Лунное такси для космонавта

А в начале была война

Родился будущий строитель Лунохода четвёртого октября 1921 года в армянской семье во Владикавказе, переехавшей туда во время Гражданской войны. Детство провёл в солнечном многонациональном Баку. А закончив школу с отличием, поступил в самый технический вуз страны - на «танковый» факультет МВТУ им. Баумана.

Дальше была война, и «бауманцы» побежали в военкомат: требование у всех одно - отправить в армию, бить врага. А у Александра с детства плохое зрение. Но, даже получив ненавистный «белый билет», он продолжает рваться на фронт. Со второго курса у студентов чёткая «бронь», «Бауманку» эвакуируют в Ижевск, где студенты натыкаются на вывеску, тоже эвакуированного, «Ленинградского артиллерийского училища». Решение пришло сразу - те, кто в него подал заявление, были зачислены, и через полгода вчерашние студенты откомандировываются в 162-ю стрелковую дивизию.

Своё боевое крещение Александр прошёл на Курской дуге, а потом было освобождение Белоруссии, Украины и Польши, форсирование Днепра, Вислы и Одера. Свой «День Победы» он встретил 3 мая 1945 года в ста километрах от Берлина - в Померании, в звании старшего лейтенанта, с двумя боевыми орденами и медалями на груди.

Но мечта учиться не оставляла его. Всю войну проносив в кармане гимнастёрки свою зачётку, в 1946-м он возвратился в «Бауманку», стал сталинским стипендиатом, и ещё через пять лет, выпустившись с Красным дипломом, получает распределение в Ленинград. Его принимают в оборонное предприятие НИИ 100 (п/я 558), известное как «Трансмаш», на должность конструктора, где по поручению тогдашнего директора, Петра Климентьевича Ворошилова, Кемурджиан занимается высокотемпературными системами охлаждения танковых двигателей,  гидромеханическими трансмиссиями,  бесступенчатыми фрикционными передачами, машинами на воздушной подушке. В 1957 г. защитил кандидатскую диссертацию по бесступенчатым фрикционным трансмиссиям для гусеничных артиллерийских тягачей, в 1959-м назначается начальником вновь созданного отдела «Новых принципов движения», и начинает заниматься темой, которую даже по меркам танкостроения можно назвать экзотикой.

Первым на Луну должен был лететь Алексей Леонов

Отдел подлежал закрытию, когда неожиданно, в июле 1963 года, в институт приехал представитель ОКБ 1 Владимир Петрович Зайцев - так КБ 100 появился в сфере внимания тогда ещё неизвестного Сергея Павловича Королёва. После ряда безуспешных попыток найти исполнителей для работ по передвижным автоматическим станциям Сергей Павлович вышел на «ВНИИ Трансмаш» по рекомендации С.А. Зверева, тогда председателя Государственного комитета по оборонной технике СССР, которому подчинялись и ВНИИ-100, и ОКБ-1.

А в мае 1964 года Александр Кемурджиан познакомился с самим Королёвым, когда Сергей Павлович приезжал во «ВНИИ Трансмаш» со своими соратниками. Обсуждался вопрос создания шасси для передвижной лаборатории, которая будет работать в вакууме при температуре от минус ста пятидесяти до плюс ста двадцати, и при этом управляться с Земли, а передвигаться по Луне - что было совершенно необычной тематикой для танкового института. Техническое задание было подготовлено сотрудниками Королёва: вес - около 900 килограммов, потребляемая мощность во время передвижения 300 ватт - лампочка!

Эскизный проект лунохода был утверждён осенью 1966 года, а постановлением Совмина от 4 февраля 1967 года о работе над техникой по лунной программе луноход шёл в одной упряжке с пилотируемым двухместным экспедиционным космическим кораблём советской лунно-посадочной пилотируемой программы Н1-Л3Л-З. 

В рамках первой советской пилотируемой лунной экспедиции он не только должен был детально обследовать предполагаемый район посадки модуля с космонавтом и сыграть роль радиомаяка, но ещё мог стать транспортом для передвижения космонавта. Запас топлива в лунной кабине комплекса Л-З был сильно ограничен, большие боковые манёвры при выборе точки посадки она выполнить не могла. Чтобы идти в заранее выбранное место и был нужен луноход.

