Мечта, война, бюджет. Как открывали Марс в СССР
Декабрь уходящего 2021 года отмечен юбилеем эпохального события, которое, впрочем, в последнее время оказалось на периферии внимания общественности и СМИ. Это первая в мире мягкая посадка на Марс, выполненная 2 декабря 1971 года спускаемым аппаратом советской межпланетной станции «Марс-3». Празднование Дня космонавтики 12 апреля естественно сопровождается вполне справедливыми словами о подвиге Гагарина, кроме того, довольно широко известно о первом спутнике и успехах американской лунной программы. Кто-то, может быть, вспомнит о полетах «Вояджеров» и «Пионеров», конечно, «Шаттлы» и МКС. Но ведь Марс, далекая красная планета, сыграла огромную роль в истории космонавтики и была в свое время желанной целью. Ее достижение тоже было предметом гонки, пусть и несколько затененной лунными перипетиями. Давайте вспомним сегодня об этом событии и начнем, конечно, с далекой предыстории, ведь именно там, у истоков советской и мировой космонавтики, рождались идеи и мечты, которые в итоге и стали двигателями одного из величайших свершений человечества — рывка в космос.
Осенью 1931 года в Москве была создана ГИРД — группа изучения реактивного движения. Одна из первых организаций, занимавшихся в Советском Союзе проблемами реактивного движения. Многие инженеры, начинавшие здесь свой путь, в дальнейшем стали известными творцами космической техники. Среди них был и Сергей Королёв. Группа разрабатывала ракеты и двигатели, производила запуски. Уже тогда были исследования, направленные на создание крылатых аппаратов с реактивными двигателями. Активнейшее участие в организации работы коллектива с самого начала принимал старший товарищ Королёва — инженер и энтузиаст космонавтики Фридрих Артурович Цандер. К тому времени он имел солидный опыт в этой области знаний. Еще в школьные годы Цандер познакомился с книгой Константина Эдуардовича Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами», и перспективы, предлагаемые «калужским мечтателем», произвели на него глубочайшее впечатление. Цандер решил осуществить космические полеты на практике.
Вскоре после окончания школы, обучаясь в Рижском политехническом институте, он рассчитывает траектории полета ракеты к Марсу. Со временем молодой инженер издает свой первый труд, посвященный вопросам организации полетов к планетам. Одно за другим следуют его предложения: о создании оранжерей на космических объектах, о том, что части конструкции корабля, став ненужными, могут быть сожжены в двигателе. О применении прямоточных реактивных двигателей и крыльев для старта с Земли. Цандер делает нестандартный ход — он предлагает не бороться с атмосферой, преодолевая ее сопротивление при разгоне ракеты, а использовать ее. На этапе прохождения земной атмосферы космический корабль может иметь крылья и винты, оптимально используя возможности, даваемые атмосферой, и опыт, накопленный воздухоплаванием. Далее подключаются прямоточные воздушно-реактивные двигатели, использующие атмосферный кислород в качестве окислителя, и только после прохождения плотных слоев атмосферы начинается собственно ракетный полет.
Развивая мысли Циолковского, Цандер предлагал выйти на качественно иной уровень, радикально усовершенствовав сами концепции создания космических аппаратов. Причем его предложения не были абстрактной фантастикой — они опирались на расчеты и учитывали ограничения законов физики. Другое дело, что тогдашние технологии не позволяли воплотить подобные идеи в реальность. В полной мере они не реализованы и сегодня, видимо, и в начале XXI-го века мы должны признать, что это дело будущего.
Надо отметить, что и Королёв в 30-е годы много усилий посвятил именно крылатым аппаратам, по сути создавая прообразы сегодняшних крылатых ракет.
Цандер стал одним из ведущих специалистов ГИРД и даже вдохновил товарищей по творчеству своим любимым девизом «Вперед — на Марс!». К сожалению, судьба не отвела ему достаточно времени, и вскоре он умер от тяжелой болезни, даже не увидев, как в небо стартовала ракета его конструкции, одна из первых советских ракет.
