День начала космической эры человечества (4 октября 1957 года); провозглашен Международной федерацией астронавтики в сентябре 1967 года (в этот день в СССР осуществлен успешный запуск первого в мире искусственного спутника Земли)
4 октября 1957 года на околоземную орбиту был выведен первый в мире искусственный спутник Земли, открывший космическую эру в истории человечества. Спутник, ставший первым искусственным небесным телом, был выведен на орбиту ракетой-носителем Р-7 с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР, получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур. Космический аппарат ПС-1 (простейший спутник-1) представлял собой шар диаметром 58 сантиметров, весил 83,6 килограмма, был оснащен четырьмя штырьковыми антеннами длиной 2,4 и 2,9 метра для передачи сигналов работающих от батареек передатчиков. Через 295 секунд после старта ПС-1 и центральный блок ракеты весом 7,5 тонны были выведены на эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 288 км. На 315 секунде после старта ИСЗ отделился от второй ступени ракеты-носителя, и сразу его позывные услышал весь мир. Спутник ПС-1 летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн км), а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта. США смогли повторить успех СССР лишь 1 февраля 1958 года, запустив со второй попытки спутник «Эксплорер-1», массой в 10 раз меньше первого ИСЗ. Над созданием искусственного спутника Земли во главе с основоположником практической космонавтики С.П.Королевым работали ученые М.В. Келдыш, М.К.Тихонравов, Н.С.Лидоренко, В.И.Лапко, Б.С.Чекунов и многие другие.
Становление ракетно-космической промышленности и техники в нашей стране практически началось с весны 1946 года. Именно тогда были образованы научно-исследовательские институты, конструкторские бюро, испытательные центры и заводы по разработке и производству баллистических ракет дальнего действия. Тогда появился и НИИ-88 (впоследствии ОКБ-1, ЦКБМ, НПО «Энергия», РКК «Энергия») - главный институт в реактивном вооружении страны, который возглавил С.П.Королев. Совместно с главными конструкторами - по ракетным двигателям, системам управления, командным приборам, радиосистемам, стартовым комплексам и др., С.П. Королев руководил созданием ракетно-космических комплексов, обеспечивающих первые и последующие полеты автоматических и пилотируемых аппаратов. В стране в короткий исторический срок была создана мощная промышленность по выпуску самой разнообразной ракетно-космической техники. Были сконструированы, построены и направлены в космос тысячи аппаратов различного назначения, выполнена огромная работа по изучению космического пространства. Ракетами-носителями «Зенит», «Протон», «Космос», «Молния», «Циклон» на космическую орбиту были выведены научно-исследовательские, прикладные, метеорологические, навигационные, военные спутники «Электрон», «Горизонт», «Старт», «Космос», «Ресурс», «Галс», «Прогноз», спутники связи «Экран», «Молния» и другие. Уникальную работу проделали автоматические космические аппараты при полетах на Луну, Марс, Венеру, к комете Галлея.
Первый искусственный спутник Земли создали и запустили в космос в СССР. Произошло это 4 октября 1957 года. В этот день радиостанции всего мира прервали свои передачи, чтобы сообщить самую главную новость. Русское слово «спутник» вошло во все языки мира.
Это был фантастический прорыв человечества в освоении космического пространства, и он положил начало великой Космической Эре всего человечества. И пальма первенства по праву принадлежит СССР.
Вот снимок, сделанный в холле Института космических исследований Российской Академии Наук.
На переднем плане - Первый Спутник, высшее технологическое достижение своего времени.
На втором - сотрудники ИКИ - выдающиеся ученые, создатели первого спутника, атомного оружия, космической науки и техники.
Если не читается на снимке, вот их имена:
4 октября 1957 года навсегда вошло в историю человечества как начало новой эпохи - космической. Именно в этот день с космодрома Байконур был отправлен бороздить космос первый искусственный спутник (ИСЗ) - «Спутник-1». Весил он сравнительно немного - 83,6 килограмма, однако на то время доставка на орбиту даже такой «крошки» была весьма серьезной задачей.
Думаю, что в России не найдется человека, который бы не знал о том, кто был первым человеком в космосе.
С первым спутником ситуация посложнее. Многие даже не знают, какой стране он принадлежал.
Так началась новая эра в науке и легендарная космическая гонка между СССР и США.
Эпоха ракетостроения начинается в начале прошлого столетия, с теории. Именно тогда выдающийся ученый Циолковский в своей статье о реактивном двигателе фактически предсказал появление спутников. Несмотря на то, что у профессора было много учеников, которые продолжили популяризовать его идеи, многие считали его всего лишь мечтателем.
Затем настали новые времена, у страны было множество дел и проблем, кроме ракетостроения. Но спустя два десятка лет Фридрихом Цандером и знаменитым ныне инженером авиатором Короленко была основана группа по изучению реактивного движения. После этого было несколько событий, которые привели к тому, что спустя 30 лет в космос был запущен первый спутник, а еще через какое-то время и человек:
Сам аппарат был готов в середине мая в 7 часов вечера. Его устройство было довольно простым, на нем находилось 2 маяка, которые позволяли измерять траектории его полета. Интересно, что после отправки извещения о том, что спутник готов к полету, Королев не получил из Москвы никакого ответа и самостоятельно принял решение о постановке спутника на стартовую позицию.
Подготовкой и запуском спутника руководил С.П.Королев. 1440 полных оборотов спутник совершил за 92 дня, после чего сгорел, войдя в плотные слои атмосферы. Радиопередатчики после старта работали две недели.
Первому спутнику дали название «ПС-1». Когда рождался проект космического первенца, среди инженеров и конструкторов-разработчиков шли споры: каким ему быть по форме? Выслушав доводы всех сторон, Сергей Павлович категорически заявил: «Шар и только шар!» - и, не дожидаясь вопросов, объяснил свой замысел: «Шар, его форма, условия его обитания с точки зрения аэродинамики досконально изучены.
