Понимая, что в связи с усложнением задач, встающих перед отечественной космонавтикой, со временем потребуется резко увеличить массу КК для полета по орбитам ИСЗ и к другим планетам, С.П.Королев и его соратники, наряду с разработкой проекта H1, уделяли большое внимание вопросу сборки аппаратов на орбите ИСЗ. Уже 10.03.1962 г. С.П.Королев утверждает технический проспект, озаглавленный «Комплекс сборки космических аппаратов на орбите спутника Земли (тема «Союз»)». В этом документе впервые дается обоснование возможности использования модификации КК «Восток–7» с космонавтом–«монтажником» на борту для отработки стыковки и сборки на орбите. Для этого корабль предполагалось снабдить системами сближения и стыковки, а также маршевой ДУ многократного включения и системой микродвигателей причаливания и ориентации. КК «Восток–7» мог быть использован для сборки на орбите ИСЗ космической ракеты (рис. 2), состоящей из трех одинаковых ракетных блоков (РБ). С помощью такой космической ракеты предлагалось выполнить облет Луны специальным кораблем Л1 с экипажем из 1–3 человек.
Согласно проекту космический корабль Л1 имел оригинальную компоновку, состоящую из двух корректирующих ДУ (передней и хвостовой), жилого отсека, спускаемого аппарата (СА) и агрегатного отсека (АО), со стороны которого к кораблю пристыковывалась связка из трех РБ. В схеме корабля четко прослеживалась необходимость применения СА специальной формы, имеющего аэродинамическое качество, что позволяло аппарату совершать маневр в атмосфере для уменьшения перегрузок, воздействующих на экипаж, и управлять траекторией снижения СА. Последняя мера резко сужала зону разброса точек приземления аппарата. Появлялась возможность производить посадку после облета Луны на заданной территории Советского Союза.
В том же проспекте предлагалось с помощью стыковки создать орбитальную станцию (см. рис. на первой странице обложки) с экипажем из трех человек, предназначенную для наблюдения Земли и состоящую из трех блоков: жилого, блока научной аппаратуры и корабля доставки экипажа. В качестве последнего подразумевался КК «Север», проект которого рассматривался в это время в ОКБ–1. Аппарат представлял собой как бы переходную ступень от КК «Восток» к кораблям следующего поколения, получившим впоследствии наименование «Союз», и состоял из спускаемого аппарата новой формы с аэродинамическим качеством и агрегатного отсека.
В этом же проспекте обосновывалась возможность запуска спутника связи на геостационарную орбиту с помощью ракеты, собранной из отдельных ракетных блоков. Блоки аппаратов во всех этих вариантах должны были выводиться на орбиту РН «Союз».
![]() Рис. 2. Комплексы для сборки космических аппаратов на орбите искусственного спутника Земли, предложенные по программе «Союз» в 1962 г., а: 1 - носовая ДУ корабля Л1; 2 - жилой отсек; 3 - спускаемый аппарат; 4 - солнечная батарея; 5 - агрегатный отсек; 6, 7 и 8 - ракетные блоки; 9 - сбрасываемый отсек последнего ракетного блока; 10 - корабль «Восток-7»; в 1963 г., б: 1 - солнечная батарея; 2 - приборно-агрегатный отсек корабля «Союз»; 3 - спускаемый аппарат; 4 - бытовой отсек; 5 - разгонный ракетный блок; 6 - один из кораблей-танкеров |
Через некоторое время появился второй проспект, озаглавленный «Сборка космических аппаратов на орбите спутника Земли», утвержденный С.П.Королевым 10.05.1963 г. В нем тема «Союз» звучит уже четко и убедительно. Основной объект документа — комплекс, состоящий из последовательно выводимых и стыкующихся на орбите разгонного РБ, кораблей–танкеров для его заправки и КК «Союз». После того как баки РБ заполняются топливом, доставляемым «танкерами», производится запуск ЖРД этого блока и разгон «Союза» с целью облета Луны. Пристыкованный к РБ «Союз», состоящий из бытового отсека (БО) со стыковочным узлом, спускаемого аппарата и приборно–агрегатного отсека (ПАО), осуществлял разгон «хвостом вперед». Двигательная установка «Союза» в полете использовалась для коррекций траектории. После облета Луны при возвращении к Земле происходило разделение отсеков корабля, и СА выполнял управляемый спуск и посадку в заданном районе Советского Союза. В этом проспекте «Союз» уже имел близкую к современной форму.
В проспекте ставились две основные задачи: отработать стыковку и сборку на орбите и облететь Луну пилотируемым аппаратом. По мнению С.П.Королева, увязка решений по двум этим задачам обеспечивала приоритет СССР в деле освоения космоса. Работам по теме «Союз» был дан «зеленый свет».
В связи с разработкой варианта прямого облета Луны кораблем Л1 программа «Союз» была нацелена на отработку сближения и стыковки КК с последующим переходом членов экипажа из корабля в корабль. Эскизный проект «Союза», подписанный в 1965 г., отражал уже новые тактико–технические требования к кораблю. Отработка «Союза» в беспилотной варианте была начата 28 ноября 1966 г. запуском спутника «Космос–133». После неудачной попытки запуска беспилотного «Союза» в декабре 1966 г., окончившейся аварией РН и срабатыванием системы аварийного спасения на старте, 07 февраля 1967 г. орбитальный полет с посадкой в Аральское море совершил второй беспилотный КК «Союз» («Космос–140»).
Первый пилотируемый полет на КК «Союз–1» совершил 23-24 апреля 1967 г. летчик–космонавт В.М.Комаров, однако из–за отказа парашютных систем при спуске полет окончился катастрофой. Первая автоматическая стыковка была выполнена 30 сентября 1967 г. беспилотными кораблями–спутниками «Космос–186» и «–187» и повторена 15 апреля 1968 г. кораблями–спутниками «Космос–212» и «–213». После беспилотного полета КК «Союз» (спутник «Космос–238»), запущенного 28 августа 1968 г., начались регулярные полеты «Союзов». Фактически задача программы «Союз» — стыковка пилотируемых КК с переходом космонавтов через космос — была выполнена 16 января 1969 г. в ходе полета кораблей «Союз–4» и «–5» с космонавтами В.А.Шаталовым, Б.В.Волыновым, А.С.Елисеевым и Е.В.Хруновым. Оставшиеся корабли «Союз» были перенацелены на выполнение технологических экспериментов в групповом полете («Союз-6», «–7» и «–8» с космонавтами Г.С.Шониным, В.Н.Кубасовым, А.В.Филипченко, В.Н.Волковым, В.В.Горбатко, В.А.Шаталовым и А.С.Елисеевым) и длительного полета («Союз–9» с космонавтами А.Г.Николаевым и В.И.Севастьяновым, запущен 1 июня 1970 г.) продолжительностью 17,7 суток. Два последних КК «Союз», на которых предполагалось отработать систему сближения для лунного комплекса Л3, остались невостребованными.