнюю ступень, без какой-либо дополнительной нагрузки. Было разобрано ещё несколько других вариантов траекторий. К примеру, при запуске 15 сентября 1960 года ракета 8К73 могла вывести к Марсу 280 кг полезного груза, а 8К72 — 230 кг. При запуске 23 марта 1961 года цифры были ещё лучше — 342 кг и 240 кг соответственно. Правда, начинались другие проблемы. В первом случае время перелёта составляло почти год, во втором — полтора. Также в первом варианте получалось слишком большое расстояние до Земли в тот момент, когда станция подлетела бы к Марсу.
С Венерой было немного легче. При пуске 20 января 1961 года носитель 8К73 мог вывести к Венере 510 кг (это больше массы «Луны-3»), 8К72 — 420 кг, но это была единственная удачная траектория. Во время второго максимума, в апреле 1961 года, масса полезной нагрузки 8К73 падала до 41 кг, а 8К72 вообще не была способна что-либо вывести.
Результаты не внушали оптимизма, особенно если вспомнить, что всерьёз рассчитывать приходилось только на ракету 8К72, но в том же отчёте демонстрировался выход из положения. Основной проблемой, приводящей к таким результатам, являлся тот факт, что ракета при выведении использовалась, если можно так сформулировать, «классическим образом». Активный участок траектории являлся весьма небольшим, и необходимо было совместить в нём и набор необходимой скорости, и вывод на траекторию полёта к планете. Второе требование зачастую вступало в противоречие с первым. Последней ступени необходимо было лететь под ощутимым наклоном к горизонту, при этом росли гравитационные потери, и выведение становилось неоптимальным.
Очевидным выходом было разбиение траектории вывода на два этапа. Сначала по оптимальной траектории выйти на околоземную орбиту. Затем, уже с околоземной орбиты, при помощи четвёртой ступени, — в сторону нужной планеты. С точки зрения энергетики это был самый выгодный вариант: увеличивалась полезная нагрузка, расширялось окно запуска, сокращалось время перелёта, повышалась точность. Недостаток имелся один-единственный. Это был, по сути, новый носитель, который ещё нужно было разрабатывать. И если в трёх ступенях мало кто сомневался, то четвёртая ступень, по воспоминаниям, внушала ужас разработчикам. Многое пришлось реализовывать в ней впервые. Четвёртая ступень должна была запускаться в вакууме, после очень длительного полёта в невесомости, причём практически на другой стороне Земли, вне зоны действия НИПов Советского Союза.
Но если нужны Марс и Венера, то нужна именно такая ступень! Разработчики отчёта писали, что не знают, как она будет выглядеть. Но при её наличии можно будет в сентябре 1960 года послать к Марсу аппарат массой порядка 500 кг, а в январе 1961 года к Венере — 800 кг полезного груза. 10 декабря 1959 года выходит постановление ЦК КПСС и правительства СССР «О развитии исследований по космическому пространству».
Это постановление положило начало созданию космической ракеты для полёта к другим планетам (Марсу, Венере). Новая ракета получила наименование 8К78, а четвёртая ступень на ней — блок «Л». Дата постановления стала одной из ключевых в нашей космонавтике. Это был, по сути, Рубикон, что становится очевидным, если сравнить даты: начало декабря 1959 года — выход постановления, а уже в сентябре 1960 года «желательно отправить станцию к Марсу». Меньше года разделяют эти два события, и разработчики постарались сделать невозможное. Они и сами понимали, что это была слишком оптимистичная задача. Но история покорения Марса всё ещё ждёт своей книги. Здесь же остановимся на Венере.
Согласно постановлению, планировалось создать станцию для доставки на Венеру специального спускаемого аппарата. Её требовалось разработать до начала 1961 года, но точно выдержать сроки не удалось. Рабочие чертежи на станцию были выпущены только к сентябрю 1960 года, а до этого все силы уходили на Марс. Тогда и возникла идея создать венерианскую станцию на базе марсианского аппарата 1М — ведь он был уже готов, в распоряжении имелись системы, которые можно использовать для полётов как к Марсу, так и к Венере. Станции, изготавливающиеся на базе первой марсианской, получили индекс 1ВА.