Известны его плюсы и минусы. И это имеет немаловажное значение.
Поймите - ПЕРВЫЙ! Когда человечество увидит искусственный спутник, он должен вызвать у него добрые чувства. Что может быть выразительнее шара? Он близок к форме естественных небесных тел нашей Солнечной системы. Люди воспримут спутник как некий образ, как символ космической эры!
На борту его считаю нужным установить такие передатчики, чтобы их позывные могли принимать радиолюбители на всех континентах. Орбитальный полёт спутника так рассчитать, чтобы, используя простейшие оптические приборы, каждый с Земли мог видеть полёт советского спутника».
Утром 3 октября 1957 года у монтажно-испытательного корпуса собрались учёные, конструкторы, члены Государственной комиссии - все, кто был связан со стартом. Ждали вывоза двухступенчатой ракетно-космической системы «Спутник» на стартовую площадку.
Открылись металлические ворота. Мотовоз как бы вытолкнул размещённую на специальной платформе ракету. Сергей Павлович, устанавливая новую традицию, снял шляпу. Его примеру высокой уважительности к труду, создавшему это чудо техники, последовали и другие.
Королёв сделал несколько шагов за ракетой, остановился и по старому русскому обычаю произнёс: «Ну, с Богом!».
До начала космической эры оставались считанные часы. Что ожидало Королёва и его соратников? Будет ли 4 октября тем победным днём, о котором мечтал он многие годы? Небо, в ту ночь усеянное звёздами, казалось, стало ближе к Земле. И все, кто присутствовал на стартовой площадке, невольно смотрели на Королёва. О чём думал он, глядя в тёмное небо, мерцающее мириадами близких и далёких звёзд? Может быть, ему вспоминались слова Константина Эдуардовича Циолковского: «Первый великий шаг человечества состоит в том, чтобы вылететь за атмосферу и сделаться спутником Земли»?
Последнее перед стартом заседание Государственной комиссии. До начала эксперимента оставался час с небольшим. Слово предоставили С.П. Королёву, все ждали подробного доклада, но главный конструктор был краток: «Ракета-носитель и спутник прошли стартовые испытания. Предлагаю осуществить запуск ракетно-космического комплекса в назначенное время, сегодня в 22 часа 28 минут».
И вот долгожданный пуск!
«ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ, СОВЕТСКИЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, ЗАПУЩЕННЫЙ НА ОРБИТУ.»
Запуск был осуществлён с 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР «Тюра-Там» на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Р7».
В пятницу, 4 октября, в 22:28:34 по московскому времени (19:28:34 по Гринвичу) был совершён успешный запуск.
Через 295 секунд после старта ПС-1 и центральный блок (II ступень) ракеты весом 7,5 тонны были выведены на
эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 288 км. При этом апогей находился в Южном полушарии, а перигей - в Северном полушарии. Через 314,5 секунды после старта произошли сброс защитного конуса и отделение Спутника от II ступени ракеты-носителя,и он подал свой голос. «Бип! Бип!» - так звучали его позывные.
На полигоне их ловили 2 минуты, потом Спутник ушёл за горизонт. Люди на космодроме выбежали на улицу, кричали «Ура!», качали конструкторов и военных.
И ещё на первом витке прозвучало сообщение ТАСС:
«В результате большой напряжённой работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли».
Только после приёма первых сигналов Спутника поступили результаты обработки телеметрических данных и выяснилось, что лишь доли секунды отделяли от неудачи. Перед стартом двигатель в блоке Г «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется, и при его превышении старт автоматически отменяется.
Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система опорожнения баков (СОБ), и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени. По воспоминаниям Б. Е. Чертока: «Ещё немного - и первая космическая скорость могла быть не достигнута.
Но победителей не судят! Великое свершилось!».
Наклонение орбиты «Спутника-1» составляло около 65 градусов, это означало, что «Спутник-1» летал приблизительно между Северным полярным кругом и Южным полярным кругом, вследствие вращения Земли за время каждого витка смещаясь на 24 градуса по долготе 37.
Период обращения «Спутника-1» первоначально составлял 96,2 минуты, затем он постепенно уменьшался ввиду снижения орбиты, например, через 22 дня он стал меньше на 53 секунды.
Полёту первого спутника предшествовала длительная работа учёных и конструкторов, значительную роль в которой сыграли ученые.
Вот их имена:
Корпус спутника состоял из двух силовых полусферических оболочек диаметром 58,0 см из алюминиево-магниевого сплава АМг-6 толщиной 2 мм со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 шпильками М8×2,5. Перед запуском спутник был заполнен сухим газообразным азотом под давлением 1,3 атмосферы. Герметичность стыка была обеспечена прокладкой из вакуумной резины. Верхняя полуоболочка имела меньший радиус и прикрывалась полусферическим внешним экраном толщиной 1 мм для обеспечения теплоизоляции.
Поверхности оболочек полировались и обрабатывались для придания им специальных оптических свойств. На верхней полуоболочке располагались крест-накрест две уголковые вибраторные антенны, обращённые назад; каждая состояла из двух плеч-штырей длиной по 2,4 м (УКВ-антенна) и по 2,9 м (КВ-антенна), угол между плечами в паре - 70°; плечи разводились на требуемый угол пружинным
механизмом после отделения от ракеты-носителя.
Такая антенна обеспечивала близкое к равномерному излучение во всех направлениях, что требовалось для устойчивого радиоприёма в связи с тем, что спутник был неориентирован. Конструкция антенн была предложена Г. Т. Марковым (МЭИ). На передней полуоболочке находились четыре гнезда для крепления антенн со штуцерами гермовводов и фланец заправочного клапана. На задней полуоболочке располагался блокировочный пяточный контакт, который включал автономное бортовое электропитание после отделения спутника от ракеты-носителя, а также фланец испытательного системного разъема.
