Антон Первушин - Космос. Прошлое, настоящее, будущее

Главным элементом и главной «изюминкой» ракет «Сатурн» были двигатели F-1, работавшие на компонентах кислород-керосин и развивавшие поистине фантастическую тягу – 680 тонн (для сравнения: один такой двигатель почти вдвое превышал суммарную тягу современной ракетно-космической системы «Союз»). Инженеры американской компании Rocketdyne начали его разработку еще в 1955 году, то есть фактически тогда же, когда советские ракетчики вплотную приступили к проекту межконтинентальной ракеты Р-7. Первое огневое испытание полностью собранного двигателя F-1 на стенде состоялось в марте 1959 года, задолго до полета Юрия Гагарина на «Востоке» и Джона Гленна на «Меркурии». Тем не менее двигатель не использовали на начальном этапе космической программы, поскольку испытания показали, что он еще не готов к серийной эксплуатации. Кроме того, под него не было ракеты: «Редстоун» не годилась под такой «агрегат».

Разработка самой мощной ракеты-носителя в истории человечества шла не один год. Сначала на основе армейского задела была построена двухступенчатая ракета «Сатурн-1» с двигателями меньшей мощности Н-1 и RL-10. Она начала летать в виде первой ступени с водяным баком-балластом вместо второй и при старте 27 октября 1961 года по тяге превзошла советскую Р-7. Ракету продолжали запускать и в дальнейшем для утверждения принимаемых технических решений. Двигатели RL-10, работавшие на компонентах кислород-водород, начали испытывать в 1963 году, принципиально доказав возможность использования нового и куда более перспективного вида топлива. Советские конструкторы в то время о водородно-кислородных двигателях могли только мечтать, а промышленного производства жидкого водорода в СССР попросту не было.

Затем команда Вернера фон Брауна построила «промежуточную» ракету «Сатурн-1Б», в первой ступени которой использовалась связка из восьми двигателей Н-1, а во второй – водородно-кислородный двигатель большой мощности J-2. Эта ракета с грузоподъемностью 25 тонн начала летать в феврале 1966 года и позволяла выводить на околоземную орбиту командно-служебный модуль «Аполлона». Предполагалось, что эта же ракета выведет в космос и первый корабль «Аполлон-1», однако 27 января 1967 года экипаж корабля погиб в пожаре на стартовом комплексе, и многие планы НАСА пришлось пересмотреть.

В ноябре 1967 года начались испытания трехступенчатой ракеты-носителя «Сатурн-5»: на ее первой ступени стояли пять полноразмерных двигателей F-1, на второй – пять J-2, на третьей – один J-2. Отрываясь от земли, ракета одномоментно развивала тягу, эквивалентную тяге шести сотен турбореактивных двигателей истребителей того времени!

Интересен подход, который возобладал в НАСА в период осуществления лунной программы. От поэтапной отработки технологических решений, которой придерживалась команда Вернера фон Брауна, американцы перешли к позаимствованному у ВВС «комплексному» методу, когда система проектировалась и испытывалась как единое целое. Выбранный путь позволил заметно сократить время, решая проблемы по мере их поступления. Поэтому в свой первый полет 9 ноября 1967 года ракета «Сатурн-5» отправилась не с имитатором, а сразу с беспилотным командно-служебным модулем Apollo-4 и габаритно-весовым макетом лунного модуля. Запуск прошел блестяще. Корабль общим весом 126 тонн совершил два витка по орбите, затем сманеврировал, поднимая скорость до второй космической, после чего командный модуль успешно приводнился.

22 января 1968 года в рамках миссии «Аполлон-5» был запущен лунный модуль – удалось получить опыт включения его двигателей в безвоздушной среде и управляемости орбитального полета. 4 апреля при взлете отказал двигатель второй ступени, но «Сатурн-5» все равно вытянул беспилотный «Аполлон-6» на орбиту, продемонстрировав удивительную живучесть, – ставка на комплексные испытания себя оправдала.

11 октября ракетой «Сатурн-1Б» был запущен Apollo-7 (точнее, его командно-служебный модуль). На борту находились Уолтер Ширра, Донн Эйзел и Уолтер Каннингэм. В течение десяти суток – недостижимая для советской космонавтики того периода продолжительность полета! – астронавты испытывали корабль, проводя довольно сложные маневры. Теоретически «Аполлон» был готов к экспедиции, однако лунный модуль все еще оставался очень «сырым». И тогда была придумана миссия, которая изначально вообще не планировалась, – полет вокруг Луны.

Публикации в открытой печати и данные разведки указывали, что советские ракетчики готовят такую экспедицию. И хотя еще в 1962 году директор НАСА Джеймс Вебб говорил, что приоритет пилотируемого полета вокруг Луны, скорее всего, «придется отдать русским», к концу десятилетия ситуация радикально поменялась. Теперь американцы ждали зримых доказательств превосходства, на завоевание которого были потрачены семь лет и десятки миллиардов долларов. 21 декабря 1968 года корабль «Аполлон-8» без лунного модуля, но с экипажем из Фрэнка Бормана, Джеймса Ловелла и Уильяма Андерса отправился к соседнему небесному телу. Шестисуточный полет прошел сравнительно гладко, однако перед исторической высадкой на Луну понадобились еще два запуска. В марте 1969 года на «Аполлоне-9» (экипаж – Джеймс Мак-Дивитт, Дэвид Скотт, Расселл Швейкарт) была отработана процедура расстыковки и стыковки модулей корабля на околоземной орбите. Затем то же самое проделали астронавты «Аполлона-10» (экипаж – Томас Стаффорд, Джон Янг, Юджин Сернан), но уже рядом с Луной.