Но сперва следовало разобраться с их задачами. Задача фотографирования, как на 1М, уже казалась не слишком впечатляющей. Даже по фотоснимкам Венеры с Земли было понятно: увидетьповерхность планеты не удастся. Лететь за миллионы километров, чтобы сфотографировать облачный покров? Эксперимент в чем-то, может, и был бы интересен, но явно недостаточно хорош для первой попытки достичь Утренней звезды.
В результате выбрали, может, не столь важный в научном плане, зато куда более зрелищный вариант с попаданием в Венеру. Было бы очень соблазнительно поставить на станцию спускаемый аппарат, и этого очень хотел М.В. Келдыш, но разработать полноценный СА за эти месяцы оказалось невозможно. Так что его заменил вымпел с символикой СССР.
Причём вымпел был непростой: внутри него располагался герметично закрытый поплавок с круглой памятной медалью. На одной стороне медали было нанесено рельефное изображение государственного герба Советского Союза, на другой стороне — часть Солнечной системы с положением Венеры и Земли в момент попадания станции на Венеру, надпись «СССР» и год пуска. Сам поплавок, изготовленный из титана, имел в диаметре 7 см, массу 128 граммов и представлял собой миниатюрную модель Земли. На его поверхности были в цвете изображены контуры материков и водной поверхности нашей планеты. Размеры и масса поплавка специально подбирались так, чтобы при попадании в водную среду он плавал.
Снаружи находился ещё один памятный вымпел. Криволинейные пятиугольники толщиной 1,8 мм и со стороной 14 мм располагались по внешней поверхности поплавка, образуя сферу. На них были выгравированы надпись «СССР-ВЕНЕРА-1961» (рис. 25, стр. 59) и государственный герб СССР. Вымпел помещался в специальную теплозащитную капсулу, которая предохраняла его от перегрева при входе в атмосферу Венеры, но сама оболочка была тяжелее воды.
После срабатывания специального порохового заряда задолго до встречи с поверхностью планеты, примерно на уровне облачного слоя, элементы капсулы вымпела должны были разлететься в разные стороны.
Пуск первой станции к Венере был назначен на 4 февраля 1961 года. 8 января инженеры ОКБ-1 вылетели на Байконур для отработки аппарата. В процессе работы стали выявляться обидные огрехи проектирования. Например, для того чтобы поменятьнастройку солнечно-звёздного датчика (а она зависела от даты старта), требовался непосредственный доступ к приборам. В данных реалиях это означало, что нужно было снимать ракету со старта, везти обратно в МИК и уже там снимать обтекатель, который открывал звёздный датчик. Узнав об этом, известный испытатель космической техники Л.А. Воскресенский заметил проектировщикам, которые трудились на космодроме: «Вы все вместе не тем местом думали. За это с вас, проектантов, надо портки спустить и здесь, на площадке, при всём народе выпороть. Потом заставить доработать либо датчик, либо обтекатель. Но в графике у меня нет времени ни для показательной порки, ни для доработок. Королёву я жаловаться не стану. Вот если не попадём в Венеру, я ему причину объясню».
До вывоза носителя с АМС на старт нужно было ещё дожить, и тем временем в МИКе на космодроме пытались довести аппарат до такого состояния, чтобы все тесты прошли без проблем. Хуже всего, что для исправления каждой очередной неполадки приходилось полностью разбирать аппарат, собирать его заново, прогонять через все тесты, во время которых опять обнаруживались новые проблемы. И всё по новой…
Вот что воспоминает по этому поводу Б.Е. Черток. Он хорошо выразил настроение, которое царило в те дни на Байконуре.
