(https://ru.wikipedia.org/wiki/Зенит_(космический_аппарат))
По этому поводу у Хрущёва с Королёвым было обсуждение. Никита Сергеевич нашёл в документах описание американского спутника «Corona» (первый пуск спутника 28.02.1959г.: полноценно начал функционировать 18.08.1960г.) и обратил внимание, что его орбита была ниже — от 150 км в апогее до 100 км в перигее. Он показал данные Королёву:
— Сергей Палыч, а почему нам так не сделать?
— Не выйдет, Никита Сергеич, — ответил Королёв. — У американцев спутник обтекаемый, меньше тормозится об атмосферу.
— А почему мы не можем сделать такой же?
— Можем. Но не прямо сейчас, — пояснил Королёв. — Сейчас у нас есть конструктив космического корабля, который мы отрабатываем с 1956 года, а эскизный проект начали ещё в 54-м. Если делать аналог «Короны», имея только вот эту приблизительную компоновку, спутник будет готов где-нибудь к 1963-му году. Потом еще пару лет будем спускаемые капсулы отрабатывать. Мы ведь до сих пор ничего с орбиты спустить не сумели.
Сергей Павлович, разумеется, слегка хитрил. Имеющаяся конструкция корабля позволяла с минимальными переделками запустить на нём человека. Конечно, он знал, что Хрущёв понимает важность приоритета пилотируемого космического полёта, но всё же опасался, что Первый секретарь поддастся нажиму военных.
На первый взгляд, задача по облёту и фотографированию Луны выглядела сходной с созданием спутника фоторазведки. Поэтому Хрущёв при обсуждении так и спросил:
— А зачем Бабакин делает специальную станцию для облёта Луны? Давайте ваш спутник-фоторазведчик к Луне пошлём? И фотоаппараты на нём получше получаются, и спускаемый аппарат есть. Плёнку получим качественную, а не эту размазню из фототелевизионной установки...
Королёв и Келдыш слегка снисходительно улыбнулись.
— Никита Сергеич. Фоторазведчик весит почти пять тонн, — ответил Сергей Павлович. — Чтобы закинуть такую массу к Луне, нужна значительно более мощная ракета, чем у нас есть сейчас. Именно поэтому Георгий Николаевич сейчас делает АМС массой 280 килограммов. Такую станцию к Луне может закинуть обычная трёхступенчатая «семёрка» с уже отработанным блоком «Е». И засунуть в неё фотокомплект «Фтор-2» при всём моём бубновом интересе ну никак не получится. Он один весит едва ли не половину всей массы АМС.
Хрущёв виновато почесал лысину.
— Понял, Сергей Палыч. Глупость сморозил, простите.
Задача создания АМС для фотографирования Луны была отнюдь не простой. Борис Викторович Раушенбах специально для этой миссии сконструировал новую систему ориентации станции. К тому же Королёв, изучив по «документам 2012» все нюансы полёта «Луны-3», потребовал внести изменения в исходный проект. Прежде всего, он заставил Евгения Яковлевича Богуславского сделать комплексированную радиолинию для управления станцией и передачи изображения не по принципу непрерывного излучения, как предполагалось, а импульсной. За счёт этого Королёв рассчитывал получить изображение лучшего качества — непрерывная радиолиния требовала заметно большей мощности сигнала, чем импульсная.
По мощности тоже было принято принципиальное решение: вместо аккумуляторов в станцию установили маленький двигатель Стирлинга, с радиоизотопным источником тепла. В целом система ориентации «Луны-3» стала напоминать уменьшенную копию системы ориентации метеоспутника «Омега». Маховик Стирлинга опять-таки использовался как опорный гироскоп для ориентации станции, а электричества он вырабатывал не в пример больше, чем могли дать аккумуляторы.
Больше всего хлопот доставляло фототелевизионное устройство «Енисей», которое получило в народе прозвище «банно-прачечный трест» (Фото и небольшое описание см. http://www.mobi.ru/News/14515/Cifrovaya_fotografiya_zigzagi_istorii.htm) Разрабатывали его директор НИИ-380 (позднее — Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения) Игорь Александрович Росселевич (Биография http://sm.evg-rumjantsev.ru/des3/rosselevich.html), с инженерами Петром Брацлавцем и Игорем Валиком.
Фотоаппарат с двумя объективами снимал с автоматическим изменением экспозиции. Съёмка начиналась только после получения сигнала о точном наведении на Луну. Отснятая пленка поступала в устройство автоматической обработки, где она проявлялась, фиксировалась, сушилась, перематывалась в специальную кассету и затем шла в устройство передачи изображения.
В нём фотоплёнка сканировалась при помощи электронно-лучевых трубок и фотоэлектронного умножителя. Изображение переводилось в форму радиосигнала. Длительность одной строки, содержащей около тысячи элементов, составляла 1,25 секунды. Кадр передавался на Землю в течение тридцати минут, где фиксировался наземным комплексом «Енисей II» на магнитофон, 35-миллиметровую кинопленку с помощью фоторегистрирующего устройства и на специальный экран скиатрон — электронно-лучевую трубку с длительным послесвечением. (Фото наземной части комплекса «Енисей II» см. там же http://www.mobi.ru/News/14515/Cifrovaya_fotografiya_zigzagi_istorii.htm)
При комплексных испытаниях в реальном масштабе времени «Енисей» точно выполнял все команды, но фотопленка получалась то подсвеченная, то пятнистая, то с вуалью... Валик с Брацлавцем не спали ночами, меняя и пробуя всё новые рецептуры растворов.
