В январе 1958 года Королёв выступил с секретным докладом «О программе исследования Луны», а в марте они с Тихонравовым представили ЦК КПСС докладную записку «О перспективных работах по освоению космического пространства (Основные этапы исследования Луны, Марса и Венеры)». Королёв в очередной раз показал себя человеком пробивным, можно сказать, умелым политиком, и 20 марта вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О запусках космических объектов в направлении Луны». Программа получила название «Объект Е» – и всё завертелось.
Работа велась параллельно в двух направлениях. Разрабатывались, во-первых, исследовательские АМС, комплекты приборов, пробоотборники и т. д., а во-вторых, ракета-носитель, способная выйти на вторую космическую. Базовой моделью для неё служила всё та же Р-7, но теперь у ракеты появилась третья ступень, так называемый блок Е.
Ракета-носитель получила код ГРАУ
[19] 8К72 и гражданское название «Луна». Двигатель для третьей ступени – РД0105 – разработали в Конструкторском бюро химавтоматики в Воронеже под руководством конструктора Семёна Косберга. На первых порах ракета-носитель страдала от «детских болезней» и вообще получилась довольно несовершенной – Гагарина в космос поднимала уже модернизированная версия 8К72К «Восток». Но это было немудрено: в конце концов, «Луна» стала первой в мире трёхступенчатой ракетой-носителем!
Несмотря на то что на предварительных испытаниях «Луна» показывала далекие от совершенства результаты, приходилось торопиться, тем более что исследовательская станция Е-1 к середине 1958 года была уже готова. Е-1 несла на себе минимум оборудования и основной целью имела достижение поверхности Луны – очевидно, что в большей мере эта цель была политической, нежели научной. Впрочем, на АМС стояли магнитометр, ионные ловушки, а также устройство для запуска искусственной кометы в целях отслеживания траектории полёта.
Запуски Е-1 № 1, № 2 и № 3 (ныне известных как «Луна-1А», «Луна-1Б» и «Луна-1С») состоялись соответственно 23 сентября, 11 октября и 4 декабря 1958 года. Все они закончились одинаково – разрушением ракеты-носителя, в первых двух случаях из-за вибраций, в третьем – из-за взрыва топливного бака. Всё это время шла напряжённая работа по усовершенствованию РН «Луна», и 2 января 1959 года четвёртый по счёту аппарат серии Е-1 (ныне «Луна-1») наконец отправился в космос. Тут замечу, что был ещё пятый пуск в июне 1959-го и он тоже закончился аварией ракеты-носителя. В общем, из пяти первых автоматических межпланетных станций полетела одна.
И с ней сложилась довольно интересная ситуация. С одной стороны, АМС не выполнила свою миссию. Хотя все системы отлично работали, в конструкцию вкралась ошибка: инженеры не учли в циклограмме полёта время на прохождение командного сигнала от Земли до космического аппарата в момент отделения третьей ступени. В итоге она отделилась в неправильной точке, и хотя вторая космическая скорость была достигнута, а «Луна-1» стала первым в истории аппаратом, вырвавшимся с орбиты, но полетела она вовсе не к Луне.
В результате «Луна-1» выполнила ряд научных задач: впервые в истории зарегистрировала внешний радиационный пояс Земли, измерила параметры солнечного ветра, создала искусственную комету – наблюдаемое с земли натриевое облако – и, пройдя в 6000 километров от Луны, оказалась первым искусственным спутником Солнца (последнее достижение стало как раз «газетным», громким).
А первым космическим аппаратом, всё-таки достигшим поверхности Луны, оказалась станция Е-1А № 7 (ныне «Луна-2»). Это кажется удивительным после потери четырёх из пяти аппаратов первой серии, но с «Луной-2» всё прошло почти гладко. Первый пуск 9 сентября, правда, пришлось отменить из-за срабатывания автоматики, но уже 12 сентября 1959 года РН «Луна» успешно вывела АМС из зоны земного притяжения, а двумя днями позже «Луна-2» разбилась о поверхность Луны на скорости примерно 12 000 километров в час. Аппарат был оборудован сцинтилляционными счётчиками, радиометрами, магнитометрами и двумя символическими вымпелами. Вымпелы имели довольно интересное устройство: каждый представлял собой металлический шар, оболочка которого состояла из пятиугольных сегментов, а внутри располагалась взрывчатка. На каждом сегменте были отчеканены герб СССР и дата полёта. При ударе о поверхность сработал взрыватель и сегменты разлетелись во все стороны – это позволяет надеяться, что хотя бы некоторые из них уцелели и до сих пор лежат в лунной пыли. Но, даже если не сохранился ни один, цель была достигнута: первый искусственный аппарат добрался до поверхности Луны.
От съёмки к мягкой посадке
Следующей целью лунной программы стало фотографирование обратной стороны Луны. Поразительным образом это, как и полёт «Луны-2», удалось осуществить с первого раза практически без сложностей, хотя задача была нетривиальной и по своей трудности примерно соответствовала выводу ракеты на вторую космическую скорость.
Сложность состояла в том, что недостаточно было просто отправить АМС в сторону Луны. Требовалось, чтобы станция обогнула спутник Земли по заданной траектории и сделала более или менее чёткие фотоснимки. Расчётом траектории занимался знаменитый академик Мстислав Келдыш с группой помощников – впрочем, он принимал деятельное участие в лунной программе с самых первых дней. Расчёт был сложным и в то же время гениальным: для разворота автоматическая межпланетная станция с третьей ступенью общей массой более полутора тонн использовала… лунную гравитацию. Орбита «Луны-3» была не лунной, а земной – по сути, она представляла собой очень сильно вытянутый эллипс, который захватывал Луну. Максимальное удаление аппарата от Земли составило 480 000 километров.
Наряду с обычным исследовательским оборудованием, АМС была оснащена самым важным прибором – фотоаппаратом АФА-Е 1. Разрабатывали его на Красногорском механическом заводе, и технические требования к фотоаппарату – весогабаритные характеристики и пр. – были исключительно высокие. Особенно остро стояла задача защитить плёнку от радиационного излучения. Занятно, что 35-миллиметровая фотоплёнка, которую использовал АФА-Е 1, была… американской. Ни одна советская плёнка не удовлетворяла качественным и прочностным требованиям, и в результате конструкторы нанесли новую перфорацию на трофейную плёнку, полученную несколькими годами ранее со сбитого разведывательного аэростата. Эту историю много лет спустя рассказывала Галина Барашкова – инженер-конструктор, руководитель группы по разработке АФА-Е 1. Подмена плёнки была сделана втайне от высокого начальства.
АФА-Е 1 имел два объектива (длинно- и короткофокусный) и работал в составе фототелевизионного комплекса «Енисей», разработанного ленинградским НИИ телевидения. Да, к слову: фототелевизионная система – это телевидение с медленной развёрткой, которое использует фотографию в качестве промежуточного носителя. Такая схема удобна для трансляции больших объёмов информации слабым передатчиком – с помощью фототелевизионных систем раньше передавались на Землю все результаты космических съёмок. Весь комплекс был по-настоящему сложным: ведь после фотографирования снимок ещё предстояло проявить, напечатать, отсканировать и передать! Вся эта конструкция занимала почти всё внутреннее пространство «Луны-3».
