Армстронг, как и Джон Гленн, уроженец штата Огайо, достигнет мировой славы как первый человек, ступивший на Луну. Он вступил в отряд астронавтов в 1962 году, в составе девяти членов второй группы астронавтов НАСА. Армстронг начал учиться летать в 15 лет и получил учебную пилотскую лицензию раньше, чем водительские права. Позже он летал, выполняя боевые задания в составе военно-морских сил в корейской войне, и пилотировал легендарный реактивный исследовательский самолет НАСА X-15, достигнув скорости 6400 км/ч.
Подобно Армстронгу, почти все астронавты «Джемини» были выбраны из отрядов 2-го и 3-го набора НАСА, они пополнили семерку «Меркурия» соответственно в 1962 и 1963 годах. Девять человек добавилось в 1962 году и четырнадцать — в следующем. Из первых астронавтов «Меркурия» лишь только Гриссом, Ширра и Купер участвовали в полетах «Джемини». Но многие из второго и третьего наборов пройдут весь путь — до Луны.
В июле 1966 года Джон Янг и Михаэл Коллинс на «Джемини-10» достигнут успеха в стыковке со своей «Адженой» и удержат оба космических аппарата в стабильном положении. Они запустят реактивную систему «Аджены» и изменят орбиту состыкованных кораблей примерно до 900 км в апогее, что станет новым рекордом для пилотируемых полетов. «Это было действительно что-то, — доложил Янг после зажигания „Аджены“. — Когда эта детка загорается, то уже нет никаких сомнений». Двумя месяцами позже «Джемини-11», усиленный ступенью «Аджены» после стыковки с ней, достигнет 1360 км. Астронавт Чарльз Конрад опишет, что он видел с такой высоты: «Это фантастика. Вы не можете в это поверить. Индия у меня в левом иллюминаторе, Борнео под нашим носом, а вы, в Австралии, в правом иллюминаторе. Мир стал круглым». С этой высоты взгляд от горизонта до горизонта охватывал около 8000 км. Этими успешными операциями по стыковке американские астронавты продемонстрировали совершенное владение сложным объектом, жизненно важную науку орбитальной механики, процесс, посредством которого один объект на орбите ловит другой, чтобы обеспечить в космосе сближение и стыковку.
Ключевую роль в системе тренировок астронавтов играл тренажер «Джемини» НАСА, обеспечивая астронавтов наземной практикой в точном маневрировании и сложных орбитальных вычислениях для сближения. Другой важной составляющей успеха был бортовой компьютер. «Джемини» был первым американским космическим кораблем, оснащенным компьютером, выполняющим основные вычисления для выполнения точных маневров в космосе. Такая необходимость возникла потому, что все вращающиеся вокруг Земли объекты должны испытывать силу гравитации, чтобы находиться на орбите. Эта сила изменяется с расстоянием до Земли, поэтому те спутники, которые находятся ближе к планете, должны лететь по орбите с большей скоростью, чтобы противодействовать гравитационному полю Земли. Орбитальные объекты, находящиеся на большем расстоянии от Земли, противятся земному притяжению меньше и поэтому летят медленнее. Вследствие этой взаимосвязи между высотой и скоростью астронавт, который нуждается в снижении скорости для орбитального сближения, должен будет использовать двигатель своей ракеты, чтобы забросить себя на более высокую орбиту. Прибавление скорости, напротив, потребует использования двигателя для торможения, чтобы опуститься на более низкую орбиту. Гипотетическая ошибка астронавта, такая, как увеличение скорости при попытке догнать объект стыковки, приведет к переходу на более высокую орбиту, тем самым снизив скорость. Объект стыковки будет удаляться, пока не исчезнет за горизонтом Земли; затем он обойдет планету и, в конце концов, снова появится ниже, за капсулой астронавта.
В ноябре 1965 года весьма успешная серия полетов «Джемини» закончилась запуском двенадцатого корабля. Полет «Джемини-12», на борту которого летел экипаж в составе Джима Ловелла и Эдвина Олдрина, стал одной из самых эффектных вылазок всей программы. В течение четырехдневного полета последнего «Джемини» в программу были включены три раздельных выхода Олдрина в открытый космос, которые длились в целом пять с половиной часов. Во время своих выходов в космос Олдрин пользовался поручнями для рук, ограничителями для ног и страховочными фалами вокруг талии. Он докладывал, что подводные тренировки, имитирующие выход в открытый космос, оказались очень полезными для его подготовки к космическим прогулкам. Член третьего (1963) отряда астронавтов НАСА Олдрин закончил Вест Пойнт[6] и затем летал на «Сейбрсе» F-86 в Корее: сбил там два русских истребителя МиГ-15. До того как стать астронавтом, он получил степень доктора наук в Массачусетском технологическом институте, защитив диссертацию на тему о пилотируемом сближении в космосе. Он эффективно применял свои академические знания в НАСА, неустанно работая над решениями весьма сложных проблем орбитального сближения и стыковки.