Королёв, понимая, что опытная отработка новой техники всегда занимает больше времени, чем отведено для этого сроками разработки, специально дал НИИ-380 задание на разработку ФТУ заметно раньше, поэтому у Брацлавца и Валика было несколько больше времени на сон. За счёт этого качественная плёнка у них получилась значительно быстрее, чем если бы они работали в авральном режиме.
Систему отрабатывали на «летающем стенде» (АИ). ФТУ «Енисей» установили на дирижабль, рассчитали и смасштабировали падение мощности сигнала с учётом расстояния от Луны до Земли, и летали вдоль побережья Чёрного моря, фотографируя местность, и передавая изображение по разработанной Богуславским комплексной радиолинии в пункт связи на горе Кошка в Крыму, который должен был использоваться для управления полётом.
Отработка с одновременной отладкой радиолинии продолжались до августа 1958 года, когда наконец-то было получено достаточно контрастное и резкое изображение.
Запуск АМС к Луне можно было проводить не абы когда. Здесь уже приходилось учитывать «окно запуска», т. е. подбирать определённый момент времени, когда Луна, Земля и Солнце находились в строго определённом взаимном расположении. Солнце должно было освещать обратную сторону Луны, причём желательно — слегка под углом, а не строго вертикально, чтобы тени выделяли детали рельефа. Орбита АМС была рассчитана в виде вытянутого эллипса, охватывающего Луну и Землю. Сложных орбитальных манёвров делать ещё не умели.
По расчётам НИИ-1 академика Келдыша, оптимальное «окно запуска» приходилось на сентябрь-октябрь, то есть, если в 1958 году запуск сорвётся, придётся ждать целый год. (Что и произошло в реале при попытке запустить Луну-2 с «вымпелом». Из-за обнаружившихся пульсаций в топливной системе в 1958 г 3 лунных ракеты подряд были потеряны, и попытки попасть в Луну пришлось отложить на год. В АИ Королёв, зная это, заранее поборол пульсации и подготовил АМС для фотографирования Луны.)
Продолжалось строительство космической инфраструктуры. На Байконуре был построен завод по получению жидкого кислорода. Изолированные трубопроводы от него протянули прямо к старту. Аналогично, по трубопроводам, подавали на заправку и керосин. Теперь никаких эшелонов с цистернами на старте не было, скорость подготовки к запуску сразу увеличилась.
Второй старт и такой же завод жидкого кислорода были построены в Плесецке. С него предполагалось проводить запуски серийных спутников фоторазведки.
Третий стартовый комплекс и криозавод ударными темпами строились в Индии, в штате Андхра-Прадеш на острове Шрихарикота. (Западный берег Бенгальского залива). Окончание строительства планировалось на конец 1958 года. Строительство старта на 80 % финансировала индийская сторона, к тому же к проекту активно подключилась Индонезия. Её финансовое участие на этапе строительства было невелико, процентов 10%, но была достигнута договорённость о последующем возмещении Индонезией её доли стоимости международного космодрома, и долевом участии в его содержании.
Китай также проявлял большой интерес к космической программе. Чжоу Эньлай на сессии КС ВЭС поставил вопрос о строительстве космодрома «Восточный». Его расположение пока обсуждалось. Логичным было участие в программе Монголии и Северной Кореи. Цеденбал и Ким Ир Сен проявляли заинтересованность, но по-восточному сдержанно, что иногда дезориентировало.
На верфях СССР достраивались первые специализированные корабли «космического флота» — Командно-измерительного комплекса (КИК) Их задачей было поддержание связи с космическими аппаратами, когда они проходят по орбите вдали от территории СССР. Космическая связь работает на ультракоротких волнах, лучше всего пробивающих ионосферу, поэтому необходима прямая видимость между передатчиком и приёмником.
Строились новые пункты связи, в том числе на территории Китая и Индонезии, а также в Югославии и Египте. Кроме того, на январской сессии КС Хрущёв напомнил о вопросах глобальной навигации:
— Американцы имеют и продолжают развивать наземную систему радионавигации «LORAN». У нас разработана и строится совместимая с ней по радиочастотам и сигналам навигационная система «Чайка». Её первая очередь войдёт в строй в этом году, — сказал Никита Сергеевич. — Если посмотреть на совместную карту предполагаемого охвата LORAN и «Чайки» (Современная зона покрытия http://www.radioscanner.ru/info/files/article99/picture_picblock_a_1.jpg), видно, что прямо-таки напрашивается участие в программе Индонезии. Товарищ Сукарно, что скажете?
— Гм... Учитывая, что грузопоток из портов Индонезии за прошлый год уже вырос вдвое, а транзит — вчетверо, думаю, тут и обсуждать нечего, — ответил президент Индонезии. — Конечно, мы участвуем. Коллеги, — он обратился к Неру и Али Сабри. — Географическое положение ваших стран прямо подсказывает, что вам стоило бы присоединиться.
