В апреле при пуске объекта «Д», который должен был стать третьим советским спутником, наша Р-7 снова решила показать свой норов — она отправила «за бугор» полезный груз со всеми его драгоценными научными приборами. Келдыш и все молодое космическое научное сообщество были в трауре. Но Королев не сдался.
На заводе шла сборка дублера спутника. СП собрал всех своих приближенных, объявил, что, несмотря на неудачу, каждому выплачивается крупная премия при условии, что все остаются на полигоне и готовят следующий носитель. Пуск необходимо провести в середине мая. Он с Келдышем улетает в Москву для форсирования подготовки нового третьего спутника. Нелегкое это было решение, но выхода не было. Обязательства по пуску «научной лаборатории в космосе» уже были даны Хрущеву.
На событиях, связанных с третьим спутником, стоит остановиться особо.
15 мая 1957 года мы, поздравляя друг друга с первым пуском, утешались тем, что так и должно быть — «первый блин всегда комом». 15 мая 1958 года было определенной компенсацией за этот «первый блин». На ракете Б1-1 был выведен на орбиту третий советский ИСЗ. Внушительная масса спутника 1327 кг, из которых 968 кг приходилось на научную и измерительную аппаратуру, снова вызвала восторженные отзывы в прессе.
Это был действительно первый автоматический космический аппарат. Он нес двенадцать научных приборов, богомоловскую систему телеметрии «Трал» с запоминающим устройством и приемоответчик «Рубин» для контроля орбиты. Это был первый космический аппарат, на котором установили командную радиолинию, разработанную новым для нас смежником НИИ-648. Теперь этот институт называется НИИ точных приборов.
В 1956 году институт возглавил очень энергичный, инициативный радиоинженер Армен Сергеевич Мнацаканян. Под его руководством разрабатывались КРЛ — командные радиолинии — для наших новых космических аппаратов, а позднее для кораблей «Союз» коллектив Мнацаканяна стал разрабатывать радиосистемы поиска и сближения в космосе.
Третий спутник был космическим аппаратом, потребовавшим разработки сложной схемы электропитания, программного и командного управления разрозненной научной аппаратурой. Эти разработки были поручены двум молодым инженерам, незадолго до этого направленным в ОКБ-1 по окончании Таганрогского радиотехнического института. Юрий Карпов и Владимир Шевелев были в числе молодых специалистов, оказавшихся у самого начала рождения идей космической электротехники и автоматики. Когда наши работы по космическим системам приобрели большой размах, эти два «самых высоких в ОКБ-1 мужика» стали концентраторами идей и принципов разработки систем управления космическими бортовыми комплексами (СУБК). Третий спутник был для них первой по-настоящему серьезной инженерной задачей. В последующие годы тесное общение с Юрием Карповым и коллективом, который он возглавил, было всегда интересным не только в служебно-инженерном, но и личном, человеческом смысле.
Среди многих инженеров, с которыми мне довелось непосредственно и повседневно работать в последующие десятилетия, Юрий Карпов, Владимир Шевелев, Исаак Сосновик, Владимир Куянцев и сгруппировавшиеся вокруг них схемщики и автоматчики пробуждали особые чувства теплоты, взаимной симпатии и принадлежности к новой общности, по выражению Королева, «заржавленных электриков». На работе и в жизни они придерживались принципа «один за всех и все за одного».
Одним из сенсационных результатов, полученных с помощью научных приборов третьего спутника, было открытие высокой концентрации электронов на больших высотах, за пределами уже известной ионосферы. Сергей Николаевич Вернов, профессор МГУ, автор этих исследований, объяснял это явление вторичной электронной эмиссией — выбиванием электронов из металла спутника при столкновении с частицами высоких энергий — протонами и электронами. Помню его восторженное сообщение по этому поводу на заседании у Келдыша, где отчитывались ученые по результатам научных исследований на третьем спутнике.