Cхема орбиты первого спутника Земли. /Из газеты «Советская авиация»/. 1957 г.
Внутри герметичного корпуса были размещены:
В честь начала космической эры человечества в 1964 году в Москве на проспекте Мира был открыт 99-метровый обелиск «Покорителям космоса».
В честь 50-летия запуска «Спутника-1» 4 октября 2007 года в городе Королёве на проспекте Космонавтов был открыт памятник «Первому искусственному спутнику Земли».
В честь «Спутника-1» в 2017 году было названо ледяное плато на Плутоне.
Набирая скорость, ракета уверенно уходила ввысь. На стартовой площадке собрались все, кто был причастен к запуску спутника. Нервное возбуждение не ослабевало. Все ждали, когда спутник облетит Землю и появится над космодромом. «Есть сигнал», - раздался по громкой связи голос оператора.
В ту же секунду из динамика полился над степью звонкий, уверенный голос спутника. Все дружно зааплодировали. Кто-то закричал «Ура!», победный клич подхватили остальные. Крепкие рукопожатия, объятия. Воцарилась атмосфера счастья… Королёв оглянулся: Рябинин, Келдыш, Глушко, Кузнецов, Нестеренко, Бушуев, Пилюгин, Рязанский, Тихонравов. Все здесь, все рядом - «могучая кучка в науке и технике», приверженцы идей Циолковского.
Казалось, всеобщее ликование собравшихся в эти минуты на стартовой площадке невозможно унять. Но вот на импровизированную трибуну поднялся Королёв. Воцарилась тишина. Он не скрывал своей радости: глаза его блестели, лицо, обычно строгое, светилось.
«Сегодня свершилось то, о чём мечтали лучшие сыны человечества и среди них наш знаменитый учёный Константин Эдуардович Циолковский. Он гениально предсказал, что человечество не останется вечно на Земле. Спутник - первое подтверждение его пророчества. Штурм космоса начался. Мы можем гордиться, что его начала наша Родина. Всем - большое русское спасибо!»
Приведём отзывы из зарубежной прессы.
Итальянский учёный Бениамино Сегре, узнав о спутнике, сказал: «Как человек и как учёный я горжусь триумфом человеческого разума, подчёркивающим высокий уровень социалистической науки».
Отзыв «Нью-Йорк Таймс»: «Успех СССР прежде всего показывает, что это величайший подвиг советской науки и техники. Такой подвиг мог быть совершён лишь страной, располагающей первоклассными условиями в очень широкой области науки и техники».
Любопытно заявление немецкого ракетчика Германа Оберта: «Решить успешно такую сложную задачу, как запуск первого спутника Земли, могла только страна, обладающая огромным научно-техническим потенциалом. Надо было располагать также немалым числом специалистов. И их Советский Союз имеет. Я восхищаюсь талантом советских учёных».
Самую глубокую оценку свершившемуся дал учёный-физик, лауреат Нобелевской премии Фредерик Жолио-Кюри: «Это великая победа человека, которая является поворотным пунктом в истории цивилизации. Человек больше не прикован к своей планете».
На всех языках мира в этот день звучало: «космос», «спутник», «СССР», «русские учёные».
В 1958 году С.П. Королёв выступает с докладом «О программе исследования Луны», руководит запуском геофизической ракеты с исследовательской аппаратурой и двумя собаками в спусковом аппарате, участвует в организации полёта третьего искусственного спутника Земли - первой научной станции. И ещё очень много другой научной работы было сделано под его руководством.
И наконец триумф науки - 12 апреля 1961 года. Сергей Павлович Королёв - руководитель исторического полёта человека в космос. Этот день стал событием в истории человечества: человек впервые победил земное тяготение и устремился в космическое пространство… Тогда требовались настоящие отвага и мужество, чтобы сесть в «космический шарик», как иногда называли корабль «Восток», и, не думая о собственной судьбе, унестись в безграничное звёздное пространство.
Накануне Королёв выступил перед членами Государственной комиссии: «Дорогие товарищи! Не прошло и четырёх лет с момента запуска первого искусственного спутника Земли, а мы уже готовы к первому полёту человека в космос. Здесь присутствует группа космонавтов, каждый из них готов совершить полёт. Решено, что первым полетит Юрий Гагарин. За ним в недалёком будущем полетят другие. На очереди у нас новые полёты, которые будут интересны для науки и для блага человечества».
Остался незаконченным марсианский проект Королёва. Придут новые, те, кто продолжит этот проект и поведёт свои корабли по Млечному Пути к дальним планетам, к дальним мирам…
От себя можно добавить, что славу Отечеству приносят и будут приносить герои науки, жизнью своею запечатлевшие Знание.
Над нами те ж, как древле, небеса,
И так же льют нам благ своих потоки,
И в наши дни творятся чудеса,
И в наши дни являются пророки…
(В.Г. Бенедиктов)
ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
Академик Борис ЧЕРТОК, Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева
Запуск первого в мире искусственного спутника Земли был осуществлен в Советском Союзе 4 октября 1957 г. в 22 ч. 28 мин. 34 с по московскому времени. Впервые в истории сотни миллионов людей могли наблюдать в лучах восходящего или заходящего солнца перемещающуюся по темному небосводу искусственную звезду, созданную не богами, а руками человека. И мировое сообщество восприняло это событие как величайшее научное достижение.
История создания первого спутника связана с работой над ракетой как таковой. Тем более, она и в Советском Союзе, и в США имела немецкое начало.
