Новой, четырехступенчатой ракете был присвоен индекс 8К78, новому межпланетному аппарату — 1М (первый марсианский). Появился ведущий конструктор по 1М — Вадим Петров, и начался выпуск графиков. Несмотря на всеобщую раскрутку, ни в январе, ни в феврале, ни в марте никакой документации для работы заводов ни у нас, ни у смежников еще не было! А в октябре (самое крайнее число -15 октября) должен быть пуск!
Современный читатель, хоть немного искушенный в технике, усмехнется и скажет, что только авантюристы могли в такие сроки взяться за такую задачу. Но мы себя не считали авантюристами. Мы ворчали, что времени очень мало, но если очень-очень захотеть, то сделать можно.
А что же предстояло сделать? Начну с ракеты-носителя и схемы выведения.
В начале 1960 года после двухлетних исследований альтернативных вариантов выведения космических аппаратов на межпланетные траектории теоретики ОПМ Охоцимский, Энеев, Ершов и наши баллистики Лавров, Аппазов, Дашков пришли к согласию о выборе метода выведения космических аппаратов к Марсу и Венере.
Большое внимание этой проблеме уделял Келдыш. У нас в ОКБ-1 Мишин, Охапкин и Крюков, отслеживая теоретические исследования, вносили поправки применительно к конкретным особенностям уже летающей трехступенчатой ракеты Р-7 в варианте 8К72, которую впоследствии назвали «Восток». Они непосредственно руководили созданием четвертой ступени.
Проведенные исследования показали, что наибольшую эффективность с точки зрения массы полезной нагрузки представляет использование метода непрерывного разгона тремя ступенями с промежуточным выводом на незамкнутую орбиту спутника. В определенной точке этой низкой промежуточной орбиты спутника Земли, в зависимости от планеты назначения и даты старта, производится включение четвертой ступени. Эта четвертая ступень разгоняет межпланетный аппарат до второй космической скорости. По окончании участка разгона и выключения двигателя аппарат уходит в самостоятельное путешествие по далекому космосу. Его орбита по дороге к планете контролируется с Земли и направляется собственной корректирующей двигательной установкой (КДУ). Предложенная схема выведения впоследствии оказалась универсальной — она сохранилась для всех пусков по Марсу, Венере, для лунных аппаратов мягкой посадки и даже для выведения спутника связи «Молния». Может быть, поэтому во всех открытых публикациях четырехступенчатую ракету, разработанную еще в 1960 году, именуют «Молния». Тогда мы называли ее просто: «семьдесят восьмая» — по конструкторскому индексу 8К78.
Меня, Раушенбаха, Юрасова и всех управленцев ОКБ-1 трясла лихорадка распределения работ по системе управления четвертой ступенью и межпланетным космическим аппаратом.
После многих споров Совет главных принял решение, подкрепленное приказами министров — председателей госкомитетов: управление четвертой ступенью считать продолжением системы управления ракетой и разработку возложить на Пилюгина, разработку систем управления космическими аппаратами для Марса и Венеры поручить ОКБ-1.
Это была идеологическая победа нашего молодого коллектива.
Три ступени ракеты были более или менее опробованы и не внушали особых опасений. Несмотря на это при каждом пуске, даже в жаркую погоду, к сердцу подкатывался тревожный холодок.
Четвертая ступень требовала отработки запуска на орбите в невесомости и к тому же вне зоны радиовидимости с территории Советского Союза. Для двигателя четвертой ступени была разработана специальная система обеспечения запуска — СОЗ, содержащая твердотопливные двигатели с небольшим суммарным импульсом. Система сообщала начальное ускорение, необходимое для надежного запуска основного двигателя четвертой ступени.
Кислородно-керосиновый двигатель четвертой ступени под строгим присмотром Мишина разрабатывали Мельников и его заместители Райков и Соколов. Они очень гордились тем, что впервые создали двигатель по «замкнутой» схеме. Генераторный газ после привода турбины не выбрасывался в окружающее пространство, а поступал в камеру сгорания, где дожигался, повышая удельный импульс.
