E-1 №1


23 сентября 1958 года 09:03:23 - старт
T+1 мин 33 с - разрушение РН

Новости космонавтики 1996 №2:
ПИСЬМА В РЕДАКЦИЮ
Неизвестная серия Е

Т.Варфоломеев. В "НК" №23 за 1995 год в статье Константина Лантратова, посвященном 25-летию запуска "Лунохода-1" (с.с.79-83), кратко освящена и вся история запусков к Луне автоматических станций серии Е. Однако, при описании пусков первых "Лунников", некоторая информация, сообщаемая автором, носит спорный характер и нуждается в уточнении"

Успешному пуску на Луну станции Е-1А (АМС "Луна-1")12 сентября 1959 года предшествовали две попытки запусков аналогичных модификаций этих объектов, предпринятых 18 июля и 9 сентября 1959 года [1], обе закончились неудачами. Так что станция Е-1А попала в Луну" не с первой попытки", а с третьей.

Что касается первых АМС для фотографирования обратной стороны Луны, то история их создания до сих пор не нашла должного отражения в публикациях по истории космонавтики (как, впрочем, и история многих других советских космических программ).

Первоначальный план, предложенный С.П.Королевым в конце 1957 года, предусматривал облет Луны объектом Е-2 или объектом Е-3 (по мере готовности) в октябре 1958 года. Первый вариант фототелевизионной системы, названный "Енисей-1", для АМС Е-2 был создан во Всесоюзном научно-исследовательском институте телевидения (ВНИИТ) в Ленинграде всего за четыре месяца и был готов к октябрю 1958 года [2]. Но подготовить ракету-носитель и сам аппарат в столь сжатые сроки не удалось, и программа лунных пусков была существенно пересмотрена.

Предложение о двух вариантах облета Луны, - осеннем (октябрь - ноябрь) с фотографированием Луны после пролета и весеннем (апрель) с фотографированием на подлете, явилось результатом обширных исследований, проведенных к началу 1959 года в отделении прикладной математики МИАНа под руководством академика М.В.Келдыша, работа называлась "Исследование траекторий облета Луны и анализ условий фотографирования и передачи информации" [3]. При этом было рекомендовано, что:"...наиболее желательным для получения изображения возможно большей части обратной стороны Луны является осуществление обоих вариантов фотографирования: осеннего облета с фотографированием после сближения и весеннего облета с фотографированием до сближения. Области поверхности Луны, которые могут быть сфотографированы в каждом из этих случаев, не перекрываются и в совокупности дадут практически полное изображение обратной стороны Луны."[4]. Оба варианта облета приняты С.П.Королевым к реализации, осенние пуски были запланированы на 4-6 октября 1959 года, весенние - на 15-17 апреля 1960 года. О какой-либо "детальной" съемке речи не было.

Что касается конструктивных особенностей, то фототелевизионные системы, установленные на станциях, запускавшихся к Луне в апреле 1960 года, не отличались от аппаратуры АМС "Луна-3", сфотографировавшей обратную сторону Луны в октябре 1959 г. [5|. Это была усовершенствованная модификация аппарата "Енисей" - "Енисей-2", с двумя объективами и двумя режимами передачи изображения на Землю, также разработанная во ВНИИТе [2]. Работа данной фототелевизионной системы была рассчитана на режим активной ориентации с наведением оптической оси фотоаппарата на Луну [6].

Таким образом, в октябре 1959 г. и в апреле 1960 г. к Луне стартовали станции одного типа, имевшие к тому времени обозначение Е-3.

Попытка запуска объекта, описанного К.Лантратовым под обозначением Е-3, не предпринималось. Он имел другую фототелевизионную аппаратуру (разработка ОКБ МЭИ), с одним объективом и сканирующей оптической системой [7]. Данная фототелевизионная аппаратура создавалась из расчета того, что АМС будет оснащена системой ориентации, приводившей оптическую ось фотоаппарата в такое положение, при котором она могла "смотреть" в сторону от направления на Луну в пределах угла до 30° [6]. То есть отсутствие прямой ориентации на Луну не означает, что станция была "неориентированной" (как написано в статье). Этот вариант станции был резервным и не осуществлялся [7]. Аппарат Е-4 предназначался для проведения не просто "мощного взрыва", а ядерного взрыва на Луне (8].

Аппарат Е-6 разрабатывался, чтобы опередить американскую программу "Атлас-Эйбл", предусматривавшую запуск ИСЛ серии "Пионер" в 1959- 1960 гг. Объект Е-5 конструктивно создавался на базе Е-3, но вместо фототелевизионной системы на АМС размещалась тормозная двигательная установка для выхода на орбиту ИСЛ. Однако неудачи во всех пусках РН "Атлас-Эйбл" сделали ненужной реализацию этого проекта.

