«Зенит-2»: как космический корабль стал разведчиком

10 марта 1964 года, на вооружение Советской армии был принят ракетно-космический комплекс «Зенит-2». Впервые в истории сложная система, включающая в себя ракету-носитель и большой фоторазведывательный спутник с возвращаемым аппаратом, поступила в распоряжение войск для выполнения оперативных задач командования.

В то время мало кто знал, что «Зенит-2» является модификацией космического корабля «Восток», на котором Юрий Гагарин проложил «дорогу к звёздам».

Небесная CORONA

История космической разведки началась в США. 2 мая 1946 года сотрудники аналитической компании RAND (Research ANd Development), незадолго до этого созданной по инициативе генерала Генри Х. Арнольда, выпустили свой первый отчёт – «Предварительный проект экспериментального космического корабля для полётов вокруг Земли» (Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship). В нём рассматривались различные варианты искусственных спутников – наведения и целеуказания, связи и навигации, метеорологических и, главное, разведывательных.

Далее RAND продолжала заниматься этой темой; причём основным препятствием для развития спутниковой разведки в её отчётах называлось отсутствие фотоаппаратных средств необходимого разрешения и надёжных телевизионных систем, способных передавать визуальную информацию с орбиты. Для решения проблем обсуждались два варианта: готовые фотоснимки можно либо проявлять на орбите, затем считывая их построчно телекамерой, либо сбрасывать в защищённом контейнере на Землю и обрабатывать в лаборатории. В 50-е годы появилась технология, позволявшая проявлять плёнку непосредственно на борту спутника – её придумал Эдвин Лэнд, изобретатель камеры «Polaroid». Впрочем, исторически сложилось так, что в разведке утвердился второй вариант – возвращение отснятых фотоматериалов в спускаемой капсуле.

Проект американского орбитального разведчика WS-117L (Weapons System 117L) стартовал в 1956 году в Центре авиационных разработок на авиабазе Райт-Паттерсон, но развивался ни шатко, ни валко из-за недостатка финансирования. Отношение к нему изменилось в октябре 1957 года после того, как Советский Союз запустил «Спутник-1». Президент Дуайт Эйзенхауэр утвердил предложенный вариант проекта в феврале 1958 года и распорядился, чтобы тот разрабатывался тайно. Программой заведовало ЦРУ, оплачивавшее создание фотокамеры и орбитального аппарата; ВВС отвечали за ракету-носитель и материально-техническое обеспечение. Во главе проекта встал сотрудник ЦРУ Ричард Бисселл, пользовавшийся большим авторитетом как создатель высотного самолёта-разведчика U-2.

Когда в марте 1958 года Бисселл обсуждал технические требования к фоторазведчику, подчинённый ему офицер вёл запись на пишущей машинке «Smith-Corona». В какой-то момент Бисселлу потребовалось дать название для всей программы, и секретарь, глядя на машинку перед собой, предложил: «Corona». Это название, как и большинство кодовых имён разведывательных спутников, обычно писалось заглавными буквами: CORONA.

ЦРУ собиралось построить двадцать одинаковых аппаратов и запускать их с интервалом около месяца с начала 1959 года. Первый испытательный старт спутника CORONA без камеры на борту состоялся в феврале 1959 года с авиабазы Ванденберг на побережье Калифорнии, но завершился неудачей. Второй и третий старты постигла та же участь. При четвёртом запуске аппарат нёс разведывательную камеру, однако так и не вышел на орбиту. Хуже того, в вакууме выбранная фотоплёнка засыхала, поэтому инженерам фирмы «Kodak» срочно пришлось разрабатывать новую. К лету 1960 года программа потерпела двенадцать неудач подряд! Возникли опасения, что её закроют, но Эйзенхауэр продолжил финансирование.