В связи с запретом по Версальскому мировому договору от 1919 г. разрабатывать новые виды артиллерийского вооружения и строить боевые самолеты немецкие военные обратили внимание на перспективы ракет дальнего действия - запрета на них этот документ не предусматривал. Особенно активную соответствующую работу начали в Германии после 1933 г., с приходом к власти Гитлера. Тогда небольшая группа энтузиастов, во главе с молодым талантливым инженером Вернером фон Брауном, получила поддержку армии, а затем стала приоритетной государственной программой вооружения. И в 1936 г. здесь начали строить мощный научно-производственный и испытательный ракетный центр Пенемюнде (округ Росток). А в 1943 г. был совершен первый удачный пуск боевой баллистической ракеты дальнего действия А4 - получивший впоследствии пропагандистское название ФАУ-2 («Фергелтунг» - «возмездие»). Она стала первым беспилотным автоматически управляемым устройством дальнего действия. Ее максимальная дальность стрельбы составляла 270‑300 км, начальная масса - до 13500 кг, масса головной боевой части составляла 1075 кг, компонентами топлива являлись жидкий кислород - окислитель и этиловый спирт. Тяга двигательной установки у Земли достигла 27 000 кгс. Активный участок полета заменял ствол пушки.
Основными достижениями немецких специалистов стала технология серийного изготовления мощных жидкостных ракетных двигателей и системы управления полетом. Идеи отечественного ученого и изобретателя Константина Циолковского, немца Германа Оберта, американца Роберта Годдарда и других гениальных одиночек конца XIX - начала XX вв. превращались в конкретные инженерные системы коллективами мощных фирм Сименс, Телефункен, Лоренц и т.д., местных университетов, которые вели исследования по заданиям Пенемюнде. Затем, изучая в самой Германии ее опыт в течение 1,5 лет, мы - в том числе и я - убедились: их ракета - не снаряд, не пушка, а большая и сложная система, требующая использования последних достижений аэрогазодинамики, радиоэлектроники, теплотехники, науки о материалах и высокой культуры производства.
Сталин 13 мая 1946 г. подписал постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. В его развитие в августе 1946 г. Сергея Королева (академика с 1958 г.) назначили главным конструктором баллистических ракет дальнего действия. Тогда никто из нас не предвидел, что, работая с ним, мы будем участниками запуска первого в мире ИСЗ, а вскоре после этого и первого полста человек в Космос - Юрия Гагарина .
С.П. Королев студент МВТУ. 1929г.
После капитуляции фашистов я был в числе организаторов реконструкций немецкой ракетной техники на территории самой Германии. Уже тогда мы убедились: никаких новых физических законов для создания мощных ракет дальнего действия, летящих через космическое пространство, открывать не требовалось. В 1947 г. летными испытаниями собранных в Германии ФАУ‑2 была начата работа по реальному освоению ее в СССР.
В 1948 г. на первом отечественном ракетном полигоне Капустин Яр (междуречье Волги и ее левого рукава Ахтубы) испытали ракеты Р‑1 - копии немецких ФАУ-2, но изготовленные полностью из отечественных материалов. А в 1949 г. прошла серия высотных полетов этих устройств для исследования космического пространства. А в 1950 г. начали испытания следующей - Р‑2 - на дальность 600 км.
Окончательным «отрывом» от наследия ФАУ‑2 стала наша ракета Р‑5 на дальность 1200 км, чьи проверки повели с 1953 г. Тогда же именно с помощью Р‑5 мы совместно с другими отечественными учеными развернули исследования по использованию ракеты как носителя атомной бомбы.
Академики Сергей Королев и Юлий Харитон возглавили соответствующий поиск. Ведь холодная война в мире разгоралась, СССР был окружен военными базами ВВС США, с которых самолеты-носители атомных бомб были способны поразить главные политические и экономические центры нашей страны. Последние же аналоги в СССР не могли достичь территории американцев. Вот почему именно на ракетчиков возлагалась ответственность за создание соответствующих носителей, достигающих межконтинентальные базы.
И 13 февраля 1953 г. с подачи Совета главных конструкторов вышло новое постановление советского правительства, обязывающее начать разработку двухступенчатой межконтинентальной ракеты на дальность 7‑8 тыс. км. Но 12 августа 1953 г. прошло испытание первой термоядерной бомбы. И по сверхсекретным намекам специалистов мы поняли: в ближайшие годы масса и габариты нового оружия будут столь велики, что наши идеи надо менять кардинально.
В ноябре 1953 г. Королев собрал ближайших своих заместителей для сверхсекретного разговора. Он сказал: «Ко мне неожиданно приезжал министр среднего машиностроения, заместитель председателя Совета министров Вячеслав Малышев. И в категорической форме предложил «забыть» об атомной бомбе для межконтинентальной ракеты. Авторы водородной бомбы обещают уменьшить ее массу до 3,5 т. Значит, подчеркнул Королев, мы должны разрабатывать межконтинентальную ракету при сохранении дальности 8000 км, но исходя из «полезного груза» 3,5 т.»
Была скомплектована небольшая проектная бригада, которой Королев поручил предварительную проработку параметров новой ракеты для обсуждения на Совете Главных конструкторов. И в январе 1954 г. состоялось совещание С. Королева, В. Бармина, В. Глушко, В. Кузнецова, Н. Пилюгина, М. Рязанского с участием их заместителей и главных разработчиков радиосистем контроля и управления. Основным их решением стал отказ от традиционного стартового стола. По предложению молодых проектантов предлагалось создать системы наземного оборудования с подвеской ракеты на специальных отбрасываемых фермах, что позволит не нагружать ее нижнюю часть первой и тем уменьшить общую массу. Необычным было решение и о компоновке ракеты из пяти блоков с унифицированными двигательными установками, причем центральный из них был второй ступенью. Однако двигатели всех блоков должны были запускаться на Земле одновременно. Масса головной части с водородной бомбой предварительно оценили в 5500 кг. Для обеспечения заданной точности управления и дальности требовалось строго регламентировать импульс последействия двигателей. Однако В. Глушко доказал нереальность требований управленцев. Так впервые появилась идея отказаться от традиционных со времен ФАУ‑2 газоструйных графитовых рулей, а вместо разработать специальные двигатели малой тяги. Они же должны были «дотягивать» вторую ступень ракеты на последних секундах полета до нужных параметров по скорости и координатам. Для уменьшения массы топлива предлагались системы регулирования опорожнения баков, измерение и регулирование кажущейся скорости.
