Советские программы пилотируемых полетов к Луне
Схема полета

Экспедиция на Луну по Королевской программе "Н1-Л3" состояла из следующих этапов.
РН "Н1" со стартовой массой около 2750 т стартует с космодрома Байконур и после окончания работы ракетных блоков "А", "Б" и "В" выводит на промежуточную околоземную круговую орбиту высотой 220 км. Лунный ракетный комплекс "ЛРК" длиной 30 м, массой 91,5 т с двумя космонавтами в спускаемом аппарате лунного орбитального корабля. Космонавты должны были совершать по-лет в спортивных костюмах без спасательных скафандров. При выведении ЛРК находился под головным обтекателем массой 17,5 т, длина кото-ого составляла 33 м. После прохождения плотных слоев атмосферы ГО по частям сбрасывается. Для спасения космонавтов, в случае аварии РН на стартовой позиции или во время выведе-ния, использовалась САС, которая с помощью РДТТ должна была обеспечить увод СА лунного орбитального корабля на безопасное от РН расстояние. САС длиной около 10 метров имела массу до 4 тонн. В верхней части САС устанавливался балансировочный груз.

На орбите ИСЗ, на 480 с после проведения с помощью двигателей ориентации комплекса (ДОК) ориентации ЛРК включается двигатель блока "Г" (2) и комплекс переводится на траекторию полета к Луне. Затем производится отделение отработавшего блока "Г", сброс нижнего и среднего переходников блока "Д". Космонавты приступают к выполнению программы полета, находясь в спускаемом аппарате и бытовом отсеке. В случае необходимости, с помощью двигателей блока "Д" производится одна (3) или несколько коррекций траектории движения ЛРК. При подлете к Луне включается двигатель блока "Д" (4) на торможение и ЛРК переходит орбиту ИСЛ высотой 110 км. После коррекции комплекс переходит на эллипти-ческую орбиту с минимальной высотой 16 км.

Затем оба космонавта переходят в БО ЛОКа, герметизируют его, надевают скафандры (пилот ЛОКа – "Орлан", пилот ЛК – "Кречет-94"), затем разгерметизируют БО и используют его в качестве шлюзовой камеры. Пилот ЛК переходит по поверхности БО, СА, ракетного блока "И" к лунному кораблю, размещенному в цилиндрическом переходнике. Для того чтобы космонавт мог попасть в ЛК, в оболочке был установлен люк напротив люка кабины ЛК. Для облегчения перемещения космонавта из БО в кабину ЛК дополнительно к поручням предполагалось использование специального манипулятора, который должен был устанавливаться на ПАО лунного орбитального корабля. В это время пилот ЛОКа в скафандре "Орлан" находился на обрезе люка БО, подстраховывал ко-мандира и был готов в любую минуту прийти к нему на помощь.

После того как пилот ЛК занимал рабочее положение в кабине лунного корабля, производилось выталкивание ЛК из цилиндрической оболочки по специальным направляющим, которые после этого отстреливались от ЛК. Затем производился сброс верхнего переходника блока "Д" и раскрытие посадочных стоек ЛПУ лунного кораб-ля. Пустая цилиндрическая оболочка ЛК отделя-лась от ЛОК.

После ориентации ЛК с помощью двигателей ДО, размещенных между СУ и БО, на высоте 16 км. включается двигатель блока "Д" на торможение (6) и ЛК с блоком "Д" устремляется к Луне. Причем ЛК с блоком "Д" на высоте 3-4 км совершает "мертвую петлю" и в это время на высоте 1-3 км производится отделение блока "Д" от ЛК. Этот маневр был необходим, чтобы посадочный радиолокатор ЛК не принял отделившийся блок "Д" за Лунную поверхность и не сработало раньше времени автоматическое включение ракетного блока "Е".

Блок "Д" падает на поверхность Луны, а пилот ЛК, использую автоматическое и ручное управле-ние двигателями ориентации и регулируя тяге двигателя блока "Е", совершает посадочный маневр и мягкую посадку на поверхность Луны. Вся процедура от момента отделения блока "Д" до по-садки занимала немногим более минуты и поэтому возможности по маневрированию лунного ко-рабля над поверхностью для выбора места посадки были ограничены несколькими сотнями метров.

После посадки лунного корабля, пилот ЛК, отдохнув и проверив системы корабля, открывает люк кабины и, спустившись по трапу, ступает на поверхность Луны. Предохранял космонавта от падения на спину легкий обруч, который космонавт должен был одеть сразу после выхода из ЛК. Автономная СЖО скафандра "Кречет-94" позволяла космонавту находиться на поверхности Луны в течении 4-х часов. За это время космонавт должен был установить на Луне научные приборы и государственный флаг СССР, собрать образцы лунного грунта, провести телевизионный репортаж, фото- и киносъемку района приземления.

После возвращения космонавта в ЛК космонавт должен был надуть кабину и мог открыть шлем скафандра, чтобы принять пищу. В нужный момент времени космонавт должен включить двигатель блока "Е" и лунный взлетный аппарат (8), отделившись от лунного посадочного устройства, выходит на орбиту. При этом для надежности запускаются сразу оба двигателя ракетного блока "Е", а затем, по результатам диагностики, один двигатель отключается, а другой выводит ЛВА на орбиту Луны.

Система сближения и стыковки "Контакт" устанавливает связь и определяет взаимное положение ЛК и ЛОКа и управляет автоматической стыковкой. Роль активного корабля выполняет ЛОК, пассивного – ЛК. Пилот ЛОКа во время стыковки находился в БО в скафандре и в случае необходимости может вмешаться в ход стыковки, осуществив переход на ручное управление. При этом он мог использовать радиосистему поиска, иллюминатор в блистере, а так же бортовую ЦВМ. Затем пилот ЛОКа сбрасывает давление в БО и открывает боковой люк. Пилот ЛК выходит из лунной взлетной кабины ЛК в открытый космос и осуществляет обратный переход по наружной поверхности через стыковочный узел и блок ДОК в бытовой отсек ЛОКа, пилот ЛОКа в это время готов придти ему на помощь (10). Затем производится герметизация БО, его наддув воздухом. После того, как давление между СА и БО выравниваются, космонавты снимают скафандры и переходят в спускаемый аппарат, захватив с собой контейнер с образцами. После этого люк между БО и СА закрывается и после проверки его герметичности производится отстрел бытового отсека вместе с ЛК и блоком ДОК, которые после торможения падают на поверхность Луны. Затем космонавты проводят ориентацию ЛОКа с помощью двигателей, расположенных на ПАО и ЭО, включают КДУ ракетного блока "И" и ЛОК переходит на траекторию полета к Земле.

При необходимости на трассе Луна-Земля, космонавты производят коррекцию движения корабля включением КДУ блока "И". При подлете к Земле СА с двумя космонавтами отделяется, совершает управляемый спуск в атмосфере с двойным погружением и, используя парашютную систему и двигатели мягкой посадки, производит приземление на территории СССР.