Для сохранения секретности руководители программы придумали целую легенду: прессе было заявлено, что проходят испытания биоспутника «Discoverer», в ходе которых учёные запускают на орбиту мышей и небольших обезьян. Успех пришёл 10 августа 1960 года со спутником «Discoverer 13». Из-за многочисленных аварий разработчики подстраховались, и на нём не было камеры. Тем не менее, аппарат отработал успешно – отделившуюся капсулу отыскали и подобрали корабли ВМС. Поскольку это был первый в истории человечества искусственный объект, возвращённый из космоса, американцы поспешили зафиксировать приоритет: капсулу показали на открытой пресс-конференции в Вашингтоне.

18 августа на орбиту отправился «Discoverer 14». На нём установили камеру, с помощью которой были сделаны фотоснимки территории СССР. Они получились посредственными, зато выявили множество военных объектов, о существовании которых руководители ЦРУ даже не подозревали.

Советское правительство быстро догадалось о том, что скрывается под «легендой» о биоспутнике и отреагировало в характерной манере: глава государства Никита Хрущёв открыто заявил, что «Discoverer» постигнет участь высотного самолёта U-2, сбитого 1 мая 1960 года. Советские дипломаты настойчиво потребовали в ООН запретить всяческие наблюдения земной поверхности из космоса. Их позиция кардинально изменилась только в 1963 году – после появления у СССР собственных орбитальных разведчиков.

Объекты ОД

В 1957 году, ещё до запуска первых спутников, в Особом конструкторском бюро №1 (ОКБ-1) Сергея Королёва начались исследования по вопросу создания орбитального фоторазведчика – «объекта ОД-1». Проектом занимался сектор Евгения Рязанова. В первоначальных вариантах космический аппарат состоял (как и «Discoverer») из приборного отсека и возвращаемой капсулы. В приборном отсеке размещались фотоаппаратура, радиоаппаратура и служебные системы. Возвращаемая капсула конической формы содержала кассеты с фотоплёнкой и оборудование, необходимое для облегчения её поиска после приземления.

В то же время бюро разрабатывало пилотируемый космический корабль – «объект ОД-2». Проект вёл талантливый конструктор и будущий космонавт Константин Феоктистов. Именно он предложил сделать корабль из двух разделяемых на орбите частей: приборного отсека и шарообразного спускаемого аппарата. В середине августа 1958 года группа Феоктистова выпустила отчёт под названием «Материалы предварительной проработки вопроса о создании спутника Земли с человеком на борту». В нём доказывалось, что с помощью трёхступенчатого носителя, построенного на основе межконтинентальной ракеты Р-7А, в космос можно вывести корабль массой от 4,5 до 5,5 т.

15 сентября Королёв подписал отчёт и на следующий день направил руководству письма с уведомлением о завершении исследований, позволяющих приступить к разработке «спутника-разведчика, несущего на борту человека». На заседании Совета главных конструкторов, прошедшем в ноябре, были заслушаны доклады о трёх проектах: автоматического фоторазведчика, ракетного аппарата для полёта человека по суборбитальной траектории и пилотируемого орбитального корабля. После обсуждения в качестве приоритетного выбрали последний проект, хотя представители Минобороны настаивали на том, чтобы предпочтение было отдано фоторазведчику.

Понимая, что без военных заказчиков всё равно не обойтись, Королёв проявил политическую гибкость – в начале 1959 года он предложил унифицировать системы корабля и фоторазведчика в едином проекте под шифром «Восток». Поскольку для разведки собирались использовать сложное дорогое фотооборудование, то напрашивался вариант разместить его в спускаемом аппарате вместо пилота, возвращая на Землю вместе с отснятыми плёнками. Разумеется, это решение требовало полной автоматизации корабля, что Королёва вполне устраивало – в пилотируемых полётах он собирался свести влияние человеческого фактора к минимуму. Фоторазведчик был принят в разработку под названием «Восток-2». Во избежание путаницы позднее его переименовали в «Зенит-2».

22 мая 1959 года постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР №569-264сс «Об объекте “Восток”» работы над пилотируемым кораблем и спутником фоторазведки были, наконец, узаконены.

