О великом политехнике и автоматической станции «Луна-24»
День космонавтики — прекрасный повод вспомнить о замечательном ученом, выпускнике ТПУ, создателе устройства для забора лунного грунта Олеге Дмитриевиче Алимове.
Олегу Алимову суждено было поставить последнюю (точнее —крайнюю) точку в «лунной гонке», развернувшейся между Советским Союзом и Соединенными Штатами Америки в 60–70-х годах прошлого века. В этом соревновании вперед вырывались то русские, то американцы. Когда стало ясно, что в пилотируемой лунной программе нам Америку не догнать, Советский Союз сделал ставку на «безлюдные» технологии освоения Луны. Первыми осуществить автоматический забор лунного грунта и обеспечить возврат его на Землю — такая задача была поставлена перед советскими конструкторами и учеными.
В 1969 году, в попытке опередить американцев, к Луне было запущено несколько космических аппаратов. Не хватило чуть-чуть. 13 июля 1969 года ракета-носитель «Протон-К» отправила к спутнику Земли космическую станцию «Луна-15». 17 июля она перешла на окололунную орбиту. 21 июля начала спуск. Но на 237-й секунде снижения связь с аппаратом прекратилась, при этом параметры бортовых систем на момент пропадания сигнала были в норме. Что случилось со станцией — загадка. В этот же день, 21 июля, сделал первый свой шаг по поверхности Луны американский астронавт Нил Армстронг.
В итоге экипаж «Аполлона-11» набрал больше 20 килограммов лунных пород и благополучно привез их на Землю. Советский Союз здесь, увы, пальму первенства уступил. Лишь год спустя, в сентябре 1970 года советская космическая станция «Луна-16» осуществила-таки первый в мире автоматический забор лунного грунта и отправила домой 101 грамм бесценного материала, взятого с глубины 35 сантиметров.
Американцы за шесть полетов и посадок на Луну набрали в итоге 382 кг лунного грунта. В 1972 году американская лунная программа «Аполлон» была завершена.
Советский Союз своего последнего слова еще не сказал. В начале 70-х, после не вполне успешной экспедиции «Луны-20», буровой агрегат которой смог захватить лишь 55 граммов лунного грунта, академик Николай Бармин, отвечавший за непилотируемые полеты в космос, поставил перед инженерами и конструкторами сложнейшую задачу: осуществить забор грунта на Луне с глубины не менее 2,5–3 метров.
В те годы наиболее известным в стране ученым, занимающимся бурением шпуров и скважин малого диаметра, был академик АН Киргизии, профессор Олег Алимов, руководивший лабораторией буровых автоматов Института машиностроения. Когда к нему обратились с вопросом: «Можете ли вы сделать аппарат, который возьмет грунт на глубине трех метров с поверхности Луны в довольно сжатые сроки?», Олег Дмитриевич, не задумываясь, сказал: «Да». И это был не авантюризм, а уверенность в своих силах и способностях своей команды единомышленников.
Специалисты признавали, задачу предстоит решить наисложнейшую. Взять керн с поверхности Луны можно будет только одним единственным рейсом, никаких повторных «перебурок» осуществить невозможно. Это американцы могли бурить Луну в течение трех дней, как это было с экипажем «Аполлона-15». В нашем случае любая незначительная поломка устройства означала невыполнение программы.
