По запросу Королёва в ИАЦ составили для него список всех «узких моментов», аварий и неудач с ракетами, спутниками и АМС, на которые следовало обратить особое внимание. Часть этого списка, касавшуюся выявленных в «той» истории недостатков первых АМС Сергей Павлович передал Максимову, переписав своей рукой, по большей части – в сослагательном наклонении, примерно так: «следует учесть возможность такого-то явления, могущего повлиять на то-то и то-то».
Максимов получил не только список возможных проблем и дефектов – главное, он получил общий облик будущей АМС, включая компоновку и состав основных систем, а также время на разработку. Теперь АМС разрабатывались не в пожарном порядке с начала 1960 г, в надежде успеть до сентября, а в течение нескольких лет, планомерно, без спешки, с учётом всех описанных в присланных статьях и книгах неприятностей. Появилось время и деньги на стендовую отработку в условиях, приближенных к космическому холоду и солнечному нагреву, в безвоздушном пространстве, в условиях имитации воздействия солнечной радиации – для этого компоненты станции возили в Дубну и облучали на специально собранном радиационном стенде (АИ). Более ранняя разработка позволила проводить ресурсные испытания критичных узлов. Появилось время подумать над самой концепцией, в соответствии с которой осуществлялось проектирование АМС – например, что аппарат должен оставаться на связи постоянно, а не «просыпаться» для сеансов связи по команде программно-временного устройства. (первые АМС 1М и 1ВА не держали приёмник включенным постоянно, он включался периодически по команде ПВУ, для экономии электроэнергии)
Предполагавшийся запуск АМС на более мощном «Союзе-2.3» позволял сделать станцию тяжелее и больше, поставить дополнительную научную аппаратуру, предусмотреть резервирование критических систем, например, в дополнение к солнечным батареям на АМС устанавливался плутониевый РИТЭГ. (АИ, в реале были только солнечные батареи с очень небольшим – по началу – временем работы и КПД). Станции для исследования Марса и Венеры конструктивно выполнялись идентичными по основным системам, различаясь только набором научного оборудования и конструкцией спускаемых аппаратов. Зная заранее, какие условия ожидают АМС на планетах, имея опыт посадки «котолёта» и запас по времени, Королёв не устоял перед искушением и решил рискнуть в первом же запуске попытаться посадить спускаемый аппарат на планету.
(Реально СА были и в составе станций 1М и 1ВА, но тут для них даже больше оснований.)
В случае с Марсом отправка АМС заодно была и попыткой отработать концепцию аэродинамического торможения в атмосфере планеты, которую потом предполагали реализовать на полноразмерном ТМК. Атмосфера Марса и Венеры сильно отличается от земной. Отработку парашютов для спуска на Марс необходимо было проводить на недоступных для самолетов высотах и режимах. С этой целью в ОКБ-1 был разработан экспериментальный ракетный комплекс Р11А-МВ, выводивший макет спускаемого аппарата на высоту около 50 км. В серии пусков ракет Р11А-МВ были отработаны трехкаскадная (два тормозных купола) парашютная система для спуска в плотной атмосфере Венеры и двухкаскадная система — для разреженной атмосферы Марса.
В итоге получившаяся у Максимова конструкция была похожа не на станцию 1М, а на гибрид более поздних 2МВ и 3МВ. (см. Зонд-1, -2, -3). Новая электронная элементная база заметно улучшила надёжность радиоэлектронной аппаратуры, это отчасти сокращало время на отработку. Станция получила полноценную БЦВМ на базе процессора 4004, такую же, как ставили на корабли 1К «Север». В целом АМС вышла более сложной, но унифицированная конструкция позволяла выпускать её малой серией.
Чтобы не повторять унизительную для советской космонавтики, а главное – дорогостоящую серию неудач, постигших советскую программу запусков АМС к Луне, Венере и Марсу, Королёв, изучив историю вопроса, подошёл к отработке материальной части иначе. Прежде всего, он распорядился отработать на стендах каждую систему не только АМС, но и носителя «Союз-2.3», а затем – и работу каждой из ступеней. Программу отработки ракеты Р-9, на основе которой создавался носитель, он предусмотрительно согласовал с командующим РВСН маршалом Неделиным. Митрофан Иванович был впечатлён научным и в то же время экономным подходом Главного конструктора, так контрастировавшим с периодом испытаний Р-1, Р-2 и Р-5, когда десятки ракет запускали для отработки конструкции «артиллерийскими методами».
