Полеты «Востоков» и «Восходов» вселяли надежду на то, что человек сможет долго жить и работать в космосе. Это разбудило фантазию у многих. Стали вспоминать Циолковского. Его размышления о космических колониях, о заселении Солнечной системы, о покидании этой системы, когда Солнце начнет угасать. Обнаружили, что многие из его фантастических представлений о развитии цивилизации вдруг начали обретать реальные формы. У специалистов появлялось много самых разных предложений, и, естественно, возникали вопросы: какое из них принять? куда двигаться дальше?
Людям известно о мироздании очень мало. Им удалось немного изучить то, что они способны увидеть либо почувствовать, непосредственно или с помощью приборов. Но в человеке природой заложено стремление узнать больше. И он создает все новые и новые микроскопы и телескопы, чтобы глубже заглянуть в тайны материи и дальше во Вселенную. И путь поиска в каждом из этих направлений бесконечен. Чтобы организовать процесс познания, люди создают теории, которые описывают явления в том виде, в каком они их наблюдают. Но вот появляются новые приборы, и человек обнаруживает то, чего он раньше не знал, видит, что новое уже не вписывается в рамки существующих теорий, и тогда он создает новую теорию, которая становится базой для дальнешего накопления знаний. И чем больше человек удаляется от мира своих естественных восприятий, тем трудней ему добывать новые знания. И тем сильнее тяга к ним. В этом непрерывном влечении к новому и в отсутствии границ познания заложена гарантия того, что людям всегда будет интересно жить.
Космические аппараты - это прежде всего инструменты, с помощью которых люди могут все больше и больше узнавать о Вселенной. И если для тех, кто наблюдал за событиями в космосе со стороны, вопрос о цели будущих полетов имел философское значение, то для Королева от ответа на него зависела практическая деятельность.
По всему чувствовалось, что Сергей Павлович много думал на эту тему. Он нередко приглашал кого-нибудь из своих наиболее близких коллег в небольшой садик во дворе предприятия и там, оторвавшись от текущих дел, подолгу прогуливался с ним, обсуждая свои идеи. После таких бесед и собственных размышлений Королев выбирал вариант, который, с одной стороны, явился бы крупным шагом вперед, а с другой - был бы осуществимым и мог увлечь его смежников.
Королев был прекрасным психологом. Он понимал, что дело будет продвигаться наиболее успешно, если каждый из основных исполнителей почувствует себя одним из его авторов. И умел это организовать. Когда на рассмотрение Совета главных конструкторов он выносил новый проект, то представлял его как общее предложение. И это фактически соответствовало действительности, поскольку со многими из участников совещания все обсуждалось при частных встречах. Хотя, конечно, изначально идеи, как правило, исходили от него самого. Королев умел увлечь своим проектом настолько, что все хотели в нем участвовать. Главные конструкторы чувствовали себя единомышленниками, членами одной команды.
А сам Сергей Павлович стремился продвигаться вперед, как можно скорее. Он соревновался с природой очень азартно. Как только удалось запустить первый искусственный спутник Земли, то есть добиться того, чтобы летательный аппарат не падал на Землю под действием силы тяжести, Королев начал думать о следующем шаге - как уйти от Земли в дальний космос. Его первой целью стала Луна. И уже в 1959 году, всего через год с небольшим после создания первого спутника Земли, осуществляется пуск космического аппарата к Луне. Впервые преодолевается земное тяготение. Это открыло принципиально новые возможности, и появилось естественное желание ими поскорее воспользоваться. Очень любопытно было взглянуть на обратную сторону Луны - посмотреть на то, чего люди с Земли увидеть не могли. Через девять месяцев после первого полета к Луне туда же отправляется корабль с фото- и телеаппаратурой. На этот раз траектория была выбрана так, чтобы корабль обогнул Луну и фотоаппараты смогли запечатлеть ее обратную сторону. Весь мир увидел телевизионные изображения тех уникальных снимков. И поражало не то, что было на снимках. В конце концов, картина была такой, какой ее и ожидали увидеть, - те же горы, кратеры, равнины, что и на стороне, видимой с Земли. Может быть, поверхность более изрезана, да равнин поменьше. Главное впечатление произвела сложность экспериментов, которые способны ставить люди.
