Забытые проекты программы «Apollo»

Забытые проекты программы «Apollo»

Несмотря на то, что в целом программа «Аполлон» закончилась успешно, многое из того, что планировалось сделать в ее рамках, так и не было доведено до конца. Более того, по мере развития сама программа изменялась, модернизировалась, пересматривались исходные планы и концепции. Однако начнем с самого начала. Прежде чем приступить к проектированию непосредственно космических кораблей, НАСА должно было определиться с выбором схемы полета к Луне и с ракетой-носителем.

Еще в апреле 1960 года руководство НАСА одобрило трехэтапную программу создания мощной ракеты-носителя «Сатурн». Первой в этой серии должна была стать двухступенчатая ракета «Saturn C-1»; ее планировали запустить в 1961 году. Второй — трехступенчатая ракета «Saturn C-2» с запуском в 1963 году. Третьей — перспективная пятиступенчатая ракета «Saturn C-3». Для всех трех вариантов проектировалась единая первая ступень с ЖРД на топливе кислород — керосин. Для второй и третьей ступеней фирма «Рокетдайн» должна была разработать кислородно-водородные двигатели «J-2» на тягу 90,7 тонны. Для четвертой и пятой ступеней фирме «Пратт энд Уитни» были заказаны двигатели «LR-115» с тягой 9 тонн или двигатели «RL-10», разрабатываемые для разгонного блока «Кентавр», с тягой 6,8 тонны.

После того как американский Конгресс принял решение о финансировании программы подготовки лунной экспедции, в США был создан Комитет по ракетам-носителям.

В него вошли руководители НАСА, Министерства обороны, ВВС и некоторых корпораций. Комитет предложил разработать ракету-носитель «Сатурн С-3» в трехступенчатом варианте.

По расчетам «Сатурн С-3» был способен вывести на околоземную орбиту около 50 тонн полезного груза, а к Луне — всего 13,5 тонны. Этого было недостаточно, и HACA, поощряемое позицией президента смело расширило фронт работ над перспективной ракетой-носителем.

Два мощных научных коллектива НАСА — Центр пилотируемых аппаратов в Хьюстоне и Центр имени Маршалла в Хантсвилле, разрабатывавший носители, — рассматривали самые разные схемы экспедиции. Инженеры Хьюстона предлагали простой «прямой» вариант полета: три астронавта в космическом корабле стартуют к Луне с помощью очень мощной ракеты и летят кратчайшим путем. По этой схеме космический корабль должен иметь такие запасы топлива, чтобы совершить прямую посадку, затем взлет и возвратиться на Землю без всяких промежуточных стыковок. Согласно расчетам «прямой» вариант требовал для возвращения на Землю стартовой массы на поверхности Луны не менее 23 тонн. Чтобы получить такую стартовую массу на Луне, требовалось вывести на околоземную орбиту 180 тонн, а на траекторию к Луне — 68 тонн. Такую массу одним пуском способна была бы вывести только ракета-носитель «Нова» («Nova»).

Проект этой ракеты, которой так и не суждено было подняться в космос, получил одобрение еще президента Эйзенхауэра. С января 1959 по июль 1960 года команда Вернера фон Брауна, работавшая в Хантсвилле, изучила множество возможных компоновок ракеты «Нова» на основе жидкостных ракетных двигателей «F-1» и «J-2». Первые проекты ракеты «Нова» (например, «Nova4L») выводили на окололунную орбиту полезный груз порядка 24 тонн, поэтому носитель пришлось дорабатывать, увеличивая его габариты и количество двигателей на ступень. В конце концов получилось настоящее чудовище — высотой в 66 метров, диаметром 14,6 метра и со стартовым весом в 3152 тонны.

Создание подобной ракеты, по мнению оптимистов, уходило далеко за 1970 год, а потому в конце концов «Нова» была отвергнута.

Вначале центр имени Маршалла предлагал двухпусковой околоземный орбитальный вариант. При этом схема лунной экспедиции выглядела следующим образом. На орбиту Земли выводится беспилотная разгонная ступень. Там она состыковывается с третьей пилотируемой ступенью, имеющей необходимый для разгона к Луне запас водорода. На земной орбите кислород разгонной ракеты перекачивается в пустой бак окслителя третьей ступени и такая кислородно-водородная ракета разгоняет космический корабль к Луне. Далее могут быть два варианта: прямая посадка на Луну или предварительный выход на орбиту искусственного спутника Луны.

Второй вариант, как мы помним, был предложен еще Юрием Кондратюком в 20-х годах. Идея заключалась в том, что космический корабль должен состоять из двух блоков; командного модуля и лунной кабины («лунного посадочного модуля», «лунного такси»).