Автор выражает благодарность Игорю Афанасьеву, Владимиру Агапову и Максиму Тарасенко за плодотворное обсуждение вопросов, затронутых в данной заметке, а также считает необходимым отметить, что многое из сказанного выше не является строго установленным фактом, а есть результат анализа имеющейся в наличии информации, подтвердить или опровергнуть который могут непосредственные участники тех событий.

Литература

1. К.Герчик, Н.Луковкин, А.Полуэктов "Луна - "под ногами"", "Казахстанская правда" (Алма-Ата), 6 апреля 1991 г., с.5.

2. И.Лисочкин "Вот будет смеху, если эта штука сработает..." (Беседа с заместителем главного конструктора фототелевизионной системы АМС "Луна-3" лауреатом Ленинской и Государственной премий Петром Федоровичем Брацлавцем). "Санкт-Петербургские ведомости", 10 апреля 1993г.,с.3.

3. М.В.Келдыш. Избранные труды. Ракетная техника и космонавтика. "Наука", М., 1988 г., сс.261-309.

4. Там же, с.263.

5. Частная беседа автора с разработчиком фототелевизионной системы АМС "Луна-3" Петром Федоровичем Брацлавцем, 25 января 1990 г. Музей ГДЛ, Санкт-Петербург.

6. М.В.Келдыш. Избранные труды. Ракетная техника и космонавтика, с.310.

7. Творческое наследие академика Сергея Павловича Королева. Избранные труды и документы. "Наука", М., 1980г.,с.403.

8. М.Ребров "Город Королева", "Российская газета", 22 сентября 1992 г., с.5.


Сиддики:
Научные инструменты:
Е-1:
1. Феррозондовый магнитометр
2. Сцинтилляционный счетчик с йодистым натрием.
3. 2 газоразрядных счетчика Гейгера.
4. 2 счетчика микрометеоритов.
5. Черенковский детектор.
6. 4 ионных ловушки
РБ:
1. эксперимент с парами натрия
2. сцинтилляционный счетчик
Результаты: Советское правительство одобрило скромный план первоначального исследования Луны в марте 1958 года. Инженеры придумали четыре первых зонда: Е-1 (для столкновения с Луной), Е-2 (для фотографирования обратной стороны Луны), Е-3 (для фотографирования обратной стороны Луны с помощью современной аппаратуры для съемки) и Е-4 (лунный удар с ядерным взрывом). Е-1 представлял собой простой зонд, сферический объект под давлением, сделанный из алюминиево-магниевого сплава, немного больше, чем первый спутник. Цели заключались в обнаружении магнитного поля Луны, изучении интенсивности и изменения космических лучей, регистрации фотонов в космических лучах, обнаружении лунного излучения, изучении распределения тяжелых ядер в первичном космическом излучении, изучении газовой составляющей межпланетной материи, изучении корпускулярной солнечной радиации и регистрации метеорных частиц. Разгонный блок Блок-Е (с двигателем 8D714) нес дополнительные приборы, включая радиопередатчики и один килограмм натрия для создания искусственной кометы на траектории, которую можно было сфотографировать с Земли. Во время первого запуска Е-1, в момент Т+87 секунд, в боковых ускорителях ракеты-носителя начали возникать продольные резонансные колебания. Ракета в конечном итоге разрушилась в T+93 секунды, уничтожив весь свой груз. Проблема была связана с резкими колебаниями давления в камере сгорания одного из боковых бустерных двигателей. Это привело к возникновению резонансной вибрации по всей раме, вызывающей сильную тряску. Исправление было предложено путем уменьшения тяги на Т+85 секунд, когда ракета достигла максимального динамического давления.

Маров:
Из шести станций Е-1 успешно были запущены только две. Седьмую вернули в испытательный корпус после отказа ракеты-носителя. Узнав из сообщений в прессе, что американцы попытаются совершить запуск на Луну 17 августа, Королев приложил колоссальные усилия к подготовке ракеты к той же дате. В ходе предстартовой подготовки выявилось множество недостатков, но Сергей Павлович знал, что его траектория полета на Луну будет короче американской, поэтому он выжидал перед запуском, желая узнать, будет ли успешным запуск во Флориде. Когда американская ракета взорвалась всего через 11 секунд полета, Королев отложил старт, чтобы тщательнее подготовиться и провести дополнительные испытания. Однако запуск 23 сентября оказался неудачным из-за того, что на второй минуте полета в боковых стартовых двигателях первой ступени возбудились резонансные продольные колебания. Поэтому на 93-й секунде полета ступени разделились, упали и взорвались. Рассказывают, что когда на Сергея Павловича оказали давление, требуя поскорее опередить американцев, он потерял самообладание и заявил: «Вы думаете, только американские ракеты взрываются?». Разумеется, все понимали, что нет, но Королев не мог тогда знать, что в грядущие годы советская лунная программа столь сильно испытает на себе недоработки в конструкции ракет.

