Проектирование космического аппарата в отделе Тихонравова было поручено сектору Глеба Максимова, в котором основные проектные работы проводились группой Береснева.
Идейное руководство на всех начальных этапах принадлежало лично Королеву. По мере разворачивания работ он передал контроль за этой темой своему заместителю по проектной части Бушуеву. В связи с решающим значением проблем управления в этой программе Королев возложил на меня фактическую ответственность за ее реализацию.
Проблемы управления настолько органично переплетались с баллистикой, выбором принципов посадки, конструкцией, сопряжением с ракетой-носителем, что неизбежным было самое тесное сотрудничество с проектантами, конструкторами, основными заместителями Королева и по меньшей мере десятком смежных организаций. Ведущим конструктором по космическому аппарату Королев назначил старого соратника по РНИИ Арвида Палло, а ему в помощь – молодого инженера Александра Лугового.
Поначалу эта работа не входила в число приоритетных. Конструкторы, выпускавшие рабочие чертежи, а вслед за ними производственники на нашем заводе отмахивались от ведущих по Е-6, как от назойливых мух. Корабли-спутники, затем «Востоки», «Марсы» и «Венеры», боевые ракеты – вся эта горящая номенклатура оттесняла Е-6 в конец очереди.
Когда дело дошло до выбора принципов построения и разработки системы управления, я не обнаружил энтузиастов в коллективе наших специалистов. Одно за другим выходили новые постановления. Все были настолько увлечены другими программами и заняты текущими неприятностями, что никто не пожелал взваливать на себя еще одну сложную задачу.
Конструкция аппарата, принципы управления и программа полета определились только к концу 1961 года.
Мягкая посадка на Луну была одной из труднейших технических проблем космонавтики. Эксперимент следовало осуществить небольшим и сравнительно простым автоматом. Чтобы не разбиться о поверхность Луны, торможение перед посадкой должно производиться только с помощью ракетного двигателя. Этим была вызвана необходимость иметь на борту запасы топлива, составлявшие более половины массы аппарата перед торможением. Система управления была обязана перед сеансом торможения выставить аппарат по направлению лунной вертикали, определить момент начала торможения и регулировать тягу двигателя так, чтобы скорость снизилась до нуля непосредственно перед соприкосновением с поверхностью. До начала сеанса торможения система управления с помощью оптических средств должна была обеспечить ориентацию аппарата, после чего осуществлялось построение лунной вертикали и измерение радиовысотомером расстояния до Луны для определения момента включения двигателя на торможение.
Кроме проблем технических, много внимания требовала организация совместных работ многочисленных участников проекта.
С первых и до последних дней программы Е-6 вопросы минимальной массы всей аппаратуры и конструкции являлись определяющими при выборе принципов и компоновки. Всё обязано было работать так, чтобы автоматическому аппарату, остающемуся на Луне для передачи изображения в течение не менее суток, хватало массы для выполнения этой главной целевой задачи.
Трехступенчатая ракета-носитель 8К72, которой мы пользовались для лунных экспедиций 1959 года, способна была доставить к Луне не более 325 кг.
Для Е-6 по самым жестким расчетам требовалось не менее 1500 кг. Это сразу определило необходимость использования нового четырехступенчатого носителя 8К78, который уже начал летать по программам исследования Марса, Венеры и предусматривался для «Молнии-1». Однако и для венеро-марсианской программы его возможности были недостаточны. Начались поиски новых идей по снижению веса служебных систем.
В аппарате Е-6 предусматривалась система радиоконтроля траектории, система астронавигации, бортовая аппаратура управления, которые в нужное время по команде с Земли могли включать КТДУ – корректирующую тормозную двигательную установку для исправления траектории. Радиоинженерам предоставлялась возможность промоделировать основные идеи в реальных условиях до этапа высадки человека на Луну. Выбор главного конструктора радиосистем определился в пользу НИИ-885, а практически – новые заказы достались Рязанскому и Богуславскому.
Богуславский предложил создать единый многоканальный радиокомплекс, осуществляющий прием радиокоманд с Земли, обмен траекторией информацией, передачу телеметрических параметров и, что было главной задачей, передачу изображений окружающей местности после посадки.
Однако радиосистема метрового диапазона, предлагавшаяся Богуславским, не обеспечивала высокой точности измерения параметров движения.
