После того как американский Конгресс принял решение о финансировании программы подготовки лунной экспедции, в США был создан Комитет по ракетам-носителям.
В него вошли руководители НАСА, Министерства обороны, ВВС и некоторых корпораций. Комитет предложил разработать ракету-носитель «Сатурн С-3» в трехступенчатом варианте.
По расчетам «Сатурн С-3» был способен вывести на околоземную орбиту около 50 тонн полезного груза, а к Луне — всего 13,5 тонны. Этого было недостаточно, и HACA, поощряемое позицией президента смело расширило фронт работ над перспективной ракетой-носителем.
Два мощных научных коллектива НАСА — Центр пилотируемых аппаратов в Хьюстоне и Центр имени Маршалла в Хантсвилле, разрабатывавший носители, — рассматривали самые разные схемы экспедиции. Инженеры Хьюстона предлагали простой «прямой» вариант полета: три астронавта в космическом корабле стартуют к Луне с помощью очень мощной ракеты и летят кратчайшим путем. По этой схеме космический корабль должен иметь такие запасы топлива, чтобы совершить прямую посадку, затем взлет и возвратиться на Землю без всяких промежуточных стыковок. Согласно расчетам «прямой» вариант требовал для возвращения на Землю стартовой массы на поверхности Луны не менее 23 тонн. Чтобы получить такую стартовую массу на Луне, требовалось вывести на околоземную орбиту 180 тонн, а на траекторию к Луне — 68 тонн. Такую массу одним пуском способна была бы вывести только ракета-носитель «Нова» («Nova»).
Проект этой ракеты, которой так и не суждено было подняться в космос, получил одобрение еще президента Эйзенхауэра. С января 1959 по июль 1960 года команда Вернера фон Брауна, работавшая в Хантсвилле, изучила множество возможных компоновок ракеты «Нова» на основе жидкостных ракетных двигателей «F-1» и «J-2». Первые проекты ракеты «Нова» (например, «Nova4L») выводили на окололунную орбиту полезный груз порядка 24 тонн, поэтому носитель пришлось дорабатывать, увеличивая его габариты и количество двигателей на ступень. В конце концов получилось настоящее чудовище — высотой в 66 метров, диаметром 14,6 метра и со стартовым весом в 3152 тонны.
Создание подобной ракеты, по мнению оптимистов, уходило далеко за 1970 год, а потому в конце концов «Нова» была отвергнута.
Вначале центр имени Маршалла предлагал двухпусковой околоземный орбитальный вариант. При этом схема лунной экспедиции выглядела следующим образом. На орбиту Земли выводится беспилотная разгонная ступень. Там она состыковывается с третьей пилотируемой ступенью, имеющей необходимый для разгона к Луне запас водорода. На земной орбите кислород разгонной ракеты перекачивается в пустой бак окслителя третьей ступени и такая кислородно-водородная ракета разгоняет космический корабль к Луне. Далее могут быть два варианта: прямая посадка на Луну или предварительный выход на орбиту искусственного спутника Луны.
Второй вариант, как мы помним, был предложен еще Юрием Кондратюком в 20-х годах. Идея заключалась в том, что космический корабль должен состоять из двух блоков; командного модуля и лунной кабины («лунного посадочного модуля», «лунного такси»).
Этот двухмодульный космический корабль и получил в конце концов название «Аполлон» («Apollo»). С помощью двигателей третьей ступени ракеты-носителя и командного модуля он должен был выводиться на орбиту искусственного спутника Луны. Двое астронавтов должны перейти из командного модуля в лунную кабину, которая затем отделяется от командного модуля и садится на Луну. Третий астронавт остается в командном модуле на орбите. После завершения миссии на Луне кабина с астронавтами взлетает, стыкуется с аппаратом, ожидающим на орбите, «лунное такси» отделяется и падает на Луну, а орбитальный модуль с тремя астронавтами возвращается на Землю.
Этот лунно-орбитальный вариант был более тщательно проработан и поддержан третьим научным центром НАСА — Центром имени Лэнгли.
Каждый из вариантов предлагал использование не менее двух носителей типа трехступенчатых «Saturn С-5» со стартовой массой в 2500 тонн для каждой лунной экспедиции.
Каждый «Saturn C-5» оценили в 120 миллионов долларов.
Это показалось дорого, и двухпусковые варианты не получили поддержки.
