Приветствую вас мои космические друзья!
В годы, предшествовавшие началу космической эры, на Западе было проведено множество исследований полетов на Луну, которые захватили воображение общественности. Среди них были грандиозные предложения, сделанные немецким ракетчиком Вернером фон Брауном, который после окончания Второй мировой войны оказался в США, чтобы разрабатывать ракеты для армии Соединённых Штатов. Его статьи издававшиеся в популярных американских журналах, таких как Colliers, в 1950-х годах и научно-популярные документальные фильмы, снятые Уолтом Диснеем, вдохновили целое поколение американских инженеров на видение будущих космических станций, полетов на Луну и больших экспедиций на Марс. Но все эти полеты были далеким будущим, поскольку они требовали разработки ракет, значительно больших, чем любые из существовавших в то время.
Более реалистичные предложения по лунным полетам, которые можно было бы осуществить в ближайшем будущем с использованием имеющихся технологий, изучались широким кругом исследовательских групп и коллективов. За два года до запуска "Спутника" и начала космической эры, серьезное предложение поступило от компании Aerojet Corporation (которая сегодня является частью Aerojet Rocketdyne) об использовании пятиступенчатой версии своей зондирующей ракеты Аэроби (Aerobee) для отправки зонда на Луну, а также предложение подразделения Aeronutronic компании Ford, использовать комбинацию ракет «Авангард» (Vanguard) и X-17. Компания Martin (которая сегодня является частью аэрокосмического гиганта Lockheed Martin) предложила использовать свою МБР "Титан" (Titan), которая тогда находилась в разработке, ВВС США предложило, использовать ракетный ускоритель крылатой ракеты Навахо (Navaho) (в то время самой большой летающей американской ракеты) в сочетании с ракетой Рэдстоун (Redstone) и твердотопливными верхними ступенями. Корпорация RAND предложила лунный ударный зонд, запущенный с использованием версии МБР Атлас, а Массачусетский технологический институт изучал возвращаемые лунные зонды.
Были даже серьезные предложения взорвать ядерное устройство на поверхности Луны. Одно из таких предложений было изложено в выпуске журнала Scientific American в статье за июнь 1957 года, написанной конструктором МБР Атлас - Крафтом Эрике, и лауреатом Нобелевской премии по физике, Георгием Гамовым. В одном из предложенных ими полетов, который был назван «Корова» ("Cow"), зонд должен был доставить на поверхность Луны ядерное устройство, которое должно было быть взорвано. Тем временем второй зонд должен был следовать за первым, чтобы пройти через образовавшееся облако обломков и пыли, и взять пробы образцов для возвращения на Землю.
После шока, вызванного запуском первых советских спутников, некоторыми из этих предложений начало интересоваться Министерство обороны США. В надежде на быстрое объединение исследовательских проектов военных, и развития будущей космической программы страны, министр обороны Нил МакЭлрой 7 февраля 1958 года создал Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA). ARPA было поручено координировать все перспективные исследования Министерства обороны, включая космические проекты, чтобы помочь устранить дублирующие функции различных подразделений. Поскольку вся космическая программа того времени была связана с военными, ARPA отвечало почти за все аспекты американской космической программы, до тех пор пока Конгресс США и администрация президента Эйзенхауэра не предприняли другие подходы.
27 марта 1958 года президент Эйзенхауэр одобрил план МакЭлроя по осуществлению ARPA первой серии космических миссий. Самая амбициозная из них называлась «Операция Мона», которая предусматривала запуск пяти зондов на Луну в надежде опередить Советский Союз в борьбе за Луну. Три первые попытки запуска к Луне должны были спонсироваться Отделом баллистических ракет ВВС США, в то время как группа Вернера фон Брауна в Агентстве баллистических ракет (ABMA) отвечала бы за две последующие. ARPA считало, что успешная военная лунная миссия не только поможет США обойти Советский Союз в космической гонке, но и добавит авторитета военному присутствию в космосе. Некоторые считали, что эти миссии могут помочь помешать любому гражданскому космическому агентству, которое в перспективе мог создать Конгресс, отобрать важную долю космической программы у Министерства обороны. Кроме того, опыт наведения и слежения за запусками, полученный в ходе проекта, будет полезен для будущих научных и военных программ.