Каждое сообщение о космическом полете вызывало в стране колоссальный интерес. У газетных киосков с утра выстраивались длинные очереди. Люди повсюду читали последние новости - на улицах, в метро, в трамваях, на работе. И горячо обсуждали, как болельщики обсуждают только что закончившийся футбольный матч. Кстати, так было не только у нас. Судя по сообщениям зарубежных газет, похожая картина была во многих городах мира. Все признавали наш несомненный приоритет в космосе, и это вызывало патриотические чувства. Народ гордился своей страной. Конечно, не как носителем некой политической идеологии, а как сообществом людей, которые способны достигать самых высоких результатов в созидании нового и способны проявлять личное мужество во имя прогресса. Никто из серьезных людей не связывал тогда эти чувства с приверженностью идеям социализма или коммунизма.
Кстати, руководители страны, как все нормальные люди, тоже гордились успехами и своим народом. Им, безусловно, нравилось регулярно получать доклады о достижении уникальных результатов. Кроме того, они чувствовали себя членами той большой партийной команды, которая привела их к власти, поэтому и боролись за интересы своей команды всеми средствами. Главной целью было удержать в стране существовавший политический строй. А космические успехи помогали достижению этой цели как удобное средство пропаганды. Метод его использования был простой: в научно-техническую информацию «впрыскивали» политическую идеологию, и в таком виде публиковали. Даже если статьи писали ученые или конструкторы, им полагалось к основному содержанию добавить политическую приправу - иначе публикация оказывалась невозможной. Но, надо сказать, эффективность этих приемов была невысокой. У большинства за многие годы выработались собственные фильтры, которые автоматически удаляли все искусственные «присадки». В сознание поступала только полезная информация, и именно она была предметом страстных обсуждений.
Резко повысился интерес к Луне и среди ученых. Как только полеты к Луне стали реальностью, появилась надежда, что удастся достичь ее поверхности и провести прямые исследования грунта. В то время было много догадок и предположений. Не исключалась возможность, что на Луне найдут новые уникальные материалы или известные драгоценные металлы, но в большей концентрации, либо драгоценные камни. Никто ничего не знал. Среди инженеров существовало мнение, что лунные породы можно будет использовать для сооружения промежуточных космических баз или для строительства дальних космических станций. Все эти догадки служили мощными стимулами для форсирования работ, связанных с изучением Луны. Естественным желанием было осуществить посадку на Луну и изучить ее грунт в условиях, близких к лабораторным. Задача оказалась сложной. Атмосферы около Луны нет, поэтому парашютами пользоваться нельзя. Затормозить аппарат перед прилунением можно только с помощью реактивных двигателей. Но как самортизировать удар, как удержать аппарат неподвижным после касания Луны? Поверхность неровная, это не позволяло использовать обычные амортизаторы. Многое нужно было изобрести. И многие из изобретений могли быть проверены только в реальном полете. К сожалению, не все получалось с первого раза. Например, инженеры придумали оригинальную систему посадки, состоящую из надувных баллонов. Испытали ее на Земле - все было нормально. Произвели запуск аппарата к Луне, обеспечили его снижение на поверхность, но мягкой посадки не получилось. Аппарат разбился. Газеты сообщили, что достигнута поверхность Луны, но умолчали о том, что создатели аппарата надеялись на большее. Конечно, в КБ были разочарованы. Точную причину неудачи установить не удалось, оставалось только предполагать. И инженеры думали не о том, как устранить тот или иной дефект, а как создать систему, рассчитанную на еще большее разнообразие условий посадки. Запустили еще один аппарат - и вновь неудача! Руководство страны стало проявлять раздражение. Но Королев держался. Рассказывают, что когда Н.С.Хрущев позвонил ему и высказал свою озабоченность по поводу очередной неудачи, Королев ответил резко, что полет к Луне - это более сложная задача, чем поездка на Воробьевы горы. Он имел в виду правительственные дачи в Москве. В то время такой ответ был неслыханной дерзостью. Однако Хрущев никакими мерами на это не отреагировал. Он, очевидно, понимал, что замены Королеву нет.