Наиболее реальным оказался однопусковой лунно-орбитальный вариант, предложенный Джоном Хуболтом — инженером Центра имени Лэнгли. Самым заманчивым в этом варианте было использование только одного носителя типа «Сатурн С-5» (позже его называли просто «Сатурн-5») при увеличении стартовой массы до 2900 тонн. Этот вариант позволял увеличить массу «Аполлона» на 5 тонн. Тогда же был окончательно «похоронен» альтернативный проект «Нова».
Однако, несмотря на решение Комитета, споры по выбору оптимальной схемы полета к Луне продолжались. Только июля 1962 года НАСА приняло официальное решение: лунно-орбитальный однопусковой вариант был объявлен единственно безопасным и экономичным для достижения Луны к 1970 году. Предварительные расчеты показали, что «Сатурн-5» может вывести 120 тонн на околоземную орбиту и доставить 45 тонн к Луне. Группа Хуболта торжествовала: им удалось переломить ожесточенное сопротивление сторонников «прямого» полета (к которым, кстати, относился, и фон Браун) и заставить чиновников НАСА поверить в более оригинальный и многообещающий вариант. Пришла очередь разработать и утвердить проект собственно лунного корабля. Но оказалось, что такой проект уже существует и альтернатив ему нет…
Со времен конференции, устроенной командованием ВВС в январе 1958 года, в кругах, близких к космической программе, шло обсуждение оптимальной формы и конструкции для обитаемой космической капсулы. Выдвигались самое различные проекты — от простейшего шара до орбитального самолета. Потом был придуман конус «Меркурия». 9 декабря 1959 года внутри НАСА появился специальный комитет, который должен был разработать программу развития транспортных космических средств после завершения проекта «Меркурий». Уже на первых заседаниях комитета его члены определили, что следующим логическим шагом в этом направлении станет пилотируемый облет Луны.
В июле 1960 года для новой программы было утверждено Название «Аполлон», а 13 сентября НАСА провело первую конференцию, посвященную проекту космического корабля для облета Луны. На этой конференции представители авиакосмической промышленности получили техническое задание на разработку такого корабля. Были выдвинуты следующие требования: габариты соответствуют последней ступени ракеты-носителя «Сатурн С-2»; масса — не больше 6,8 тонны; продолжительность работы системы жизнеобеспечения — не менее 14 дней для экипажа из трех человек.
Месяцем позже из шестнадцати проектов, представленных в НАСА, руководство агентства отобрало три: от «Дженерал Электрик», «Конвейр» и «Мартин». Эти фирмы получили 250 тысяч долларов на то, чтобы в шестимесячный срок довести свои предложения «до ума».
В то же время два конструктора Центра имени Лэнгли — Макс Фагет и Калдвил Джонсон — разработали проект цилиндрической капсулы диаметром 4,06 метра, что соответствовало диаметру последней ступени ракеты «Сатурн С-2». Пока руководство НАСА тратило время и деньги на изучение различных вариантов лунных кораблей, Джонсон выпустил чертежи компоновки лунного корабля, практически неотличимого от командного модуля «Аполлона», который полетит в космос шестью годами позже.
Однако инженеры фирм «Дженерал Электрик», «Мартин» и «Конвейр» ничего не знали об этом.
Проект фирмы «Дженерал Электрик», проходивший под обозначением «Apollo D-2», создавался из соображений минимизации веса корабля. Во-первых, было решено, что корабль должен иметь два модуля, один из которых (приборно-агрегатный) по выполнению задач миссии останется на окололунной орбите. Во-вторых, возвращаемая капсула при минимальном весе должна была иметь максимально возможный внутренний объем. Идеалом здесь является шар, но конструкторы после перебора различных вариантов остановились на форме «фары».
В результате получился двухмодульный корабль конической формы длиной 10,18 метра и массой всего лишь 7470 килограммов; «фароподобный» возвращаемый аппарат при весе 2183 килограмма имел длину 2,88 метра, диаметр — 2,5 метра. Заметно выигрывая по габаритам и массе у «Аполлона», космический корабль «D-2» обеспечивал в 1,5 раза больше места для экипажа.
Инженеры фирмы «Мартин», разрабатывавшие проект «Apollo L-2C», остановились на цилиндрической форме корабля с воронкообразным носом. Эта конструкция была ближе всего к «Аполлону», создаваемому в Лэнгли. Коническая возвращаемая капсула с экипажем имела диаметр 3,91 метра, высоту 2,67 метра и массу 2590 килограммов. При этом весь корабль имел длину 12,5 метра при массе 6466 килограммов.
