Введение
Программы Советского Союза по высадке людей на Луну
Советские пилотируемые лунные программы представляли собой серию программ, осуществляемых Советским Союзом с целью высадки людей на Луну в конкуренции с американской программой «Аполлон». Советское правительство публично отрицало участие в этой гонке, но тайно вело две программы в 1960-х годах: пилотируемые облеты Луны с использованием космического корабля «Союз 7К Л1» («Зонд»), запускаемого ракетой «Протон-К», и пилотируемую посадку на Луну с использованием кораблей «Союз 7К ЛОК» и «ЛК», запускаемых ракетой «Н1». После двойного успеха американцев – первого пилотируемого полёта на лунную орбиту 24–25 декабря 1968 года («Аполлон-8») и первой высадки на Луну 20 июля 1969 года («Аполлон-11»), а также серии катастрофических неудач ракеты-носителя «Н1», обе советские программы были окончательно прекращены. Программа «Зонд» на базе «Протона-К» была отменена в 1970 году, а программа «Н1-Л3» фактически завершена в 1974 году и официально отменена в 1976 году. Подробности обеих советских программ оставались секретными до 1990 года, когда правительство разрешило их публикацию в рамках политики гласности. Советские космонавты ни разу не побывали на лунной орбите и не совершали посадку на Луну.
Ранние концепции
Еще в 1961 году советское руководство делало публичные заявления о высадке человека на Луну и создании лунной базы; однако серьезная работа над этими планами началась лишь спустя несколько лет. Сергей Королев, главный советский конструктор ракетной техники, проявлял больший интерес к запуску тяжелой орбитальной станции и пилотируемым полетам на Марс и Венеру. Исходя из этого, Королев приступил к разработке сверхтяжелой ракеты Н-1 с полезной нагрузкой в 75 тонн.
"Союз-А-Б-С" и "Н1"
В своих предварительных планах освоения Луны конструкторское бюро Королева первоначально продвигало концепцию окололунного комплекса "Союз АБВ" (АБВ на русском языке), в рамках которой двухместный космический корабль должен был состыковаться с другими компонентами на околоземной орбите для сборки аппарата для облета Луны. Эти компоненты затем должны были быть доставлены проверенной ракетой среднего класса Р-7. Параллельно с разработкой Н1, начиная с 1963 года, Королев начал планировать миссию высадки на Луну с использованием двух запусков и стыковки. Позже Королеву удалось увеличить грузоподъемность Н1 до 92-93 тонн (за счет перехода на жидкий водород в верхней ступени и увеличения числа двигателей первой ступени с 24 до 30), что обеспечило достаточную мощность для выполнения миссии одним запуском.
UR-500K / LK-1 и UR-700 / LK-3
Другое главное конструкторское бюро, возглавляемое Владимиром Челомеем, предложило конкурирующую миссию облета Луны с использованием тяжелой ракеты UR 500K (впоследствии переименованной в ракету "Протон") и двухместного космического корабля ЛК-1. Позже Челомей также предложил программу высадки на Луну с использованием сверхтяжелой ракеты UR 700, лунного посадочного модуля ЛК-700 и космического корабля ЛК-3.
R-56
R 56, разработанный в период с апреля 1962 года по июнь 1964 года, рассматривался на предмет использования в лунной программе.
Реакция на "Аполлон"
На ранней стадии советской и американской пилотируемой лунной программы президент США Джон Ф. Кеннеди предложил перед Организацией Объединенных Наций совместную лунную программу, предложение, которое было рассмотрено Никитой Хрущевым. Предложение было отклонено после убийства Кеннеди двумя месяцами спустя, но тем не менее предвосхитило миссию «Аполлон-Союз», которая впоследствии способствовала реализации программы «Шаттл-Мир» и МКС. Советское правительство отреагировало на американский проект «Аполлон» через три года. Согласно первому правительственному указу о советских программах пилотируемых полётов на Луну (Указ 655 268, «О работе по исследованию Луны и освоению космоса»), принятому в августе 1964 года, Челомею было поручено разработать программу облёта Луны с первым запланированным полётом к концу 1966 года, а Королёву – разработать программу посадки на Луну с первым полётом к концу 1967 года. После смены советского руководства от Хрущёва к Леониду Брежневу в 1964 году советское правительство в сентябре 1965 года передало программу облёта Королёву, который перепроектировал цислунную миссию для использования своего космического корабля «Союз 7К Л1» и ракеты «Протон» Челомея. Королёв организовал полномасштабную разработку обеих программ, но скончался после операции в январе 1966 года. Согласно правительственному постановлению от февраля 1967 года, первый пилотируемый облёт был запланирован на середину 1967 года, а первая пилотируемая посадка – на конец 1968 года.