Триумф «Востока»

Проект «Восток» был разделён на три стадии согласно заводской индексации: 1КП, 1К, 3К. Простейший корабль 1КП предназначался для отработки систем ориентации и управления. С помощью корабля 1К планировали испытать систему жизнеобеспечения и фотооборудование. Корабль 3К должен был стать штатным для полёта человека. Индекс 2К зарезервировали за «Зенитом-2». Все эти космические аппараты, за исключением пилотируемого, снабдили системой аварийного подрыва объекта (АПО), которая должна была уничтожить их при возникновении вероятности попадания в руки потенциального противника.

Ведущим разработчиком фотооборудования для будущих спутников-разведчиков был определён Красногорский оптико-механический завод. Первый космический фотоаппарат, созданный специалистами завода, получил название «Фтор». В ходе его проектирования к конструкторам корабля выдвинули жёсткие требования по обеспечению герметичности спускаемого аппарата без искажения кадра. Одним из самых трудных при реализации оказалось требование поддержания постоянной температуры с отклонением не более чем на 1°С: даже от незначительной перепада стекла иллюминаторов меняют кривизну, что для длиннофокусного объектива приводит к искажению изображения. Не менее сложным было обеспечить сопряжение фотооборудования с бортовым программно-временным устройством «Гранит-5В» – проект предусматривал управление по командам с Земли набором светофильтров, экспозицией, выбором координат, числом кадров, началом и концом съёмки.

Одно из важнейших отличий фоторазведчика 2К от пилотируемого корабля 3К состояло в необходимости поддерживать точную трёхосную ориентацию на всём протяжении полёта. Если корабль можно было сориентировать вручную или автоматически по Солнцу с помощью фотоэлектрического датчика «Гриф», то разведывательный спутник нуждался в устройстве, которое могло работать в любых условиях освещённости. Таким устройством стала «инфракрасная вертикаль» (ИКВ), созданная в Центральном конструкторском бюро «Геофизика» для научных спутников. Она различала границу между «тёплой» Землей и «холодным» космосом. Инфракрасная вертикаль считалась надежной, поскольку с успехом прошла натурные испытания на геофизических ракетах Р-5А в августе-сентябре 1958 года.

Простейший корабль 1КП тоже заметно отличался от конечного варианта «Востока». На нём не было теплозащиты и систем жизнеобеспечения, зато установили блок солнечных батарей и новую коротковолновую радиостанцию «Сигнал». Чтобы компенсировать недостающую массу, на борт заложили тонну железных брусков. 15 мая 1960 года с полигона Тюра-Там (будущий космодром Байконур) стартовала ракета-носитель Р-7А с третьей ступенью Е. Она успешно вывела 1КП на орбиту, после чего он получил официальное название «Первый космический корабль-спутник». Через четыре дня по сигналу с Земли была дана команда на включение тормозной двигательной установки, однако инфракрасная вертикаль подвела: вместо того чтобы затормозить, корабль разогнался и поднялся ещё выше – на орбиту, где оставался до 1965 года. Технический сбой не обескуражил конструкторов – они были уверены, что справятся с проблемой.

Поскольку американцы всерьёз нацелились взять исторический приоритет первого пилотируемого космического полёта, времени было в обрез. В ОКБ-1 решили не повторять запуск 1КП, а сразу готовить 1К. Новый корабль отличался от предыдущего наличием теплозащиты и контейнера с подопытными животными. Поскольку на этот раз спускаемый аппарат должен был вернуться на Землю, его снабдили парашютной системой. Парашют выпускался по сигналу барометрических датчиков на высоте 10 км, а после снижения до высоты 7-8 км отстреливалась крышка люка, и катапультировался контейнер.