Проект «L-2C» отличался от остальных тем, что при его доработке конструкторы детальнейшим образом изучили и проанализировали программу полета от момента старта с мыса Канаверал до момента облета Луны, прилунения и возвращения на Землю. Поэтому космический корабль «L-2C» (в отличие, например, от вышеописанного «D-2») создавался как унифицированное средство для освоения и изучения космоса: его можно было использовать как корабль для полета к Луне и как орбитальную лабораторию.
Конструкторы фирмы «Конвейр» предложили довольно необычную конструкцию, получившую название «Аполлон Линзообразный» («Apollo Lenticular»). И действительно возвращаемая капсула этого корабля по виду более всего напоминала линзу, снабженную складными крыльями. Такая форма для пилотируемого космического аппарата была впервые предложена Аланом Кехлетом в 1959 году.
В проекте «блюдце» возвращаемой капсулы имело следующие габариты: диаметр — 4,88 метра, высота — 1,73 метра, полная масса — 2867 килограммов. В задней части линзообразной капсулы имелось входное отверстие, через которое экипаж попадал в корабль. Сам корабль имел коническую форму, длина — 9,76 метра, масса — 8778 килограммов. Это был самый тяжелый корабль из всех предложенных в рамках программы «Аполлон».
Каждый из вышеописанных проектов был по-своему интересен, однако шесть месяцев работ, сотни тысячи долларов и усилия десятков проектировщиков были потрачены впустую.
Директор НАСА Джеймс Уэб при встрече с представителями фирм, состоявшейся в мае 1961 года, с интересом выслушал их предложения, одобрил концепцию и модель космического корабля «D-2», но от услуг фирм отказался, сославшись на то, что у агентства уже имеется собственный Проект космического корабля «Аполлон», созданный Центром имени Лэнгли.
После майского выступления президента Джона Кеннеди перед Конгрессом, когда была названа цель и сроки, руководство НАСА интенсифицировало работы над космическим Кораблем. 28 июля конструкторы Центра имени Лэнгли закончили эскизный проект «Аполлона» и подготовили техническую документацию к нему. Тогда Уэб вновь собрал представителей авиационной промышленности и объявил конкурс, победитель которого получил бы контракт на изготовление космических кораблей. В конкурсе участвовало 12 фирм. 24 ноября их предложения были изучены. Предпочтение отдавалось тем проектам, которые наиболее соответствовали концепции, придуманной в Лэнгли. По идее, победителем должна была стать фирма «Мартин», удостоившаяся высшей оценки со стороны экспертов. Более того, 27 ноября руководству «Мартина» неофициально сообщили, что они получат этот контракт. Однако тут вмешался Белый дом, и на следующий день победителем конкурса была объявлена компания «Норт Америкен»…
Интересно, что несмотря на открытость программы «Аполлон» для средств массовой информации, в американской печати постоянно публиковались сенсационные сообщения от «заслуживающих доверие источников», будто бы готовится секретный полет к Луне космического корабля со смертником на борту. Дополнительную почву для такого рода слухов создала авиакомпания «Белл», предложившая довольно оригинальный вариант экспедиции на Луну: срочным порядком отправить туда человека, не заботясь о его возвращении на Землю. Астронавт должен был жить на Луне один в специальном контейнере столько, сколько потребуется для создания системы, способной вернуть его на Землю.
Ежегодно он получал бы 22 посылки с Земли по 415 килограммов каждая с запасами воздуха, воды и пищи… Отличный сюжет для романа, не находите?..
Лунные корабли серии «Gemini»
Совершенно иной вариант лунной экспедиции мог быть реализован в рамках программы «Джемини» («Gemini»).
Открыв любой современный справочник по космонавтике, вы узнаете, что запуски двухместных космических кораблей класса «Джемини» — это этап в подготовке к лунным экспедициям по программе «Аполлон»; что в период с 1964 по 1966 год корабли «Джемини» совершили 12 полетов, 10 из которых были пилотируемыми, а один (на «Джемини-7») продолжался целых 330 часов; что во время этих полетов была проведена серия медико-биологических экспериментов, включая пять выходов астронавтов в открытый космос. Однако ни в одном справочнике вы не найдете информации о том, что создатели «Джемини» замахнулись на большее — отправить свой «орбитальный» корабль на Луну.
