2 января 1959 года произошел запуск межпланетной автоматической станции «Луна-1», названной в мировой печати «Мечта». Она стала первой в мире научной станцией, запущенной в межпланетное космическое пространство. Ее создателями были «лунатики»… Именно так шутливо называли себя инженеры специального проектного подразделения конструкторского бюро Сергея Королева. На траекторию полета к Луне «Мечту» вывела ракета-носитель «Восток-Л», запущенная с космодрома Байконур с помощью криогенного заправочного комплекса, созданного на Уралвагонзаводе.
Американский пионер
Ученый Уэсли Хантресс вспоминал: «В Америке в 1950-е годы считалось само собой разумеющимся, что Соединенные Штаты будут лидером в исследованиях космоса… А затем появился «Спутник-1». Не тот первый шаг в космос, которого мы ожидали от Америки, но полная неожиданность из-за железного занавеса… Благодаря «Спутнику» изменился мир. Достижения в освоении космоса стали знаком передовой нации». Конечно, речь идет о запуске первого искусственного спутника Земли, стартовавшего 4 октября 1957 года. Попытка американцев отправить в космос свой первый спутник «Авангард-1» 6 декабря 1957 года закончилась провалом – ракета взорвалась на стартовом столе.
С декабря 1957-го по сентябрь 1959 года было еще одиннадцать запусков аппарата «Авангард-1». Только три из них были успешными. А первым весомым ответом на полеты советских спутников стал вывод на орбиту аппарата «Эксплорер-1» 31 января 1958 года, открывшего радиационные пояса Земли.
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) решило направить внимание на изучение Луны и тем самым ликвидировать отставание от СССР. Новый проект получил название «Пионер». Его главной задачей стало фотографирование обратной стороны Луны. В 1958 году три старта автоматических лунных станций были неудачными. В течение 1959-1960 годов NASA потеряло еще шесть «Пионеров», направлявшихся на Луну и Марс. Череда неудач была прервана запуском 3 марта 1959 года станции «Пионер-4», пролетевшей на расстоянии 60 000 километров от Луны и ставшей искусственным спутником Солнца. Но главная задача не была выполнена – сфотографировать Луну не удалось.
Разведчик лунной трассы
Идея полета на Луну прозвучала в докладе главного конструктора ОКБ-1 Сергея Королева, сделанном в апреле 1956 года на Всесоюзной конференции по ракетным исследованиям верхних слоев атмосферы. Но к ее воплощению приступили после успешных запусков первых спутников. 20 марта 1958 года было принято постановление Правительства СССР о разработке автоматической лунной станции. Цель новой программы – достижение поверхности Луны. Для этого ученым и инженерам пришлось решить ряд сложнейших научно-технических проблем, прежде всего создание мощной трехступенчатой ракеты, способной достигнуть второй космической скорости – 11,2 км/с. На основе ракеты Р-7 была создана трехступенчатая ракета «Восток-Л». Третья ступень или блок Е должна была вывести автоматическую станцию с околоземной орбиты на траекторию полета к Луне.
Разработкой нескольких вариантов автоматической лунной станции в ОКБ-1 занялись инженеры проектного отдела под руководством Михаила Тихонравова. Новые космические аппараты они называли «лунниками».
Усилия американцев по запускам «Пионеров» не остались без внимания советского правительства, распорядившегося ускорить работы по лунной программе. Это не лучшим образом сказалось на испытаниях новой техники. Первый старт ракеты «Восток-Л» с автоматической межпланетной станцией «Луна-1» был произведен 23 сентября 1958 года. Из-за аварии ракеты первый «лунник» был утерян. Повторные запуски в октябре и декабре 1958 года также оказались провальными.
Лишь четвертая попытка 2 января 1959 года увенчалась успехом. Впервые космический аппарат развил скорость 11,2 км/с и направился к Луне. Цели он не достиг: из-за ошибки наземных средств управления он пролетел мимо планеты на расстоянии 5995 км и стал первым в мире искусственным спутником Солнца. Научная аппаратура станции во время полета работала нормально, связь с «Луной-1» поддерживалась более 60 часов на расстоянии до 600 тысяч километров. Так первый «лунник» установил еще один мировой рекорд – дальности космической радиосвязи. Он собрал ценные сведения о радиационных поясах Земли, установил отсутствие магнитного поля Луны, зарегистрировал потоки ионизированной плазмы или солнечного ветра и другую научную информацию.