20 мая 1954 г. вышло постановление Правительства о разработке двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р‑7. А всего через неделю, 27 мая, С. Королев направил министру оборонной промышленности Дмитрию Устинову докладную записку о возможности и целесообразности вывода на орбиту ИСЗ на базе этой, будущей ракеты. Следует отметить, что кроме самого Королева, никто из членов Совета главных конструкторов и их заместителей не считали серьезным увлечение идеей запуска ИСЗ.
Эскизный проект новинки был предложен и одобрен Советом Министров СССР 20 ноября 1954 г., а ее конструкция теперь хорошо знакома всему миру. Она состоит из четырех одинаковых боевых блоков, которые крепятся к пятому - центральному. По внутренней компоновке каждый из них аналогичен одноступенчатой ракете с передним расположением бака окислителя. Топливные баки всех блоков - несущие. Двигатели всех блоков начинают работать с земли, но при разделении ступеней боковые выключаются, а центральный продолжает работать. Аппаратура управления размещается в межбаковом отсеке центрального блока и включает в себя автомат стабилизации, регулятор нормально и боковой стабилизации, регулирование кажущейся скорости и радиосистему управления дальностью и коррекцией в боковом направлении. Головная часть ракеты по расчетам входит в атмосферу со скоростью 7800 м/с. Общая длина отделяющейся боевой части составляет 7,3 м, масса - 5500 кг.
Разумеется, при этом возникло много проблем, и их требовалось решать в кратчайшие сроки. Предстояло выбрать место для нового полигона, построить уникальное стартовое сооружение, ввести в строй все необходимые службы, построить и ввести в строй стенды для огневых испытаний блоков и всего пакета в целом, для отработки системы управления; найти и апробировать соответствующие теплозащитные материалы для сохранения целостности головной части при входе в атмосферу; предложить пока не существующую систему телеметрии (по предварительным данным только на первом этапе летных испытаний до 700 параметров); создать новую систему радиоуправления и контроля траектории полета, и, наконец, построить командно-измерительный комплекс, включающий пункты, следящие за ракетой и принимающие телеметрическую информацию по всей трассе до Тихого океана. Словом, не случайно в 1955 г. конструкторы, выпускающие необходимую документацию для изготовления ракеты Р‑7, шутили, что от круглосуточной работы кульмана дымятся. Ведь компьютерной технологии тогда еще и в помине не было: «горячие» чертежи шли напрямую в цеха опытного завода.
В январе 1956 г. было подготовлено и 30 января подписано постановление Правительства о создании неориентированного ИСЗ под секретным шифром «Объект Д» массой 1000‑1400 кг с аппаратурой для научных исследований массой 200‑300 кг.
Общее научное руководство и обеспечение аппаратурой для научных исследований космического пространства возлагалось на АН СССР, разработка самого спутника - на ОКБ‑1 (во главе с Королевым) проведение экспериментальных пусков - на Министерство обороны.
Когда было подписано это постановление, Королев и его основные заместители (я в их числе) находились на полигоне Капустин Яр. Мы вместе с атомщиками готовили к испытаниям ракету Р‑5М с реальным ядерным зарядом. И 2 февраля 1956 г. это произошло: взрыв произошел в пустынной степи, на расстоянии 1200 км от старта. Вскоре ракета Р‑5М с атомной боеголовкой была принята на вооружение.
К июлю 1956 г. был закончен проект первого ИСЗ, определен состав научных задач, включающих измерение ионного состава пространства, корпускулярного излучения Солнца, магнитных полей, космических лучей, теплового режима спутника, торможения его в верхних слоях атмосферы, продолжительности существования на орбите, точности определения координат и параметров орбиты и т.д. На спутнике устанавливали аппаратуру командной радиолинии для управления с планеты и бортовой комплекс обработки команд для подключения научных сведений и передачи результатов измерений по телеметрическому каналу. На Земле возводили комплекс средств, обеспечивающих получение нужной информации (на территории СССР их проектировали 15).
К концу 1956 г. выяснилось, что сроки создания ИСЗ буду сорваны из-за трудностей изготовления надежной научной аппаратуры. Тем не менее, проект «Объекта Д» был одобрен спецкомитетом Совета Министров СССР. А ранее, 12 февраля 1955 г. в полупустыне, в районе станции Тюратам, силами армии под командованием генерала Шубникова началось строительство научно-исследовательского и испытательного полигона № 5 (с 1961 г. это место известно как космодром Байконур).
Первый колышек на месте будущего Байконура
В течение 1955‑1956 гг. было закончено изготовление первого технологического комплекса ракеты Р‑7, проведены ее испытания на Ленинградском металлическом заводе совместно с реальной стартовой системой. На огневых стендах под Загорском (ныне город Пересвет) начали огневые испытания отдельных блоков ракеты. Под руководством Н. Пилюгина проводили моделирование и комплексную отработку системы управления.
14 января 1957 г. Совет Министров СССР утвердил программу летных испытаний ракет Р‑7. И первая технологическая «примерочная» ракета уже в январе была отправлена в Тюратам на полигон. Я провел много дней и ночей на контрольно-испытательной станции. Мы осуществили автономные и комплексные электрические проверки ракеты: вначале поблочно, затем собрали пакет и провели его испытания в целом. И не зря: нашли много ошибок в документации и сложных электрических схемах. Впрочем, нечего удивляться: вместо привычной одной двигательной установки у нас было пять! Одних только рулевых двигателе 12! 32 камеры сгорания (20 основных и 12 рулевых).