В ходе реализации программы «Джемини» выдвигалось несколько проектов лунной экспедиции с использованием этих кораблей. Дело в том, что у «Джемини» имелось очевидное преимущество перед космическими кораблями серии «Аполлон»: возвращаемая капсула была меньше и легче (3,2 тонны против 14,7 тонны у «Аполлона»), а следовательно, могла быть запущена к Луне отработанной ракетой «Titan ЗС» вместо ракеты-носителя «Сатурн-5», который еще требовал доводки в виде летно-конструкторских испытаний.
Космические корабли «Джемини» появились как развитие проекта орбитального корабля «Меркурий Марк 2» («Mercury Mark II»). Ведущие специалисты НАСА рассматривали «Джемини» исключительно как экспериментальный корабль, предназначенный для тренировки экипажей и отработки маневров стыковки и расстыковки. Однако уже в августе 1961 года инженер Джеймс Чемберлен из НАСА при поддержке специалистов авиакомпании «Макдоннелл» выдвинул предложение использовать «Джемини» в качестве лунного космического корабля.
План Чемберлена был такой. Первый беспилотный полет «Джемини-1» на орбиту должен был состояться в марте 1963 года (в действительности он состоялся в апреле 1964 года). Затем следовало провести серию пилотируемых запусков, доведя продолжительность пребывания астронавтов на орбите до семи суток (астронавтов-шимпанзе — до 14 суток) и отрабатывая процесс стыковки с ракетой-мишенью «Agena-D». В ноябре 1964 года «Джемини-11» должен был совершить пробную стыковку на высокой околоземной орбите с разгонным блоком «Кентавр» («Centaur»). Затем, в марте 1965 года, «Джемини-13» с двумя астронавтами на борту состыковался бы с разгонным блоком и совершил первый в истории человечества пилотируемый облет Луны.
Проект, предложенный Чемберленом и фирмой «Макдоннелл», был намного дешевле аналогичного этапа, предусмотренного в рамках программы «Аполлон». Во-первых, разгонный блок «Кентавр» выводился на орбиту проверенным в деле и более дешевым носителем «Титан-2». Во-вторых, масса и конструкция самого «Джемини» менялась мало: он становился всего лишь на 270 килограммов тяжелее за счет установки резервной системы навигации и дополнительной теплозащиты, которая поглощала бы избыток тепла, возникающий при торможении в атмосфере со скоростью 11 км/с вместо штатных 8 км/с. Согласно расчетам стоимость всей программы «Джемини» увеличивалась на 60 миллионов долларов, но зато при этом многократно возрастала практическая отдача.
Любопытно, что поначалу Чемберлен выдвинул еще более дерзкий проект: он планировал уложиться всего в девять рейсов кораблей «Джемини», последний из которых должен был закончиться облетом Луны в мае 1964 года! При этом программа подорожала бы всего на 8,5 миллиона долларов.
Однако через неделю он «одумался» и пришел к руководству НАСА с более взвешенным предложением. Но и оно не прошло. Никто не собирался менять утвержденную программу ради «сумасбродных идей».
Однако самому рационализатору идея казалась слишком привлекательной, чтобы просто так от нее отмахнуться.
И месяцем позже Джеймс Чемберлен придумал еще более честолюбивый план. На этот раз он предложил не только облететь Луну на «Джемини», но и совершить мягкую посадку на ней. При этом его альтернативная программа «Джемини-Кентавр-ЛМ» («Gemini-Centaur-LM») должна была обойтись в 20 раз дешевле программы «Аполлон». Изюминка состояла в том, чтобы применить посадочный модуль открытого типа — астронавт в скафандре фактически сидел на баке с топливом. Вес такого модуля составил бы всего 4,4 тонны, а полная масса выводимого к Луне космического корабля — не более 13 тонн против 68 тонн у комплекса «Аполлон-Нова» («Apollo-Nova»), в то время разрабатываемого НАСА. В качестве разгонного блока Чемберлен планировал использовать ракету-носитель «Saturn С-3».