Пролет Луны по программе UR-500K (Протон) /L1 (Зонд)
Запущенный трехступенчатой ракетой "Протон", L1 (Зонд) являлся космическим аппаратом семейства "Союз" и состоял из двух или трех модифицированных модулей основного корабля "Союз 7К ОК" общей массой 5,5 тонн. Космический корабль "Аполлон" (командный модуль) для облета Луны также имел два модуля (командный и служебный), но был в пять раз тяжелее, перевозил экипаж из трех человек и выходил на лунную орбиту, в то время как L1 (Зонд) совершил полет вокруг Луны и вернулся по возвращаемой траектории. В сентябре 1968 года "Зонд-5" доставил первых живых существ с Земли, включая двух черепах, совершивших полет вокруг Луны и благополучно вернувшихся. Первая пилотируемая миссия L1 (Зонд), запланированная на 8 декабря 1968 года с приоритетом над США, была отменена из-за недостаточной готовности капсулы и ракеты-носителя. После того, как "Аполлон-8" выиграл первый этап лунной гонки (выход на лунную орбиту) в конце 1968 года, советское руководство утратило политический интерес к программе L1 (Зонд). Несколько резервных экземпляров L1 (Зонд) совершили беспилотные полеты, но к концу 1970 года программа была закрыта.
Программа посадки на Луну N1/L3
План посадки с экипажем использовал аналогичный метод, как в проекте «Аполлон» – единый запуск и сближение на лунной орбите. Для обеспечения безопасности миссии за несколько недель до пилотируемого полета на Луну должны были быть отправлены беспилотный комплекс ЛК Р L3 и два автоматизированных ровера «Луноход», которые должны были служить радиомаяками для пилотируемого ЛК, а ЛК Р – использоваться в качестве резервного спасательного аппарата. «Луноходы» также оснащались ручным управлением для космонавтов, как для перехода на ЛК Р в случае необходимости, так и для проведения регулярных исследований. Ракета Н1 должна была вывести на орбиту экспедиционный комплекс L3, состоящий из двух космических аппаратов (ЛОК и ЛК) и двух разгонных блоков (блок G и блок D). Вариант корабля «Союз», командный модуль «Лунный орбитальный корабль» (ЛОК), мог перевозить двух человек и имел три модуля, как обычный «Союз 7К ОК», но был тяжелее на несколько тонн. Масса 7К ОК составляла половину массы трехместного орбитального командного корабля «Аполлон». «Лунный корабль» (ЛК) вмещал только одного космонавта, поэтому в советском плане на Луну должен был приземлиться только один космонавт. Масса ЛК составляла 40% от массы лунного посадочного модуля «Аполлон». Масса комплекса L3, который должна была вывести на низкую околоземную орбиту (НОО) ракета Н1, составляла 93 тонны (по сравнению с 137 тоннами ракеты Saturn V). Масса ЛОК и ЛК составляла 40% от массы комплекса «Аполлон», но была эквивалентна массе комплекса L3 без блока G. Разгонный блок для перехода с НОО к лунной орбите в американском корабле «Аполлон» обеспечивался последней ступенью ракеты Saturn V, а для блока D, ЛОК и ЛК – блоком G того же комплекса L3. Во время перелета комплекса L3 к Луне не требовалось разъединять и повторно соединять орбитальный и посадочный модули, как это делалось в «Аполлоне», поскольку космонавт переходил бы из ЛОК в ЛК с помощью «выхода в открытый космос». В миссиях «Аполлон» переход осуществлялся через внутренний переходной отсек. Блок D должен был затормозить ЛОК и ЛК для выхода на лунную орбиту, в то время как в «Аполлоне» этот этап выполнялся включением двигателя служебного модуля для замедления комплекса и выхода на лунную орбиту, поскольку комплекс «Аполлон» летел, ориентируя командный модуль и лунный модуль (LEM) обратной стороной к Земле. После выхода на орбиту ЛК с блоком D отделялся от ЛОК и начинал снижение к поверхности Луны, используя двигатель блока D. После выработки топлива блоком D, ЛК должен был отделиться и завершить посадку, используя собственный двигатель блока E. На Луне космонавт должен был совершать лунные прогулки, использовать «Луноходы», собирать образцы грунта и установить советский флаг. После нескольких часов, проведенных на лунной поверхности, двигатель ЛК снова запускался, используя посадочную платформу в качестве стартовой площадки, как и в «Аполлоне». Для экономии веса двигатель, использовавшийся для посадки, поднимал ЛК обратно на лунную орбиту для автоматической стыковки с ЛОК. Затем космонавт переходил в ЛОК с образцами грунта. После чего ЛК сбрасывался, и ЛОК запускал свой двигатель для возвращения на Землю.