Проект «Джемини» внес в середине 60-х годов большой вклад в развивающуюся американскую космическую программу, в целом его пилотируемые корабли пролетели 39 млн км — расстояние, в сто раз превышающее дистанцию от Земли до Луны. «Джемини» представляли значительный прогресс по сравнению с осторожными космическими полетами «вверх и вниз» по проекту «Меркурий». Американцы продлили теперь свое пребывание в открытом космосе до 14 дней. Все эти впечатляющие достижения подготовили основу для проекта «Аполлон» и предстоящих рискованных начинаний на Луне.
Параллельное космическое состязание — полеты роботов
Даже когда Америка готовила своих астронавтов к полетам на Луну, разворачивалась параллельная космическая гонка. И Советский Союз и Соединенные Штаты осознавали, что предстоит многое узнать, прежде чем человек сможет ступить на другое небесное тело. Например, никто не знал, что ожидает астронавтов или космонавтов, когда они высадятся на Луну. Сколько лунной пыли поднимется при посадке и будет ли это мешать видимости? Будет ли поверхность достаточно прочной, чтобы по ней могли ходить астронавты, и сможет ли она выдержать их космический корабль или они погрузятся в лунную пыль? Как насчет космической радиации?
Единственный способ ответить на эти и многие другие вопросы — отправить туда непилотируемый автоматизированный разведывательный аппарат, прежде чем посылать человека. Главным прецедентом таких усилий были первые советские лунные автоматические зонды «Луна», которые наряду с американской серией «Пионер» представляли собой, начиная с 1958 года, первые попытки уйти с околоземной орбиты. Их успехи, хотя и в разной степени, способствовали достижениям обеих стран, включая облеты Луны, выход на окололунные орбиты, запуски зондов, которые долетали до Луны или выходили на орбиты вокруг Солнца. В 60-х годах такие полеты помогали обеим странам разработать логическую последовательность в исследованиях космоса. Эти задачи классифицировались в соответствии со степенью сложности на пролеты мимо цели или облеты, орбитальные полеты и, наконец, посадку на поверхность. Как говорят сами названия, исследовательские космические корабли для пролета планет проносились мимо своих планет-целей, включая Луну, собирая важную информацию, которую можно было бы использовать с целью дальнейшего выведения космического корабля на орбиту Луны или другой планеты. Эти летательные аппараты собирали больше насыщенной информации во время своих многократных полетов вблизи заданных целей. Эта информация, в свою очередь, обеспечивала выбор наиболее удобных мест для высадки астронавтов. По крайней мере, с высадкой на Луну дело обстояло именно так.
Эта была исследовательская модель, которую НАСА адаптировало для непилотируемого исследования Луны, и она являлась основным предшественником высадки на поверхность Луны астронавтов «Аполлона». Первым на очереди стоял «Рэйнджер», спроектированный и сконструированный НАСА и Лабораторией реактивного движения Калифорнийского технологического института. Приблизившись к Луне, «Рэйнджер» должен был послать на Землю подробное телевизионное изображение Луны и другую информацию и затем на большой скорости врезаться в ее поверхность. Первые полеты «Рэйнджера» проходили не очень успешно: «Рэйнджер-1» и «Рэйнджер-2», экспериментальные модели, запушенные в 1961 году, оказались без поддержки на низкой околоземной орбите, когда верхние ступени «Аджены» не смогли повторно запуститься, чтобы отправить их в сторону Луны. Не лучше было с «Рэйнджером-3» в начале 1962 года, когда США впервые попытались достичь Луны; двигатели ракет-ускорителей «Атлас-Аджены» действовали слишком долго, и в результате «Рэйнджер» «промахнулся» мимо Луны на целых 32 000 км и закончил свой путь где-то на околосолнечной орбите.
Последовали и другие неудачи, хотя в апреле «Рэйнджер-4» все-таки упал на лунную поверхность; к несчастью, на своем пути он израсходовал запас энергии и не смог отправить на Землю ни изображения, ни информацию. Тем не менее Соединенные Штаты впервые добрались до поверхности Луны на три года позже советской «Луны-2». После того как той же осенью «Рэйнджер-5» опять не смог достичь Луны, пролетев мимо, НАСА высказало серьезную озабоченность по поводу способности Лаборатории осуществить полет «Рэйнджера». В результате расследования причин неудач были сделаны важные изменения, которые сократили задачи каждого полета. Какое-то время в НАСА были озабочены тем, что «прилунение» «Аполлона» может быть отложено из-за того, что «Рэйнджеры» не смогли отправить изображения лунной поверхности на месте возможной посадки корабля. Наконец в июле 1964 года пришел успех: «Рэйнджер-7» послал на Землю более 4000 четких впечатляющих изображений и видеозапись, прежде чем врезаться в северный край кратера Моря Облаков. Последнее изображение, сделанное с высоты 450 м, позволяет увидеть мельчайшие кратеры диаметром около одного метра. В течение марта 1965 года три дополнительных «Рэйнджера» во время своих безупречных полетов отправили на Землю еще тысячи фотографий. Репутация Лаборатории была восстановлена, и данные, посланные «Рэйнджерами» на Землю, будут использоваться при выборе места посадки «Сюрвейера», следующего аппарата в ходе рекогносцировки поверхности Луны.