Для межпланетных автоматов, создававшихся для исследований Марса и Венеры, разработку радиосистемы в дециметровом диапазоне проводило СКБ-567. Но его работники настолько срывали сроки, что доверять им еще и лунную тематику было невозможно.
В поисках систем точной навигации не без моей подачи возникла идея воскресить принципы астронавигации, которые мы начали разрабатывать в НИИ-88 с Лисовичем еще в 1947 году. Система астронавигации после этого была развита и реализована на лавочкинской «Буре». На базе созданной мной лаборатории Лисовича теперь в системе Минавиапрома работало отделение № 1 НИИ-993. Там разрабатывались САН – системы астронавигации для самолетов. Главный конструктор этой тематики Валентин Морачевский с энтузиазмом встретил мое предложение создать систему точной астронавигации для посадки на Луну.
Споры по поводу ответственного за разработку автономной системы управления, включая выбор гироскопической системы, обеспечение устойчивости и стабилизации при работе двигателя, логику взаимодействия с астронавигационными приборами, закончились тем, что работа была поручена коллективу Пилюгина. Он был назначен главным конструктором системы управления. Разработку гироскопического комплекса Пилюгин тоже взял на себя, поручив эту ответственную и новую задачу Владимиру Лапыгину. Для специалистов Пилюгина это была первая работа по управлению космическим аппаратом. До этого они разрабатывали только системы управления боевыми ракетами или космическими носителями.
«Не боги горшки обжигают», – успокаивали меня Финогеев и Хитрик – заместители Пилюгина. Все элементы и логику управления они «упаковали» в прибор массой более 80 кг, который назвали И-100. Зато были исключены отдельные корпуса для каждого прибора, межблочные кабели и штепсельные разъемы.
Пилюгинские разработчики, стремясь получить весовой выигрыш, объединили в этом приборе задачи управления третьей и четвертой ступенями ракеты-носителя и космическим аппаратом. Опыт, дорогой ценой накопленный нами на ракетах 8К78 для программ исследования Марса и Венеры, не использовался.
Общая масса аппарата, разгоняемого к Луне, достигала 1580 кг. К началу пусков Е-6 ракета-носитель 8К78 уже совершила десять стартов по программам MB.
До первого пуска Е-6 за предыдущие два года из этих десяти только в одном нормально сработали все четыре ступени – это было при пуске по Марсу в 1962 году. В остальных девяти имелось пять отказов по вине четвертой ступени (блока «Л»), два – по вине третьей и две аварии – при выводе на участках работы первой и второй ступеней.
Предстояло набирать опыт и по новой комбинированной системе, объединившей задачи управления третьей ступенью, блоком «Л» и полетом по трассе до самой Луны.
Весовой выигрыш в объединенной системе действительно был получен, но всю отработку надо было начинать заново. Мы вынуждены были «отдавать веса» телевизионной системе и сложной радиотехнике. В те годы на пилотируемых аппаратах мы, где только могли, повышали надежность за счет приборного или системного резервирования. В программе Е-6 из-за жестких весовых ограничений использовать принцип избыточности и резервирования для повышения надежности в процессе полета практически не удалось.
На долю специалистов моих отделов остались разработка антенно-фидерных устройств, общая координация программы полета и обеспечение совместимости всех систем.
Вот здесь-то я хлебнул забот. Никто из наших руководителей отделов не пожелал вникать в тонкости электронного оборудования Е-6. Наиболее «патриотически» настроенные руководители отделов открыто говорили:
– Это вы с СП отдали всю работу Пилюгину, ну и расхлебывайте сами.
С активной помощью Юрасова и Осташева я начал разбираться, что на самом деле натворили работавшие первое время в отрыве друг от друга коллективы разных предприятий, и «расхлебывать» чужие ошибки.
Келдыш считал Е-6 очень важной работой. В помощь нашим баллистикам он подключил из Отделения прикладной математики (ОПМ) АН группу Охоцимского, в которой эта задача была поручена молодому теоретику, впоследствии известному ученому Михаилу Лидову. Келдыш и сам детально разбирался в проблемах, связанных с определением траектории полета, точности прилунения и астронавигации. Совместными усилиями теоретиков была рассчитана оптимальная траектория и программа полета.