В сборочном цехе завода ракета казалась фантастическим сооружением. Королев пригласил сюда Первого секретаря ЦК КПСС, Председателя Совета Министров СССР Никиту Хрущева. Он приехал с основными членами Политбюро ЦК. Ракета их потрясла. Да и не только их. Главный идеолог нашей водородной бомбы академик Андрей Сахаров в своих воспоминаниях писал: «Мы считали, что у нас большие масштабы, но там увидели нечто на порядок большее. Поразила огромная, видная невооруженным глазом, техническая культура, согласованная работа сотен людей высокой квалификации и их почти будничное, но очень деловое отношение к тем фантастическим вещам, с которыми они имели дело…».
Тем временем Королев, убедившийся в срыве сроков по изготовлению первого ИСЗ в варианте космической лаборатории, вышел в Правительство с предложением: «Имеются сообщения о том, что в связи с Международным физическим годом США намерены в 1958 г. запустить ИСЗ. Мы рискуем потерять приоритет. Предлагаю вместо сложной лаборатории «Объекта Д» вывести в космос простейший спутник». Его предложение было принято - началась подготовка запуска простейшего спутника «ПС».
Головная часть ракеты Р-7 с первым спутником
Королев отправил меня и других заместителей - Л. Воскресенского и В. Абрамова - на полигон для приема первой ракеты и подготовки к пуску.
В феврале 1957 г. достройка полигона шла полным ходом. Возводили жилой городок на берегу Сыр-Дарьи. Почти закончили монтажно-испытательный корпус для подготовки ракет. Но самое грандиозное сооружение - стартовая позиция площадка № 1 - еще не закончили. От железнодорожной станции прокладывали бетонную трассу, железнодорожную ветвь, ставили мачты высоковольтной передачи. К строителям на стартовой позиции шли вереницы самосвалов с жидким бетоном, грузовики со стройматериалами, крытые фургоны с солдатами-строителями. Мне, очевидцу войны, вспомнились военные дороги 1940-х годов в ближайших тылах советской армии перед большими наступлениями: такое же натруженное гудение сотен грузовиков, спешащие каждый со своим грузом. Да, сегодня здесь не было громыхания танков и пушек, но за «баранками» всех машин и в кузовах опять же сидели солдаты.
Нашу легковую машину тоже вел солдат. Мне предстояло надолго обосноваться на жительство в этой «прифронтовой», как мы считали, обстановке. Пока я, другие заместители Королева, сотни гражданских и военных специалистов, переселившихся на полигон, монтировали, испытывали, готовили к пуску ракету и десятки сложных наземных систем, Королев в ОКБ‑1 проектировал, а следом и изготовлял простейший спутник.
Первая Р‑7 (заводской номер М1‑5) прибыла на техническую позицию полигона в начале марта 1957 г. Начались длительные проверки блоков, устранение замечаний, доработки бортовых и наземных устройств, отработка эксплуатационной документации. В апреле успешно закончили огневые стендовые испытания блоков и всего пакета в целом. И на заседании Государственной комиссии Королев доложил о работе, проделанной при подготовке, и параметры первой ракеты для летных испытаний. Он говорил: начальная масса ее, полностью заправленной, составит 280 т, головная часть с имитатором полезного груза будут весить 5,5 г. Масса заправляемых компонентов - жидкий кислород, керосин, перекись водорода, сжатый азот - 253 т. Скорость на момент выключения двигателя второй ступени при стрельбе на полную дальность должна достичь 6385 м/с, однако пуск будет проведен лишь на 6314 км по полигону на Камчатке. Конкретные данные для настройки системы управления будут рассчитаны отдельно. Одной из главных задач является проверка взаимной динамики ракеты и стартового устройства, а также устойчивости движения, хотя расчетная заданная точность (±8 км) для первых пусков не гарантируется.
5 мая 1957 г. Р‑7 вывезли на стартовую позицию - площадку № 1. Заправка началась на восьмой день. Сам пуск был назначен на 15 мая. Я после окончания всех проверок на стартовой позиции спустился в подземный бункер на глубину 8 м в 200 м от старта. Управление последними операциями и пуском производили из главного пультового помещения, снабженного двумя морскими перископами. Отдельная большая комната предназначалась для членов госкомиссии, вторая - для инженеров-консультантов («скорой технической помощи»). Еще в одной из подземных комнат размещалась контрольная аппаратура управления заправкой, стартами и механизмами. Информация о состоянии бортовых систем отражалась на транспарантах главного пульта и транслировалась в бункер связи с измерительного пункта, который принимал излучение трех бортовых телеметрических систем, установленных на ракете. У боевых перископов управления пуском находились заместитель Королева по испытаниям Л. Воскресенский и начальник испытательного управления полигона подполковник Е. Осташев. Он отдавал последние пусковые команды.
Р-7 на старте
Все произошло в 19.00 по местному времени. по визуальным наблюдениям и последующим обработкам телеметрической информации ракета со старта ушла нормально.
«Зрелище, потрясающее воображение» - говорили потом те, кто наблюдал старт, укрывшись в окопах на расстоянии 1 км. В бункер грохот доходил сильно ослабленный. Управляемый полет продолжался до 98-й секунды. Затем тяга двигателя бокового блока «Д» упала, и он без команды отделился от ракеты. А она потеряла устойчивость и на 103-й секунде из-за больших отклонений прошла команда выключения всех двигателей. Ракета упала в 300 км от старта.
