одна ошибка связана с тем, что водород и кислород – пара, дающая на выходе не максимально возможную энергию. Больше тепла будет выделяться, если использовать водород и фтор. Валентин Петрович Глушко предложил попробовать сделать двигатель на этой паре, однако сразу возникли проблемы. Дело в том, что фтор и любые его соединения с водородом ядовиты, а способов нейтрализации очень мало. Фтор не только токсичен, но и обладает высококоррозийными свойствами.
Под руководством Глушко был создан и начал проходить испытания двигатель РД-301. Первая проблема оказалась в подаче топлива. Фтор вступал в реакцию с материалом двигателя, и продукты этой реакции забивали форсунки для впрыска. Тогда разработали механизмы защиты и изменили геометрию форсунок, так что контакт фтора с ними был минимален. Работу проделали колоссальную. Изготовленный двигатель прекрасно себя показал, но в производство не пошел. Работа с фтором требовала невероятной дисциплины, а инструкция занимала несколько томов. Вероятность ошибки была слишком высока, и от проекта отказались.
Другая умопомрачительная идея Глушко – ядерный ракетный двигатель. В качестве рабочего тела используется водород, но он не вступает в химическую реакцию, а нагревается за счет работы ядерного реактора. Проект под названием РД-0410 был создан, и двигатель начал работу, но он был радиоактивный. К тому же достаточно тяжелый, хотя его тяга меньше, чем у РД-170, в разы. В США ядерный двигатель тоже был сделан. Он получил имя NERVA. Его еще до изготовления планировали использовать для пилотируемого полета на Марс или для переоборудования лунной ракеты-носителя «Сатурн-5». Когда NERVA построили, он оказался мощнее всех химических двигателей, но его размер был сопоставим с размерами трехэтажного здания. Чтобы вывести его на орбиту, требовалась отдельная ракета-носитель «Сатурн-5». Проект оказался невероятно дорогим и не востребованным правительством США.
Глава 9
Луна
На самом деле нет никакой темной стороны Луны – вообще-то она вся темная.
Pink Floyd
Как только первый в мире спутник 4 октября 1957 года оказался на околоземной орбите, сразу же начались работы по реализации более амбициозной задачи – осуществления полета на Луну. Официально о цели достижения Луны в СССР заявили 30 декабря 1957 года. Конструкторам еще 25 сентября поступила задача разработать двигатель для новой ступени ракеты-носителя. Это был звоночек, вещавший о начале работ над более мощной и быстрой ракетой.
Чтобы достигнуть Луны, нужна скорость более 11,2 км/с. Для такого разгона обязательно требуется третья ступень ракеты-носителя. С этим этапом была огромная проблема, о которой мы рассказывали в других главах, а сейчас сосредоточимся на Луне. Сразу оговоримся: ошибок в лунных программах наберется на отдельную полноценную книгу, а здесь мы остановимся лишь на некоторых из них.
Одной из задач до запуска первого лунника была его стерилизация. Земные бактерии не должны были попасть на естественный спутник нашей планеты. Снаружи на аппарате никто бы не выжил, а вот внутри? Ведь в герметичном корпусе есть и воздух для охлаждения, и температура комфортная. Решение было простым – положить внутрь аппарата хрупкий контейнер с формалином. Станция ударится о Луну, упаковка разорвется, и освободившаяся жидкость отравит все белковые организмы. Контейнер был сделан из резиновых груш-спиртовок для клизм.
Правда, уже на стартовой площадке клизмы заменили на флакон из-под одеколона «Кармен». На самом деле ничего из этого не требовалось в принципе. Энергии удара от столкновения с Луной со скоростью 3 км/с достаточно, чтобы испарять металлы, не говоря уже о микробах. Тем не менее для спокойствия ученых все эти операции были проведены при запуске первого лунного зонда.
Для отслеживания траекторий полета было решено использовать два метода: радио- и оптический. Второй предполагал распыление по траектории движения ракеты вещества, которое было бы заметно с Земли. Этот метод получил название «искусственная комета». Удивительно, но яркое облако можно было создать, используя всего 300 граммов натрия. Солнечный свет заставляет натрий светиться. Такой эффект возникает у любого щелочного металла. У элементов первой группы периодической системы электрон находится далеко от ядра, поэтому его проще возбудить и, соответственно, проще вызвать свечение. Среди щелочных металлов первым в таблице Менделеева идет литий. Если использовать его, то свечение будет в 40 раз ярче, чем от натрия. Правда, литий излучает в инфракрасном спектре, так что его свечение не видно глазом. Хотя специализированные инструменты прекрасно могли отслеживать след ракеты, обыватели не имели бы такой возможности. Был выбран натрий, который светится желтым. Любой любитель астрономии мог даже в средний телескоп наблюдать искусственную комету, летящую к Луне. Но когда наступило время выпустить натрий, над большинством обсерваторий сгустились облака. Наблюдать получилось только в одной обсерватории.
Первый аппарат советской лунной программы приблизился к нашему естественному спутнику, но перелетел его. Станция «Луна-1» просто пронеслась мимо, так как слишком сильно разогналась. Ошибка была банальной. 1 января при подготовке полета один из сотрудников неверно установил параметры антенны. Она была наклонена на 44°, а не как запланировано – на 42°. Автоматика была завязана на положение ракеты, оно в свою очередь зависело от угла между антенной и Землей. В итоге двигатель не был выключен вовремя, так как приборы сочли полет некорректным. Когда же ракета наклонилась еще на 2°, автоматика сработала, но скорость аппарата уже была слишком высокой.
Макет АМС «Луна-1»
Тем не менее данные, полученные с помощью аппарата, удивили ученых. Пролетая мимо Луны, зонд не зарегистрировал изменения магнитного поля. Этот факт говорил о том, что собственного магнитного поля у спутника Земли нет. Источник такого поля вокруг планет – жидкое ядро, и, видимо, у Луны оно отсутствует.
Следующая попытка совершить задуманное была успешной. Станция «Луна-2» стартовала не сразу. Запуск откладывался четыре раза, пока инженерам не надоело исправлять мелкие проблемы, и они просто заменили ракету-носитель целиком. Старт 12 сентября 1959 года прошел успешно. В полете отказала только одна система – радиовысотомер. Но для того, чтобы аппарат мог врезаться в лунную поверхность и разбиться, прибор был не нужен. Касание небесного тела рукотворным объектом по данным с космодрома Байконур состоялось 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды. В США же указали на время 00 часов 02 минуты 22,6 секунды. Разница была незначительной на первый взгляд, но очень важной. Причиной неточности стал простой факт – скорость света конечна. До Луны радиосигнал идет 1,3 секунды. За это время станция пролетает более 4 км, а это уже значительное расстояние.
В США была похожая история. Сначала Pioneer 3 не смог долететь до Луны из-за того, что двигатели отключились раньше на 3 секунды и не успели разогнать аппарат, а еще двигатели ошиблись в угле поворота: вместо запланированных 68° аппарат развернулся на 71°. Pioneer 4, наоборот, разгонялся слишком долго.
