Запуски первых спутников, которые должны были дать ответы на тревожащие вопросы о состоянии околоземного пространства, можно назвать научной разведкой. Открытие радиационных поясов в ходе этой разведки привело к осознанию новых границ, которые установила природа. От амбициозных планов основоположников космонавтики пришлось отказаться, но стоит ли отказываться от самой идеи орбитальной станции? На этот счет у теоретиков в начале космической эры не было единого мнения. И тут определяющим фактором стала технология, а точнее – ее выражение в грузоподъемности ракет. Прошу вас запомнить словосочетание «грузоподъемность ракет», ведь от него напрямую зависят наши возможности по освоению космоса.
Мы знаем (обсуждали в предыдущей главе), что первые тяжелые баллистические ракеты были созданы в нацистской Германии командой молодого талантливого конструктора Вернера фон Брауна. Если быть скрупулезным в деталях, то следует отметить, что инженеры Третьего рейха создали целую линейку ракет, но в серийное производство пошла только одна из них – А-4, известная ныне как V-2 (Фау-2). Именно этими ракетами немцы обстреливали в конце войны Лондон, Антверпен и другие города. Именно эти ракеты достались союзникам по антигитлеровской коалиции (СССР, США и Великобритании) в качестве наиболее «прорывного» научно-технического трофея. Именно их существование побудило руководство СССР и США пересмотреть свое отношение к перспективам развития баллистических ракет и фактически спровоцировало ракетно-космическую гонку. Однако грузоподъемность А-4 не превышала одной тонны – т. е. она могла доставить полезную нагрузку (в данном случае боеголовку с химической взрывчаткой) на заданное расстояние в 260 км. В качестве космической она не годилась, потому что в принципе не могла развить космическую скорость даже без полезной нагрузки. Дело в том, что в качестве компонентов топлива в ней использовались этиловый спирт и кислород. Такой выбор был сделан не от хорошей жизни – конструкторы столкнулись с массой технических проблем, а решать их приходилось быстро. Спирт менее калориен, чем нефтепродукты, а скорость истечения продуктов его сгорания меньше, чем у керосина. Но у спирта имеется и серьезное достоинство по сравнению с керосином – более низкая температура факела, что упрощает систему охлаждения камеры сгорания. Кроме того, можно снизить вес ракеты – спирт требует при горении меньшее количество окислителя (чтобы полностью сжечь 1 кг бензина, необходимо иметь 3,5 кг кислорода, а для того, чтобы сжечь 1 кг спирта, понадобится около 2 кг кислорода). Если бы перед инженерами Третьего рейха была поставлена задача сконструировать космическую ракету, то, возможно, они все-таки остановились бы на керосине, но для боевой оказалось достаточно спирта.
Команда Сергея Королёва тоже делала боевые ракеты – вот только главная цель для советских ракет находилась не в соседнем государстве, а на другом континенте. И груз, который требовалось доставить, вырос до 5,5 т – именно столько, по прикидкам советских физиков, должен был весить термоядерный заряд. Так появилась ракета Р-7 («семерка»), которая и стала в 1957 году первым космическим носителем в истории, выведя «Спутник-1» на орбиту.
Наличие ракеты с грузоподъемностью пять тонн оказалось решающим. У американцев к тому моменту были лишь две ракеты, которые могли быть использованы для космических запусков: «Авангард» (“Vanguard”) с грузоподъемностью 10 кг и «Юпитер Си» (“Jupiter C”, “Juno I”) с грузоподъемностью до 30 кг. Благодаря этим ракетам, были запущены первые американские спутники: «Авангард-1» (“Vanguard-1”) весом 1,5 кг и «Эксплорер-1» (“Explorer-1”) весом 13,9 кг. Достаточно просто сравнить с массой советских спутников, чтобы увидеть разницу: простейший «Спутник-1» весил 83,6 кг (причем в техзадании фигурировал лимит 100 кг); биологический «Спутник-2» с собакой Лайкой весил 508,3 кг; космическая лаборатория «Спутник-3» весила 1327 кг.