К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация. Масса и габариты создаваемых луноходов были обусловлены возможностями унифицированной посадочной ступени и габаритами головного обтекателя ракеты-носителя «Протон». С её помощью связка «посадочная ступень - луноход» должна выводиться на траекторию полёта к Луне.

Подразумевалось, что перед осуществлением высадки космонавта на Луну будут отправлены два лунохода для выбора основного и запасного районов прилунения. В запасной район впоследствии должна была сесть в автоматическом режиме резервная беспилотная лунная кабина. В основном районе прилунилась бы лунная кабина с космонавтом. Основной режим посадки лунной кабины предполагался автоматическим - на радиомаяк лунохода. Если же при посадке главный лунный корабль получал повреждения, которые не позволили бы ему стартовать с Луны, то космонавт должен был воспользоваться одним из луноходов для поездки к резервной лунной кабине. На таком модифицированном луноходе предполагалось иметь запас кислорода, разъёмы для шлангов лунного скафандра, место космонавта в виде небольшой площадки с пультом управления в передней части аппарата.

Тем временем в ОКБ-1 Королёв уже создавал корабль и ракету «Л-1» для доставки на Луну космонавта, превосходящую по всем своим характеристикам американский «Сатурн» - лететь должен был Алексей Леонов, уже приступивший к подготовке по специальной программе.

«Лунный танк» на колёсах Кемурджиана

В институте начинается новая жизнь - крошечный «Отдел новых принципов движения» превращается в мощную производственную группу, готовится к закладке отдельный научно производственный комплекс, ведь начинали с того, что ни станков, ни материалов, ни технологии под новую тематику не было. На изготовление, сборку и испытание первого образца отводится всего пять лет, сроки предельно сжатые, но даже главный космический конструктор Сергей Королёв не мог ответить на вопрос - а какой на Луне грунт, пока не принял волевое решение объявить - «Луна твёрдая»!

Сложно было всё:

Что такое Луна, мы не знали.

Какой там грунт, мы не знали.

Какой рельеф, соизмеримый по размерам с Луноходом, не знали.

Как работают сильно нагруженные механизмы в условиях космического вакуума, не знали.

Как управлять на таком расстоянии, тоже не знали?

Нужно было делать конструкцию прочной и надёжной для работы в этих условиях. За рабочую была принята следующая гипотеза: грунт на Луне рыхлый, сыпучий, но проходимый - передвигаться по нему легче всего на гусеницах. Машина получилась крепкой, внушительной, настоящий «Лунный танк». Однако при повороте в сыпучем грунте ходовую часть забивало, вплоть до остановки машины, а ограниченной мощности приводов не хватало вырвать её из плена.

Потребовалась переделка шасси, но техническое задание по габаритам и весу машины уже утверждено, и Кемурджиан принимает решение - общую конструкцию не менять, но передвигаться аппарат будет, как танк, у которого вместо опорных катков и гусениц сделаны несущие опорные колёса. Все ждали реакции Королёва, а он не стал комментировать, сказал лишь: «Вы конструкторы - вы и решайте».

К лету 1965-го группа создаёт два ходовых макета, которые прошли обкатку на полигоне института. Кемурджиан с заместителем везут в Москву секретный видеоотчёт об испытаниях машин, и узнают: их проект передан в КБ Лавочкина. Сергей Павлович приглашает их в свой кабинет, знакомит с главным конструктором НПО Лавочкина и его замом: «Я сейчас лягу в клинику ненадолго, мне сделают пустяковую операцию на полипах, а в феврале я вам назначаю встречу в этом же кабинете, где мы вместе обговорим всё в деталях».

К сожалению, этому не суждено было случиться. После гибели Королёва руководство проектом берёт на себя Георгий Бабакин, главный конструктор КБ им. Лавочкина. В ОКБЛ работа по существу началась заново, и развернулась со всей полнотой, необходимой для реализации этого грандиозного замысла. Ведь луноход - это не только самоходное шасси, это весь комплекс технических средств, необходимых для движения аппарата без человека, проведения научных экспериментов на Луне. Это и создание средств доставки и посадки Лунохода, наземных средств управления и связи, плюс транспорт, вручную управляемый космонавтом. Работа с ОКБЛ стала для Кемурджиана и его коллектива большой школой.

