День триумфа американской Лунной программы стал днем траура для советской – в тот же день «Луна-15» разбилась во время посадки на Луну. Было очевидно, что в развернувшемся соперничестве СССР пытался «забить гол престижа» – привезти лунный грунт раньше или по крайней мере одновременно с американцами. И хотя взятие его автоматической станцией на фоне пилотируемого полета американцев не выглядело бы столь эффектно, оно в какой-то степени могло поддержать престиж СССР как крупнейшей космической державы. Однако этим планам не суждено было сбыться – советская Лунная программа в отличие от американской развивалась рывками, от ученых и конструкторов постоянно требовали перегнать США, причем любой ценой. Впоследствии преемник С.П. Королева, главный конструктор В.П. Мишин, говорил, что спокойно работать им просто не давали…
Н-1 («Носитель-1») на стартовой площадке Байконура. На заднем плане – аналогичная ракета, использовавшаяся для проверки синхронности работы систем во время предстартовой подготовки (июль 1969 года).
При подготовке полета на Луну американцы вложили 2/3 всех отпущенных на ракету «Сатурн-V» средств в создание наземных испытательных стендов для нее. У КБ Королева ни денег, ни времени на полный цикл стендовых испытаний лунной ракеты Н-1 не было, поэтому ее решили испытывать сразу в «боевых» условиях – путем запусков с космодрома Байконур. По своим размерам ракета Н-1 была практически такой же, как американский «Сатурн-V». Вместе с лунными орбитальным и посадочным кораблями Н-1 представляла собой гигантское сооружение массой 2 800 т, диаметром у основания 17 м и высотой 105 м (что в 1,5 раза выше Спасской башни Кремля). На ее первой ступени было установлено 30 двигателей (у «Сатурна» – 5), работу которых требовалось тщательно согласовывать. Первый пуск весной 1969 года завершился падением ракеты в 50 км от космодрома, поскольку вскоре после запуска автоматическая система управления перегрелась и отключила все двигатели.
Во время второго испытательного старта в июле 1969 года (за 11 дней до запуска «Аполлона-11») взорвался и загорелся один из двигателей, из-за чего через 18 секунд после пуска автоматика отключила остальные 29. В результате ракета, наклонившись на 45°, рухнула с высоты 200 м прямо на стартовый комплекс и практически уничтожила его, включая 6 подземных этажей. Это стало финалом лунной гонки, поскольку американцы высадились на Луну уже через 2 недели. На восстановление же разрушенной стартовой площадки Байконура ушло 2 года… Третий запуск Н-1 состоялся летом 1971 года. К этому времени советские лунные экипажи уже были расформированы, поэтому целью запуска был облет вокруг Луны экспедиционного корабля, но без космонавтов. Чтобы снова не разрушить стартовый комплекс, ракету сразу же после отрыва от Земли решили увести в сторону двигателями горизонтальной тяги, в результате чего она стала вращаться вокруг вертикальной оси, разваливаясь на части, поэтому ее пришлось подорвать. Последний, четвертый, запуск Н-1 был произведен в ноябре 1972 года. Цель полета снова изменили – планировали вывести корабль без экипажа на орбиту искусственного спутника Луны. На 107-й секунде загорелся и взорвался один из двигателей, после чего командой с Земли ракета была уничтожена. Запланированный на осень 1974 года пятый пуск был отменен в связи с решением закрыть Лунную программу и сосредоточиться на долговременных полетах вокруг Земли на орбитальных станциях «Салют».
Привезти грунт с Луны Советскому Союзу удалось лишь в сентябре 1970-го, спустя год с небольшим после полета американцев. За это время там успела побывать еще одна американская экспедиция. Наша «Луна-16» привезла скромные 100 грамм, но их научная ценность была не менее велика, поскольку образец этот был взят в районе, изрядно удаленном от мест посадки «Аполлонов». Таким образом, СССР смог участвовать в непосредственных исследованиях лунного грунта почти наравне с США, которые в ходе 6 экспедиций привезли на Землю 382 кг образцов.
Для взятия образца автоматическим путем было сконструировано специальное буровое устройство, позволявшее получить пробы как монолитной породы, так и рыхлого лунного грунта. Глубина бурения составляла 35 см. Маленькая ракета с вложенным в нее буром, внутри которого был лунный грунт, стартовала с Луны, используя в качестве «космодрома» свою же посадочную платформу. При подлете к Земле шар с образцом грунта отделился от «ракетки» (так называли ее конструкторы) и на парашюте опустился в казахстанской степи в районе Джезказгана. Лежа на земле в ожидании, когда его найдут, шар вел себя довольно активно – передавал радиосигналы, чтобы группа поиска могла запеленговать его с воздуха, и время от времени громко «кричал» истошным голосом, имитируя крик дикой утки, помогая обнаружить его с близкого расстояния…
Извлечение капсулы с буровым устройством из возвращаемого аппарата происходило там, где была сконструирована и построена станция «Луна-16» – на заводе им. С.А. Лавочкина в подмосковном городе Химки. Вырезанная из шарика капсула была передана представителям Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ), в котором находилась лунная приемная лаборатория. В этой лаборатории, в специальной герметичной камере, заполненной азотом, капсула была вскрыта и грунт помещен на лоток из нержавеющей стали, откуда затем брались пробы для исследований. Впоследствии советские автоматические станции еще дважды привозили на Землю образцы грунта с Луны, доведя их общее количество до 300 г. Районы их сбора были также сильно удалены от места высадки «Аполлонов», поэтому полученные образцы были очень интересны, поскольку давали информацию о составе горных пород в Море Изобилия, Море Кризисов и на материке между ними.
Временем успехов советской программы полетов автоматических станций на Луну стал 1970 год. Два месяца спустя после доставки образца грунта на Луну опустилась «Луна-17», с посадочной платформы которой на поверхность съехал первый в мире движущийся аппарат для работы на инопланетной поверхности – «Луноход-1». Этот аппарат был спроектирован и построен на заводе им. С.А. Лавочкина под руководством Главного конструктора Г.Н. Бабакина, а его ходовая часть – 8 колес с отдельным для каждого двигателем, спрятанным внутри оси, – в ленинградском институте транспортного машиностроения «ВНИИТрансМаш».
«Луноход-1» проработал 10 месяцев, или 11 лунных дней. Он прошел 10,5 км и выполнил исследования грунта более чем в 500 точках. На Землю им было передано более 200 детальных панорамных изображений лунных ландшафтов.
«Луноход-2» был высажен на восточном краю Моря Ясности, неподалеку от гористой местности лунного материка. Он передвигался гораздо быстрее своего старшего брата и был оборудован более скоростной ТВ-камерой. За 4 месяца второй «странник» проехал 37 км, но его дальнейшей работе помешал перегрев аппаратуры, размещенной внутри корпуса. Случилось это из-за того, что вдохновленные хорошими ходовыми качествами лунохода исследователи решили въехать прямо внутрь свежего, окруженного полем камней лунного кратера. Грунт внутри кратера оказался очень рыхлым, и луноход долго буксовал, пока задним ходом не выбрался на поверхность. При этом откинутая назад крышка с солнечной батареей, видимо, зачерпнула немного грунта с вала, окружающего кратер. Впоследствии при закрытии крышки на ночь для сохранения тепла внутри аппарата этот грунт попал на верхнюю поверхность лунохода и стал теплоизолятором, что во время лунного дня привело к перегреву аппаратуры и выходу ее из строя.