Покорение Луны: как астронавтам удалось то, чего не смогла самая совершенная на тот момент техника

Валентина Понамарева, входившая в советский женский отряд космонавтов, так вспоминала отношение к космонавтам на заре космической эры: «Человек на борту вроде и необязателен, считаться с его запросами и требованиями поэтому особенно не стоит, нужно только обеспечить ему условия существования и, по мере возможности, безопасность. Пусть себе сидит там, на борту, только пусть ничего не трогает!». Это не преувеличение: конструкторам казалось, что управление космической техникой слишком сложное, требует слишком быстрой реакции, и поэтому доступно только автоматам. Были подозрения, что космонавты могут вести себя неадекватно: даже в первом полете Гагарин мог взять на себя управление, только введя специальный пароль (тот должен был подтвердить его вменяемость).

Однако в реальности человеческий фактор, который конструктора трактовали в негативном ключе, позволил миссии «Аполлон-11» состояться, а ноге Нила Армстронга — коснуться поверхности Луны.

16 июля 1969 года с Земли на ракете «Сатурн-5» стартовала миссия «Аполлон-11». Через трое суток пилотируемый корабль «Колумбия», на борту которого находились Нил Армстронг, Эдвин Олдрин и Майкл Коллинз, был доставлен третьей ступенью к Луне. На окололунной орбите, во время нахождения над обратной стороной Луны, от него отстыковался 15-тонный лунный посадочный модуль «Орел». Коллинз остался в «Колумбии», а Армстронг и Олдрин — на «Орле», который 20 июля 1969 года попытался сесть на поверхность Луны.

В 17.44 по Гринвичу, «Орел» начал снижение к лунной поверхности, причем с самого начала процессом управляла именно автоматика. Почти сразу Армстронг и Олдрин обнаружили, что те элементы лунной поверхности (горы и прочее), над которыми они должны были пройти по заранее утвержденной программе полета в строго заданный момент времени, видны в иллюминаторы на 2-3 секунды раньше, чем должны бы. Тут же они сообщили в центр управления полетами о замеченной аномалии. Получилось, что «Орел» по какой-то причине двигался слишком быстро. Расчеты показывали, что сесть в районе Моря Спокойствия все равно выйдет, но на километры западнее намеченной точки.

Почему автоматика оказалась неточной — до сих пор не вполне ясно. Одна из версий — «масконы» у поверхности Луны, концентрации плотных пород, делающие лунное притяжение над некоторыми точками поверхности чуть сильнее, чем над другими. На самом деле, причин может быть много, вплоть до неточного управления тягой двигателей. Автоматика не безупречна не то что в 1969, но и полвека спустя (достаточно вспомнить недавнее крушение израильского посадочного аппарата «Берешит» при посадке на Селену в апреле этого года).

Через пять минут после начала снижения к проблеме «превышения скорости» добавилась еще одна. Бортовой компьютер «Орла» начал непрерывно бомбардировать астронавтов сообщениями об ошибках. Надо понимать, что его сообщения об «ошибке 1201» и «ошибке 1202» вообще ничего не говорили экипажу: в ходе наземных тренировок все не отработать, и астронавты просто не могли знать, что означает каждая из возможных ошибок компьютера. Центр управления быстро проконсультировался в теми, кто программировал компьютер на предмет того, можно ли продолжать снижение, или «Орлу» надо возвращаться к «Колумбии». В этом случае никакой исторической высадки, конечно, не было бы, но не было бы и риска угробить экипаж лунного модуля.

Специалисты поняли смысл сообщений об ошибках: компьютер рапортовал, что не успевает обрабатывать все свои задачи в реальном времени, и поэтому отменял второстепенные. Другое дело, что с Земли на самом деле было невозможно понять, насколько именно компьютер не справляется с задачами и насколько отмена второстепенных задач может поставить под угрозу успешность прилунения. Поэтому когда Стив Бэйлс ответил, что посадку можно продолжать, он до некоторой степени рисковал.

Представим себя на месте астронавтов Армстронга и Олдрина. Горы несутся в иллюминаторе быстрее положенного, высадка будет не пойми где, а тут еще и компьютер жалуется, что ему нехорошо. Обстановка нервная, но тут же к ней добавилась еще одна неприятная деталь. Выглянув в иллюминатор снова Армстронг увидел, что модуль снижается над местность, усеянной крупными валунами 2-3 метра в диаметре. Достаточно взглянуть на хрупкие ноги модуля, чтобы понять: они не были предназначены для посадки на такую поверхность.

