Полеты радиотелеуправляемых ракет к далеким мирам можно осуществить гораздо раньше, чем полеты ракет с людьми».
Все это была правда. В распоряжении советских конструкторов космической техники была только одна тяжелая ракета, позволяющая совершать космические рейсы, – ракета «Р-7». Именно с ее помощью при соответствующих доработках на орбиту были выведены и первый спутник, и первый межпланетный аппарат, и Юрий Гагарин на корабле «Восток». Однако «Р-7» не позволяла запустить пилотируемый космический корабль к Марсу – ее мощности хватало бы только на то, чтобы отправить в путешествие небольшую автоматическую станцию. Требовалась совсем другая ракета. И главный конструктор Сергей Королев взялся ее сделать.
По свидетельству соратников Королева, замысел сверхтяжелой трехступенчатой ракеты «Н-1» возник у Сергея Павловича еще в 1956 году. В различных источниках название ракеты расшифровывается как «Носитель-1» или как «Наука-1». Впервые свои предложения по такой ракете Королев представил Совету главных конструкторов 15 июля 1957 года. Начало же работ над проектом «Н-1» датируется 30 июля 1958 года.
Один из вариантов проекта представлял собой носитель сверхтяжелого класса со стартовой массой 2000 т и массой полезного груза, выводимого на орбиту, 150 т. Это, в принципе, и был прообраз той ракеты, которая впоследствии стала известна под обозначением «Н-1». Первую и вторую ступени предполагалось выполнить в виде конуса, что позже и было использовано. На первой ступени размещались двадцать четыре кислородно-керосиновых двигателя «НК-9» конструкции Николая Кузнецова, вторая ступень располагала четырьмя ядерными двигателями.
Впоследствии от использования ядерных двигателей отказались, так как стало ясно, что и обычный химический двигатель дает почти тот же эффект, но при этом ему не нужна сложная система радиационной защиты и теплоотвода.
Первоначально эскизное проектирование сверхтяжелой ракеты проводилось бюро Королева в инициативном порядке. Только 23 июня 1960 года вышло постановление правительства «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960–1967 годах». То была первая попытка утвердить на самом высоком уровне программу развития космонавтики в виде семилетнего плана. В постановлении предусматривалось создание мощной ракеты-носителя в период с 1961 по 1963 год. При этом ракета «Н-1» должна была выводить на околоземную орбиту полезный груз массой 40–50 т и разгонять до второй космической скорости полезный груз массой 10–20 т. Следующим этапом на базе этой ракеты предполагалось создать носитель «Н-2», выводящий на орбиту 60–80 т и разгоняющий до второй космической скорости 20–40 т.
Эскизный проект ракетно-космических систем на базе «Н-1» Сергей Королев утвердил 16 мая 1962 года. Он содержал 29 томов и 8 приложений. В проекте, который подписали все заместители Королева, ставились следующие основные задачи (цитирую по книге Бориса Чертока «Ракеты и люди. Лунная гонка», 1999):
«А. Выведение тяжелых космических летательных аппаратов (КЛА) на орбиты вокруг Земли с целью исследования природы космического излучения, происхождения и развития планет, радиации Солнца, природы тяготения, изучения физических условий на ближайших планетах, выявления форм органической жизни в условиях, отличных от земных, и т. д.
Б. Выведение автоматических и пилотируемых тяжелых ИСЗ на высокие орбиты с целью ретрансляции передач телевидения и радио, обеспечения прогноза погоды и т. д.
В. При необходимости вывод тяжелых автоматических и пилотируемых станций боевого назначения, способных длительно существовать на орбитах и позволяющих производить маневр для одновременного вывода на орбиту большого количества ИСЗ военного назначения».
Далее декларировались основные этапы освоения космоса:
• «Облет Луны с экипажем из двух-трех космонавтов;
• вывод КЛА на орбиту вокруг Луны, высадка на Луну, исследование ее поверхности, возвращение на Землю;
• осуществление экспедиции на поверхность Луны с целью исследования почвы, рельефа, проведения изысканий по выбору места для исследовательской базы на Луне;
• создание на Луне исследовательской базы и осуществление транспортных связей между Землей и Луной;
• облет экипажем в два-три человека Марса, Венеры и возвращение на Землю;
• осуществление экспедиций на поверхность Марса и Венеры и выбор места для исследовательской базы;
• создание исследовательских баз на Марсе и осуществление транспортных связей между Землей и планетами;
• запуск автоматических аппаратов для исследования околосолнечного пространства и дальних планет системы (Юпитер, Сатурн и др.)».