— Китайская Народная Республика тоже хотела бы участвовать, — сказал Лю Шаоци.
— Тогда и нас запишите, — Ким Ир Сен внимательно разглядывал карту.
Так навигационный проект LORAN / «Чайка» получил развитие и поддержку на высшем уровне ВЭС.
Хрущёв постоянно держал Главкосмос в сфере своего внимания, поскольку помнил, что получилось в «той истории», где Президиум / Политбюро ЦК занимались космическими проблемами от случая к случаю. Чтобы избежать повторения печальной истории, он организовал Главкосмос как надминистерскую организацию, но и сам постоянно контролировал положение дел.
Выслушав доклады по текущим вопросам, Никита Сергеевич спросил Келдыша и Королёва:
— А что на перспективу готовите, соколики? Не будем же мы на одной и той же «семёрке» 50 лет летать? Вперёд думаете уже?
— Думаем, Никита Сергеич. И даже кое-что уже надумали, — ответил Королёв, разворачивая перед Первым секретарём нарисованный на ватмане плакат.
— Нихре... ничего себе ракета! — ахнул Хрущёв.
Действительно, нарисованная на ватмане в трех проекциях перспективная ракетная система вызывала уважение. Рядом для масштаба были изображены уже летающая Р-7 и перспективный «Союз-2», отработочный, с НК-33 на центральном блоке. Так вот — вся «семерка», целиком, была чуть ли не меньше по размеру, чем один только универсальный ракетный блок нового чудища. А в тяжелом варианте их было три.
— Ну, раcсказывайте, почему именно так?
— Так масштабный фактор же, Никита Сергеевич! — Королев был несколько смущён — чем ракета крупнее, тем единица нагрузки — килограмм, выводимый на орбиту — получается дешевле. Я конечно понимаю, что царь-ракета получается... но она и правда будет дешёвая. Блоки — чистый цилиндр, конструкция простая — дюралюминиевый лист и подкрепление уголком. Практически, несмотря на то, что сухая ступень весит около 40 тонн, а заправленная 550, её цена — меньше, чем у пакета «семёрки», масса и заправка которого втрое ниже. Да, нужен большой стартовый комплекс — но и тут все не так плохо. Мы почитали документы от товарища Серова, и комплекс будет попроще, чем у «Союза» — там надо было хвостовую часть опустить под землю, а тут вся ракета стоит на хвосте, так что газоводы совсем немного заглублены. Ну, конечно, земляные и бетонные работы будут раза в три-четыре больше, чем для «семёрки». Но это же старт для сверхтяжелой ракеты — полезная нагрузка больше семерки в пятнадцать раз! И старт универсальный — с него же можно пускать и одноблочный вариант — нашу основную «рабочую лошадку» в будущем — так что вложения окупятся.
Хрущёв несколько недовольно поморщился. Тратить деньги на новый старт не хотелось, но он понимал, что без этого развития не будет.
— Дальше, мы с Глушко обдумываем решение о переходе с керосина на метан. Тоже революционно, но у этого топлива есть много плюсов, а момент как раз подходящий — перейти, пока ничего нового не разработали. Это, конечно, ещё надо пробовать, но если получится.... Уже сделали тестовый двигатель на 25 тонн тяги, на базе камеры РД-107, сейчас его гоняем. Вроде получается заметно лучше, чем такая же камера, на керосине. А более мощный будет на 140 тонн тяги, на камере НК-33. Там другой ТНА получается, с более крупной ступенью топлива, и немножко другая схема форсунок. Почти разработали уже. Назовем НК-33М — «метановый» или «модернизированный», это кому как понравится.
— А какие плюсы у метана? — заинтересованно спросил Хрущёв.
Королёв внутренне улыбнулся. Это был добрый знак, если Первый начал задавать вопросы, значит, ему нравится. Скорее всего — поддержит.
— Удельный импульс изрядно повыше, можно сделать более высокое давление в камере, хотя с этим я Валентина постоянно осаживаю, чтобы не переусердствовал. Напряжённые двигатели в нашем деле не есть хорошо.
— Камеру охлаждает лучше, опять же, с жидким кислородом у жидкого метана температура близкая, то есть можно у баков сделать совмещённое днище, вес конструкции экономится. Криокомпоненты имеют ещё один плюс — так называемое криоупрочнение несущих конструкций баков. Ну, и главное, метан заметно дешевле керосина, и у нас его немерено. Газопровод на космодром протянем — и нет проблем. Есть чисто конструкторские плюсы — метан-кислородную смесь легче поджечь, чем керосин, и устройство зажигания может быть необслуживаемое.
— Ещё и газопровод... — проворчал Хрущёв.
— Ну, газопровод всяко дешевле, чем цистернами возить, а запусков предстоит много.
— Так-то оно так... — Никита Сергеевич задумчиво почесал лысину. — Не может быть, чтобы у вашего метана одни преимущества были, без недостатков. Давайте, Сергей Палыч, колитесь...