Понятно, что при этом расписание полетов претерпевало известные изменения, но Чемберлен был уверен, что облегченный посадочный модуль «Джемини-16» (кстати, придуманный в Исследовательском центре имени Лэнгли), управляемый одним астронавтом, сможет совершить прилунение уже в январе 1966 года! А самое главное, что для реализации всей этой программы понадобится всего лишь шестнадцать ракет «Титан-2» и две ракеты «Сатурн С-3».
Однако, несмотря на поддержку, оказанную Чемберлену специалистами фирмы «Макдоннелл», руководство НАСА предпочитало не замечать инициативного конструктора, ведь схема прямого полета с использованием сверхтяжелого носителя получила одобрение на уровне президента и правительства.
Последнюю попытку переубедить чиновников и изменить ситуацию в свою пользу Чемберлен предпринял в конце сентября 1961 года. Сохранив предложенный ранее график, Чемберлен сознательно завысил бюджет программы (теперь расходы составляли 706 миллионов долларов вместо 356 миллионов, отпущенных на «Джемини») и усовершенствовал конструкцию открытого посадочного модуля, снизив его массу до 1800 килограммов. Но и этот проект не прошел.
Только когда Чемберлен убрал из своего плана лунные рейсы, его календарный график был одобрен как основа для орбитальной программы «Джемини».
Кстати, если бы НАСА и американское правительство поддержали проект Чемберлена и «Макдоннелл» в полном объеме, то высадка астронавта на Луну все равно состоялось бы не раньше 1967 года. Это было обусловлено задержками в доработке ракеты-носителя «Титан-2» и посадочной системы «Джемини». Контрольный 14-дневный орбитальный полет космического корабля «Джемини-7» состоялся только в декабре 1965 года, а не в январе 1964 года, как запланировал Чемберлен.
Следующий из известных проектов использования кораблей «Джемини» в лунной программе был выдвинут на рассмотрение в сентябре 1962 года. Еще летом НАСА попросило у Лаборатории космической техники и у фирмы «Макдоннелл» проанализировать возможность применения кораблей «Джемини» в программе «Аполлон» в качестве транспортных и спасательных средств. В течение восьми недель был разработан эскизный проект спасательного лунного корабля на основе «Джемини», однако из-за отсутствия финансирования дальше дело не двинулось.
В марте 1964 года вновь был поднят вопрос о том, что если в силу различных причин график программы «Аполлон» будет сорван и возникнет угроза отставания от «русских» в лунной «гонке», можно будет попытаться отправить один из кораблей «Джемини» на ракете-носителе «Сатурн 1Б» («Saturn IB») в облет Луны. Однако Вернер фон Браун и другие руководители программы «Аполлон» не были заинтересованы в проектах, подрывающих веру в правильность выбранной схемы. Под их давлением в июне 1964 года Штаб НАСА выпустил распоряжение, согласно которому официально запрещалось обсуждать варианты облета Луны с использованием космических кораблей «Джемини».
Но и эти экстраординарные меры не смогли задавить вольную конструкторскую мысль. Годом позже астронавт Чарлз Конрад совместно с инженерами из авиакомпаний «Мартин» и «Макдоннелл» разработал новый проект облета Луны, названный «Джемини-ЛЕО» («Gemini-LEO» — от «Large Earth Orbit»). 24 июня 1965 года очередным «нарушителям спокойствия» удалось организовать конференцию в Центре пилотируемых полетов (Хьюстон, штат Техас), собравшую представителей вышеупомянутых фирм и НАСА. На этой встрече инженеры авиакомпаний выдвинули на обсуждение детальное предложение, суть которого сводилась к тому, что имеется вполне реальная возможность запустить к апрелю 1967 года доработанный вариант корабля «Джемини» в полет вокруг Луны. Запущенный с помощью носителя «Титан-2» космический корабль с двумя астронавтами на борту должен был состыковаться на орбите с модификацией ракеты «Титан ЗС», получившей название «Двойная транс портная ступень» («Double Transtage»). Согласно проекту «Двойная транспортная ступень» действительно состояла из двух блоков, один из которых служил для маневрирования на орбите и сбрасывался после стыковки с «Джемини», а второй выступал в качестве разгонного транспортного средства, который доставит пилотируемый корабль к Луне. Этот рейс мог бы состояться сразу после окончания программы орбитальных полетов «Джемини». Его общая стоимость оценивалась в 350 миллионов долларов.