Если бы модуль повалился на бок, он не мог бы взлететь с поверхности вверх: трение о реголит уничтожило бы его. Поднять 15-тонную железяку, лежащую на боку, вручную, без инструментов и в тогда еще несовершенных скафандрах было бы очень сложно. Да и не факт, что приземление на бок прошло бы без травм для самих астронавтов. Еще один корабль и модуль никак не смогли бы подоспеть к Луне вовремя. Да и в любом случае, на лунных модулях просто не было места для эвакуации двойного экипажа. При посадке «на автомате» двоих астронавтов в лучшем случае ждала бы смерть после полного расхода запаса воздуха.

Надо было уже что-то решать, и в 200 метрах над лунной поверхностью Армстронг активировал ручное управление. Ранее у него уже был опыт управления «неправильными» летательными аппаратами. Во время войны в Корее ему приходилось быть пилотом поврежденного боевого самолета, а на борту космического корабля «Джемини» он смог вручную погасить другой сбой автоматики, вызвавший неконтролируемое вращение аппарата с перегрузками в 3,5 g. Между прочим, именно это спасло экипаж корабля от гибели.

Армстронг уменьшил угол траектории «Орла» относительно поверхности с 18 до 5 градусов, то есть резко замедлил снижение в надежде перелетать поле с валунами. Точный размер поля был ему не очень ясен, потому что горизонт на Луне визуально много ближе, чем на Земле, и даже с 200 метров видно не так уже и далеко. Перелетев попавшийся на пути кратер, Армстронг нашел подходящее место для посадки. Однако чтобы быстро потерять высоту, ему нужно было тормозить двигателями — и он вынужден был потратить на этот процесс немало топлива. Остававшийся на борту запас был равен чуть более, чем минуте полета до прилунения. Посадка осложнилась тем, что газы от горящего топлива подняли облако пыли с лунной поверхности, но пилот ориентировался на верхушки крупных валунов, чтобы понять, насколько быстро он снижается. Несмотря на все трудности, посадка прошла идеально мягко. В 20.17 по Гринвичу «Орел» сел с 98 килограммами топлива в посадочной ступени.

Следует понимать, что в спешке лунной гонки не все было в достаточной мере испытано на Земле, а в ряде случаев оборудование астронавтов еще и не слишком удачно спроектировали. Поэтому американские скафандры плохо гнулись в коленях, что принуждало астронавтом передвигаться подпрыгиваниями и не очень далеко от корабля. Перчатки скафандра сгибались очень тяжело, отчего после работы в них у астронавтов синели ногти (от запекшейся крови, выступавшей от длительных усилий при сгибании кистей). Тем не менее, уже первая лунная экспедиция собрала 21,7 килограмма лунных пород для доставки на Землю. К слову, это больше, чем привезли на нашу планету все автоматы, высадившиеся на Луне (те собрали менее килограмма). Даже если взять пробы, доставленные с астероидов, роботы все еще не догнали первую же высадку людей на Луне по массе собранного внеземного грунта.

Научные результаты от одной первой миссии были очень серьезными. До того полета считалось, что Луна сформировалась «по-холодному», от слипания частиц протопланетного диска, без серии крупных столкновений. Образцы же свежедоставленного лунного грунта были очень древними (до 4,5 миллиардов лет, древнейшие из доступных людям), но при этом несли следы формирования при полном расплавлении. Такие высокие температуры были возможны, только если Луна образовалась совсем иначе, «по-горячему», в ходе столкновения крупных небесных тел. При этом происходит мощное выделение тепловой энергии, способное расплавить даже довольно крупное небесное тело, или, по крайней мере. значительную его часть.

В последующих экспедициях на Луну астронавтам дали луномобили, в которых они за считанные сутки проезжали десятки километров за экспедицию. Это помогло им собрать образцы из самых разных мест, что дало земной науке более полное представление о разнообразии состава лунной поверхности. «Луноход-2» — рекордсмен в беспилотных заездах по Луне: он смог за всю карьеру проехать 40 километров, примерно столько же одолел марсоход «Оппортьюнити» за полтора десятка лет на Марсе. При этом ни один планетоход не может доставить грунт на Землю, а спускаемые аппараты, которые на подобную доставку были рассчитаны (как советская «Луна-24»), могли взять пробу грунта только прямо под местом посадки. Само собой, в разных местах породы разные, и поэтому широта данных по образцам автоматов куда меньше, чем по тем, что астронавты брали в самых разных местах.

В наше время и научные достижения первых пилотируемых экспедиций на Луну, и сама сложность первой высадки во многом забыты: прошло 50 лет, да и NASA не особенно любит рассказывать про шалившую автоматику и синие ногти первых астронавтов. Тем не менее, и то, и другое более чем достойно памяти.

Установка из 1960-х про роль человека в космосе — «Пусть себе сидит там, на борту, только пусть ничего не трогает!» — была опровергнута в первой лунной экспедиции. Человек в ней оказался сообразительнее и точнее автомата, и именно ему, а не дистанционно управляемым планетоходам принадлежит первая роль в изучении геологии Луны.