Предложение ВВС США заключалось в том, чтобы осуществить первый полет на Луну запустив лунный зонд ARPA под названием «Проект Эйбл-1» (Able-1). Для этой миссии ВВС США планировали использовать свою новую ракету «Тор-Эйбл» (Thor-Able), которая была сделана из уже существующих компонентов различных ракет.
Первой ступенью этой ракеты была баллистическая ракета средней дальности «Тор» (IRBM), которая в качестве носителя ядерного оружия имела дальность 2600 километров. Ракета «Тор», была построена компанией Douglas Aircraft Company для ВВС США. Она была около 18,6 метров в длину и 2,4 метра в диаметре основания. На ракете был установлен двигатель Rocketdyne MB-3, работающий на керосине и жидком кислороде. Ракета производила 668 килоньютон (68 тонн силы) тяги.
В конфигурации «Тор-Эйбл» ядерная боеголовка весом в одну тонну была заменена адаптером, на который были установлены верхние ступени массой 1880 кг. Эти ступени были модифицированными версиями тех, которые изначально были разработаны для программы ВМС «Авангард». Вторая ступень ракеты «Авангард» была, построена компанией Douglas, а затем была модифицирована, для программы «Тор-Эйбл».
Вторая ступень сохранила свой первоначальный диаметр 0,85 метра, но была укорочена до 5,8 метра, чтобы оптимизировать ее размер для миссии «Тор-Эйбл». Оригинальный жидкостный ракетный двигатель Aerojet General AJ10-37 второй ступени был заменен существенно улучшенным двигателем AJ10-41, который развивал 35 килоньютон тяги (3,5 тонн силы), используя НДМГ и азотную кислоту. До того, как ее выбрали для лунной миссии, двухступенчатая версия этой ракеты, использовалась ВВС США для высокоскоростных испытаний на вход в атмосферу боеголовок МБР.
Третья ступень представляла собой твердотопливный ракетный двигатель X-248 с тягой 12,5 килоньютон (1,3 тонн силы) в корпусе из стекловолокна. Теоретически ракета-носитель «Тор-Эйбл» могла вывести 160 килограмм полезной нагрузки на орбиту высотой 480 километров или до 39 килограмм на траекторию прямого полета к Луне.
Лунный зонд ВВС США, который в проектных документах часто обозначался как “stage 4”, имел амбициозную цель стать первым космическим аппаратом, который выйдет на орбиту Луны менее чем через год после того, как первые спутники были выведены на орбиту Земли. По контракту с ВВС США было изготовлено три 38 килограммовых стабилизированных вращением зонда, каждый из которых нес 18 килограмм научных приборов. Орбитальный аппарат состоял из широкой цилиндрической части, диаметром 74 сантиметра, которая соединяла два конуса из стекловолокна. На конце нижнего конуса находилось кольцо из восьми твердотопливных ракетных двигателей, которые можно было запускать для коррекции траектории зонда с общим приращением скорости в 23 метра в секунду.
На другом конце зонда находился один твердотопливный ракетный двигатель Thiokol TX-8, который должен был быть запущен примерно через 65 часов после запуска, чтобы замедлить скорость зонда, что позволило бы ему выйти на лунную орбиту. Без какой-либо системы управления ориентацией, вращающийся со скоростью около 120 об/мин зонд, сохранял бы постоянную ориентацию в пространстве после его отделения от последней ступени ракеты-носителя. Черные и белые полосы, нанесенные на внешнюю часть зонда перед запуском, и другие сменные элементы использовались для пассивного терморегулирования, чтобы поддерживать внутреннюю температуру орбитального аппарата в диапазоне от 16° до 29° C.