Сергей Павлович и сам очень переживал. Но на неудачи он отвечал форсированием работ, а не отказом от них. И в то время, когда еще не удавалось осуществить мягкую посадку небольшого аппарата, Королев не только настойчиво продолжал искать решение этой задачи, но и организовал разработку проекта пилотируемого полета к Луне. Уже в 1963 году появились первые тома этого проекта. Для полета предлагалось собрать на околоземной орбите длинный поезд, состоящий из пилотируемых кораблей, топливных блоков и буксиров. И этот поезд должен был стартовать к Луне. При такой схеме не требовались ни суперракета, ни огромные стартовые сооружения. Риск материальных потерь оказывался минимальным. В случае аварии при выведении теряли бы один блок и сравнительно небольшую ракету, а не весь комплекс сразу.
Конечно, задач предстояло решить массу: создать системы сближения, стыковки, посадки на Луну, взлета с Луны, управления спуском в атмосфере после возвращения от Луны, разработать новые скафандры, новые системы электроснабжения и т.д. Над проектом работало много организаций. Всюду велось проектирование, изготавливались макеты, создавались стенды, проводились эксперименты.
Мне тогда пришлось заниматься системой ручного управления спуском на Землю. Система была задумана как резервная. Для всех ответственных операций на космических кораблях в качестве основных использовались автоматические системы. Автомат (конечно, если он исправен) всегда работает в строгом соответствии с той логикой, которая заложена в его схему. Он принципиально лучше ручной системы тем, что не зависит от состояния человека, его настроения, самочувствия, от того, сохранил он или утратил навыки. Но если вдруг возникает ситуация, которая не была предусмотрена при проектировании автомата, или если надо осуществлять управление по правилам, которые не удается формально описать, то тогда приоритет отдается человеку. Поэтому, чтобы застраховаться от возможных просчетов, для каждого автоматического режима предусматривался, как правило, резервный режим ручного управления.
Задача управления спуском была очень интересной и сложной. Корабль при возвращении от Луны должен войти в атмосферу на расстоянии пять-десять тысяч километров от расчетного места приземления. Сесть в заданный район он мог только с рикошетом: после первого входа в атмосферу «отскочить» от нее, как плоский камень от воды, и через несколько тысяч километров войти снова, чтобы уже окончательно погрузиться и произвести посадку там, где следовало. На обоих этапах атмосферного полета космонавтов ожидали перегрузки. Конечно, первый вопрос, который возникал: а что сможет делать человек при тех перегрузках, которые будут в реальном полете?
К тому времени мы располагали только «авиационным» опытом. Но в авиации при маневрах истребителей перегрузки длятся секунды, а здесь они будут действовать несколько минут. На самолетах величина и продолжительность перегрузок полностью зависят от пилота - он может начать маневр и может его прекратить, при этом перегрузка тоже прекратится. А здесь перегрузка во многом предопределена условиями входа в атмосферу, и прекратить ее действие по воле пилота нельзя. Кроме того, на самолете при действии перегрузок пилот особо сложного управления не осуществляет. А что придется делать при возвращении от Луны?
И мы решили сначала изучить возможности человека вне связи с конкретными задачами управления. Нам хотелось понять, какие перегрузки человек сможет переносить при полном сохранении работоспособности. Насколько он будет свободен в своих движениях при реальных ожидаемых перегрузках? Что он способен видеть? Слышать? Какие возможности у него останутся при аварийных полетах, когда перегрузки будут десятикратными и выше? Только получив ответы на эти вопросы, мы могли приступить к определению функций космонавта по управлению и проектированию системы.
Начались исследования. Их проводили на подмосковном заводе «Звезда». Завод особый - тот самый, который изготавливал шлюз для первого выхода в космос. На нем разрабатывали катапульты, скафандры, гидрокостюмы - все то, что обеспечивает спасение летчиков или космонавтов в экстремальных ситуациях. Здесь трудились вместе врачи, инженеры и испытатели. Они умели проводить исследования в условиях, близких к пределу человеческих возможностей. На заводе была самая совершенная по тем временам центрифуга, на которой создавались любые переносимые человеком перегрузки. И был прекрасный коллектив медиков, возглавляемый Арнольдом Семеновичем Барером. Его молодые сотрудники начинали проверять на себе, где находится тот предел, за которым появляется реальная угроза для жизни. Конечно, многое зависит от личных возможностей, у каждого своя граница. И ребята подходили к своим границам, проявляя безусловное мужество. Некоторые из них выдерживали фантастические нагрузки. Например, Костя Талызин в течение семидесяти секунд переносил перегрузку величиной двадцать шесть с половиной единиц! Нагрузка такая, как будто вес увеличился в двадцать шесть с половиной раз. И после каждого предельного эксперимента испытатели шли на обследование, чтобы узнать, не появилось ли у них каких-то необратимых изменений. Они надеялись, что нет, но понимали, что играют с огнем.
