Чтобы достигнуть Луны, нужна скорость более 11,2 км/с. Для такого разгона обязательно требуется третья ступень ракеты-носителя. С этим этапом была огромная проблема, о которой мы рассказывали в других главах, а сейчас сосредоточимся на Луне. Сразу оговоримся: ошибок в лунных программах наберется на отдельную полноценную книгу, а здесь мы остановимся лишь на некоторых из них.
Одной из задач до запуска первого лунника была его стерилизация. Земные бактерии не должны были попасть на естественный спутник нашей планеты. Снаружи на аппарате никто бы не выжил, а вот внутри? Ведь в герметичном корпусе есть и воздух для охлаждения, и температура комфортная. Решение было простым – положить внутрь аппарата хрупкий контейнер с формалином. Станция ударится о Луну, упаковка разорвется, и освободившаяся жидкость отравит все белковые организмы. Контейнер был сделан из резиновых груш-спиртовок для клизм.
Правда, уже на стартовой площадке клизмы заменили на флакон из-под одеколона «Кармен». На самом деле ничего из этого не требовалось в принципе. Энергии удара от столкновения с Луной со скоростью 3 км/с достаточно, чтобы испарять металлы, не говоря уже о микробах. Тем не менее для спокойствия ученых все эти операции были проведены при запуске первого лунного зонда.
Для отслеживания траекторий полета было решено использовать два метода: радио- и оптический. Второй предполагал распыление по траектории движения ракеты вещества, которое было бы заметно с Земли. Этот метод получил название «искусственная комета». Удивительно, но яркое облако можно было создать, используя всего 300 граммов натрия. Солнечный свет заставляет натрий светиться. Такой эффект возникает у любого щелочного металла. У элементов первой группы периодической системы электрон находится далеко от ядра, поэтому его проще возбудить и, соответственно, проще вызвать свечение. Среди щелочных металлов первым в таблице Менделеева идет литий. Если использовать его, то свечение будет в 40 раз ярче, чем от натрия. Правда, литий излучает в инфракрасном спектре, так что его свечение не видно глазом. Хотя специализированные инструменты прекрасно могли отслеживать след ракеты, обыватели не имели бы такой возможности. Был выбран натрий, который светится желтым. Любой любитель астрономии мог даже в средний телескоп наблюдать искусственную комету, летящую к Луне. Но когда наступило время выпустить натрий, над большинством обсерваторий сгустились облака. Наблюдать получилось только в одной обсерватории.
Первый аппарат советской лунной программы приблизился к нашему естественному спутнику, но перелетел его. Станция «Луна-1» просто пронеслась мимо, так как слишком сильно разогналась. Ошибка была банальной. 1 января при подготовке полета один из сотрудников неверно установил параметры антенны. Она была наклонена на 44°, а не как запланировано – на 42°. Автоматика была завязана на положение ракеты, оно в свою очередь зависело от угла между антенной и Землей. В итоге двигатель не был выключен вовремя, так как приборы сочли полет некорректным. Когда же ракета наклонилась еще на 2°, автоматика сработала, но скорость аппарата уже была слишком высокой.
Макет АМС «Луна-1»
Тем не менее данные, полученные с помощью аппарата, удивили ученых. Пролетая мимо Луны, зонд не зарегистрировал изменения магнитного поля. Этот факт говорил о том, что собственного магнитного поля у спутника Земли нет. Источник такого поля вокруг планет – жидкое ядро, и, видимо, у Луны оно отсутствует.
Следующая попытка совершить задуманное была успешной. Станция «Луна-2» стартовала не сразу. Запуск откладывался четыре раза, пока инженерам не надоело исправлять мелкие проблемы, и они просто заменили ракету-носитель целиком. Старт 12 сентября 1959 года прошел успешно. В полете отказала только одна система – радиовысотомер. Но для того, чтобы аппарат мог врезаться в лунную поверхность и разбиться, прибор был не нужен. Касание небесного тела рукотворным объектом по данным с космодрома Байконур состоялось 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды. В США же указали на время 00 часов 02 минуты 22,6 секунды. Разница была незначительной на первый взгляд, но очень важной. Причиной неточности стал простой факт – скорость света конечна. До Луны радиосигнал идет 1,3 секунды. За это время станция пролетает более 4 км, а это уже значительное расстояние.
В США была похожая история. Сначала Pioneer 3 не смог долететь до Луны из-за того, что двигатели отключились раньше на 3 секунды и не успели разогнать аппарат, а еще двигатели ошиблись в угле поворота: вместо запланированных 68° аппарат развернулся на 71°. Pioneer 4, наоборот, разгонялся слишком долго. Он набрал скорость выше расчетной и перелетел цель. После успеха советской «Луны-2» в США приступили к другой программе под названием Ranger.