Старт межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7»
При этом на орбиту выходили не только спутники, но и центральные блоки ракет-носителей Р-7 (блок «А», вторая ступень), «сухая» масса которых превышала 7 т! Имея такой запас грузоподъемности по сравнению с американцами, команда
Королёва без особого напряжения брала один приоритет за другим. В сущности советские конструкторы могли не мучиться с начинкой спутников, а запускать в космос простые болванки – даже в этом случае их достижения имели бы не только спортивный, но и научный смысл: наблюдение за изменением траектории таких болванок само по себе давало ученым гораздо больше информации об околоземном пространстве, чем все теоретические соображения вместе взятые.
Американские специалисты прекрасно сознавали главную причину своего отставания. В публикациях конца 1950-х годов они прямо сообщают о превосходстве Советов в области ракетостроения, как бы оправдываясь перед налогоплательщиками за то, что не могут воспроизвести достижения конкурентов. Разница в грузоподъемности сказалась и на следующем этапе ракетно-космической «гонки». Команда Сергея Королёва модернизировала «семерку», облегчив ее и повысив тягу двигателей за счет конструкторских решений. Затем к ракете добавили еще одну ступень, и запуск пилотируемого корабля «Восток» стал вопросом ближайшего времени. Причем его создатели из королёвского ОКБ-1 располагали гарантированной грузоподъемностью в 5 т, что по тем временам казалось чем-то безграничным. Они могли позволить себе дублировать основные системы и даже отказаться от ручного или дистанционного управления: «Восток» выглядел настоящим космическим роботом-трансформером, способным выполнить всю программу миссии от начала и до конца без участия пилота или наземных служб, что наглядно продемонстрировали первые же испытательные запуски.
В американской программе «Меркурий» (“Mercury”) все было сложнее. Когда президент Дуайт Эйзенхауэр поставил перед космическим агентством НАСА задачу перехватить стратегическую инициативу у Советов и завоевать приоритеты в пилотируемой космонавтике, ракеты стали главным камнем преткновения. Как и в случае со спутниками, рассматривались два варианта: суборбитальный полет с использованием спиртовой ракеты «Рэдстоун» (“Redstone”) и короткий орбитальный полет с использованием боевой керосиновой ракеты «Атлас-Д» (“Atlas-D”). При этом расчетная масса корабля составляла всего лишь 1118 кг – почти в пять раз меньше «Востока». Конструкторам было не развернуться, и они буквально «нашпиговали» кабину оборудованием. В итоге американский пилот не садился в корабль, а «надевал» его на себя. Дело доходило до курьезов – зная, что суборбитальный прыжок астронавта займет всего пятнадцать минут, разработчики решили, что ассенизационное устройство не пригодится, и не стали проектировать его. Однако ближе к запускам выяснилось, что пилоты после «надевания» корабля проводят часами на старте, поэтому их пришлось снабдить специальными впитывающими подгузниками – прототипами современных «памперсов». На орбитальную версию корабля устанавливался мочеприемник, а специальная диета исключала более серьезную потребность.
Все эти выкладки могут показаться вам скучными, однако именно возможность доставить на орбиту лишний килограмм определила развитие космонавтики на десятилетия вперед. Разумеется, конструкторы корабля «Меркурий» с удовольствием подождали бы, пока американская армия сделает им большую и красивую ракету с грузоподъемностью десяток тонн, но времени им на такое ожидание не дали. А поскольку попытка догнать и перегнать не удалась, вся программа «Меркурий» в сущности оказалась холостым выстрелом. Пожалуй, главным ее итогом можно назвать только возникновение агентства НАСА, которое благодаря поддержке правительства сумело сконцентрировать усилия в космической сфере и приступить к реализации более масштабных проектов.