Авторы проекта полагали, что эксперименты по стыковке и расстыковке «Джемини» с ракетой-мишенью «АдженаД» создадут необходимую основу для быстрой реализации первого «лунного рейса». А астронавту Конраду даже удалось заинтересовать этим проектом членов Конгресса.
Тем не менее реакция руководства НАСА вновь была резко отрицательной. Администратор НАСА Джеймс Веб информировал авторов проекта, что любые дополнительные фонды, которые Конгресс выделит на лунную программу, будут потрачены на интенсификацию работ над «Аполлоном».
После продолжительной закулисной борьбы Чарлз Конрад все же сумел получить одобрение НАСА на экспериментальный полет «Джемини-11», в ходе которого космический корабль состыковался с ракетой «Аджена-Д», после чего вся космическая система была выведена на рекордную по тем временам орбиту — 1570 километров в апогее. Этот прыжок на высокую орбиту — все, что осталось от программы создания лунных кораблей серии «Джемини»…
Пожар на «Аполлоне-1», случившийся 27 января 1967 года и приведший к страшной смерти астронавтов Вирджила Гриссома, Эдварда Уайта и Роджера Чаффи, заставил НАСА пересмотреть всю концепцию безопасности, разработанную в рамках космической программы.
Оказалось, что выбранная схема полета «Аполлона» к Луне достаточно сложна в смысле обеспечения безопасности и вероятность гибели экипажа, который мог застрять на окололунной орбите или на поверхности Луны, относительно высока. В этой ситуации авиакомпания «Макдоннелл» предложила вернуться к концепции спасательного корабля «Джемини-ЛОРВ» («Gemini-LORV» — от «Lunar Orbit Rescue Vehicle»), которая обсуждалась в 1962 году.
Теперь специалисты «Макдоннелл» изучили три варианта спасательной системы.
Первая система «Аппарат спасения с лунной орбиты» («Gemini Lunar Orbit Rescue Vehicle») могла бы спасти экипаж «Аполлона», оказавшийся в плену лунной орбиты. При этом корабль «Джемини» в беспилотном варианте должен был запускаться на окололунную орбиту ракетой-носителем «Сатурн-5» («Saturn V»). После ее достижения он автоматически сблизился бы с терпящим катастрофу «Аполлоном», и экипаж последнего получал бы возможность перебраться на борт спасательного корабля, чтобы вернуться на Землю.
Вторая система «Аппарат защиты и жизнеобеспечения на лунной поверхности» («Gemini Lunar Surface Survival Shelter» или «Gemini Lunar SSS») являлась по сути облегчен ным вариантом обитаемой лунной станции. В случае если бы посадочный модуль корабля «Аполлон» не смог взлететь с поверхности Луны, «Джемини-ССС» сбрасывался бы в место посадки, чтобы экипаж мог перебраться в него и спокойно дожидаться спасательной экспедиций.
Третья система «Лунный спасательный космический корабль» («Gemini Lunar Surface Rescue Spacecraft» или «Gemini Lunar SRS») представляла собой беспилотный космический корабль «Джемини», управляемый дистанционно и способный совершить прилунение в заданной точке. Она состояла из трех ступеней: ступени схода с орбиты, посадочной ступени и ступени взлета с поверхности Луны. Возвращаемая капсула «Джемини», интегрированная в систему, имела увеличенный пассажирский салон, рассчитанный на двух астронавтов. Дополнительная конфигурация системы «Джемини-СРС» включала два приборно-агрегатных отсека «Аполлона» и еще один посадочный модуль.
Спасательный корабль «Джемини-СРС» имел следующие габариты: полная длина — 12,6 метра, максимальный диаметр — 6,2 метра, полный обитаемый объем — 5 м3, полная масса — 46 тонн, масса топлива — 36,4 тонны.
Проведя обстоятельный анализ вышеописанных вариантов спасательной системы, специалисты фирмы «Макдоннелл» пришли к выводу, что беспилотные корабли класса «Джемини» при соответствующей доработке могли выполнить все три задачи спасения экипажей «Аполлона».
