Экспедиция на Луну. Знакомая по многим научно-фантастическим произведениям картина: лунный пейзаж, резкие тени от стоящей в отдалении ракеты, люди в защитных скафандрах... И вот эта картина со страниц научной фантастики перешла сегодня в реальные научно-технические проекты.
Человек полетит на Луну! Как сделать, чтобы полёт и посадка его были безопасными, чтобы он мог ступить на поверхность планеты, незнакомой еще с шагами людей?
Гигантская многолетняя работа ведется учеными для этого. И один из важнейших ее этапов — первая космическая станция «Луна-2», попавшая на Луну. Она первая совершила посадку. Посадку? Но ведь она просто упала на планету, — можете возразить вы.
Да, упала. Но с точки зрения космонавтической науки — это один из этапов посадки.
Давайте посмотрим, как можно посадить корабль на Луну, как можно
мягкая — это
и космического корабля на поверхность планеты. Именно так можно посадить корабль и на Луну.
Разберемся поподробнее, что означает каждый из способов прилунения.
Начнем с самой простой посадки — с жесткой. Жесткая посадка протекает без торможения космического аппарата, без гашения бешенной второй космической скорости. Иными словами, это падение, удар о лунную поверхность разведчика-автомата, посланного с Земли. Пример такой посадки вам известен: станция «Луна-2».
Грубая посадка отличается тем, что какую-то часть скорости, с которой врывается в сферу лунного притяжения земной корабль там, на Земле, предусмотрели погасить, предусмотрели, хоть сколько-нибудь замедлить стремительный космический бег на дистанции Земля—Луна.
С такой целью в программу полета заложена команда, строго приказывающая автоматам на определенном расстоянии от поверхности планеты развернуть корабль в сторону, противоположную его движению. Тогда сопла двигателей будут направлены в сторону планеты назначения, в нашем случае, в сторону Луны. Корабль начнет прилуняться как бы «вверх ногами». Такой маневр нужен для того, чтобы тяга двигателей, направленная в противоположную от движения сторону, замедляла его.
Увы, результат грубой посадки — тоже удар о поверхность планеты. Примером его служит американская станция «Рейнджер-VII».
Оправдывают ли себя такие посадки? Что дают они нашей земной науке?
Очень и очень много. Огромные по важности научные сведения, колоссальной ценности научную информацию передают на землю корабли, заканчивающие свой путь жесткой и грубой посадкой. Советские лунники провели исследования магнитных полей вокруг Земли и Луны, космических лучей, межпланетного газа, метеоритных частиц. В результате этих исследований были сделаны два больших научных открытия: Луна в отличие от Земли не обладает значительным магнитным полем; она не окружена, как Земля, зонами радиации.
Большая заслуга и американского «Рейджера-VII». Его телевизионные камеры за 16 мин. 40 сек. падения на Луну передали на Землю 4316 снимков поверхности. А регистрация скорости падения высокочувствительными электронными приборами позволила уточнить массу Луны.
Представьте себе, как же стремятся ученые посадить на Луну космический корабль так, чтобы он не разбился, чтобы он сел на поверхность, затормозив движение, погасив скорость — чтобы корабль совершил мягкую посадку!
Вспомним, как все газеты мира писали о первой в истории науки посадке советской автоматической станции «Луна-9». Вспомните, что говорили об этом событии выдающиеся ученые. Мягкая посадка «Луны-9» и фотографирование «на месте» лунной поверхности были признаны грандиозным успехом космонавтики.
Еще бы! Совершена мягкая посадка на Луну — единственно возможная посадка для корабля с человеком на борту!
Как же ее осуществили?
Нечего и говорить, что это дело чрезвычайно сложное и чрезвычайно ответственное. Ведь земной корабль так должен сесть на Луну, чтобы не получить никаких повреждений. Это значит, что скорость посадки должна быть минимальной, надо за какое-то определенное время погасить стремительный бег космического аппарата, затормозить его.
Вдумайтесь, как трудно сделать это, да еще в условиях, когда нет атмосферы, которая послужила бы естественным тормозом и позволила бы к тому же применить парашюты. Ведь незаторможенный корабль врежется в луну со скоростью порядка 2500 м/сек. А чтобы мягко прилуниться, ее надо снизить до нескольких метров в секунду! И только один путь — погасить скорость за счет работы реактивных двигателей, за счет дополнительных запасов горючего.
Расчеты, которые проводят ученые, говорят: скорость движения можно гасить у поверхности Луны, только там включать тормозные двигатели. Тогда расход горючего не будет большим.
Но когда космический корабль летит к цели с экспедицией землян, такой способ исключается. Исключается из-за гигантских перегрузок, которые возникнут при таком режиме посадки. Перегрузки будут так велики, что их не сможет вынести живой организм. Да, пожалуй, и техническая аппаратура.
Правда, специалисты считают, что полеты первых лунных экспедиций не будут «нацелены» прямо на Луну. Траектории их полетов предполагают рассчитывать таким образом, чтобы корабль прошел на расстоянии нескольких десятков или сотен километров от планеты. То есть корабль землян превратится в искусственный спутник Луны, который будет двигаться по своей орбите. Ее принято называть орбитой ожидания.
С нее космонавты уточнят место посадки, проверят перед спуском еще раз оборудование. После окончательного выбора места включится вычислительное устройство, которое все очень точно просчитает.