19 августа 1960 года успешно стартовала очередная ракета-носитель, выведшая на орбиту 1К под названием «Второй космический корабль-спутник». На его борту находились собаки Белка и Стрелка. Большой объём корабля заняли научные приборы для исследования космических лучей и телевизионная система «Селигер» с двумя передающими камерами. Она должна была служить не только для передачи изображения находившихся в кабине собак (а впоследствии и космонавта), но и прототипом более совершенного комплекса «Байкал», который мог бы построчно считывать снимки, сделанные фотоаппаратом орбитального разведчика. Суточный полёт прошёл почти идеально, но перед посадкой выяснилось, что опять отказала инфракрасная вертикаль. Во избежание повторения инцидента с 1КП корабль решили ориентировать по Солнцу. Спускаемый аппарат приземлился благополучно.

1 декабря 1960 года стартовал следующий 1К («Третий космический корабль-спутник») с собаками Пчёлкой и Мушкой на борту. Весь мир с интересом следил за суточным путешествием космических дворняг. Корабль вёл себя нормально, но при снижении в атмосфере из-за технической неисправности сошёл с расчётной траектории, и спускаемый аппарат был уничтожен системой аварийного подрыва.

Несмотря на очевидные проблемы, Королёв решил перейти к следующему этапу – полётам кораблей 3КА (буква «А» появилась в заводском индексе после того, как для экономии времени конструкторы заменили катапультируемый контейнер в спускаемом аппарате на катапультируемое кресло). 3КА был почти точной копией «Востока», на котором предстояло лететь космонавту, однако вместо научного оборудования на нём устанавливалась фотоаппаратура «Фтор», предназначенная для разведчика «Зенит-2».

Корабль 3КА №1, получивший наименование «Четвёртый космический корабль-спутник», стартовал 9 марта 1961 года. На борту находилась собака Чернушка, а в катапультируемое кресло посадили манекен в скафандре, прозванный «Иваном Ивановичем». Хотя полёт продолжался всего один виток, испытателям удалось опробовать «Фтор», в результате чего они получили несколько фотоснимков аэродрома со стоявшими на нём самолётами.

Корабль 3КА №2 с собакой Звёздочкой, который в прессе называли «Пятым космическим кораблём-спутником», вышел на орбиту 25 марта 1961 года. В ходе его одновиткового полёта система «Фтор» сделала прекрасный комплект снимков заданных районов Африки и Турции: в частности, хорошо получились турецкий город Александретта (Искендерун) и бетонная полоса аэродрома рядом с ним. При этом фотокамеры зафиксировали несколько… «летающих тарелок». Генерал-лейтенант авиации Николай Каманин, курировавший космонавтику по линии ВВС, записал в дневнике:

«По форме это не тарелки, а рюмки или вазы, поставленные одна на другую. Очертания этих красивых и несколько фантастических фигур очень чёткие, я бы сказал, даже резкие. Не верится, что это оптические «фокусы» в атмосфере; «тарелочки» воспринимаются как реальные предметы – так и хочется дотронуться до них рукой…»

По итогам полётов кораблей 3КА с собаками Госкомиссия дала добро на осуществление пилотируемого запуска. Дальнейшие события хорошо известны – 12 апреля 1961 года старший лейтенант Юрий Гагарин совершил на корабле «Восток» одновитковый полёт вокруг Земли.

Разумеется, на борту не было аппаратуры «Фтор». Более того, из-за перегруза «Востока» специалисты выбросили из него «лишние» предметы, в число которых попала репортажная кинокамера «Конвас». Гагарину оставалось только запоминать как можно больше и постараться подробно изложить всё, что он видел на орбите. Его впечатления были важны как для конструкторов корабля, так и для военных заказчиков, пытавшихся оценить разведывательный потенциал космических систем. 13 апреля 1961 года в трёхчасовом докладе перед Госкомиссией космонавт сообщил, что различить детали земной поверхности с орбиты вполне возможно, но без специального оборудования их трудно идентифицировать.

«Космос-4» на орбите

Над проектом фоторазведчика 2К («Зенит-2») в ОКБ-1 трудилась группа Павла Цыбина; ведущим конструктором был назначен Борис Рублёв. Подготовкой документации занимался специализированный отдел 29 под руководством Евгения Рязанова.