Осенью 1966 г. Бабакин утверждает эскизный проект изделия «С». Георгий Николаевич возглавил работы по проекту Лунохода в целом, и у них установились хорошие уважительно-доверительные отношения, которые пошли на пользу общему делу.

Луноходная группа, в свою очередь, выдала следующие основные технические требования: масса аппарата - 900 кг, диаметр приборного контейнера - 1 800 мм, максимальная скорость передвижения по Луне - 4 км/ч, предельное энергопотребление в течение 10 мин - 1 кВт, номинальное энергопотребление - 0,25 кВт. Это уже позволило совместить его характеристики с возможностями ракеты-носителя.

Всего через пять лет после полёта Гагарина на Байконуре начнут готовить ракету к старту для запуска человека на Луну. А на Камчатке, неподалёку от Ключевской сопки, в месте, походящем на лунную поверхность, уже проложил свои борозды пока ещё земного пути первый советский Луноход. Одновременно Александру Леоновичу пришлось заняться созданием полигонов для испытания планетоходов под Ленинградом, в Белоруссии и Крыму.

По сути, происходило моделирование процессов, которые с трудом поддавались математике шестидесятых. В подмосковном Жуковском с помощью летающей лаборатории моделируются условия низкой лунной гравитации. В Ленинграде узлы лунохода проверяются на тестовых стендах, а в Симферополе, в Центре космической связи, учатся водители лунохода, которые оттуда будут управлять им на расстоянии 400 000 километров - иметь дистанционно управляемый аппарат было большим плюсом нашей космонавтики того времени.

Первый луноход комом

В начале февраля 1969 года Кемурджиан собрался в очередную командировку. Ему предстояло лететь на Байконур, где уже готовилась к старту ракета с первым в истории Луноходом. В чемодан Александр Леонович, по традиции, положил бутылку коньяка - отметить запуск. 

Запуск окончился неудачно: у стартовавшей 19 февраля 1969 года в 9 часов 48 минут ракеты 8К82К с аппаратом Е-8 №201 (Луноход) на 51,4 секунде полёта разрушился головной обтекатель. Его обломки, пролетев вдоль блока Д, третьей и второй ступеней, врезались в баки первой ступени, пробив их оболочку, и пуск завершился эффектным взрывом, полностью разрушившим ракету. Экспедиция, рассчитанная на три месяца, завершилась меньше, чем за минуту. Всё, что мог сделать Кемурджиан, это распорядиться собрать разбросанные в радиусе нескольких километров обломки первого лунохода.

А ещё через полгода мир облетели фотографии с американскими астронавтами Луне. В этом плане мы американцам Луну отдали, но это не приуменьшило наших заслуг перед космонавтикой. Они сели (или, как это долго считалось) первыми, но то, что сделали мы, мы тоже сделали первыми.

За несколько месяцев до отправки на Луну аппарата «Луноход-1» на планете побывала автоматическая межпланетная станция «Луна-16». Роль ракеты «Луна-Земля» заключалась в отправке возвращаемого аппарата с лунной поверхности обратно домой с взятыми образцами лунного грунта в Море Дождей - для того времени это был настоящий прорыв.

И только после успешного возвращения станции учёные решились запустить первый в мире планетоход. 17 ноября 1970 года в 06:46:50 станция Е-8 №203 благополучно прилунилась в Море Дождей. Два с половиной часа ушло на осмотр места посадки и развёртывания трапов, прежде чем в 09:28 17 ноября «Луноход-1» (аппарат 8ЕЛ №203) съехал со ступени КТ на лунный грунт.

Аппарат «Луноход-1» проработал на поверхности Луны до 14 сентября 1971 года, то есть одиннадцать лунных дней. За это время он проехал 10 540 м, обследовав площадь в 80 000 кв. м., передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Максимальная скорость движения составила 2 км/ч.