И только после этого начнется спуск.
Человек готовится выйти на поверхность Луны! Чтобы это совершилось, нужно много и много усилий ученых, инженеров, рабочих, космонавтов.
Давайте обратимся к одному из тех людей, кто уже внес свою лепту в дело достижения заветной цели. Вот мнение советского космонавта Валерия Быковского.
«Для обеспечения жизни и работы космонавтов на орбите и на Луне потребуются специальные скафандры. Значительным событием в решении этой проблемы стало создание скафандра, в котором А. Леонов первым в истории вышел в открытый космос. Эксперимент с выходом в космическое пространство выполнен успешно. На экранах телевизоров было видно, что скафандр не ограничивал движений космонавта, а фал, соединяющий его с кораблем, позволял удалиться более чем на пять метров от корабля.
Характеристики корабля и покрытия были подобраны с расчетом на оптимальный лучистый теплообмен. В дальнейшем скафандр космонавта, очевидно, будет снабжен средствами передвижения. Тогда длительное пребывание вне корабля и выполнение различных операций станут обычным явлением.
Несколько слов о методах выхода из корабля. Сейчас существуют две системы, принципиально отличающиеся одна от другой. Советские космонавты пользуются шлюзом. Несколько усложняя конструкцию корабля, шлюз позволяет космонавту выходить в открытый космос без разгерметизации кабины. Наши американские коллеги вынуждены перед выходом в космос разгерметизировать всю капсулу. И командир корабля, и космонавт, выходящий из корабля, фактически оказываются в космическом пространстве, с той лишь разницей, что один находится в разгерметизированной кабине, а другой выходит из нее. Таким образом, от воздействия различных факторов космического пространства американских космонавтов предохраняет только скафандр, а советских — еще и кабина, климат которой не меняется благодаря использованию шлюза для выхода в космос.
Опыт первых полетов с выходом человека в космос внимательно изучается, он принесет большую пользу при подготовке лунных экспедиций.»
А теперь познакомимся с одним из проектов перелета космического корабля с людьми с Земли на Луну.
По проекту «Аполлон» — так его назвали американские специалисты — на Луну предполагается послать трех космонавтов.
Как же они отправятся в такое путешествие?
Для лунной экспедиции разрабатывается трехступенчатая ракета «Сатурн-5» высотой в 85 метров. Наверху ее будет закреплен корабль «Аполлон» высотой в 25 метров. Сам космический корабль состоит из трех отсеков, которые могут разделяться.
Космонавты, начавшие путь до самой высадки на поверхность нашей космической соседки, будут находиться в отсеке для команды. Это довольно большое помещение, так как вес отсека значительный — 4,5 тонны, хотя и самый легкий из всех трех. Во втором отсеке — самом тяжелом, весом в 25 тонн — разместятся двигательные установки и аппаратура для управления кораблем и коррекции его траектории. И, наконец, третий отсек весом в 11,5 тонны. Его название «лунный экскурсион» говорит о назначении — он предназначен для высадки двух космонавтов на лунную поверхность.
«Аполлон» должен выйти на околоземную орбиту вместе с третьей ступенью ракеты-носителя. Эта ступень и выведет его на траекторию полета к Луне.
Перелет Земля—Луна займет 3,5 суток. Именно тогда «Аполлон» выйдет на круговую орбиту спутника Луны — орбиту ожидания. Она должна проходить на расстоянии 160 км от Луны, а пробегать ее земной аппарат сумеет за два часа.
Когда будет уточнено место посадки, два космонавта перейдут в лунный отсек. И он возьмет курс на планету, включив свой двигатель. Мягкая посадка осуществится с помощью раскрытых шасси. А вот сколько времени проведут космонавты на Луне — 24 часа или 48 — еще не решено. Возможно сутки, а возможно и двое. Но уточнить эту деталь — не самое трудное в проекте.
Когда истечет время пребывания на планете, лунные разведчики снова попадут на орбиту искусственного спутника Луны. Здесь лунная кабина стыкается с кораблем, и «инопланетчики» перейдут в отсек для команды. Со своим «Лунным домом» им придется расстаться: отсек останется на орбите ожидания.
Заработают основные двигатели, чтобы увести корабль на траекторию возврата на Землю — теперь уже путь домой.
После входа в атмосферу Земли снова космонавтам предстоит расставание. Двигательный отсек теперь не нужен, он отбрасывается. Единственный отсек — отсек для команды — возвращается из космического путешествия на Землю. Он приземляется на трех парашютах, или выбросив специальное разворачивающееся крыло — парапланер.
Существуют и другие проекты перелетов космического корабля с людьми по маршруту Земля—Луна. Будущее покажет, который из них окажется более удачным и с меньшим риском для космонавтов даст возможность побывать на Луне.
Необходимо помнить, что цель таких полетов не только в том, чтобы любыми средствами достичь нашей космической соседки, но главным образом, в том, чтобы надежно освоить трассу Земля—Луна для дальнейших космических исследований на благо науки, для всего человечества.
Вот и пришло к концу наше лунное путешествие. Остается пожелать участникам будущих экспедиций доброго пути и благополучного возвращения на Землю.
«Горизонты техники для детей» 1969 г. №2, обл, с.2