Производство двигателей требовало высокой культуры металлообработки, освоения новых материалов, теснейшей совместной работы с испытателями и конструкторами. Внедрение новой для нашего завода технологии и руководство производством двигателей Королев и Турков поручили молодому инженеру Вахтангу Вачнадзе. И опять они не ошиблись в выборе.
КДУ для межпланетного аппарата на высококипящих компонентах согласился разработать Исаев, но потребовал помощи нашего производства.
Проектирование самого космического аппарата выполняла группа Глеба Максимова. Максимов не имел большого стажа в создании межпланетных аппаратов. Его, увы, не имел пока никто. Фантазию проектантов надо было претворить в конкретную компоновку, включающую исаевскую КДУ, нашу собственную систему ориентации, стабилизации и управления всем бортовым хозяйством, пристроить солнечные батареи Лидоренко, буферные аккумуляторы, радиосистему Белоусова — Ходарева, большую параболическую антенну и еще много всяческих устройств, каждое из которых способно при отказе погубить всю затею.
Основные заботы по разработке четвертой ступени легли на Сергея Охапкина. Общей компоновкой и увязкой десятка проектных параметров четырехступенчатой ракеты-носителя занимался Сергей Крюков.
На долю моих отделов свалились совершенно новые задачи. Нам, «управленцам», ОКБ-1, надо было «от нуля» проектировать систему управления первым в мире космическим аппаратом, летящим к Марсу. Основной задачей была разработка логики и аппаратуры системы, обеспечивающей заданную с Земли практически любую ориентацию в пространстве АМСа во время работы корректирующей двигательной установки. Что касается самой КДУ, то Алексей Исаев не стал ссылаться на загрузку макеевскими морскими заказами. «Путешествие к Марсу стоит того, чтобы рискнуть», — заявил он и окунулся в общий водоворот сотворения АМСов.
После встреч на Стромынке (Москва) в ЦКБ «Геофизика» с Владимиром Хрусталевым мы договорились о разработке солнечных и звездного приборов. Вновь изобретенная система ориентации была многофункциональной. Первой задачей была постоянная ориентация на Солнце так, чтобы обеспечить в необходимых пределах постоянную освещаемость солнечных батарей. Была придумана ПСО — постоянная солнечная ориентация и ГСО — грубая, которая могла быть использована при выходе из строя ПСО для закрутки объекта вокруг солнечной оси. Для коррекции траектории одного Солнца не хватало. Требовалась установка оси КДУ практически в любом положении в пространстве, в зависимости от расчетов, проведенных на Земле для выдачи корректирующего импульса. Кроме Солнца потребовался второй оптический ориентир. Была выбрана яркая звезда Канопус, а резервом служил Сириус. «Геофизика» разработала звездный датчик с объективами, подвижки которых на заданные углы в соответствии с числовыми данными, передаваемыми с Земли, обеспечивали в пространстве ориентацию оси КДУ перед ее включением. Предстояло разработать вместе с «Геофизикой» приборы и надежную логику поиска нужной звезды. Это было второй задачей.
Третьей задачей системы ориентации было наведение на Землю узкого луча параболической антенны.
Куда как просто решались бы все эти проблемы, если бы была возможность поставить на борт компьютер, разработанный только 15 лет спустя! В 1960 году мы об этом даже не мечтали. А потому потребовалось усложнять аппаратуру радиосистемы введением в ее состав программно-временных устройств.
Стратегия управления полетом, проведения коррекций и получения информации разрабатывалась так, чтобы успеть проделать все необходимые операции, пока АМС находится в зоне видимости Евпаторийского центра. Кроме передачи команд на борт для управления бортовыми системами, получения телеметрической информации, измерения координат от радиосистемы требовалась передача числовых уставок перед коррекцией с их обратным контролем.
Инженеру Виталию Калмыкову предстояло разработать единую схему распределения электроэнергии и передачи команд от дешифраторов радиолинии и ПВУ. Кроме того, требовалось создать блокировку, разрешающую включение КДУ для коррекции только при наличии звезды в поле зрения объектива, звездного датчика.