Хотя фоторазведчик внешне напоминает «Восток», в его конструкции заметны отличия, обусловленные необходимостью передавать на борт и получать с него намного больше информации. Именно этим объясняется отсутствие в передней части спускаемого аппарата антенных устройств; вместо них на боковой поверхности приборного отсека устанавливались антенны командной радиолинии и специальной аппаратуры.

Внутренние различия были ещё существеннее. Вместо системы жизнеобеспечения, катапультируемого кресла и средств ручного управления были установлены разведывательная аппаратура, специальная телеметрическая система для передачи разведывательной информации и система управления бортовым комплексом. Первоначально «Зениты-2» оснастили фотокомплексом «Фтор», фототелевизионной аппаратурой «Байкал» и радиоразведывательной аппаратурой «Куст-12М». Позднее стало ясно, что «Байкал», который должен был передавать снимки по радиоканалу, не соответствует требованиям заказчика, поэтому его убрали, а освободившееся место использовали для расширения фотокомплекса. Новый «Фтор-2Р» состоял из трёх длиннофокусных фотоаппаратов и обеспечивал ширину полосы съёмки 180 км при высоте полёта 200 км. Плёнка состояла из 1500 кадров (суммарная снимаемая площадь – 5,4 млн. км2).

Трёхосную ориентацию спутника-разведчика поддерживал комплекс управления движением «Чайка», состоявший из инфракрасной вертикали, гироорбитанта и системы ионной ориентации по курсу. Для соблюдения режима секретности была установлена система аварийного подрыва объекта АПО-2: в отличие от использовавшейся ранее она обладала более сложной «логикой», позволявшей с высокой степенью уверенности определить, садится аппарат на своей или чужой территории.

Подготовка к запуску первого «Зенита-2» шла трудно, случались и казусы. Конструктор ракетно-космической техники Борис Черток вспоминал:

«В самый напряжённый период подготовки к пуску «Зенита-2» к нам на полигон поступило сообщение о предстоящем смотре ракетно-космических достижений самим министром обороны Маршалом Советского Союза Родионом Яковлевичем Малиновским. <…>

В связи с высочайшим визитом почти все офицеры и солдаты были сняты с испытательных работ и брошены на аврал по наведению чистоты и порядка. Я в тот период отвечал за сроки и качество подготовки «Зенита» и пытался протестовать против отвлечения людей, высказав своё возмущение председателю Госкомиссии Керимову и начальнику 1-го управления полигона полковнику Кириллову.

Керимов, улыбаясь, ответил, что командованию полигона «своя рубашка ближе» и его всё равно не послушают. Кириллов не упустил случая прочесть мне нравоучение: «Вы, штатские, своих министров уважаете, но не боитесь. Обидит один — пойдете работать к другому на ещё более выгодных условиях. У ваших министров власть над людьми в основном моральная. У нас, военных, совсем другое дело. В армии власть министра обороны проявляется в чистом и неприкрытом виде. За грязь на дороге и непорядок в казарме – выгонит без всякого согласования и даже с выселением из военного городка. Мы можем не уважать начальство, презирать его, но бояться просто обязаны».

Так или иначе, аппарат, стартовавший на орбиту 11 декабря 1961 года, был ещё очень «сырым» и, вероятно, не смог бы выполнить программу. Однако запуск сорвался из-за аварии ракеты-носителя на участке работы третьей ступени (блока Е); сам аппарат был ликвидирован системой АПО.

Пока дорабатывали третью ступень, конструкторам фоторазведчика удалось решить большинство технических проблем. И следующий запуск, состоявшийся 26 апреля 1962 года, прошёл успешно. В печати аппарат получил наименование «Космос-4».