The booster for the LEO toward the Moon for the Apollo vehicle was provided by the last stage of the Saturn V, while for the Block D, LOK and LK, this was to be provided by Block G of the same L3 complex. During the L3 complex's journey to the Moon, there would be no need to undock and re dock the orbital and landing craft as was done in Apollo, because the cosmonaut would transfer from the LOK to LK by a 'spacewalk'. On the Apollo missions, the transfer was done using an internal passage. Block D was to slow the LOK and LK into lunar orbit, while with Apollo this phase was undertaken by firing the engine on the service module to slow the complex and enter lunar orbit since the Apollo complex traveled with the Command Module and Lunar Excursion Module (LEM) facing back towards the Earth. Once in orbit, the LK with Block D would separate from the LOK and descend toward the surface of the Moon using the Block D engine. After Block D exhausted its fuel, the LK was to separate and complete landing using its own Blok E engine. On the Moon, the cosmonaut would take Moon walks, use Lunokhods, collect rocks, and plant the Soviet flag. After a few hours on the lunar surface, the LK's engine would fire again using its landing structure as a launch pad, as with Apollo. To save weight, the engine used for landing would blast the LK back to lunar orbit for an automated docking with the LOK. The cosmonaut then would spacewalk back to the LOK carrying rock samples. The LK would then be cast off, after which the LOK would fire its rocket for the return to Earth.
Космонавты
В 1966 году были сформированы две группы подготовки космонавтов. Одна группа под командованием Владимира Комарова, в которую входил Юрий Гагарин, должна была готовиться к квалификационным полетам корабля "Союз" на околоземной орбите и к лунной миссии с использованием ракеты-носителя "Протон" (Гагарин, Николаев, Комаров, Быковский, Хрунов; Инженеры-космонавты: Горбатко, Гречко, Севастьянов, Кубасов, Волков). Позже Комаров погиб во время полета на корабле "Союз-1" из-за отказа парашютной системы, что привело к высокоскоростному столкновению с Землей. Вторая группа под руководством Алексея Леонова была сосредоточена на подготовке к лунной посадке (командиры: Леонов, Попович, Беляев, Волынов, Климук; Инженеры-космонавты: Макаров, Воронов, Рукавишников, Артюхин). Таким образом, Леонов имеет наибольшие основания считаться первым кандидатом Советского Союза на роль первого человека на Луне. После гибели Комарова на "Союзе-1" в 1967 году Гагарин был отстранен от тренировок, и группы были реорганизованы. Несмотря на неудачу с "Союзом-1", Советскому Союзу удалось успешно отработать автоматическую стыковку двух беспилотных кораблей "Союз" на околоземной орбите в 1968 году, а в начале 1969 года совместная пилотируемая миссия "Союз-4" и "Союз-5" проверила другие ключевые элементы миссии. Всего 18 миссий были связаны с проектом Н1-Л3.
Позднее развитие
После высадки американских кораблей на Луну в 1969 году обоснование советской лунной программы в значительной степени утратилось, хотя разработка и испытания продолжались до начала 1970-х годов. К 1970–1971 годам ЛК был готов после трех беспилотных испытательных полетов на околоземной орбите (Космос-379, Космос-398, Космос-434). ЛОК был запущен один раз (Космос-382, 7К Л1Э, макет 7К ЛОК). Был испытан лунный скафандр «Кречет» и системы жизнеобеспечения. Четыре испытательных запуска Н1 в 1969 (дважды), 1971 и 1972 годах закончились неудачей, несмотря на улучшения после каждой аварии. Второй запуск, 3 июля 1969 года (попытка опередить «Аполлон-11» на 13 дней), привел к уничтожению ракеты и всего стартового комплекса, что задержало программу Н1-Л3 на два года. В рамках автоматического облета Луны эти первые два запуска Н1 несли космический корабль 7К Л1С (модифицированный 7К Л1). В третьем и четвертом запусках использовались макетные 7К ЛОК (7К Л1Э) и штатные 7К ЛОК с макетными ЛК. Полный лунный экспедиционный комплекс Л3 с 7К ЛОК и ЛК для облета и посадки на Луну был подготовлен к пятому запуску с использованием модифицированной ракеты Н1 в августе 1974 года. В случае успеха этой и следующей миссии было бы принято решение о запуске до пяти советских пилотируемых экспедиций Н1-Л3 в 1976–1980 годах. Для повышения технического и научного интереса к программе планировались модифицированные многоразовые миссии Н1Ф Л3М, предусматривавшие значительно большее время пребывания на поверхности Луны, чем у «Аполлона». Однако программа Н1-Л3 (а также Н1Ф Л3М) была отменена в мае 1974 года, и советские космические усилия впоследствии сосредоточились на разработке орбитальных станций и на ряде проектов и наземной подготовке к миссии на Марс, которая продолжается и по сей день, но имеет нечеткие цели. Позднее был предложен лунный комплекс «Звезда», разработаны макеты экспедиционных аппаратов и лунных модулей, а проект «Вулкан ЛЭК» не был принят по экономическим причинам. В качестве частичной компенсации и замены пилотируемой лунной программе Советы реализовали программу автоматической доставки лунного грунта и автоматических луноходов «Луноход». Стартовая площадка и монтажно-испытательный комплекс Н1 были переоборудованы для программы «Энергия-Буран». По крайней мере, пять ЛК и три ЛОК сохранились, некоторые из них находятся в музеях конструкторских и производственных предприятий. Около 150 двигателей, произведенных для первых ступеней Н1Ф, были сохранены производителем (КБ имени Кузнецова), а затем проданы для использования на других ракетах-носителях, начиная примерно с 2000 года.