Однако американский физик Дж. Ван Аллен два года спустя доказал, что на самом деле то, что замерили приборы третьего спутника, есть не результат вторичной эмиссии, а регистрация первичных частиц ранее неизвестных радиационных поясов Земли. Поэтому американцы эти радиационные пояса назвали «поясами Ван Аллена». В оправдание Вернова надо сказать, что он ошибся по причине отказа на спутнике запоминающего устройства телеметрии. Вернов не имел возможности получить измерения радиационной активности по всему витку. Он получал измерения только в режиме непосредственного приема при пролете спутника над территорией СССР. Ван Аллен сделал свое открытие, пользуясь результатами измерений с американского спутника. Он показал, что существует область в околоземном пространстве, в которой магнитное поле Земли удерживает заряженные частицы (протоны, электроны и?-частицы), обладающие большой кинетической энергией. Эти частицы не покидают околоземное пространство, находясь в так называемой магнитной ловушке.
Это открытие стало большой научной сенсацией. Для космонавтики оно имело важное практическое значение. Космические аппараты, орбиты которых проходили сквозь радиационные пояса, получали значительное облучение, в частности разрушение структуры фотоэлектронных преобразователей солнечных батарей. Для пилотируемых космических аппаратов длительное пребывание в этих поясах вообще считается недопустимым.
После опубликования открытий Ван Аллена решили, пусть с опозданием, исправить ошибку, допущенную по вине отказа запоминающего устройства на третьем спутнике. В нашей литературе радиационные пояса стали называть поясами Ван Аллена-Вернова.
Эта история была хорошим уроком для ученых, показавшим, насколько необходима надежная работа приборов непосредственного измерения и бортовых служебных систем для хранения и передачи на Землю полученных ими данных. К сожалению, надежность приборов для научных исследований и в последующие годы оставалась слабым местом нашей космонавтики.
Для реабилитации советской науки по заданию Академии наук нами были срочно разработаны запущены четыре космических аппарата: «Электрон-1, -2, -3, -4». Но запущены они были только в 1964 году. Эти «Электроны» позволили в течение длительного времени получать обширные данные о радиационных поясах и магнитном поле Земли.
После исторической для ракетной техники даты 15 мая 1958 года мы снова возвратились к штатной программе ЛКИ и потерпели два поражения подряд.
24 мая ракета Б1-3, подготовленная на стартовой позиции за рекордно короткое время — 21 час, стартовала нормально. Однако Камчатка доложила о недолете почти на 45 км при малом отклонении в боковом направлении. Телеметрия снова помогла установить причину. На конечном режиме второй ступени отказал дренажно-предохранительный клапан бака окислителя. Без наддува кислород пошел в насос с «пузырями». ТНА разрушился, повредив соседние коммуникации. Головная часть вошла в атмосферу вместе со всем центральным блоком.
Сколько надежд было связано с последним пуском этой многострадальной первой серии Р-7! Но наша Галатея не сдавалась. Воскресенский напомнил мне с легкой издевкой, что та, древнегреческая, оживленная богами, была, вероятно, более податлива. «Ты только подумай: столько мужиков — и уже больше года не можем сладить с ракетой, которую сами же на свет произвели».
Последнюю ракету Б1-4 попытались пустить 10 июля. Я пишу «попытались», потому что из-за отказа двигателя бокового блока «Д» и очередного разрушения разрывного болта главного кислородного клапана ракета была снята со старта.
Из десяти неспутниковых ракет со старта ушли семь. Из этих семи только две довели до цели эквивалент своего полезного груза более-менее сносно.
Государственная комиссия была в очень трудном положении. Мудрили с формулировками, по десятку раз перепечатывая выводы и замечания. Все же было записано, что «опытные данные по рассеиванию не позволяют сделать полной оценки соответствия тактике-техническим требованиям. Но, по предварительным данным, рассеивание в принципе не должно превышать заданное». Далее шел короткий перечень систем, показавших свою эффективность, и длинный перечень всех недостатков и мероприятий, которые следует осуществить, прежде чем… Чем что? Следующим этапом должны быть уже совместные испытания Министерства обороны и промышленности, по результатам которых надлежит решать судьбу ракеты.