Прошли десятилетия. Тяжелая и плодотворная работа по созданию ядерного щита и первые в мире космические успехи позволили Королёву рассчитывать на реализацию более масштабных планов. Он, как и другие ГИРДовцы, помнил девиз Цандера. Еще в апреле 1957 года в королёвском ОКБ-1 был создан отдел, занимавшийся разработкой пилотируемых кораблей для орбитальных полетов и автоматических станций для изучения Луны, Венеры и Марса.
14 августа 1959 г. в ЦК КПСС поступает записка с грифом «Сов. секретно (особой важности)», в которой предлагается перейти к «планомерному освоению космического пространства с помощью ракет и спутников». В качестве актуальных проблем перечислены создание ракет для полета к Марсу и Венере, создание автоматической станции на Луне, создание спутников в интересах связи, противоракетной обороны и разведки (военные — главный источник финансирования, их интересы должны быть соблюдены), осуществление первых полетов человека в космическое пространство и разработка мощных ракет на химическом, а также на ядерном топливе. Создание плазменных и ионных ракетных двигателей для полета к планетам и возвращения на Землю.
Звучит, как чистая фантастика, но люди, которые это писали, имели предельно реалистичное представление о технически возможном. Под документом, среди прочих, подписи Устинова, Неделина (легендарного маршала артиллерии), Хруничева, имя которого сейчас носит одно из ведущих ракетно-космических предприятий, главы Академии наук Келдыша и, конечно, Королёва.
Предложение было одобрено, и после детальной проработки и согласования со всеми организациями, которые планировалось привлечь к этим работам, 10 декабря 1959 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О развитии исследований по космическому пространству». Среди научных проблем, которые следует решать, перечислен и поиск внеземной жизни: «Создание космических ракет для полета в район других планет, в первую очередь, к Марсу и Венере, с целью изучения их физических свойств и наличия на них жизни с передачей результатов исследования на Землю». В дальнейшем ставится задача достижения этих планет ракетными аппаратами. Упоминаются и спутники Земли, и лунные исследования с помощью автоматов, и полеты человека в космос. Детальнейшим образом описывается план действий, назначаются ответственные лица, руководители, организации-исполнители, но для нашей сегодняшней темы всё же важно понять, почему предлагается искать жизнь на Марсе и Венере.
Дело в том, что в те далекие годы было принято считать, что на Венере атмосферные условия приблизительно соответствуют мезозойской эре Земли. Уже было ясно, что Венера — планета жаркая, но исследования с помощью телескопов тех лет не позволяли выяснить, насколько. Плотные облака, видимые с Земли, наводили на мысль о парниковом эффекте, и воображение исследователей рисовало образ жарких тропических лесов, огромных океанов (первые аппараты для посадки на Венеру делали плавучими), а значит, и возможной жизни. Фантасты писали произведения о борьбе космических путешественников с суровой природой Венеры и ее дикими обитателями, были даже сообщения о том, что некоторым наблюдателям удалось рассмотреть на Венере что-то похожее на сеть линий, вроде марсианских каналов.
И тут мы переходим к тому, почему же Марс вызывал к себе еще более острый интерес, чем Венера. Дело в том, что выдающийся астроном Джованни Скиапарелли еще в XIX веке, наблюдая Марс, заметил на нем сеть темных линий, которые назвал canali, что на итальянском означало «проливы». Он имел в виду астрономическую традицию называть темные и светлые участки небесных тел (вслед за Луной) морями и континентами. А если есть моря, то могут быть и проливы. Но перевод его статей на английский был выполнен с ошибками, и в англоязычных статьях вместо проливов появились «каналы», что уже намекало на искусственное происхождение этих объектов.
Развернулась широчайшая дискуссия в научной среде, одни астрономы видели каналы, другие — нет. Но пресса, конечно, вовсю развернула тему обнаружения следов разумной деятельности на другой планете. Всё это привлекло внимание американского дипломата Персиваля Лоуэлла. Принадлежа к высшим кругам бостонской элиты, он окончил Гарвардский университет и отправился изучать культуру Японии и Кореи. Также он посетил Бирму, Китай и Индонезию. Изучал эзотерические практики и шаманские обряды, писал книги. Достигнутый Лоуэллом уровень иллюстрируется тем, что Госдепартамент поручил ему сопровождать первое посольство Кореи в США. А затем, по просьбе корейского посла, он сопровождал миссию на обратном пути до Сеула.