Когда мы начинали исследования, допустимые границы уже были определены. Их выбирали не по уровню рекордных показателей, а из условий безопасности для любого практически здорового человека. И наши эксперименты проводились только в пределах этих границ. Мне довелось участвовать в исследованиях в качестве испытателя, и тогда я понял, каким сложным был первый этап. Рост перегрузки воспринимаете как увеличение веса. Тело как будто наливается свинцом. Тебя вдавливает в ложемент кресла, и уже при перегрузке четыре единицы не хватает сил, чтобы двигать ногами или туловищем. Свободными для движения остаются только кисти рук. При перегрузке восемь единиц начинает ухудшаться зрение. Перестаешь видеть то, что происходит по сторонам, видишь только непосредственно перед собой. Потом и эта зона закрывается серой пеленой. При перегрузке двенадцать-четырнадцать единиц зрение пропадает полностью, дышать становится практически невозможно. Усилия, с которыми ты напрягаешь мышцы, чтобы не выпустить кровь из головы, достигают предела. Больше ты уже сделать ничего не можешь, только терпишь, если хватает сил. Я участвовал в экспериментах с перегрузками до восемнадцати единиц, и каждый раз, когда я проходил четырнадцатикратный рубеж, мне казалось, что нахожусь на пределе. Любопытно, что слух не нарушался. Это означало: звуковые сигналы можно использовать для управления.
Когда уже заканчивались эксперименты с большими перегрузками, мне неожиданно позвонил домой Борис Егоров. Он откуда-то узнал о нашей работе и стал уговаривать меня немедленно ее прекратить. Объяснил, что при таких нагрузках в голове могут лопаться сосуды, а это приведет к инвалидности. У меня не было оснований не верить ему.
Большие перегрузки представляли для нас скорее теоретический интерес, чем практический. Реально они не должны были превышать пяти-шести единиц. Но и для этих нагрузок нам пришлось придумывать совершенно необычные средства ручного управления. Мы изобретали ручки, рассчитанные на работу пальцами, проектировали яркие большие индикаторы, которые были бы хорошо видны даже при пониженном зрении. Через несколько месяцев в нашем распоряжении появился довольно большой набор таких устройств. Но оставалось самое главное - определить, какие же функции можно передать человеку. И этот вопрос оказался очень трудным. Мы создали несколько сложнейших моделирующих стендов, имитирующих возвращение на Землю, и провели тысячи экспериментов для разных вариантов управления и разных условий полета. Особо сложным оказалось управление при первом погружении в атмосферу. Расчеты подтверждали, что на этом этапе требуется исключительно высокая точность, поскольку от нее очень сильно зависит дальность рикошета. Когда человеку передавали сложные функции управления, он нужную точность не выдерживал. Его ошибки могли приводить к большим перелетам или недолетам, иногда до тысячи километров, что было явно недопустимо. Если же на человека возлагать простые функции, то его участие не упрощает автоматики и поэтому становится нецелесообразным. Нам так и не удалось найти разумного компромисса до самого закрытия проекта. Задача управления при втором погружении в атмосферу была значительно проще. Там к точности предъявлялись не такие высокие требования, и приемлемое решение было найдено. Позднее оно было использовано при создании систем управления спуском с околоземных орбит.
Мои коллеги в это время занимались системой ручного управления сближением и ручной астроориентации, у них дела шли более успешно. Им удалось найти хорошие решения и применить их практически в полном объеме в последующих программах.