«Следующие день и ночь в присутствии Королёва, Келдыша, Ишлинского и при скоплении любопытных снова проводили разборки АМСа для поиска неисправности в автоматике системы питания. Выяснили — вышел из строя дистанционный переключатель. Попутно устранили дефект в аппаратуре Грингауза, которая должна была дать ответ о состоянии межпланетной плазмы по всей трассе.
Снова собрали, испытали, отправили весь объект в барокамеру на проверку герметичности. К утру 29 января после барокамеры я снова был вынужден принять решение о разборке АМСа вместо сдачи на стыковку с носителем: выяснилось, что на выходе приёмников только шумы — никаких полезных сигналов.Проверяем всё в разобранном виде. Находим причины. Снова собираем. Снова испытания в собранном виде. Снова повторная проверка в барокамере. В коротких интервалах между непрерывными испытаниями, вскрытиями, доработками и проверками в барокамере мнес Осташевым попеременно удаётся один час поспать. В непрерывной суматохе я, не вдаваясь в форму документа, подписал акт о снаряжении спускаемого на Венеру аппарата с вымпелом Советского Союза и на ходу в МИКе попросил Королёва его утвердить.
Он отнёсся к этому документу гораздо серьёзнее и меня отчитал:
— Напечатано небрежно. Перепечатай начисто на хорошей бумаге. Это документ государственной важности. Мы вместе подпишем, а утверждать должен председатель Государственной комиссии.
Наконец-то отдали аппарат на стыковку с носителем. Традиционный выезд из МИКа на старт Кириллов назначил на 7 часов утра 1 февраля. Ночью я любовался двумя носителями. В МИКе на установщике лежит очередной, третий по счёту, пакет 8К78. В его голове нарядный сверкающий 1ВА — металлический блеск фольги теплоизоляции и ослепительно белая краска теплоизлучателей. Рядом проходит заключительные горизонтальные испытания четвёртый носитель 8К78».
Но неприятности не закончились: уже когда аппарат пристыковывали к носителю, он вдруг начал стравливать запасы азота из системы ориентации. Инженеры быстро отбежали подальше.
Недавний взрыв военной ракеты Р-16 помнили все, и если открылись клапаны, то мог включиться и двигатель. С этой ситуацией нужно было что-то делать. Первым среагировал испытатель Аркадий Осташев, отдавший команду отстыковать раму с аппаратом от носителя и подключить пульт. Аппарат был успешно отключён. Теперь было необходимо разобраться в причинах этого ЧП.
Оказалось, из-за того, что рама с аппаратом немного отошла от носителя, сработали контакты отделения аппарата. Станция решила, что уже летит к Венере, и попробовала провести первый сеанс связи с Землёй… Разобравшись, несколько изменили схему включения, в частности введя блокировку до момента установки пакета на стартовом столе.
На следующий день все собрались рядом с МИКом, ожидая вывоза пакета. Первая попытка вывезти станцию в 6 часов 50 минут не удалась. Королёв, посмотрев на часы, решил преподать всем урок точности. Согласно решению Госкомиссии вывоз был назначен на 7:00. Точно в это время мотовоз сдвинул тележку с ракетой, медленно транспортируя её в сторону стартового комплекса. Эта операция была уже хорошо отработана и прошла без особых проблем.
После установки была выявлена ненормальная работа гирогоризонта третей ступени. Немного с ним повозившись, решили егополностью заменить.
Поздно вечером 3 февраля прямо в бункере состоялось последнее заседание Госкомиссии. Всё было готово к пуску. Все подозрительные системы заменены на новые. Проблем с погодой не ожидалось. Корабли командно-измерительного комплекса заняли свои места в Гвинейском заливе, у побережья Александрии и в Тихом океане. И вот — долгожданный пуск. «Семёрка» красиво ушла со старта и, озарив ночную степь, исчезла вдали. Телеметрия показала, что все три ступени отработали штатно, на орбите появился новый искусственный спутник Земли. Теперь должен был сработать блок «Л».