К сожалению, в ходе полёта отказала система ориентации, и спускаемый аппарат был возвращён по прошествии трёх суток. Фотографирование при этом всё же проводилось; в итоге удалось получить несколько десятков неплохих снимков территории США. Сотрудники лаборатории Главного разведывательного управления (ГРУ) даже пригласили Королёва посмотреть на них. Остался доволен результатом и Хрущёв, который высказался в том духе, что спутников фоторазведки надо делать больше и запускать чаще.

Следующий «Зенит-2» («Космос-7») вышел на орбиту 28 июля 1962 года. Его создатели опробовали различные режимы фотографирования: малыми сериями и протяжёнными трассами при различной освещенности. Хотя конструкторы сумели добиться результата, вдвое перекрывшего требования военных (реальное разрешение фотоаппаратуры «Фтор» составило 5 м против 10 м, заложенных в проекте), те захотели большего: поднять разрешающую способность до 3 м. Чтобы выйти на такой уровень, потребовалось улучшать качество плёнки и фотоаппаратуры, дорабатывать систему ориентации «Чайка». В ОКБ-1 приступили к проекту 4К («Зенит-4»), оснащённого фотокомплексом «Фтор-4» и корректирующей двигательной установкой.

Испытания «Зенитов-2» продолжались до последнего старта в серии – 18 октября 1963 года («Космос-20»). Надёжность орбитального разведчика была доказана.

Варианты «Прогресса»

В то же время бюро Королёва, загруженное проектами пилотируемых кораблей и лунной программой, отказалось от работы над фоторазведчиками. Начиная с изделия №14, серийное производство «Зенитов-2» было переведено в город Куйбышев (Самара). Туда же, в филиал №3 ОКБ-1 (ЦСКБ «Прогресс»), возглавляемый Дмитрием Козловым, передали и материалы по перспективным вариантам.

В 1964 году начались работы по модернизации фоторазведчика, и обновлённый аппарат получил обозначение «Зенит-2М», а после принятия на вооружение в 1970 году – собственное имя «Гектор». Комплекс «Фтор-2Р» на нём был заменён более совершенной системой «Фтор-2РЗ». Первый старт состоялся 21 марта 1968 года («Космос-208») с космодрома Байконур.

Малая продолжительность жизни аппаратов, созданных на основе «Востока», вынуждала запускать их очень часто. К середине 70-х годов осуществлялось по 30-35 стартов ежегодно, но даже при такой интенсивности суммарное время полёта «Зенитов» не превышало 400 суток в год. Во время международных кризисов интервалы между запусками приходилось сокращать, доводя их частоту до предела производственных мощностей. Например, в период советско-китайского конфликта вокруг острова Даманский с 25 февраля по 25 апреля 1969 года стартовало десять фоторазведчиков, а когда летом 1969 года возник новый конфликт на острове Гольдинский, ещё 15 аппаратов были запущены на протяжении трёх месяцев.

Другим серьёзным недостатком фоторазведчиков типа «Зенит-2» оставалась невозможность получить изображения до возвращения отснятой плёнки на Землю. С этой точки зрения даже двухдневный полёт спутника в условиях военно-политического кризиса оказывается неприемлемо долгим. К примеру, для отслеживания обстановки на Ближнем Востоке в ходе арабо-израильской войны в октябре 1973 года Советскому Союзу пришлось запустить 3 фоторазведчика с интервалом в 3 дня и каждый из них вернуть на Землю через 6 суток.

Куйбышевская команда Дмитрия Козлова продолжала совершенствовать фоторазведывательные спутники, стремясь добиться от них большей эффективности. Появились новые варианты: «Зенит-4», «Зенит-4М» («Ротор»), «Зенит-4МК» («Гермес»), «Зенит-4МТ» («Орион»), «Зенит-4МКМ» («Геракл»). Позднее на базе «Зенитов» были созданы научные спутники «Фотон» для исследования в области космического материаловедения и «Бион» для изучения воздействия факторов космического полёта на живые организмы – мышей, крыс, обезьян. Несмотря на очевидные недостатки, проект «Восток» оказался удивительно живучим.

Антон Первушин