Как разработки предприятий Госкорпорации Ростех помогали изучать естественный спутник Земли

«Луноход-1». Фото: Роскосмос

Луна как ближайшее к нам небесное тело всегда притягивала внимание человека, а в XX веке изучение естественного спутника Земли стало одной из главных научных и технологических целей. Для Советского Союза Луна была символом амбиций, инженерной смелости и стремления к научному первенству. Лунная программа вобрала в себя лучшие достижения советской науки, объединив усилия конструкторских бюро, научных институтов и промышленных предприятий по всей стране.

В этой масштабной работе участвовали и предприятия, которые сегодня входят в Госкорпорацию Ростех. Их разработки сыграли ключевую роль в создании аппаратуры для съемки, ходовых систем луноходов, криогенного и энергетического оборудования. Накопленный в те годы научно-технический задел не только обеспечил СССР уникальные результаты в исследовании Луны, но и стал основой для современных лунных проектов, в реализации которых Ростех продолжает принимать активное участие.

Вызовы советской лунной программы

Лунная программа стала частью грандиозной космической программы СССР. В негласной гонке с США Советский Союз одержал ряд ярчайших побед: запустил первый искусственный спутник Земли, первым отправил в космос человека, осуществил первый выход человека в открытый космос. Следующим логичным шагом стала попытка исследовать лунное пространство с помощью автоматических и пилотируемых космических кораблей.

Проекты в рамках программы велись параллельно, над ними работали разные конструкторские бюро. СССР планировал провести облет Луны, изучить свойства ее поверхности, отправить космонавтов для высадки на Луне и создать исследовательские базы. Значительную часть запланированного реализовать не удалось: недостаток финансирования, разрозненная работа бюро и другие причины помешали Советскому Союзу осуществить пилотируемую программу и раньше других высадиться на Луне. В 1969 году это сделали американские астронавты, доставленные космическим кораблем «Аполлон-11». Однако многие советские проекты по техническому исследованию Луны увенчались успехом и позволили СССР получить уникальные данные о естественном спутнике Земли.

Макет советской автоматической межпланетной станции «Луна-3». Фото: Российский государственный архив научно-технической документации

Еще в 1959 году Советскому Союзу удалось впервые в истории человечества запустить аппарат, который достиг поверхности Луны. Автоматическая станция «Луна-2» была отправлена 12 сентября и добралась до цели спустя два дня. Станция «Луна-3», отправленная в октябре того же года, выполнила другую важную задачу — впервые в истории запечатлела на фото обратную сторону Луну. С помощью автоматических станций «Луна» впоследствии удалось изучить плотность верхнего слоя лунного грунта и доставить этот грунт на Землю. Удачным оказался и проект по запуску планетоходов — дистанционно управляемых самоходных аппаратов «Луноход-1» и «Луноход-2». Они предназначались для изучения лунной поверхности, химического состава и свойств лунного грунта, а также радиоактивного и рентгеновского космического излучения.

Луна, улыбнитесь, вас снимают!

Лунная программа в свое время затронула многие предприятия и институты по всей стране. Среди них были те, что сейчас входят в Госкорпорацию Ростех. В подготовке полета космического аппарата «Луна-3» важную роль сыграли ленинградский НИИ телевидения и Красногорский механический завод. НИИ телевидения (сегодня входит в холдинг «Росэл») разработал телевизионную систему «Енисей», с помощью которой изображение Луны было передано на Землю. Ключевая задача состояла в том, чтобы найти новые способы передачи сигнала с аппарата, ведь он мог исчезнуть среди космических шумов. Для этого сотрудники института сильно сузили полосу частот и замедлили построчную передачу изображения. Чтобы сделать первые наиболее качественные изображения Луны, камере требовалось всего 30 минут.

Фотоаппарат АФА-Е1, который снимал Луну, создали специалисты Красногорского механического завода (сегодня входит в холдинг «Швабе»). Им также пришлось с нуля придумать, как сделать так, чтобы камера успешно справилась с работой в условиях космоса. В результате был создан компактный фотоаппарат, устойчивый к радиационному излучению и другим особенностям космической среды. Самоотверженная работа сотрудников предприятий помогла проекту «Луна-3» увенчаться успехом. Фотографии обратной стороны Луны были невысокого качества, но представляли собой первые документальные материалы о скрытой от нас стороне спутника. Благодаря ним ученые выявили почти 500 новых деталей.

Лунные разработки Уралвагонзавода

Предприятия, которые сейчас входят в концерн «Уралвагонзавод» (УВЗ) Госкорпорации Ростех, сыграли большую роль в создании знаменитых советских луноходов. О подробностях стало известно из опубликованных недавно документов УВЗ.

Проектом «Луноход-1» занималось конструкторское бюро С.А. Лавочкина. Однако, чтобы разработать самоходный аппарат, который смог бы передвигаться по неизведанной поверхности другого космического объекта, нужен был опыт танкостроителей. Специалисты Всероссийского научно-исследовательского института транспортного машиностроения (ВНИИТрансмаш) отлично знали, как конструировать крепкие и устойчивые машины. Именно они подарили советским планетоходам возможность исследовать Луну.