Увы. С морских кораблей пришло сообщение, что блок «Л» не включился. Анализ телеметрии ясно показывал виновника: отказал преобразователь, обеспечивавший питанием систему управления разгонного блока. По горячим следам выяснили, что это очередной ляп проектировщиков. Преобразователь установили так, что ему пришлось работать в вакууме, хотя он на это рассчитан не был. На следующей ракете срочно были проведены необходимые доработки.
Преобразователь установили в корпус, а для обеспечения теплопередачи его упаковали в фольгу и раскрасили чёрно-белыми полосками.
После недолгих споров было решено написать сообщение ТАСС о запуске очередного спутника Земли, без объявления его
истинной задачи. Аппарат шутники быстро окрестили «великим немым». Это был самый тяжёлый спутник, запущенный до сего
момента, и совершенно бесполезный. Связь с ним отсутствовала. Находился он на очень низкой орбите, и было ясно, что долго он там не продержится. Когда спустя неделю ПВО попробовала его найти, спутника в околоземном пространстве уже не обнаружилось. За этот пуск ухватилась зарубежная бульварная пресса. В связи с тем, что официальная информация о цели пуска отсутствовала, на Западе торжественно объявили его неудачным запуском человека в космос. Даже нашлись радиолюбители, которые заявили, что слышали с орбиты стук человеческого сердца.
Оставалась последняя попытка достичь Венеры в данное астрономическое окно. В наличии имелась последняя станция 1ВА № 2. На Байконуре начали готовиться к пуску, назначенному на 12 февраля.
Кстати, история 1ВА № 1 на этом не закончилась. Эта станция вновь напомнила о себе спустя несколько лет. Как-то летом 1963 года, во время купания в одном из притоков Бирюсы (Красноярский край), местный мальчик, оставшийся безымянным, поранил ногу о странный шар. Мальчишки есть мальчишки: заинтересовавшись, он притащил его домой. Отец сумел его вскрыть. Внутри оказалась медаль СССР с траекториями Земли и Венеры. Это был тот самый вымпел, который планировалось доставить на Венеру!
Теплозащита капсулы выдержала, и пороховой заряд штатно сработал на высоте облачного покрова. Правда, Земли, а не Венеры. Это была действительно удача! Баллистический прогноз давал вероятность падения на территории СССР лишь около 6 процентов. 90% приходилось на океан.
Дальше история вымпела прослеживается хорошо. Отец мальчика отнёс его в милицию, та передала его в КГБ, а госбезопасность — в Академию наук. М.В. Келдыш решил, что вымпел следует передать С.П. Королёву, а тот решил, что он по праву принадлежит Б.Е. Чертоку. Черток в своих мемуарах пишет, что у него был «крайне глупый вид», когда он держал в руках такой сувенир из прошлого. Этот вымпел тридцать лет пролежал на квартире у Чертока, пока в 1996 году не был продан с аукциона Sotheby«s. Тяжелый был год. Сейчас же все желающие могут увидеть корпус вымпела в мемориальном музее космонавтики г. Москвы
В перерыв между запусками попал день рождения Келдыша. 10 февраля 1961 года ему исполнялось 50 лет. На поздравления коллег он смущённо ответил, что лучшим подарком для него был бы успешный пуск.
12 февраля 1961 года в 7 часов 04 минуты 35 секунд ракета со второй венерианской АМС ушла со старта. Штатно отработали три ступени, выведя аппарат на орбиту, в заданное время включилась четвёртая ступень, отправив станцию в гости к Венере. Впоследствии ей дали название: «Венера-1»(рис. 26). Уже одно это было победой — значит, схема носителя была выбрана верно. Анализ траекторных измерений подтвердил, что аппарат должен выйти к Венере, но для попадания ещё нужно провести коррекцию. Подарок президенту Академии наук удался.