К сожалению, ни один из этих этапов так и не был реализован в полном объеме. Недостижимой мечтой кажутся они нам и сегодня. Дело в том, что ракету «Н-1» так и не сумели заставить летать.
21 февраля 1969 года состоялся ее первый запуск. Целью полета являлся вывод на лунную орбиту беспилотного корабля «Союз 7К-Л1А». Однако из-за возникших высокочастотных колебаний произошло разрушение трубопроводов в первой ступени. После начала пожара, повредившего систему управления, двигатели первой ступени были выключены, и ракета упала в 52 км от старта.
3 июля состоялся второй запуск ракеты «Н-1». Внесенные в конструкцию первой ступени изменения не помогли. Сразу после старта в топливный насос одного из двигателей попал посторонний металлический предмет, после чего насос разрушился и возник пожар. Через 23 секунды после старта полностью заправленная ракета обрушилась на стартовый комплекс и практически уничтожила его. Была повреждена и находившаяся поблизости вторая стартовая площадка. На восстановление разрушенного и внесение новых изменений в конструкции ракеты ушло два года.
Третий пуск «Н-1» был осуществлен с уцелевшего стартового комплекса 27 июня 1971 года. В качестве полезной нагрузки был установлен лунный ракетный комплекс. Сразу после запуска ракета стала поворачиваться по крену. От больших перегрузок при вращении на 49-й секунде от комплекса оторвался головной блок вместе с третьей ступенью, которые упали в 7 км от стартового комплекса.
Последнее испытание ракеты-носителя «Н-1» было проведено 23 ноября 1972 года. На 90-й секунде полета в соответствии с программой за три секунды до отделения первой ступени двигатели начали переходить на режим конечной тяги. Были отключены шесть центральных двигателей, отработавшие расчетное время. Скорость подъема резко снизилась. Из-за этого возник непредвиденный гидравлический удар, в результате чего один из двигателей вошел в резонанс, от которого разрушились топливные трубопроводы и начался пожар. Ракета взорвалась на 107-й секунде, похоронив надежды на межпланетные полеты.
В мае 1974 года все работы над «Н-1» были прекращены. От огромной программы удалось сохранить только сто пятьдесят двигателей, изготовленных для различных ступеней ракеты. Конструктор Николай Кузнецов, несмотря на распоряжение правительства, законсервировал их и хранил долгие годы. Как показало время, делал он это не зря. В 1990-е годы они были приобретены американцами для использования на ракетах «Атлас».
Межпланетные корабли
Параллельно с ракетой «Н-1» в бюро Сергея Королева разрабатывались проекты межпланетных кораблей для полета на Марс. Первые прикидки по пилотируемой экспедиции Королев поручил сделать группе конструктора Михаила Тихонравова еще в 1959 году.
Эскизный проект предусматривал создание на околоземной орбите из отдельных блоков гигантского «Марсианского пилотируемого комплекса» («МПК»). Его масса оценивалась в 1600 т. Двигатели работали на жидком кислороде и керосине. Для выведения всей этой махины на орбиту предполагалось осуществить от 20 до 24 пусков сверхтяжелых ракет-носителей. Экспедиция была рассчитана на тридцать месяцев, при этом около года планировалось посвятить непосредственному изучению планеты – с орбиты спутника и на ее поверхности. Возвращаемый на Землю корабль должен был иметь массу 15 т. Прежде чем осуществить экспедицию, должен был состояться испытательный полет корабля (несколько меньших размеров), которому предстояло облететь Марс, изучив его с расстояния. Старт первого корабля запланировали на 8 июня 1971 года.
Очень скоро стало ясно, что проект «МПК» в ближайшем будущем реализовать не удастся. Слишком высокие требования к технике были в нем заложены. Слишком сжатые сроки реализации предлагались.
Следующие варианты марсианской экспедиции кажутся более реалистичными. В том же 1959 году две небольшие группы молодых инженеров, входившие в состав бригады Михаила Тихонравова, сначала в инициативном порядке, а потом уже в соответствии с планами бюро, начали проектировать межпланетные космические корабли.
Первую группу возглавлял Глеб Максимов. Проект пилотируемой космической системы, получивший название «Тяжелый межпланетный корабль» («ТМК»), выдвинутый этой группой, основывался на использовании сверхтяжелого носителя «Н-1». С его помощью на околоземную орбиту выводились трехместный межпланетный корабль и ракетный блок, который обеспечивал разгон корабля в направлении Марса. Затем по баллистической траектории совершался полет к красной планете, ее облет и возвращение на Землю.