Лунная поверхность, снятая «Луноходом-1». Фото: Роскосмос

При разработке шасси для лунохода специалистам ВНИИТрансмаш предстояло учесть сложные условия окружающей среды на Луне. Итогом их работы стало самоходное восьмиколесное шасси с системой управления. У каждого мотор-колеса был независимый подвес. Уникальный прибор оценки проходимости более 500 раз помог операторам на Земле проанализировать обстановку вокруг лунохода. «Луноход-1», который был доставлен на Луну 17 ноября 1970 года, преодолел 10,5 км и проработал целых 302 дня. Благодаря ему удалось получить около 20 тыс. снимков и провести исследования лунного грунта. «Луноход-2», который начал свою миссию в январе 1973 года, и вовсе поставил рекорд по пройденному расстоянию. Он преодолел 39,1 км за 125 дней работы, этот показатель был побит только в 2015 году. Впоследствии полученный научно-технологический опыт пригодился институту при проектировании робота СТР-1, который был создан для расчистки завалов после катастрофы на Чернобыльской АЭС.

ВНИИТрансмаш разрабатывал шасси не только для самоходных луноходов, но и для проекта «луномобиля» — аппарата, которым управлял бы экипаж космонавтов. Разработка была частью программы по запуску к Луне пилотируемых космических аппаратов. Проект аппарата был рассчитан на модуль для трех космонавтов, модуль с системами жизнеобеспечения, энергооборудованием и устройствами для забора грунта. «Луномобиль» планировалось оснастить двускатными колесами, которые гарантировали бы более мягкий ход. Это отличало его от самоходных луноходов, где более жесткие колеса обеспечивали прочное сцепление с поверхностью.

Рисунок: «Уралкриомаш»

Предприятие «Уралкриомаш» концерна УВЗ, один из самых известных производителей криогенного оборудования, также готовило проекты в рамках программы пилотируемого запуска. Для проекта Н1-Л3 силами ОКБ-250 (нынешний «Уралкриомаш») должно было создать средства обеспечения систем энергопитания космического корабля Н-1 жидкими водородом и кислородом. ОКБ-250 и криогенное производство Уралвагонзавода разрабатывали средства для доставки, хранения и заправки жидким кислородом и водородом особой чистоты баков СЭП лунного орбитального комплекса. В систему заправки входили трубопроводы, расположенные на башне обслуживания ракеты Н1, блоки промежуточных емкостей для элементов топлива с ручной и дистанционно управляемой арматурой, а также устройства для пристыковки к горловинам заправки корабля с фильтрами тонкой очистки и механизмами отвода.

Оборудование, которое специалисты ОКБ-250 разработали в кратчайшие сроки, успешно прошло испытание на космодроме Байконур в 1968–1969 годах. Однако неудачные запуски космического корабля Н-1 и высадка астронавтов США на Луне привели к тому, что советская лунная программа была закрыта.

Сделано для Луны: современные решения Ростеха

Сегодня российские космические исследования продолжаются, и Ростех активно участвует в их реализации. Предприятия Госкорпорации поставляли оборудование для первого с 1976 года отечественного лунного проекта — космического аппарата «Луна-25». В проекте были задействованы разработки концерна «Вега» и ОНПП «Технология». Предприятия изготовили для аппарата доплеровский измеритель скорости и дальности, корпус и каркасы солнечных батарей, радиаторы системы терморегулирования и композитные элементы креплений.

Фото: ЦЭНКИ / Роскосмос

Станцию «Луна-25» в 2023 году вывела на траекторию перелета ракета-носитель «Союз-2.1б». Двигатели РД-107А/108А для первой и второй ступеней ракеты были изготовлены «ОДК-Кузнецов» Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК). Предприятие производит эти двигатели серийно при конструкторском сопровождении НПО «Энергомаш» им. академика В.П. Глушко. Работа силовых установок на космодроме, подготовка ракеты-носителя к старту, а также монтаж и проверка систем, отвечающих за работу двигателей, были обеспечены специалистами сервисного центра «ОДК-Кузнецов».

В годы советской лунной программы ОКБ Н.Д. Кузнецова, предшественник нынешнего предприятия, разработало для космического корабля Н-1 двигатели четырех ступней: НК-33, НК-43, НК-39 и НК-31. На этом корабле планировалось доставить на Луну космонавтов.

В 2010-е годы один из этих двигателей — НК-33 получил второе рождение: «ОДК-Кузнецов» совместно с АО «РКЦ «Прогресс» адаптировали его для блока первой ступени ракеты-носителя «Союз-2.1в». Новый жидкостный ракетный двигатель получил индекс НК-33А. Он успешно использовался при каждом из 13 запусков ракеты начиная с 2013 года.