В итоге луноход в три раза перекрыл свой первоначально рассчитанный ресурс. Однако ресурс лунохода был не бесконечным. Последний сеанс с луноходом завершился 14 сентября 1970 г. в 16:05.

Почему «Луноход-3» не покорил Луну

Учитывая все остальные работы по межпланетной и «прикладной» тематике, Машиностроительный завод имени С.А. Лавочкина мог производить один луноход в два года, и уже 16 января 1973 года советская автоматическая станция «Луна-21» совершила мягкую  посадку на лунную поверхность на восточной окраине Моря Ясности внутри кратера Лемонье. Следующий аппарат этой серии не стал точной копией предыдущего. Конструкторы прислушались к пожеланиям экипажей и сделали третью верхнюю телекамеру на уровне роста человека, что существенно улучшило обзор. А благодаря усовершенствованиям ходовой части, «Луноход-2» стал самым быстрым из советских лунных роверов, но судьба этого аппарата оказалось не столь успешной.                                                                        

При посадке «Луны-21» в Море Ясности посадочный блок с Е-8 №204 опустился всего в трёх метрах от края кратера с довольно крутыми стенами. Ещё чуть-чуть, и ступень КТ с луноходом могла бы опрокинуться. Повезло. К тому же при посадке спускаемого модуля у «Лунохода-2» практически вышла из строя навигационная система - «экипажу» пришлось ориентироваться по Солнцу, и, что называется, осматриваясь. А положение корпуса определяли по нагрузке на колеса.

Интересно, что весь экипаж водителей луноходов подобрали так, что ни у кого из его членов не было никакого опыта управления транспортными средствами - сделано это было для верности, чтобы земной опыт не был довлеющим при работе с луноходом.

И, тем не менее, человеческий фактор сказался на работе машины, приведя к её остановке. Вот как об этом вспоминал Олег Генрихович Ивановский, с 1971 по 1983 год - главный конструктор по лунной тематике НПО имени Лавочкина: «Это произошло при движении в очень сложных условиях внутри одного из кратеров. На стенке этого кратера притаился ещё один, вторичный, маленький. Это самое подлое на Луне. Чтобы выбраться из этого паршивого кратера, оператор-водитель принял вместе с экипажем решение луноход сдать назад. А солнечная панель была откинута. И получилось так, что крышкой солнечной панели он въехал в стенку этого невидимого, ведь камеры смотрели только вперёд, кратера. Он черпнул лунного грунта на солнечную панель. А после того, как выбрались, решили эту панель закрыть. Но лунная пыль такая противная, что её так просто не стрясёшь. За счёт запыления солнечной батареи упал зарядный ток, а из-за того, что пыль стряслась на радиатор, нарушился тепловой режим».

Таким образом, «Луноход-2» за четыре месяца работы прошёл только 42 км, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки.

Слово «луноход», как и «спутник», стало использоваться во всём мире без перевода. По итогам всех этих работ, в 1971 году Кемурджиан защитил докторскую диссертацию, не останавливая при этом деятельности по созданию следующего аппарата - «Луноход-3», на который советские учёные имели большие планы, и который был сконструирован и собран в 1975 году. Он должен был стать следующей ступенью в освоении Луны. От своих собратьев аппарат отличался более совершенной телевизионной системой - уже стереоскопической - у предыдущих аппаратов парные камеры работали только по отдельности.

«Луноход-3» должен был быть доставлен на поверхность Луны в 1977 году советским лунным кораблём - автоматом «Луна-25», который был готов полностью. Однако запуск «Лунохода-3» так и не состоялся. По словам Олега Ивановского, следующим запуском после первого же удачного полёта ракеты 8К82К должен был стать «Луноход-3». По прикидкам, его поставили в план 1977 года, но к этому времени ракета стала активно использоваться для вывода на стационарную орбиту советских спутников связи. Так это, или не так, лишнего носителя для пуска «Луны-25» не нашлось, и Луноход 8ЕЛ №205 вместо Луны попал в музей НПО имени Лавочкина.