«Луна-1» справилась и с важнейшими техническими целями – отработкой старта ракеты-носителя, точного полета по расчетной траектории, испытанием системы управления ракетой. Путь к межпланетным путешествиям был проложен!
Кислородный завод на колесах
Уралвагонзавод с 1954 года был участником запусков боевых ракет, в том числе Р-7, ставшей космической ракетой. ОКБ-250 и криогенное производство к весне 1957 года подготовили комплект транспортных заправочных средств. Заправщик 8Г117 – для заправки «семерки» жидким кислородом – окислителем ракетного топлива. Дозаправщик 8Г118 – для постоянной подпитки баков ракеты кислородом до момента старта. Еще в комплект входил агрегат 8Г128 с жидким азотом, который использовали для охлаждающего наддува баков. Все они обеспечили запуски «семерки» с первыми искусственными спутниками Земли в 1957-1958 годах.
Но у этих криогенных агрегатов был один серьезный недостаток, из-за которого цистерны прибывали на стартовые площадки полупустыми. Жидкий кислород испарялся из-за несовершенной теплоизоляции. Промышленные технологии на основе вакуума в Советском Союзе только начинали разрабатывать. А частые запуски ракет требовали все большего количества кислорода на космодроме.
Помощь предложил Всесоюзный научно-исследовательский институт кислородного машиностроения (ВНИИКИМАШ). Ученые выступили с идеей специальных поездов. Вот как описал принцип их работы один из руководителей ОКБ-250 Аркадий Сац: «Идея состояла в том, что в верхней части сосуда устанавливался конденсатор, внутри которого должна циркулировать жидкость с температурой кипения ниже температуры кипения кислорода, например жидкий азот или жидкий воздух, причем этот хладоагент должен вырабатываться в этой же системе. Таким образом, был практически создан кислородный завод на колесах…»
Работа по созданию поездов с обратной конденсацией началась на Уралвагонзаводе в 1955 году. О результатах мы можем узнать из научного доклада главного конструктора ОКБ-250 Мефодия Веремьева. «УВЗ были созданы две модификации усовершенствованных средств: поезд 8Г59 с агрегатами – хранилищами для доставки жидкого кислорода на космодром и поезд 8Г50 с агрегатами – заправщиками для заправки баков ракет на стартовых площадках... Поезд 8Г59 включает в себя состыкованные в определенной последовательности девять цистерн: хранилища жидкого кислорода, компрессорный агрегат, технологический агрегат, вагон-электростанцию, вагон-общежитие и цистерну для дизельного топлива. В компрессорном агрегате вырабатывается сжатый воздух, который под давлением поступает в технологический агрегат, где сжижается и поступает в конденсатор, на поверхности которого конденсируются пары жидкого кислорода из цистерн-хранилищ. Все агрегаты поезда соединены между собой гибкими металлорукавами и кабелями. Технологическая схема работы поезда 8Г60 такая же. Создание поездов потребовало от коллектива УВЗ колоссальных материальных и людских затрат». Новые изделия разрабатывались под руководством заместителя главного конструктора Акима Речкалова и сменившего его в начале 1959 года Николая Реутского, а также руководителей конструкторских подразделений Александра Гурьянова, Леонида Бородина, Николая Лаврухина, Михаила Деменева. Проблема доставки большого количества жидкого кислорода на Байконур была решена.
Семья «лунников»
Криогенные заправочные системы Уралвагонзавода обеспечили запуски еще двух «лунников» из славного семейства лунных станций первого поколения. 12 сентября 1959 года стартовала ракета «Восток-Л» с автоматической станцией «Луна-2», совершившей жесткую посадку на лунную поверхность. На планету были доставлены шаровой и ленточный вымпелы с изображением Государственного герба Советского Союза и надписью «СССР. Сентябрь 1959». Впервые в истории советский «лунник» осуществил межпланетный перелет.
4 октября 1959 года в путешествие отправилась станция «Луна-3», выведенная на сложную траекторию полета, обусловленную ее миссией. Она заключалась в фотографировании невидимой стороны спутника Земли. 7 октября «лунник» в течение 40 минут фотографировал обратную сторону планеты. На основании уникальных фотографий, сделанных станцией «Луна-3», в 1960 году была составлена карта обратной стороны Луны, а в 1961 году выпущен первый глобус Луны.
Полеты автоматических межпланетных станций серии «Луна» стали свидетельством высокого уровня развития отечественной науки, техники и промышленности.
Текст: Оксана Серебрякова, сотрудник Выставочного комплекса Уралвагонзавода
Фото: из архива музея истории УВЗ