Черток:
23 сентября и 12 октября 1958 года были проведены первые пуски ракет Р-7 в лунном варианте. Оба пуска закончились однотипными авариями - разрушением пакета на конечном участке полета первой ступени.
Подобного вида аварии наблюдались впервые. Никаких производственных дефектов, конструкторских ошибок или "разгильдяйства" испытателей при подготовке ракет первый анализ не обнаружил. Возникли подозрения о непознанном принципиальном недостатке пакетной схемы. История поисков первопричины этих аварий очень поучительна. Качество телеметрических записей было вполне достаточным для пристрастного поиска признаков возникновения отказов в системе управления или агрегатах двигательных установок. Однако многочисленные специализированные группы исследователей аварии 23 сентября явного криминала не обнаружили. Принимать решение о следующем пуске без объяснения причин аварии и проведения каких-либо мероприятий было недопустимо. Но Хрущеву было обещано попадание в Луну, поэтому долго размышлять и рассматривать телеметрические пленки и записи, не принимая решения, времени у нас не было.
Кто-то из потерявших надежду быстро раскрыть тайну разрушения ракеты мечтательно высказался, что если списать это на диверсию - типа незаметно приклеенной магнитной мины, то никаких мероприятий, кроме повышения бдительности, не потребуется и можно будет продолжать пуски.
Сама по себе мысль о возможной диверсии была для нас неприемлема, ибо влекла за собой поиски врага в среде испытателей. Очень многие аварии за время нашей работы при горячем желании закрыть глаза на истинные причины можно было бы объяснить злым умыслом, тогда следствие должны вести "органы", а инженеры - с чистой совестью переходить к следующему пуску.
Наш опыт за первые двенадцать лет ракетной деятельности, а забегая вперед, могу сказать, что и в последующие годы, показал: если инженеры берут на себя роль частных детективов, то всегда добиваются успеха.
Ни разу ни одна авария не была списана на диверсию.

Энергия-50
Блок Е обеспечивал выведение межпланетных станций Е1 (для пролета вблизи Луны), Е1А (для достижения поверхности Луны), Е2, Е2А, Е3 (облет Луны, фотографирование обратной ее стороны и передача изображения на Землю) на траекторию полета к Луне и сообщение им второй космической скорости. Отделение станции происходило после выключения двигательной установки блока Е.
Межпланетные станции первой группы с индексами Е1 и Е1А различались между собой, в основном, настройкой применяемой научной аппаратуры, а конструктивно были подобны первому спутнику ПС-1, но имели большие размеры. Герметичный корпус станций имел сферическую форму, тепловой режим обеспечивался путем обдува вентилятором с передачей тепла к корпусу, внешняя поверхность которого была обработана с обеспечением необходимых оптических коэффициентов излучения и поглощения.
В корпусе установили трубчатую ферму, на которой размещались: аппаратура радиокомплекса и автоматики; научная аппаратура для исследования метеорных частиц, измерений магнитного поля Земли и Луны, газовой компоненты межпланетного вещества и корпускулярного излучения Солнца, регистрации тяжелых ядер в первичном космическом излучении, интенсивности и вариаций интенсивности космических лучей, фотонов; источники тока (серебряно-ртутные батареи); вымпелы, свидетельствующие о принадлежности аппарата Советскому Союзу. Снаружи корпуса располагались штыревые и ленточные антенны, штанга с датчиком магнитометра, ионные ловушки, датчики микрометеоритов и другие приборы.
Корпус межпланетной станции заполнялся газообразным азотом при давлении 1,3 кгс/см2. На блоке Е устанавливалось устройство для создания натриевого облака, позволяющего наблюдать за ним с Земли.
При экспериментальной отработке станции Е1 особое внимание уделялось надежности ее отделения от ракеты-носителя, обеспечению необходимого теплового режима и надежности функционирования приборного состава. Для этих целей создали установку для отработки разделения и тепловой макет станции. На установке разделения было проведено несколько десятков отстрелов, определялась величина навески пиропатрона и безударность выхода станции из опорного конуса, а на тепловом макете в специальном стенде НИИ-229 определялись тепловые параметры станции. Проводились также проверка станции на герметичность и отработка механизмов раскрытия антенн. В лабораториях смежных организаций отрабатывались электрические характеристики бортовых приборов и их функционирование.
В целях экономии времени и затрат материальной части трехступенчатая ракета отрабатывалась одновременно с выполнением лунной программы. Постановление от 2 сентября 1958 года предусматривало запуск космической ракеты к Луне в сентябре 1958 года. Тогда же, в сентябре 1958 года, были утверждены программы пусков станции Е1 (вариант попадания) и станции Е2А (вариант облета).
Первый пуск ракеты-носителя 8К72 со станцией Е1 состоялся 23 сентября 1958 года. Однако полет завершился аварией ракеты-носителя на 87-й секунде из-за возникновения возрастающих продольных колебаний. Суть явления состояла в том, что продольные колебания конструкции с низкой (из-за малой упругости) частотой передавались через гидравлический тракт в ДУ, которая возбуждала ответные колебания давления в камере сгорания, вследствие чего возникало резонансное явление, приводящее к разрушению ракеты-носителя в полете.