Королева поздравили все с тем, что уцелела стартовая система и была доказана устойчивость полета всего пакета на самом ответственном, первом участке. Но сам он был расстроен. Последующая обработка телеметрической информации и изучение остатков блоков показали: причина аварии - возникновение пожара из-за негерметичности в керосиновой коммуникации высокого давления двигательной установки.
Вторую Р‑7 (№ 6Л) готовили с учетом уже накопленного опыта. И 10‑11 июня мы делали многократные попытки пуска, хотя автоматика управления запуском в последние секунды «сбрасывала схему». Ракета со старта так и не ушла. Причиной было замерзание главного ки слородного клапана на блоке «В» и ошибка в установке клапана азотной продувки. Компоненты слили, ракету сняли со старта и вернули на техническую позицию.
Третья по счету Р‑7 (№ М1-7) уже месяц ждала своей очереди, ее пуск состоялся 12 июня 1957 г. Она взлетела нормально, однако затем начала отклоняться вокруг продольной оси, превысив разрешенные 7 о. Автоматика произвела аварийное выключение всех двигателей. На 32,9 с пакет развалился. Блоки упали и догорали в 7 км от старта. Анализ вскрыл, что причиной было замыкание на корпус в новом приборе системы управления, который по замыслу его создателей должен был улучшить устойчивость при вращении. В результате на рулевые двигатели прошла ложная команда, она-то и «закрутила» ракету.
Наконец, 21 августа произвели четвертый пуск. Р‑7 (№ 8Л) штатно отработала весь активный участок траектории. Ее головная часть по данным внешнего контроля достигла заданного района Камчатки, вошла в атмосферу, но на Земле их следов обнаружить не удалось. Очевидно, термодинамические нагрузки превысили все ожидания, а теплозащитное покрытие не спасло.
Несмотря на очередную неудачу - на этот раз с конструкцией, 27 августа ТАСС опубликовал заявление: «В Советском Союзе осуществлен запуск сверхдальной межконтинентальной многоступенчатой баллистической ракеты. Имеется возможность пуска ракет в любой район Земного шара».
7 сентября 1957 г. состоялся очередной пуск Р‑7 (№ М1-9). Весь активный участок, все блоки отработали нормально. Однако головная часть снова сгорела в плотных слоях атмосферы, хотя на этот раз удалось отыскать несколько остатков конструкции.
Итак, по результатам летных испытаний пяти ракет было очевидно; изделие может летать, но головная его часть нуждалась в радикальной доработке, что требовало не менее полугода усиленного труда. Но нет худа без добра: разрушение головных частей открывало дорогу для запуска первого простейшего спутника Земли: ведь ему-то не требовалось входить в плотные слои атмосферы. И Королев получил согласие Хрущева на использование двух ракет для экспериментального пуска новинки.
17 сентября 1957 г. на торжественном собрании, посвященном 100‑летию со дня рождения К. Циолковского, с докладом выступил тогда почти никому не известный член-корреспондент АН СССР Сергей Королев. Он сказал, что у нас в стране в ближайшее время может быть доставлен в космос искусственный спутник Земли. А еще через 5 дней на полигон прибыла ракета-носитель 8К71ПС (изделие М1‑ПС). Ее существенно облегчили по сравнению со штатными ракетами. Макетная головная часть была снята и заменена переходником «под спутник». С центрального блока сняли всю аппаратуру системы радиоуправления - точность ведь не требовалась. Сняли одну из систем телеметрии. Упростили автоматику выключения двигателя центрального блока. Таким образом, стартовая масса ракеты была облегчена на 7 т по сравнению с первыми образцами.
4 октября 1957 г. в 22 ч. 28 мин. 3 с по московскому времени был осуществлен старт. Через 295,4 с спутник и центральный блок ракеты-носителя вышли на орбиту. Впервые была достигнута первая космическая скорость, рассчитанная основателем классической физики и закона всемирного тяготения англичанином Исааком Ньютоном (1643‑1727 гг.). Она составляла для первого ИСЗ 7780 м/с. Наклонение орбиты спутника равнялось 65,1 о, высота перигея 228 км, высота апогея - 947 км, период обращения 96,17 мин.
После первых восторгов, когда на полигоне приняли ставшие тут же известными всему человечеству сигналы «БИП‑БИП‑БИП», и, наконец, обработали телеметрию, выяснилось: ракета стартовала «на бровях». Двигатель бокового блока «Г» выходил на режим с запозданием, т.е. меньше чем за секунду до контрольного времени. Если бы еще чуть-чуть задержался, схема автоматически «сбросила» бы установку и старт был бы отменен. Мало того, на 16-й секунде полета отказала система управления опорожнением баков. Это привело к повышенному расходу керосина и двигатель центрального блока был выключен на 1 с раньше расчетного значения. Были и другие неполадки. Если бы еще немного и первая космическая скорость могла быть не достигнута.
Но победителей ну судят! Великое свершилось! 5 октября 1957 г. сообщение ТАСС заканчивалось словами: «Искусственные спутники Земли проложат дорогу к межпланетным путешествиям и, по-видимому, нашим современникам суждено быть свидетелями того, как освобожденный и сознательный труд людей нового социалистического общества делает реальностью самые дерзновенные мечты человечества».
Первый спутник существовал 92 дня (до 4 января 1958 г.). За это время он совершил 1440 оборотов, центральный блок работал 60 дней: он наблюдался простым глазом как звезда 1-й величины.
Мир был буквально ошеломлен! Спутник изменил политическую расстановку сил. Министр обороны США заявил: «Победа в войне с СССР более недостижима». Заменив термоядерную водородную бомбу маленьким спутником, мы одержали огромную политическую и общественную победу.
Сокращенный вариант статьи Б. Чертока из книги «Первая космическая» (М., 2007).
Редколлегия «Советского физика» благодарит редакцию журнала «Наука в России» за предоставленные фотографии
«А ныне? Ах, ныне».