Узнав об открытии «каналов» на другой планете, Лоуэлл решил посвятить себя исследованиям Марса. Он построил собственную обсерваторию, благо средства позволяли, и нанял сотрудников, впрочем, и сам провел колоссальное количество наблюдений. Он видел в жизни марсиан будущее Земли — высыхающая планета, теряющая остатки воды, и высокоразвитая цивилизация, обреченная на гибель неумолимыми природными законами. Он писал книги, всячески популяризировал материалы своих наблюдений, что привлекало всё больше внимания к марсианским каналам, и постепенно сформировалась устойчивая точка зрения, что ожидать на Марсе если не разумную жизнь, то уж точно животных или растения — это вполне реалистично.
Всё это порождало посвященные Марсу литературные произведения, что только укрепляло представления о марсианской цивилизации. Тут обычно вспоминают «Войну миров» Герберта Уэллса, но можно привести и более интересный пример. Так, Александр Богданов написал роман «Красная звезда», в котором показано коммунистическое общество на Марсе и, кстати, марсиане как раз отправляют экспедиции на Венеру. Конечно, в этой связи вспоминается и «Аэлита» Толстого.
Даже в 1965 году, уже имея снимки с американского аппарата «Маринер-4», показавшие поверхность Марса, многие исследователи всё же уповали на низкое качество снимков и всё еще надеялись найти там жизнь. Например, один из крупнейших советских астрономов, глава Харьковской лунно-планетной научной школы академик Николай Барабашов в фильме «Марс» 1968 года говорит, что с научной точки зрения есть достаточные основания утвердительно отвечать на вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?».
Стоит ли теперь удивляться, что и для Королёва Марс был особой целью. Известный ученый, организатор промышленности и дипломат, член-корреспондент АН СССР В. С. Емельянов вспоминал о разговоре с Королёвым в перерыве между заседаниями на сессии Верховного Совета СССР в Кремле. Емельянов спросил, какие у него самые сокровенные мечты, на что последовал ответ:
«Ты в „Комсомольской правде“ читал статью Шкловского о Марсе? Собственно, там речь шла не о Марсе, а о его спутниках. Шкловский приходит к выводу, что оба спутника Марса полые и имеют искусственное происхождение. Чего же я хочу добиться? Установить, действительно ли спутники Марса полые. А если они полые, промерить толщину стенки хотя бы одного из них… Меня это так захватило, что я покоя себе не нахожу. Ведь только подумай, что нас может ожидать на Марсе, если его спутники в самом деле искусственные тела?! Развитие земной цивилизации шло одними путями, а если на Марсе была цивилизация, то вовсе не обязательно, чтобы ее развитие шло так же, как и нашей земной. Разве не захватывающая перспектива — познать эти пути развития?»
Начать практическую работу над этой проблемой позволяло как раз упомянутое выше постановление ЦК КПСС от 10 декабря 1959 года, предписывавшее создание ракет для полетов к планетам. Дело в том, что знаменитые носители «Восток» и даже более поздний «Восход» не могли отправить автоматическую межпланетную станцию (АМС) к Марсу. Поэтому на базе «Восхода» была создана новая версия — «Молния». Для этого к имеющимся трем ступеням добавили четвертую — разгонный блок «Л». В качестве топлива использовались керосин и жидкий кислород, причем это был первый криогенный (то есть использующий жидкий газ низкой температуры) блок, который должен был запускаться в невесомости, после часового пребывания на орбите Земли.
Схема запуска АМС с помощью «Молнии» выглядела так: первые три ступени отрабатывают и доставляют аппарат с четвертой ступенью — блоком «Л» — на опорную околоземную орбиту. Двигатель разгонного блока включается в оптимальный для выхода на межпланетную трассу момент. Дальше станция следует к планете, сделав по пути несколько коррекций траектории. Уже в январе 1960 года прошли пуски новой ракеты с макетом четвертой ступени, а затем были завершены и наземные испытания блока «Л», что позволило перейти к подготовке АМС.
