Основными составляющими отлетного лунного ракетного комплекса являлись космическое судно ЛЗ, представленное кораблями-модулями ЛК и ЛОК, блоки под названием «Д», «Г».
История создания
В КБ под предводительством Королева были совершены разработки двухместного экспедиционного космического корабля под названием ЛЗ. Он действовал в рамках советской лунно-посадочной пилотируемой программы под названием Н1-Л3, которая была осуществлена на стыке 1960-х — 1970-х годов. До того, как начались работы по конструированию ракеты Н1, ученые проводили различные исследования касательно того, является ли возможным создание ракет, оснащенных двигателями на основе использования ядерной энергии. Итоги таких исследований свидетельствовали о том, что разработка тяжёлых ракет-носителей, во время которой бы использовались на всех ступенях жидкостные ракетные двигатели на освоенных компонентах топлива, является целесообразной. Помимо этого, в дальнейшем предполагалось, что водород будет исполнять роль горючего, а также будут созданы ядерные двигательные установки. Разработкой лунной системы, в основном, занимались ОКБ-1 (здесь разрабатывались ракетные блоки Г, Д, двигатели для блока Д, лунный и лунный орбитальный корабли), ОКБ-276 (разработка двигателя блока Г), ОКБ-586, ОКБ-2, НИИ-944, НИИ-885, ГСКБ Спецмаш. Как предполагалось правительственным Постановлением, запуск корабля ЛЗ должен был произойти в конце 1967 года в автоматическом режиме. Уже к средине 1968 года должен был произойти первый пилотируемый полет для проведения экспедиции на Луну. Но эта программа существенно отставала от намеченных сроков, а после того, как Америка совершила подобный запуск раньше Советского Союза, организаторы отказались от своей затеи. Таким образом, программу Н1-Л3 пришлось остановить в 1974 году, когда она была на последней стадии процесса подготовки к запуску. Полет космического судна ЛЗ должен был происходить с использованием сверхтяжелой ракеты-носителя под названием Н-1, которая была специально для этого разработана. К сожалению, ракету так и не удалось довести до того, чтобы осуществлять запуски. Хотя, данным судном и было выполнено четыре аварийных старта, начиная с 1969 года и по 1972.
Особенности проекта
Ожидалось, что запуск данных ракет будет происходить с территории космодрома Байконур и для этого будут созданы все необходимые стартовые и технические сооружения. В то время, когда корабль находился еще на стадии проекта, конструкторами были рассмотрены всевозможные схемы компоновки, имеющие поперечные и продольные деления ступеней. Здесь могли быть установлены несущие или не несущие баки. В итоге конструкторы и разработчики приняли решение реализовать схему ракеты, где было поперечное деление ступеней, имеющее подвесные моноблочные сферические топливные емкости, а также многодвигательные установки на ступенях 1, 2, 3. Одним из принципиальных вопросов во время того, как ведется разработка ракеты-носителя, является выбор, сколько именно двигателей будет входить в состав двигательной установки. После того, как были проведены все необходимые анализы, разработчиками было принято решение касательно того, чтобы использовать двигатели, имеющие тягу 150 тс. Такой мотор мог быть создан и отработан на одной из производственно-технических или экспериментальных баз. Его можно было легко присоединить ко второй ступени ракеты-носителя, создание и использование такого двигателя не требовало существенных финансовых затрат. Для того чтобы при выполнении полета можно было резервировать двигатели, если отказавший мотор оказался выключен, на 1-2-3-ступенях носителя устанавливалась специальная система. Она осуществляла контроль той работы, которую выполнял двигатель «КОРД», а также могла отключить двигатель в том случае, если контролируемые параметры выходили за границы нормы. В ходе того, как проводились исследования предстоящего запуска космического корабля, ученым удалось установить, что во время осуществления экспедиции на Луну путем запуска ракеты-носителя Н1, на орбиту ИСЗ должен выводиться полезный груз, масса которого должна быть 95 тонн и более. По этой причине ученым пришлось предпринять поиск различных выходов из такой ситуации. Решения должны были обеспечить выход необходимой массы в качестве полезного груза, сохранить важную документацию. Во время того, как осуществлялось конструирование двигательных установок, использовались переохлажденные топливные компоненты, подключение двигателей к топливным бакам происходило в автономном порядке, пневмогидравлические системы различных блоков имели уникальные особенности построения, также было внедрено резервирование. Под наземной экспериментальной отработкой уровня прочности данного комплекса, подразумевалось проведение испытаний статистического, динамического и ударного характера по отношению к узлам, а также к агрегатам, входящих в состав данного комплекса. Крупногабаритные сборки проходили испытание на базе НИИ-88. На экспериментальной базе ОКБ-1 проходили испытания агрегатов и узлов ударного и динамического характера. Здесь имелись все необходимые стенды – вибрационные, гидравлические, механические, ударные.
