Завершивший программу полет «Джемини-12» в ноябре 1966 года должен был закрепить опыт манипуляций в открытом космосе, точно определив, какие физические нагрузки потребуются на их выполнение. Для этого ученые разработали программу двухминутных упражнений и разместили на внешней поверхности корабля кучу всевозможных поручней, колец и фиксаторов. Новая миссия завершилась более чем успешно.
Как видите, американцы весьма активно готовились к лунной экспедиции, отрабатывая на более легком и менее вместительном, чем советский «Восток», корабле множество операций, необходимых для дальнейшего продвижения в пространство. И в то же самое время (параллельно и с участием тех же астронавтов, которые летали на «Джемини») – шло конструирование корабля «Аполлон» и трех вариантов ракеты-носителя: «Сатурн-1» (“Saturn I”), «Сатурн-1Б» (“Saturn I-B”) и «Сатурн-5» (“Saturn V”).
Главным элементом и главной «изюминкой» ракет «Сатурн» были, конечно же, уникальные двигатели F-1, работавшие на компонентах кислород-керосин и развивавшие поистине фантастическую тягу – 680 т (для сравнения: один такой двигатель имел большую тягу, чем все три главных двигателя системы «Спейс Шаттл», и почти вдвое превышал суммарную тягу современной ракетно-космической системы «Союз»). Можете представить себе такого монстра? А инженеры американской компании «Рокетдайн» его не только представляли, но и сделали – причем конструирование двигателя началось в 1955 году, т. е. практически в то же самое время, когда советские ракетчики вплотную приступили к проекту межконтинентальной ракеты Р-7. И, заметьте, первое огневое испытание полностью собранного двигателя F-1 на стенде состоялось уже в марте 1959 года – т. е. еще до полета Юрия Гагарина на «Востоке» и Джона Гленна на «Меркурии».
Астронавт Эдвин (Базз) Олдрин выходит из корабля «Gemini-12» в открытый космос
Возникает вопрос: почему в таком случае американцы не использовали двигатель F-1 на первых же этапах космической программы, сразу получая огромное преимущество по тяге и как следствие – грузоподъемности? Ответ, как водится, прост, хотя состоит из двух частей. Во-первых, двигатель оказался «сыроват» (ведь у американских ракетчиков не было опыта работы с такими огромными двигателями) и на его доводку потребовалось несколько лет (что, кстати, привело не к увеличению, а к заметному снижению заявленных характеристик – такое в технике случается сплошь и рядом). А во-вторых, двигатель сам по себе – еще не ракета, и как раз ракетой было поручено заняться команде Вернера фон Брауна, которая была вынуждена начинать практически с нуля: весь прежний задел по V-2 и «Рэдстоун» здесь совершенно не годился хотя бы в силу масштабного фактора.
Разработка самой мощной ракеты-носителя в истории человечества шла в три этапа.
Сначала на основе армейского задела была построена двухступенчатая ракета «Сатурн-1» с двигателями меньшей мощности Н-1 и RL-10. Она начала летать в виде первой ступени с водным баком-балластом вместо второй и уже при старте 27 октября 1961 года по тяге превзошла советскую Р-7. Ее продолжали запускать и в дальнейшем для утверждения принимаемых технических решений. Двигатели RL-10, работавшие на компонентах кислород-водород, начали испытывать в 1963 году, принципиально доказав возможность использования нового и куда более перспективного вида топлива. Советские конструкторы в то время о водородно-кислородных двигателях могли только мечтать, а промышленного производства жидкого водорода в СССР попросту не было.
Затем команда Вернера фон Брауна построила «промежуточную» ракету «Сатурн-1Б», в первой ступени которой использовались связка из восьми двигателей Н-1, а во второй – водороднокислородный двигатель большой мощности J-2. Эта ракета с грузоподъемностью 25 т начала летать в феврале 1966 года и позволяла выводить на околоземную орбиту командно-служебный модуль «Аполлон». Предполагалось, что эта же ракета выведет в космос и первый корабль «Аполлон-1», однако 27 января 1967 года экипаж корабля погиб в пожаре на стартовом комплексе и многие планы НАСА пришлось пересмотреть.
В ноябре 1967 года начались испытания трехступенчатой ракеты-носителя «Сатурн-5»: на ее первой ступени стояли пять полноразмерных двигателей F-1, на второй – пять J-2, на третьей – один J-2. Отрываясь от земли, ракета одномоментно развивала тягу, эквивалентную тяге 600 турбореактивных двигателей истребителей того времени. Настоящее чудовище!
Интересен подход, который возобладал в НАСА в период осуществления лунной программы. От поэтапной отработки технологических решений, которой придерживалась команда Вернера фон Брауна, американцы перешли к позаимствованному у ВВС «комплексному» методу, когда система проектировалась и испытывалась как единое целое. Выбранный путь позволил заметно сократить время, решая проблемы по мере их поступления. Посему уже в первый свой полет 9 ноября 1967 года ракета «Сатурн-5» отправилась не с имитатором, а сразу с беспилотным командно-служебным модулем «Аполлон-4» и габаритновесовым макетом лунного модуля. Запуск прошел блестяще. Корабль общим весом 126 т совершил два витка по орбите, затем сманеврировал, поднимая скорость до второй космической, после чего командный модуль успешно приводнился.
22 января 1968 года в рамках миссии «Аполлон-5» был запущен лунный модуль – удалось получить опыт включения его двигателей в безвоздушной среде и управляемости орбитального полета. 4 апреля 1968 года при взлете отказал двигатель второй ступени, но «Сатурн-5» все равно вытянул беспилотный «Аполлон-6» на орбиту, продемонстрировав удивительную живучесть. Ставка на комплексные испытания себя оправдала.
11 октября 1968 года ракетой «Сатурн-1Б» был запущен «Аполлон-7» (точнее – его командно-служебный модуль) с экипажем. В течение десяти суток – недостижимая для советской космонавтики продолжительность полета! – астронавты испытывали корабль, проводя сложные маневры. Теоретически «Аполлон» был готов к экспедиции, однако лунный модуль все еще оставался «сырым». И тогда была придумана миссия, которая изначально вообще не планировалась – полет вокруг Луны.
Снимок Земли над Луной, сделанный с борта корабля «Apollo-8»
Публикации в открытой печати и данные разведки указывали, что советские ракетчики и космонавты готовятся к такому полету. И хотя еще в 1962 году директор НАСА Джеймс Уэбб говорил, что приоритет пилотируемого полета вокруг Луны, скорее всего, придется отдать русским, к концу десятилетия ситуация радикально поменялась. Теперь американцы ждали зримых доказательств превосходства, на завоевание которого были потрачены семь лет и десятки миллиардов долларов. 21 декабря 1968 года корабль «Аполлон-8» без лунного модуля, но с экипажем из трех астронавтов отправился к соседнему небесному телу. Полет прошел сравнительно гладко, однако перед исторической высадкой на Луну понадобились еще два запуска. Экипаж «Аполлона-9» отработал процедуру стыковки и расстыковки модулей корабля на околоземной орбите, затем – то же самое проделал экипаж «Аполлона-10», но уже рядом с Луной. 20 июля 1969 года Нейл Армстронг и Базз Олдрин ступили на поверхность Луны. США доказали, что могут быть лидерами в освоении космического пространства.