Первые версии марсианских станций были разработаны в ОКБ-1 Королёва, и им предстояло впервые отработать основные элементы и технологии марсианских экспедиций. Впервые потребовалось бы устанавливать космическую связь на расстояниях около 300 миллионов километров. Специально для этого как раз в сентябре 1960-го был построен измерительный пункт космической связи под Евпаторией в Крыму — часть комплекса «Плутон» — мощнейшей системы дальней космической связи своего времени. Сложная схема коррекций траектории тоже нуждалась в отработке. Специально для этих аппаратов разрабатывалась система астроориентации — аппарат как бы «видел» небесные тела и определял свое положение в пространстве относительно них. Разрабатывался целый комплекс научных приборов, ведь нужно было еще разведать пространство между Марсом и Землей. Какое там магнитное поле? Есть ли потоки частиц и космическое излучение, и могут ли они угрожать автоматике и людям? Каковы параметры атмосферы Марса, его поверхности? В общем, первые аппараты были, по сути, разведчиками, изучающими межпланетные трассы. Конечно, уже ставилась задача обнаружения признаков жизни на поверхности планеты.
Запустить аппараты к Марсу можно не в любое время, а только тогда, когда Марс и Земля находятся в удобном взаимном расположении на орбитах. Такой временной промежуток называется «астрономическое окно». И ближайшее «окно» как раз начиналось в сентябре, а заканчивалось 15 октября. Жесточайший дефицит времени и огромный перечень работ, многие из которых характеризуются фразами типа «впервые в мире», не позволили полноценно подготовить станции, и было решено даже не пытаться совершить посадку, а только осуществить пролеты мимо Марса с фотографированием поверхности. Конечно, со всеми исследованиями и испытаниями по пути. Первая ракета ушла 10 октября, но пуск закончился аварией третьей ступени. Времени оставалось всё меньше, пусковое окно закрывалось, и чтобы успеть хотя бы отработать полет к Марсу, вторую станцию облегчили до предела. Было снято всё научное оборудование, но — снова авария носителя и падение аппарата в атмосферу.
В новом 1961 году к технологическим трудностям марсианской программы добавились военно-политические. Конец 1950-х — начало 1960-х годов стали временем всё большего обострения, причем именно военного, отношений между СССР и США. Уже к 1960 году впервые стала возможной взаимная атака двух стран с помощью межконтинентальных баллистических ракет.
В то время США обладали весьма существенным перевесом над СССР и по количеству ядерных зарядов, и по средствам их доставки. Создание подобных вооружений — дело затратное, и уже в начале января Совет обороны решил пересмотреть ассигнования, выделяемые «на космос». Министр обороны СССР Родион Малиновский сообщал, что построить полигоны, испытательные и стартовые комплексы и городки, их обслуживающие, можно только в ущерб и без того напряженным до предела ресурсам военных, и просил высвободить научные организации и финансы для оборонных задач. Конструкторы пытались аргументировать свою позицию тем, что военные разработки тоже ведутся и, к примеру, новая сверхтяжелая ракета Н-1, которую предлагалось создать, сможет выводить и боевые станции. Но последовала еще одна записка Малиновского, в которой он уже прямо пишет, что работы по космической тематике «отвлекают силы и средства от разработки боевых объектов. Пуски космических объектов требуют большого расхода ракет „Р-7“, боезапас которых ограничен» и т. д.
В общем, как писал Бодлер: «…и происходит встреча безмерности мечты с предельностью морей». Акцент был перенесен на создание систем противоспутниковой и противоракетной обороны, спутников-разведчиков, а также боевых ракет на твердом топливе. Точку в дискуссии поставило Постановление ЦК КПСС от 13 мая 1961 года с говорящим названием «О пересмотре планов по космическим объектам в направлении выполнения задач оборонного назначения». Оно предусматривало свертывание и перенос на более поздние сроки целого ряда работ, включая создание пилотируемых межпланетных кораблей. Правда, была тема, работы по которой предписывалось ускорить, — запуски «Востоков», в том числе с человеком на борту. Стало ясно, что единственной возможностью сохранить межпланетную тематику остаются автоматические аппараты.
(Окончание следует…)