Этот двухмодульный космический корабль и получил в конце концов название «Аполлон» («Apollo»). С помощью двигателей третьей ступени ракеты-носителя и командного модуля он должен был выводиться на орбиту искусственного спутника Луны. Двое астронавтов должны перейти из командного модуля в лунную кабину, которая затем отделяется от командного модуля и садится на Луну. Третий астронавт остается в командном модуле на орбите. После завершения миссии на Луне кабина с астронавтами взлетает, стыкуется с аппаратом, ожидающим на орбите, «лунное такси» отделяется и падает на Луну, а орбитальный модуль с тремя астронавтами возвращается на Землю.

Этот лунно-орбитальный вариант был более тщательно проработан и поддержан третьим научным центром НАСА — Центром имени Лэнгли.

Каждый из вариантов предлагал использование не менее двух носителей типа трехступенчатых «Saturn С-5» со стартовой массой в 2500 тонн для каждой лунной экспедиции.

Каждый «Saturn C-5» оценили в 120 миллионов долларов.

Это показалось дорого, и двухпусковые варианты не получили поддержки.

Наиболее реальным оказался однопусковой лунно-орбитальный вариант, предложенный Джоном Хуболтом — инженером Центра имени Лэнгли. Самым заманчивым в этом варианте было использование только одного носителя типа «Сатурн С-5» (позже его называли просто «Сатурн-5») при увеличении стартовой массы до 2900 тонн. Этот вариант позволял увеличить массу «Аполлона» на 5 тонн. Тогда же был окончательно «похоронен» альтернативный проект «Нова».

Однако, несмотря на решение Комитета, споры по выбору оптимальной схемы полета к Луне продолжались. Только июля 1962 года НАСА приняло официальное решение: лунно-орбитальный однопусковой вариант был объявлен единственно безопасным и экономичным для достижения Луны к 1970 году. Предварительные расчеты показали, что «Сатурн-5» может вывести 120 тонн на околоземную орбиту и доставить 45 тонн к Луне. Группа Хуболта торжествовала: им удалось переломить ожесточенное сопротивление сторонников «прямого» полета (к которым, кстати, относился, и фон Браун) и заставить чиновников НАСА поверить в более оригинальный и многообещающий вариант. Пришла очередь разработать и утвердить проект собственно лунного корабля. Но оказалось, что такой проект уже существует и альтернатив ему нет…

Со времен конференции, устроенной командованием ВВС в январе 1958 года, в кругах, близких к космической программе, шло обсуждение оптимальной формы и конструкции для обитаемой космической капсулы. Выдвигались самое различные проекты — от простейшего шара до орбитального самолета. Потом был придуман конус «Меркурия». 9 декабря 1959 года внутри НАСА появился специальный комитет, который должен был разработать программу развития транспортных космических средств после завершения проекта «Меркурий». Уже на первых заседаниях комитета его члены определили, что следующим логическим шагом в этом направлении станет пилотируемый облет Луны.

В июле 1960 года для новой программы было утверждено Название «Аполлон», а 13 сентября НАСА провело первую конференцию, посвященную проекту космического корабля для облета Луны. На этой конференции представители авиакосмической промышленности получили техническое задание на разработку такого корабля. Были выдвинуты следующие требования: габариты соответствуют последней ступени ракеты-носителя «Сатурн С-2»; масса — не больше 6,8 тонны; продолжительность работы системы жизнеобеспечения — не менее 14 дней для экипажа из трех человек.

Месяцем позже из шестнадцати проектов, представленных в НАСА, руководство агентства отобрало три: от «Дженерал Электрик», «Конвейр» и «Мартин». Эти фирмы получили 250 тысяч долларов на то, чтобы в шестимесячный срок довести свои предложения «до ума».

В то же время два конструктора Центра имени Лэнгли — Макс Фагет и Калдвил Джонсон — разработали проект цилиндрической капсулы диаметром 4,06 метра, что соответствовало диаметру последней ступени ракеты «Сатурн С-2». Пока руководство НАСА тратило время и деньги на изучение различных вариантов лунных кораблей, Джонсон выпустил чертежи компоновки лунного корабля, практически неотличимого от командного модуля «Аполлона», который полетит в космос шестью годами позже.

Однако инженеры фирм «Дженерал Электрик», «Мартин» и «Конвейр» ничего не знали об этом.