Широкая цилиндрическая часть зонда несла системы управления, батареи, радиопередатчик и научные приборы для измерения магнитных полей, радиации и ударов микрометеоритов. Зонд также нес простую камеру линейного сканирования, разработанную и построенную Военно-морской испытательной станцией вооружений, в надежде получить первые крупные планы Луны. Эта камера имела массу 3,8 килограмм и состояла из небольшого параболического зеркала, которое фокусировало инфракрасное излучение, полученное от поверхности Луны, на специальную детекторную ячейку. Кадры медленно выстраивалась по одному пикселю за один оборот вращением зонда и поступательным движением космического аппарата относительно Луны. Камера активировалась автоматически после того, как она обнаруживала свет от Луны после запуска тормозного двигателя. После активации заряда батареи было достаточно для работы камеры и ее 50-ваттного передатчика в течение нескольких часов. Как надеялись создатели, этого будет достаточно, чтобы сделать и передать одно грубое изображение Луны на основную станцию слежения ВВС США на Гавайях.
Из-за требований миссии, фиксированной ориентации зонда, и грубой системы терморегулирования, запуски на Луну были возможны только в течение четырех дней каждый месяц, с 35-минутным окном в каждый из дней запуска.
После 6 месяцев интенсивной подготовки первый лунный зонд ВВС США был готов к первому старту, окно которого длилось с 17 по 20 августа 1958 года. Ракета «Тор» под номером 127 была установлен на площадке A стартового комплекса 17 (LC-17A) на мысе Канаверал, штат Флорида. По мере подготовки к запуску возникли опасения по поводу двигателя MB-3 . Неудача испытательного полета ракеты «Тор- 108» 11 октября 1957 года, и неудача при запуске ракеты «Тор-116» 24 апреля 1958 года были связаны с отказом турбонасоса двигателя. Последующие полеты, казалось, должны были пройти без этой неисправности. Однако последующий анализ конструкции турбонасоса показал, что в нем были недостатки, что вызвало опасения по поводу первого запуска проекта «Эйбл-1».
Несмотря на опасения, подготовка к запуску продолжалась, и страх, что Советский Союз попытается вырвать победу был реален. В рамках подготовки к первой попытке запуска 17 августа 1958 года, когда стартовое окно открывалось в 7:14 утра по восточному времени, ракета «Тор-Эйбл» была заправлена топливом днем ранее -16 августа, а последние испытания двигателя и электрооборудования начались в 7:30 вечера по восточному времени и были завершены раньше срока.
Обратный отсчет продолжался без каких-либо серьезных проблем. На отметке в -35 минут были проверены коммуникации, и была отмечена небольшая проблема с помехами в низкочастотном телеметрическом передатчике, что привело к кратковременной задержке на отметке -15 минут. Когда команда запуска решила, что это не было серьезной проблемой, обратный отсчет продолжился. Ракета «Тор-127» стартовала с LC-17A в 7:18 утра по восточному поясному времени (12:18 по Гринвичу) в небо Флориды, неся свою полезную нагрузку. Впервые в истории человек пытались достичь Луны.
Казалось, все шло по плану. Но когда быстро поднимающаяся ракета поднялась на высоту 15 километров, примерно через 73,6 секунд после запуска, она взорвалась. Передача сигналов от все еще активного зонда продолжалась до тех пор, пока он и останки ракеты не рухнули в Атлантический океан две минуты спустя. Первая лунная миссия, спонсируемая ARPA, провалилась.
Последующий анализ телеметрии и оборудования, извлеченного водолазами ВМС, показал, что причиной отказа, как все и опасались, была неисправность турбонасоса в двигателе MB-3 ракеты «Тор». После установления причины отказа было решено заменить ракету «Тор-129», которая уже была установлена на стартовой площадке 19 августа в рамках подготовки к сентябрьской попытке запуска проекта «Эйбл-1», чтобы можно было устранить неисправность в двигателе MB-3. Следующая попытка запуска была отложена на месяц, а в качестве носителя должна была использоваться модифицированная ракета «Тор-130».
Тем временем ВВС США официально приняли новое название для серии этих полетов — «Пионер» (Pioneer). Первая неудачная попытка запуска была задним числом обозначена как «Пионер-0», а следующая миссия, запланированная на октябрь, называлась «Пионер-1». Однако с образованием НАСА 1 октября 1958 года ответственность за следующую попытку запуска перешла к новому космическому агентству, а ВВС США официально отводилась лишь вспомогательная функция. Но это уже совершенно другая история.
Ну а на сегодня все. Спасибо за внимание!