Конструкция отлетного комплекса и корабля
Сам отлетный комплекс отличался наличием двух последних ступеней носителя Н-1 – блоков «Д» и «Г». Блок «Г» являлся разгонным к Луне, а «Д» — доразгонным к Луне. Он также должен был переводить корабль на лунную орбиту и осуществлять торможение ЛК во время посадки. Сам комплекс в общей сумме весил около 95 тонн, а в длину достигал 43 метров. Что касается корабля ЛЗ, то в его состав входил лунно-орбитальный корабль-модуль ЛОК, весом почти 10 тонн, а также лунно-посадочный корабль-модуль ЛК, весом более 5 тонн. После того, как космическое судно ЛЗ стартовало и переходило на лунную орбиту, происходило его разделение на корабли-модули. В таком случае, на борту ЛОК оставался один космонавт, и это устройство находилось на лунной орбите. Второй же корабль-модуль ЛК, управляемый другим космонавтом, садился и снова взлетал, стыковывался и расстыковывался с ЛОК. Внутри лунной кабины мог размещаться один космонавт. По центру находился больших размеров иллюминатор, через который можно было наблюдать за всем окружающим во время посадки. Над иллюминатором было расположено другое окно, благодаря которому можно было вести наблюдение за процессом стыковки с лунным орбитальным кораблём. Все самые важные средства управления находились по правую руку от кресла космонавта. После этого первый корабль-модуль возвращался на земную поверхность. В состав лунного орбитального корабля входил спускаемый аппарат, бытовой отсек – здесь находился особый отсек, имеющий двигатели ориентации и отчаливания, а также агрегаты системы стыковки, приборно-агрегатный отсек, выполненный в форме цилиндра с конической «юбкой», где располагался ракетный блок. Сюда также входила система энергопитания, базирующаяся на кислородно-водородных топливных элементах. Для бытового отсека предусматривалась роль шлюзовой камеры, поскольку в составе конструкции стыковочного узла не предусматривался внутренний люк-лаз. Именно поэтому тот космонавт, которому предстояло высаживаться на лунную поверхность, должен был совершать переход от ЛК до ЛОК в открытом космосе. При этом космонавт должен был находиться в скафандре «Кречет» и передвигаться вдоль внешних поверхностей или с помощью поворотной штанги-манипулятора.
Неудавшиеся запуски корабля
Запуск в космическое пространство полного комплекса корабля ЛЗ никогда не совершался, ввиду частой аварийности еще на стартовой стадии. Во время первого запуска ракеты-носителя под названием Н-1 использовался аналог корабля-модуля ЛОК — 7К-Л1А/Л1С, он же «Зонд-М». В тот раз, когда осуществлялся второй запуск ракеты-носителя, был использован тот же «Зонд-М», а также макет корабля ЛК. На третий раз применялись макеты кораблей ЛК и ЛОК. Во время четвертого запуска той же ракеты-носителя Н-1 происходило использование беспилотного корабля ЛОК, а также макета корабля ЛК. Помимо этого, имели место проведения околоземных испытаний без участия пилотов. В этом принимали участие корабли-модули – корабль ЛОК, упрощенного варианта, запуск которого осуществляла ракета-носитель УР500К «Протон», имевшая название «Космос-382», а также корабли ЛК. Эти судна запускали в космос ракеты-носители «Союз-Л», имевшие названия «Космос-379», «Космос-398», «Космос-434». До того времени, как программа была отменена, предполагалось, что комплекс ЛЗ, в состав которого входят и корабли-модули ЛОК и ЛК, будет запущен в конце лета 1974 года. Как ожидалось, программа будет выполняться в условиях автоматического режима во время полета к поверхности Луны и назад. Полагалось, что спустя год можно будет совершить старт беспилотного корабля ЛЗ. В том случае от него должен был отделиться корабль-модуль ЛК-Р и остаться на поверхности Луны. Он должен был выполнять функции резерва для последующего старта, когда на Луну должна была отправиться первая советская пилотируемая экспедиция. Вслед за ней, ожидались осуществления около пяти полетов, где должны были принять участие пилотируемые корабли ЛЗ. По причине того, что США создало аналогичные космические корабли и совершило полеты в космос к Луне, СССР потеряло всякий интерес к запуску данного корабля.
Сопутствующие проекты
Для того чтобы совершить отработку системы, отвечающей за стыковку судна ЛЗ, а также подготовку экипажа, базируясь на корабле «Союз», конструкторы создали его подобие «Союз-Контакт». Его усиленно готовили к предстоящим полетам, но их так и не удалось осуществить. Причиной этого стал тот факт, что лунно-посадочная программа не была доведена до того, чтобы совершать пилотируемые полеты. Через некоторое время, основываясь на разработках ЛЗ, конструкторам удалось создать вариант экспедиционного корабля под названием ЛЗМ. Он предполагал высадку космонавтов на поверхность Луны для того, чтобы обеспечить длительные экспедиции на естественный спутник Земли уже к 1979 году. В дальнейшем, предполагалось создать советскую лунную базу «Звезда» на ее поверхности. Но, данный проект так и не получил одобрения, а потому и не был реализован.