В итоге в кратчайшие сроки группой ученых и инженеров под руководством Олега Алимова был разработан совершенно оригинальный аппарат, каждый узел которого представлял собой новое слово в науке и технике. Позже немецкая газета «Берлинер цайтунг» так отозвалась об этом устройстве: «Благодаря изяществу инженерной мысли, буровая установка «Луны-24» заслуженно считается не только качественно новым этапом разработки автоматических устройств для исследования природных космических тел, но и служит прообразом автомата, способного найти применение в геологических исследованиях родной планеты». Буровое грунтозаборное устройство Алимова (ГЗУ) состояло из буровой головки, буровой штанги с колонкой и механизмом забора грунта, механизма подачи буровой головки, механизма перегрузки керна и контейнера для укладки керна. В процессе бурения грунт поступал во внутреннюю полость штанги, где располагалась гибкая трубка — грунтонос и механизм, который подхватывал грунт и удерживал его в виде столбика на протяжении всего процесса бурения. По окончании бурения грунтонос с грунтом извлекался из внутренней полости штанги и наматывался на барабан, размещенный в специальном контейнере. Затем этот контейнер помещался в герметизируемую капсулу спасаемого аппарата возвратной ракеты.
Автоматическая станция «Луна-24» была запущена с космодрома Байконур 9 августа 1976 года в 18 часов 4 минуты 12 секунд с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя «Протон-К». А 18 августа в 9 часов 36 минут станция совершила мягкую посадку в юго-восточном районе лунного Моря Кризисов.
Грунтозаборное устройство было включено через 15 минут по команде Земли после проверки состояния бортовых систем станции и определения ее положения на лунной поверхности.
В процессе забора грунта до глубины 120 см использовался режим вращательного бурения; затем способ бурения менялся на ударно-вращательный. Общая глубина бурения составила 225 см, но, в связи с тем что оно производилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 метров.
Возвратная ракета станции «Луна-24» с образцами лунного грунта массой 170 граммов стартовала к Земле 19 августа в 8 часов 25 минут. Любопытно, что спускаемый аппарат совершил посадку в районе Нижневартовска, тем самым как бы передавая символический привет региону, где сформировался и окреп талант замечательного ученого Олега Дмитриевича Алимова.
Олег Дмитриевич родился 17 сентября 1923 года в Новосибирске, но вырос в Томске. В 1941 году поступил в Томский индустриальный институт, но учебу пришлось прервать — ушел на фронт. В 1945 году восстановился, окончил ТПИ с отличием в 1949-м, был оставлен в институте для научной и преподавательской работы. В 1953 году получил ученую степень кандидата наук. В 1959 — доктора наук. В 1962 году утвержден в звании профессора. После перевода горного факультета в Кузбасский политехнический институт Олег Дмитриевич был приглашен в Институт горного дела СО АН СССР, а в 1965 году — в Академию наук Киргизии, действительным членом которой он был впоследствии избран. Помимо разработки грунтозаборного устройства для «Луны-24» в 80-е годы Алимов участвовал в аналогичных разработках для космических станций «Венера-13» и «Венера-14». В 1992 году вернулся в Сибирь, в Кемерово, где возглавил Кузбасское отделение инженерной академии России. Связей с Томским политехническим университетом не терял никогда, был избран его почетным профессором, вел в нем преподавательскую деятельность. Умер Олег Дмитриевич 22 сентября 2003 года.
Экспедиция станции «Луна-24» стала завершающей в советской лунной программе. Более того, после нее лишь спустя 37 лет на спутнике Земли прилунился новый космический аппарат. Им стала китайская станция «Чанъэ-3» с луноходом «Юйту» («Лунный кролик») на борту. В том же году Роскосмос заявил о намерениях возобновить исследования Луны. «Мы собираемся в конце 2015-го — начале 2016 года запустить космический аппарат «Луна-Глоб» и отработать посадку в полярную область Луны. Будут исследования с лунной орбиты, будет большой научный комплекс, который мы должны «прилунить». Будут луноходы. Разрабатывается устройство для забора грунта, причем не с поверхности, а с двухметровой глубины», — рассказал глава Роскосмоса В. Поповкин. Он отметил, что грунтозаборное устройство должно быть термостойким, чтобы водяные элементы льда не испарились, пока грунт будут вытаскивать на поверхность Луны. «И, наконец, все «добытое» надо доставить на Землю. Это ближайшая задача», — сказал он.
Наработки Олега Алимова наверняка будут использованы при осуществлении нового российского лунного проекта.