В то время, когда на Байконуре праздновали успешный запуск, в Евпатории изучали телеметрию. Обнаружились проблемы: на станции не удалось ввести режим постоянной солнечной ориентации, что приводило к нехватке электроэнергии на борту. Это было неприятно, но подобное развитие событий предусматривалось, и на такой случай станция должна была провести грубую ориентацию на Солнце и отключить не «жизненно необходимые» системы.Это сразу выявило ещё одну недоработку проектантов. В список «неважных систем» попали радиопередатчики, и связь с аппаратом была потеряна. Согласно логике бортового программно-вычислительного устройства (ПВУ), передатчик должен был включиться лишь через пять суток. Оставалось только ждать.
17февраля ПВУ вновь подало ток на приборы, и на Земле раздался торжественный доклад: «Есть сигнал!» К сожалению, проблем с ориентацией это не решило. Когда попробовали её провести, станция опять перешла в защитный режим и отключила передатчик. «Венера-1» тем временем всё больше удалялась от Земли. И сигнал, который получали с ненаправленной антенны, становился всё слабее. 22 февраля услышать его уже не удалось.
К тому моменту было решено опубликовать в открытой печати подробное описание аппарата: ведь даже просто создание такой станции являлось заметным техническим достижением — аналогов в мире не существовало. Надежда на восстановление связи ещё теплилась. В конце концов, когда стало ясно, что возможностей отечественных систем дальней космической связи недостаточно, решили обратиться к английскому радиоастроному Бернарду Ловеллу. Его 76-метровый радиотелескоп в Джодрелл-Бэнк теоретически мог получить сигнал с ненаправленной антенны станции.
К тому моменту между АН СССР и Бернардом Ловеллом уже был ощутимый опыт. Он занимался исследованием искусственных небесных тел с самого начала космической эры. Ещё в 1957 году он провёл довольно точные локации последних ступеней ракет, что вывели «Спутник-1» и «Спутник-2». Также именно он в своё время подтвердил, что «Луна-2» достигла Луны, а его данные помогли точнее определить место её падения.
Ловеллу от имени Академии наук СССР было направлено официальное письмо. Правда, он и без всяких запросов занимался радиоперехватом, даже сумел перехватить сеанс связи от 17 февраля. В письме сообщались особенности полёта, а также имелась просьба: попытаться получить телеметрию, когда «Венера-1» будет пролетать мимо Венеры. 17 мая 1961 года обсерватория в Джодрелл-Бэнк (рис. 27) стала прослушивать эфир, и сигнал пришёл! Поскольку он был получен именно на частоте «Венеры-1», его запись была отправлена в Москвудля анализа. По всей видимости, вычленить что-либо определённое
из неё не удалось, но история имела продолжение.
Так как надежда восстановить связь все ещё оставалась, по распоряжению Келдыша 9 июня на английский радиотелескоп прибыла группа советских специалистов. Это были Алла Масевич из астрономического совета Академии наук СССР и один из разработчиков радиосистемы станции Юлий Ходарев. Причём соглашение об этом оказалось достигнуто наиболее оперативным образом из всех возможных: из кабинета Келдыша Масевич позвонила Ловеллу (она его хорошо знала по предыдущим поездкам) и прямо во время этого разговора договорилась о визите. Проблема с билетами и визами разрешилась со сказочной скоростью. Уже на следующий день после этого разговора Масевич и Ходарев вылетели в Англию.
При их помощи удалось зафиксировать несколько сигналов, но, увы, их источник находился на Земле. Уверенно подтвердить связь со станцией, к величайшему сожалению, не удалось, и советские специалисты 16 июня вылетели обратно в СССР.
История «Венеры-1» на этом завершилась. Стартовый период 1961 года закончился вместе с запасом изготовленных станций. Он не принёс ничего нового по Венере, зато дал много ценных уроков для проектировщиков. Следующее окно открыва-
лось только через полтора года, в середине 1962-го. И на это стартовое окно были венерианские планы и у Соединённых Штатов.
Это фрагмент моей книги «Венера. Неукротимая планета». Также сейчас идет сбор на мою новую книгу. Его можно поддержать здесь.
