Антон Первушин - Битва за Луну. Правда и ложь о лунной гонке
В мае 1963 года на острове Меррит заложили фундамент гигантского монтажно-испытательного корпуса — здания вертикальной сборки высотой 165 м. Два года спустя его уже сдали под монтаж оборудования. В 5 км от него, на берегу океана, в 1963–1966 годах были выстроены два стартовых комплекса, LC-39A и LC-39B, для ракет "Saturn V". Еще два комплекса, LC-34 и LC-37B, были построены для ракет "Saturn I" и "Saturn III".
При разработке такой грандиозной ракетно-космической системы, как "Saturn-Apollo", центральной становилась проблема надежности. И программа отличалась беспрецедентным размахом стендовой наземной отработки как отдельных блоков, так и всего комплекса в целом.
На создание стендовой базы потребовалось около пяти лет: три года — на проектирование, два — на строительство. Противники строительства полномасштабных стендов считали такую методику весьма неразумной и затратной, но она принесла свои плоды. И одно из важнейших событий программы "Apollo" произошло 16 апреля 1965 года, когда на стенде была испытана первая ступень ракеты "Saturn V" в полной сборке. Именно на такой стенд у Сергея Павловича Королева не хватило денег, что и привело к краху проекта ракеты "Н-1".
Имея столь надежную гарантию по проверке сверхтяжелых ракет, Джордж Эдвин Миллер (р. 1918), ставший в сентябре 1963 года шефом Управления пилотируемых полетов НАСА, предложил отказаться от постепенной летной отработки "Saturn V" (сначала первая ступень, потом — вторая) и готовить первый пуск сразу с тремя готовыми ступенями и кораблем. На все возражения специалистов у Миллера был мощный довод: при традиционном порядке летно-конструкторских испытаний высадка на Луну до конца десятилетия нереальна.
Тем временем вовсю шла подготовка к запускам ракет серии "Saturn".
Новый носитель родился в 1957 году из работ группы Вернера фон Брауна по объединению ракет "Redstone" и "Jupiter" в связку "Juno V". К 1959 году проект выкристаллизовался в "Saturn" (связка баков, оснащенная восемью двигателями — улучшенными вариантами двигателей ракет "Thor" и "Jupiter").
Первый "Saturn I", стартовавший с мыса Канаверал 27 октября 1961 года, имел массу около 420 т. Рабочей у ракет этой серии ("Block I") была лишь первая ступень; макеты верхних ступеней несли балласт (воду) общей массой 86 т. При втором запуске, 25 апреля 1962 года, макеты верхних ступеней были подорваны, и балласт рассеялся в верхней атмосфере гигантским облаком ледяных кристаллов, которое специалисты могли наблюдать в течение нескольких секунд. При полете 16 ноября 1962 года проверялись тормозные ракеты отделения первой ступени.
С завершением экспериментальных запусков "одноступенчатого" варианта ракеты пришло время "оживить" вторую ступень, чтобы выйти на орбиту. Первый "двухступенчатый" вариант "Block II" взлетел с мыса Канаверал 29 января 1964 года. Новый носитель вывел на орбиту модуль проверочного оборудования и носовой конус ракеты "Jupiter", заполненный песком. В следующем пуске, 28 мая 1964 года, проверялась работа системы спасения корабля "Apollo", пока еще с макетом основного блока.
16 февраля 1965 года "Saturn I" вывел на орбиту рабочий полезный груз — исследовательский спутник "Pegasus 1". Второй "Pegasus" отправился в космос 25 мая, третий — 30 июля.
По завершении первого цикла запусков перешли ко второму — к летным испытаниям ракеты-носителя "Saturn 1В". Ее первая ступень была облегченной версией "Block II" ракеты "Saturn I", а новая вторая ступень оснащалась одним двигателем "J-2".
Первый запуск состоялся 26 февраля 1966 года. В суб-орбитальном полете, который продолжался 32 минуты, были проверены обе ступени ракеты и теплозащитный экран корабля "Apollo". Также прошел испытание беспилотный основной блок, предназначенный для орбитальных миссий (так называемый "Apollo Block I"). За исключением нареканий к работе наземных систем, неполадок при этом запуске не было.
5 июля 1966 года ракетой "Saturn IВ" на орбиту был выведен аэродинамический обтекатель командного модуля корабля, названный задним числом "Apollo 2". Основными задачами полета стали изучение поведения компонентов топлива, оставшихся в баках последней ступени, а также имитация повторного запуска двигателя.
28 августа 1966 года в полете "Saturn IВ" на суборбитальную траекторию для проверки входа в атмосферу под максимальным углом и со скоростью больше первой космической был выведен беспилотный командный модуль, названный "Apollo 3". Он находился в полете 93 минуты, его двигатель включался четыре раза, а максимальная высота полета составила 1137 км. Командный модуль вошел в атмосферу со скоростью 8,7 км/с и успешно приводнился в Тихом океане у острова Уэйк.