Эта последняя попытка реанимировать проекты лунных кораблей «Джемини» также потерпела неудачу. Как раз в то время было объявлено о значительном сокращении расходов на программу «Аполлон». У НАСА больше не было денег на покупку дополнительных ракет-носителей и разработку новых космических кораблей. В конце концов пришлось отказаться даже от самой идеи космической спасательной системы. Астронавтам НАСА, летавшим к Луне на космических кораблях «Аполлон», приходилось уповать на работоспособность всех систем и молиться Богу, чтобы он не дал им умереть вдали от Земли, без надежды на помощь и спасение…
Программа облета Луны «7К-Л1»
Выиграв «первый забег» в космической гонке, Советский Союз собирался сохранить свой приоритет и в дальнейшем, да и конструкторская мысль, подстегиваемая недавними успехами, не стояла на месте. На повестке дня стоял вопрос организации пилотируемого полета к Луне, и первыми этот полет должны были совершить советские космонавты.
В марте 1959 года в ОКБ-1 под руководством Сергея Королева началась подготовка к созданию нового космического корабля, который должен был заменить «Восток» на следующих этапах развития советской космонавтики. Первоначально проект, получивший название «Север», не включал высадку космонавта на поверхность нашего естественного спутника — речь шла только о полете вокруг Луны. В отличие от будущего «Союза», в корабле «Север» предусматривался значительно больший объем спускаемого аппарата. К лету конструкторы выработали основные параметры, которые и легли в основу конструкции будущего корабля.
Работы над проектом «Север» шли ни шатко ни валко.
Нужно было менять концепцию, и в 1962 году в ответ на американскую программу «Аполлон» отдел Михаила Тихонравова ОКБ-1 предложил целый космический комплекс, состоявший из кораблей «7К», «9К» и «ПК» и предназначенный для облета Луны. Сначала на околоземную орбиту должен был выводиться корабль «9К» (разгонный блок), затем к нему последовательно пристыковывались три (максимум — четыре) корабля «ПК» (танкер) с горючим и окислителем.
После завершения заправки должен был стартовать корабль «7К» с экипажем, который после стыковки с заправленным разгонным блоком образовывал корабль для облета Луны. Если все пять запусков проходили успешно, то пилотируемый корабль (весом 23 тонны) с помощью ЖРД разгонного блока «9 К» переводился бы на траекторию облета Луны.
Весь рейс не должен был занять больше 7–8 суток.
Для того времени такая схема выглядела очень сложной, ведь на орбиту не летал еще ни один корабль с экипажем, не была отработана система стыковки, без которой осуществить проект было просто нельзя. Правда, имелась у нее и своя положительная сторона — для выведения кораблей на околоземную орбиту можно было использовать отработанную и достаточно надежную ракету-носитель «Р-7». И все же для облета Луны по этой программе потребовались бы длительные разработки и большой комплекс летно-конструкторских испытаний.
Как предварительный этап задумывалась программа «Союз 7К-Л1». Космический корабль, разрабатываемый в рамках этой программы, предназначался для пилотируемого полета вокруг Луны продолжительностью 6–7 суток. Поскольку не предусматривался выход на лунную орбиту, на корабле не устанавливалась мощная двигательная установка, а возвращение на Землю обеспечивалось маневром в гравитационном поле Луны. При точных расчетах и правильном выведении включение двигателя для возвращения не требовалось вообще. 7 марта 1963 года Сергей Королев представил черновой проект ракетно-космического комплекса «Союз». Комплекс, в частности, включал в себя очередную модификацию ракетыносителя «Р-7» под названием «Союз» и космический корабль «Союз-А», предназначенный для орбитальных полетов и облета Луны. Корабль был оснащен системами сближения и стыковки, а также позволял проводить дозаправки во время полета. В то же самое время главный конструктор ОКБ-52 Владимир Челомей предлагал свой проект облета Луны по петлеобразной траектории лунным кораблем «ЛК». Причем корабль должен был выводиться на околоземную орбиту и переводиться на траекторию полета к Луне трехступенчатой ракетой «УР500К» («Протон-К») и специальным разгонным блоком, разработанными в том же ОКБ.
Корабль «ЛК» должен был состоять из разгонного блока с ЖРД приборно-агрегатного отсека и возвращаемого аппарата конусовидной формы, напоминающей американский космический корабль «Джемини». Предполагалось оснастить корабль солнечными батареями, раскрывающимися после выхода на орбиту Земли. Первоначально пилотировать корабль должен был один космонавт, позже удалось в той же кабине разместить второго. Спасение космонавтов на этапе выведения предусматривалось вместе с возвращаемым аппаратом, который уводился от аварийной ракеты-носителя с помощью твердотопливной аварийной двигательной установки и совершал парашютную посадку по штатной программе.