Для подготовки АМС и ракет-носителей к пуску использовались технические и стартовые комплексы ракеты Р-7. В монтажно-испытательном корпусе технического комплекса было развернуто испытательное место для проверок и испытаний станций, а на стартовом комплексе установлено оборудование для их окончательной проверки.
Добившись приемлемой надёжности и повторяемости результатов на земле, Королёв сумел убедить Неделина, что на первом этапе, до того, как Р-9, а затем и ГР-1 будут представлены на государственные испытания, в ходе лётно-конструкторских испытаний следует переходить к стрельбам головными частями по полигону Кура на Камчатке лишь после того, как ракета начнёт более-менее уверенно летать. А пока она летать не научилась, не надо отвлекать людей на Камчатке на обеспечение заведомо неудачных пусков. Учить ракету летать можно, например, запуская исследовательские аппараты.
Маршалу исследования Марса и Венеры были не особо интересны, а вот перспектива красиво отчитаться, что завершающий этап испытаний прошёл с минимумом сбоев и неудач, ему понравилась больше. Неделин дал «добро» на проведение предварительных этапов испытательных пусков с «космическими» полезными нагрузками. Уже весной 1959-го первая ступень Р-9 закидывала по суборбитальным траекториям спускаемый аппарат «Севера» (АИ, см. гл. 04-04).
Р-9 не могла вывести на орбиту достаточно тяжёлый космический корабль 1К, но АМС «в базовой комплектации» весила примерно вполовину меньше стандартной головной части ракеты. Поэтому вместо стрельбы по полигону Кура осенью и зимой 1959-го часть пусков была выполнена с целью отработки АМС на околоземной орбите.
Сначала АМС, получившую официальное название «Зонд», забросили на околоземную орбиту, чтобы прогонять на ней всю программу полёта к Марсу. Первый блин, разумеется, вышел комом. Станция по какой-то причине быстро теряла запас азота для двигателей ориентации. Через неделю она, продолжая отвечать на радиокоманды, оказалась неуправляемой.
По традиции, неудачливому аппарату присвоили индекс с буквой А, т. е. «Зонд-1А», и честно объявили, что в ходе выполнения экспериментов по научной программе возникли непредвиденные проблемы, аппарат будет находиться на орбите ещё долго, после чего сгорит в верхних слоях атмосферы.
Покопавшись в документах в ИАЦ, Королёв приказал проверить клапаны, поставляемые смежниками из Министерства авиационной промышленности. Во многих из них при тщательной проверке обнаружились следы канифоли прямо на седле клапана. (Реальная история, относящаяся к запуску «Марс-1» в 1962-м г http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/energia-50/02.html) Больше всего Сергей Павлович был разъярён тем, что он сам знал и предупреждал контролёров ОТК о возможном дефекте клапанов, но этот случай повторился, что называется, один в один. Королёв устроил настоящее расследование. Выяснилось, что один из контролёров в тот день был болен и на работу не вышел. Его обязанности были перепоручены другому контролёру, который проверял сразу несколько участков, в том числе и клапаны. Он был принят на работу недавно, и про канифоль на сёдлах клапанов его не предупредили.
Главный конструктор устроил страшный разгон в ОТК, но увольнять никого не стал – люди на заводе работали очень опытные, терять таких специалистов вышло бы себе дороже. Начальника ОТК и непосредственного виновника лишили премии по итогам года. Это было куда как ощутимо.
Пока Королёв разбирался с производственниками, Максимов поразмыслив, предложил исправить ситуацию более чем кардинальными методами. Вместо газовых двигателей ориентации он предложил поставить только-только появившиеся ионные (АИ), в которых рабочим телом был испаряющийся фторопласт. Усиленная РИТЭГом энергосистема станции позволяла провести такую доработку. А в качестве дополнительной силовой установки на пустующее пока что место спускаемого аппарата пристроили таинственное «медное ведро» с припаянным к нему магнетроном.