Успех предыдущих испытаний позволял надеяться, что первый пилотируемый орбитальный полет "Apollo" состоится по плану — 21 февраля 1967 года, в ходе четвертого пуска "Saturn 1В". Еще в декабре 1965 года в основной экипаж "Apollo 1" были назначены Вирджил Айвен "Гас" Гриссом (1926–1967), Эдвард Хиггинс Уайт (1930–1967) и Роджер Брюс Чаффи (1935–1967).
Однако все больше чувствовалось отставание от графика разработки самого корабля "Apollo". Проект постоянно модифицировался: только в 1966 году в конструкцию и оборудование было внесено свыше 5300 изменений, а 758 из них еще не были осуществлены. Последствия изменений с трудом прослеживались по чертежам, большинство не учитывалось ни штатной документацией, ни специальными инструкциями. Незащищенные жгуты проводов змеились по полу кабины корабля. Из системы терморегулирования сочился теплоноситель — ее элементы много раз разбирались и собирались из-за неполадок.
27 января 1967 года экипаж "Apollo 1" разместился в корабле с заводским номером 012, который уже находился на стартовом комплексе, в голове ракеты "Saturn IВ". Астронавты собирались отработать обратный отсчет и первые три часа полета. В бункере управления пуском, расположенном в 500 м от старта, у пульта сидел будущий астронавт Стюарт Аллен Руса (1933–1994), рядом с ним — Дональд Кент "Дик" Слейтон (1924–1993).
К вечеру включились прожекторы. В 18:31, когда Слейтон просматривал график испытаний, он услышал голос из "Apollo 1". Всего одно слово, похожее на "Огонь!". И еще через две секунды: "У нас пожар в кабине!" Слейтон узнал голос Чаффи, чье место было напротив пульта радиосистем. Взглянул на телемонитор, транслировавший изображение экипажа через иллюминатор выходного люка. На стекле плясали языки пламени. Спасатели бросились к люку корабля и отпрянули назад. Он был слишком горячий. От дыма ничего не было видно, противогазы не помогали. Только через пять минут люк удалось открыть, и спасатели сообщили, что все кончено: экипаж "Apollo 1" погиб в бушующем огне.
Что именно пошло не так, никто не может сказать и сегодня, но условия для пожара были идеальные. Согласно проекту, на старте кабина "Apollo" заполнялась чистым кислородом под давлением. Малейшая искра в такой атмосфере может привести к загоранию. Однако никто не подумал о возможных последствиях…
Конструкторам пришлось существенно доработать корабль "Apollo" модели "Block II", чтобы сделать его более безопасным и надежным. Однако распространенное мнение о том, что январская катастрофа задержала программу на полтора года, ошибочно. Если бы даже "Apollo 1" слетал успешно, длительная пауза до первого запуска "Saturn V" и до готовности лунного модуля все равно была неизбежна.
В то время как на земле переделывали командный модуль корабля, начались испытания сверхмощной ракеты-носителя "Saturn V". Разработку этой трехступенчатой ракеты команда Вернера фон Брауна начала в 1961 году. Весь проект обошелся американскому налогоплательщику в 4,9 миллиарда долларов. По компоновке и конструкции носитель сравнительно прост — сложность его изготовления была обусловлена исключительно грандиозными размерами: высота с полезным грузом составляла 110 м!
Первая ступень "S-IC" разработки фирмы "Boeing Aeroplane Со." состояла из баков, межбакового, переходного и двигательного отсеков. Баки горючего (керосин) и окислителя (жидкий кислород) выполнялись аналогично — их обечайки были сварены из листов алюминиевого сплава, образующих кольцевые секции. В баке устанавливались кольцевые шпангоуты, а также перегородки и воронкогасители. Бак горючего наддувался гелием, который хранился в жидком состоянии под давлением в четырех цилиндрических баллонах внутри бака окислителя. Четыре внешних двигателя "F-1" устанавливались в двухстепенных карданных подвесах, а центральный — неподвижно. Стартовая тяга двигателей была эквивалентна суммарной тяге пятисот реактивных истребителей того времени! Донная часть ракеты защищалась теплозащитным экраном из волокнистого титана, покрытого керамикой. Конические обтекатели закрывали внешние двигатели от аэродинамических нагрузок. На обтекателях устанавливались стабилизаторы, под ними — твердотопливные двигатели разделения и рулевые машинки с приводами.
Вторая ступень "S-2" разработки фирмы "North American Rockwell" состояла из переднего переходника, топливного отсека, подмоторной рамы с задней юбки, теплозащитного экрана и заднего переходника. Конструкция "S-2" превосходила по эффективности (отношению произведения массы топлива и внутреннего давления к толщине стенки баков) скорлупу куриного яйца! Топливный отсек разделялся многослойной перегородкой на баки горючего (жидкий водород) и окислителя (жидкий кислород). К внешней поверхности отсека приклеивался слой теплоизоляции из фенольных сот с пенистым заполнителем, закрытый нейлоном и майларовой пленкой. Ступень имела пять двигателей "J-2" (один неподвижный в центре, периферийные в кардановом подвесе).