Говоря проще - 3-я ступень вызвала неожиданно сильные колебания при старте, передавшиеся в РД 1-й ступени.

Первушин. 108 минут
Советская межпланетная станция «Е-1», разработанная группой Глеба Юрьевича Максимова, была намного тяжелее (187 кг) и конструктивно походила на первый простейший спутник, представляя собой сферический контейнер из двух алюминиево-магниевых полусфер радиусом 400 мм, соединенных 48 болтами через шпангоуты. На верхней полусфере размещались четыре стержневые антенны радиопередатчика, работающего на частоте 183,6 МГц, две протонные ловушки для обнаружения межпланетного газа и два пьезоэлектрических «микрофона» для регистрации ударов метеоритных частиц. Полый алюминиевый штырь на полюсе верхней полусферы нес датчик для измерения магнитного поля Луны. На нижней полусфере размещались еще две протонные ловушки и две ленточные антенны радиопередатчика. Внутри контейнера на приборной раме закрепили два радиопередатчика, блоки приемников и телеметрии, научную аппаратуру, серебряно-цинковые аккумуляторы и окисно-ртутные батареи.



Блок «Е» и межпланетная станция «Е-1» (рисунок А. Шлядинского)
Блок «Е» стартовал с центрального блока «А» в «горячем» режиме – то есть двигатели центрального блока «семерки» в тот момент еще работали. Было понятно, что случайное повреждение центрального блока факелом может привести к непредсказуемым последствиям. Поэтому сверху на блоке «А» установили отражатель с жаростойким покрытием и ферменный переходный отсек.
Систему управления для блока «Е» разрабатывал Николай Алексеевич Пилюгин. Самой трудной тут была задача «перехвата» управления после отделения от центрального блока. Требовалось не только «выправить» третью ступень, но и надежно управлять ею в течение почти шести минут разгона к Луне и точно выключить по набору скорости. Причем перед этим на активном участке разгона «Р-7А», пока функционируют системы управления всех трех ступеней, нужно сформировать последующую траекторию полета и заложить ее в бортовую систему управления. Этот фронт работ взяли на себя ученые из Математического института имени Стеклова и баллистики НИИ-4, обосновавшиеся в Болшево.
Требовала доделки и система радиоуправления ракет, за которую отвечал Михаил Сергеевич Рязанский. Изначально в НИИ-4 планировали создать отдельные пункты радиоуправления (РУПы) со специальной аппаратурой «Слон». Однако опыт использования НИП-1, который оказался не нужен, фактически дублируя работу ИП-1 Тюра-Тама, показал, что для сокращения сроков и увеличения эффективности проще применять уже существующие РУП-А и РУП-Б полигона, развернутые для радиокоррекции ракет «Р-7».


Советская межпланетная станция «Е-1» («Луна-1») (© РКК «Энергия»)

При запуске контейнер располагался сверху блока «Е» и был закрыт сбрасываемым коническим обтекателем. Кроме того, на корпусе ракетного блока поместили два радиопередатчика с антеннами, счетчик космических лучей, радиосистему определения траектории полета и аппаратуру для создания искусственной натриевой кометы.
Несмотря на тщательную отработку всех элементов космической системы, на начальном этапе советских ученых и конструкторов ждало разочарование.



Размещение станции «Е-1» в на ракетном блоке «Е» (© РКК «Энергия»)

При пуске 23 сентября 1958 года станция «Е-1» погибла в результате развала ракетного «пакета» на 87-й секунде полета.