Летчик-космонавт, дважды Герой Советского Союза В. Севастьянов в статье «Отчет перед Циолковским» уверяет, что сегодня роль российской космонавтики сведена к бесплатной доставке американцев на МКС и техническому обслуживанию станции. Американцы испытывают на МКС систему сверхточного наведения оружия. Ни один наш космонавт, ни разу не побывал в их отсеке!
максимальный диаметр 0,58 м.
7310 км от центра, 939 км от поверхности
6586 км от центра, 215 км от поверхности
Передовица газеты «Правда», посвящённая запуску спутника
Кодовое обозначение спутника - ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там » (получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур) на ракете-носителе «Спутник» (Р-7).
Над созданием искусственного спутника Земли, во главе с основоположником практической космонавтики С. П. Королёвым , работали ученые М. В. Келдыш , М. К. Тихонравов , Н. С. Лидоренко , В. И. Лапко, Б. С. Чекунов, А. В. Бухтияров и многие другие.
Дата запуска считается началом космической эры человечества, а в России отмечается как памятный день Космических войск .
Корпус спутника состоял из двух полусфер диаметром 58 см из алюминиевого сплава со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивала резиновая прокладка. В верхней полуоболочке располагались две антенны, каждая из двух штырей по 2,4 м и по 2,9 м. Так как спутник был неориентирован, то четырёхантенная система давала равномерное излучение во все стороны.
Внутри герметичного корпуса были размещены: блок электрохимических источников; радиопередающее устройство; вентилятор; термореле и воздуховод системы терморегулирования; коммутирующее устройство бортовой электроавтоматики; датчики температуры и давления; бортовая кабельная сеть. Масса: 83,6 кг.
Почтовая марка СССР, изображающая Спутник-1
Почтовый конверт, посвященный 5-летию запуска 1-го спутника Земли
Полёту первого спутника предшествовала длительная работа советских ракетных конструкторов во главе с Сергеем Королёвым .
В 1931 году в СССР была создана Группа изучения реактивного движения , занимавшаяся конструированием ракет, в которой работали, в частности, Цандер , Тихонравов , Победоносцев , Королёв . В 1933 году эта группа была преобразована в , продолживший работы по созданию и совершенствованию ракет.
История создания Первого спутника есть история ракеты. Ракетная техника Советского Союза и США имела немецкое начало.
Разработанный проект ракеты новой компоновки 20 ноября 1954 г. был одобрен Советом министров СССР. Необходимо было в кратчайшие сроки решить множество новых задач, в которые входили, кроме разработок и строительства самой ракеты, выбор места для стартового полигона, постройка стартовых сооружений, ввод в строй всех необходимых служб и оборудование наблюдательными пунктами всей 7000-километровой трассы полёта.
Первый комплекс ракеты Р-7 был построен и испытан в течение 1955-1956 годов на Ленинградском металлическом заводе , одновременно, в соответствии с постановлением правительства от 12 февраля 1955 г. началось строительство НИИП-5 в районе станции Тюра-Там . Когда первая ракета в заводском цеху была уже в сборе, завод посетила делегация основных членов политбюро во главе с Н. С. Хрущёвым. Ракета оказала потрясающее впечатление не только на советское руководство, но и на ведущих учёных.
Мы [ядерщики] считали, что у нас большие масштабы, но там увидели нечто, на порядок большее. Поразила огромная, видимая невооружённым глазом, техническая культура, согласованная работа сотен людей высокой квалификации и их почти будничное, но очень деловое отношение к тем фантастическим вещам, с которыми они имели дело…
- (сб. «Первая космическая», с. 18)
30 января 1956 г. правительством подписано постановление о создании и выводе на орбиту в 1957-1958 гг. «Объекта „Д“» - спутника массой 1000-1400 кг несущего 200-300 кг научной аппаратуры. Разработка аппаратуры была поручена Академии наук СССР, постройка спутника - ОКБ-1, осуществление пуска - Министерству обороны. К концу 1956 г. стало ясно, что надёжная аппаратура для спутника не может быть создана в требуемые сроки.
Официально «Спутник-1», как и «Спутник-2 », Советский Союз запускал в соответствии с принятыми на себя обязательствами по Международному Геофизическому Году . Спутник излучал радиоволны на двух частотах 20,005 и 40,002 МГц в виде телеграфных посылок длительностью 0,3 с, это позволяло изучать верхние слои ионосферы , ведь до запуска первого спутника можно было наблюдать только за отражением радиоволн от областей ионосферы, лежащих ниже зоны максимальной ионизации ионосферных слоёв.
Спутник имел большое политическое значение. Его полёт увидел весь мир, излучаемый им сигнал мог услышать любой радиолюбитель в любой точке земного шара. Журнал «Радио» заблаговременно опубликовал подробные рекомендации по приему сигналов из космоса . Это шло вразрез с представлениями о сильной технической отсталости Советского Союза . Запуск первого спутника нанёс по престижу США большой удар. «Юнайтед пресс» сообщило: «90 процентов разговоров об искусственных спутниках Земли приходилось на долю США. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на Россию…» . Запуск первого спутника США состоялся лишь 1 февраля 1958 года , когда со второй попытки был запущен «Эксплорер-1 », массой в 10 раз меньше ПС-1.
Цели запуска:
Несмотря на то, что на спутнике полностью отсутствовала какая-либо научная аппаратура, изучение характера радиосигнала и оптические наблюдения за орбитой позволили получить важные научные данные.
Сразу же после запуска на это событие обратил внимание небольшой тогда коллектив учёных из только что созданной в Швеции Геофизической обсерватории Кируны (ныне Шведский институт космической физики) . Под руководством Бенгта Хултквиста начали проводиться измерения суммарного электронного состава ионосферы с использованием эффекта Фарадея . При запусках следующих спутников подобные измерения были продолжены.