Как так получилось? Прежде всего изменилось отношение к лунной тематике руководства Завода Лавочкина, которое уже активно «проталкивало» программу доставки на Землю марсианского грунта. На решение этой задачи были брошены все силы КБ. И, хотя аппарат Е-8 №205 был готов, сами его творцы пускать его не собирались. В лунной тематике середины 1970-х приоритет получила модифицированная станция для доставки лунного грунта Е-8-5М, на которой уже отрабатывались некоторые элементы марсианской «грунтовой» программы.                       

Так закончилась гениальная Лунная программа, задуманная С.П. Королёвым, и осуществлённая в беспилотном варианте талантливыми продолжателями и его сторонниками Георгием Бабакиным и Александром Кемурджианом.

Однако А.Л. Кемурджиан не только строитель луноходов и основатель отечественной школы конструирования планетоходов, он определил развитие этой дисциплины в мировом масштабе, создав новое направление в технике - космическое транспортное машиностроение.

Роверы «NASA» - это изначально разработка Кемурджиана

Под руководством Кемурджиана параллельно с созданием «лунных танков» начались работы над «марсоходами». Именно он был во главе создания первого «марсохода» ПРОП-М (Прибор оценки проходимости - Марс), в 1971 году доставленного на Марс. Разработанный и изготовленный во ВНИИТрансмаше, микромарсоход массой четыре с половиной килограмма мог удаляться от спускаемого аппарата на расстояние до 15 метров, проводить определение физико-механических свойств грунта. Любопытно, что учёные в то время знали о поверхности Марса настолько мало, что было непонятно, как по ней передвигаться. Поэтому советские марсоходы были снабжены подобием лыж - на случай, если Марс покрыт песком, снегом или льдом.

Самыми первыми были советские аппараты - «Марс-2» и «Марс-3», достигшие планеты в 1971 году. Но им очень не повезло - посадка происходила в условиях сильной пылевой бури, и «Марс-2» 27 ноября 1971 года разбился при посадке, а АМС «Марс-3» 2 декабря 1971-го произвёл первую мягкую посадку на Марс, послал первую передачу сигналов с его поверхности, и даже начал передавать картинку, но длилось это всего 14,5 секунды, после чего связь прервалась, и что там случилось, до сих пор неизвестно. Однако миссия не была полностью провалена - орбитальная станция продолжала работать почти год и присылать массу важнейших данных о планете. Примерно в эти же сроки Марс облетела станция NASA «Маринер-9» - что стало началом нового этапа в изучении Красной планеты.

Впоследствии приборы типа ПРОП четырежды доставлялись на Венеру для исследования физико-механических свойств и электропроводности венерианского грунта, которые провели при температуре почти 500°C и давлении около 100 атмосфер.

Сейчас появились новые роботы - «Mars 2020», «Exo Mars», «Hope». В 2021-м все они будут на Марсе, и мы многое узнаем о Красной планете, но в год столетнего юбилея Александра Кемурджиана нелишне вспомнить, что роверы NASA - это изначально советская разработка Центра Лавочкина, с которым работал Кемурджиан.  После распада СССР NASA взяла себе патенты его марсоходов, следовательно первым на Марсе был, всё-таки, советский «Марс-3», в уже далёком от нас 1971-м, а не американский «Pioneer» в 1976 году, как это считают…   

Кемурджиана приглашали в NASA, в JPL. Он остался в «Трансмаше».

Последние годы жизни Александр Леонович, отстаивая приоритет нашей страны в создании самоходных космических аппаратов, неоднократно выступал с докладами на различных международных форумах. Только в конце 1980-х мир узнал имя Кемурджиана, долгое время державшееся в секрете, потому и многие его статьи были опубликованы под псевдонимами Александров, Леонович или Углёв. Кемурджиан ушёл из жизни 24 февраля 2003 года, похоронен на Смоленском армянском кладбище на острове Декабристов в Санкт-Петербурге. Но настоящий памятник, достойный вклада Александра Кемурджиана в космическую науку, пока не установлен, и мы вправе рассчитывать, что в юбилей основоположника транспортной космонавтики тема эта будет обязательно поднята.