Проект фирмы «Дженерал Электрик», проходивший под обозначением «Apollo D-2», создавался из соображений минимизации веса корабля. Во-первых, было решено, что корабль должен иметь два модуля, один из которых (приборно-агрегатный) по выполнению задач миссии останется на окололунной орбите. Во-вторых, возвращаемая капсула при минимальном весе должна была иметь максимально возможный внутренний объем. Идеалом здесь является шар, но конструкторы после перебора различных вариантов остановились на форме «фары».

В результате получился двухмодульный корабль конической формы длиной 10,18 метра и массой всего лишь 7470 килограммов; «фароподобный» возвращаемый аппарат при весе 2183 килограмма имел длину 2,88 метра, диаметр — 2,5 метра. Заметно выигрывая по габаритам и массе у «Аполлона», космический корабль «D-2» обеспечивал в 1,5 раза больше места для экипажа.

Инженеры фирмы «Мартин», разрабатывавшие проект «Apollo L-2C», остановились на цилиндрической форме корабля с воронкообразным носом. Эта конструкция была ближе всего к «Аполлону», создаваемому в Лэнгли. Коническая возвращаемая капсула с экипажем имела диаметр 3,91 метра, высоту 2,67 метра и массу 2590 килограммов. При этом весь корабль имел длину 12,5 метра при массе 6466 килограммов.

Проект «L-2C» отличался от остальных тем, что при его доработке конструкторы детальнейшим образом изучили и проанализировали программу полета от момента старта с мыса Канаверал до момента облета Луны, прилунения и возвращения на Землю. Поэтому космический корабль «L-2C» (в отличие, например, от вышеописанного «D-2») создавался как унифицированное средство для освоения и изучения космоса: его можно было использовать как корабль для полета к Луне и как орбитальную лабораторию.

Конструкторы фирмы «Конвейр» предложили довольно необычную конструкцию, получившую название «Аполлон Линзообразный» («Apollo Lenticular»). И действительно возвращаемая капсула этого корабля по виду более всего напоминала линзу, снабженную складными крыльями. Такая форма для пилотируемого космического аппарата была впервые предложена Аланом Кехлетом в 1959 году.

В проекте «блюдце» возвращаемой капсулы имело следующие габариты: диаметр — 4,88 метра, высота — 1,73 метра, полная масса — 2867 килограммов. В задней части линзообразной капсулы имелось входное отверстие, через которое экипаж попадал в корабль. Сам корабль имел коническую форму, длина — 9,76 метра, масса — 8778 килограммов. Это был самый тяжелый корабль из всех предложенных в рамках программы «Аполлон».

Каждый из вышеописанных проектов был по-своему интересен, однако шесть месяцев работ, сотни тысячи долларов и усилия десятков проектировщиков были потрачены впустую.

Директор НАСА Джеймс Уэб при встрече с представителями фирм, состоявшейся в мае 1961 года, с интересом выслушал их предложения, одобрил концепцию и модель космического корабля «D-2», но от услуг фирм отказался, сославшись на то, что у агентства уже имеется собственный Проект космического корабля «Аполлон», созданный Центром имени Лэнгли.

После майского выступления президента Джона Кеннеди перед Конгрессом, когда была названа цель и сроки, руководство НАСА интенсифицировало работы над космическим Кораблем. 28 июля конструкторы Центра имени Лэнгли закончили эскизный проект «Аполлона» и подготовили техническую документацию к нему. Тогда Уэб вновь собрал представителей авиационной промышленности и объявил конкурс, победитель которого получил бы контракт на изготовление космических кораблей. В конкурсе участвовало 12 фирм. 24 ноября их предложения были изучены. Предпочтение отдавалось тем проектам, которые наиболее соответствовали концепции, придуманной в Лэнгли. По идее, победителем должна была стать фирма «Мартин», удостоившаяся высшей оценки со стороны экспертов. Более того, 27 ноября руководству «Мартина» неофициально сообщили, что они получат этот контракт. Однако тут вмешался Белый дом, и на следующий день победителем конкурса была объявлена компания «Норт Америкен»…

Интересно, что несмотря на открытость программы «Аполлон» для средств массовой информации, в американской печати постоянно публиковались сенсационные сообщения от «заслуживающих доверие источников», будто бы готовится секретный полет к Луне космического корабля со смертником на борту. Дополнительную почву для такого рода слухов создала авиакомпания «Белл», предложившая довольно оригинальный вариант экспедиции на Луну: срочным порядком отправить туда человека, не заботясь о его возвращении на Землю. Астронавт должен был жить на Луне один в специальном контейнере столько, сколько потребуется для создания системы, способной вернуть его на Землю.

Ежегодно он получал бы 22 посылки с Земли по 415 килограммов каждая с запасами воздуха, воды и пищи… Отличный сюжет для романа, не находите?..

Данный текст является ознакомительным фрагментом.