Интересы Королева не ограничивались Луной. Он, конечно, мечтал о будущих полетах человека к планетам. Уже через десять месяцев после полета Ю.Гагарина был осуществлен пуск автоматической станции к Венере, а еще через девять месяцев - к Марсу. Выполнение этих полетов показало, что баллистикам удается хорошо прогнозировать траектории и что радиосвязь, а значит, и радиоуправление можно осуществлять в течение всего перелета. Мечты Королева стали обретать реальные формы. Вскоре одно из подразделений нашего конструкторского бюро приступило к проектированию большого межпланетного корабля. Был даже изготовлен макет жилого отсека этого корабля в таком виде, каким его представляли себе проектанты: круглая комната с иллюминаторами во все стороны, диван, стол - все очень по-земному. Королев приглашал в этот макет Келдыша. Они вместе довольно долго находились внутри и, по словам присутствовавших в цехе, вышли оттуда явно возбужденные состоявшейся беседой.
Одной из проблем, связанных с длительными космическими полетами, была проблема невесомости. Первые полеты показали, что невесомостъ вызывает, мягко говоря, дискомфорт. Вестибулярный аппарат перестает нормально функционировать, и у человека возникает ощущение укачивания. Кроме того, голова переполняется кровью и наступает состояние, близкое к тому, которое человек испытывает на Земле, когда он находится в положении вверх ногами. Но это только то, что сам человек чувствует. А какие глубинные изменения происходят в организме? Как протекают биохимические процессы? Что происходит с кровью, костями, с мышцами? Ответов на эти вопросы не было. В лабораториях проводились эксперименты в условиях пониженных нагрузок, когда испытатели по нескольку недель лежали в постели или даже в ванне, заполненной жидкостью, а врачи исследовали работу их жизненно важных систем. Однако все это слишком отличалось от реальной невесомости.
Было очевидно, что воздействие длительной невесомости можно изучить только по материалам космических полетов. И на тот случай, если окажется, что она недопустима, Королев собирался прорабатывать вариант полета с искусственной тяжестью. Решили провести летный эксперимент с использованием корабля типа «Восход». Искусственную тяжесть можно было создать только путем вращения корабля. Но быстрое вращение вызвало бы целый ряд побочных негативных явлений. Поэтому решили вращать медленно и так, чтобы корабль находился на большом удалении от центра вращения. Тогда можно было имитировать ощутимую тяжесть и сохранять приемлемые условия для работы. По существу, предполагалось создать в космосе центрифугу. После отделения корабля от последней ступени ракеты-носителя планировалось сохранить между ними связь в виде троса длиной около трехсот метров, и эту связанную пару раскрутить. За счет центробежных сил корабль и ракетная ступень будут стремиться удалиться друг от друга, и это должно удерживать трос в натянутом состоянии.
Надо сказать, что при кажущейся простоте идеи расчет взаимного движения корабля, троса и ракетной ступени был чрезвычайно сложным. До этого подобные задачи не решались. Требовались глубокие математические знания и изобретательность. Всю теоретическую часть взял на себя наш талантливый инженер Виктор Комаров и блестяще ее выполнил. На основании его расчетов было осуществлено проектирование, конструирование и изготовление всей системы, а также выбор режимов разведения и раскрутки. Корабль был создан и подготовлен к пуску. Не знаю, по каким причинам, но от него отказались.
Результаты детальной работы над проектами радикально меняли планы. Пришлось надолго отказаться от межпланетных пилотируемых полетов. Их осуществление требовало слишком больших денег. Видоизменился облик лунных кораблей. Теперь облет Луны без посадки на нее предполагалось осуществить на корабле, который должен был целиком запускаться с Земли, а не собираться из блоков на орбите. Полет к Луне с посадкой планировался на комплексе, состоящем из двух кораблей. Их собирались поочередно вывести на околоземную орбиту и там состыковать. Для осуществления этого проекта приступили к проектированию новой мощной ракеты, не такой большой, как американский «Сатурн», но во много раз большей той, которая использовалась при запусках «Востоков» и «Восходов». На первом этапе созданием ракеты руководил первый заместитель Королева Сергей Осипович Охапкин, потом, после его смерти, работы возглавил Василий Павлович Мишин. На базе блоков, которые первоначально проектировались для лунных экспедиций, было решено создать околоземные корабли, способные стыковаться друг с другом. В таком виде проекты считались реальными. Настолько реальными, что в рамках каждого из них для участия в полетах были сформированы экипажи.