55 лет назад на околоземную орбиту был выведен первый в мире искусственный спутник.

@[]Aloxa[] · 04.10.2012, 13:26

«Человечество не останется на Земле вечно,
в погоне за светом, за пространством,
оно сперва робко проникнет за границы атмосферы,
а затем покорит всё околосолнечное пространство».
Константин Циолковский

Версальский мирный договор не предусматривал запрета на строительство в Германии ракет дальнего действия. Поэтому после прихода к власти Гитлера, небольшая группа инженеров и ученых во главе с молодым и одаренным Вернером фон Брауном, получив поддержку армии, начала активные работы в этом направлении. Идеи конструкторов и изобретателей Константина Циолковского, Роберта Годдарда, Германа Оберта нашли свое применение в конкретных системах, созданных коллективами компаний Сименс, Лоренц, Телефункен и многочисленных научных университетах. В 1943 году была создана баллистическая ракета ФАУ-2 или «Фергелтунг», что значит «Возмездие». Ракета ознаменовала рождение беспилотных автоматически управляемых устройств дальнего действия. Сразу после окончания Второй мировой войны, в мире возникла новая, ядерная угроза. В СССР спешно разрабатывались средства доставки атомной бомбы. 13 мая 1946 года Сталин одобрил постановление об образовании в СССР ракетной отрасли, что повлекло создание целого комитета, занимающегося реактивной техникой, а также десятков новых организации, НИИ и конструкторских бюро. Старые заводы перепрофилировались, создавались полигоны для испытаний. Головной организацией всех работ в этой области стал НИИ-88 или Государственный союзный научно-исследовательский институт. Приказом министра обороны генеральным конструктором по созданию ракет дальнего действия был утвержден Сергей Павлович Королев. Именно это время можно считать началом создания искусственного спутника Земли (сокращенно ИСЗ).

Человеком, внесшим значительный вклад в осуществление идеи выхода в космос, был Михаил Клавдиевич Тихонравов. Он обладал невероятной любознательностью – собирал коллекции жуков, рисовал маслом картины, изучал полеты насекомых. Тихонравов и его маленькая группа единомышленников из семи человек в 1947-1948 годах без каких-либо ЭВМ проделала грандиозную расчетную работу, научно доказав, что существует реальный вариант ракетного пакета способного разогнать определенный груз до скорости равной первой космической. Коллеги-ученые ответили ему насмешками в виде шаржей и эпиграмм, а начальство расформировало группу, понизив Михаила Клавдиевича в должности. Однако его услышал Королев, который был великим психологом и реалистом, понимая, что нельзя даже заикаться ни о каком спутнике до той поры, пока нет ракеты, способной положить конец атомному шантажу американцев. В США же главным идеологом и руководителем работ был эмигрировавший после войны фон Браун. Весной 1946 года его коллеги ознакомили Министерство обороны с тем, что ракета для запуска ИСЗ может быть создана ими к 1951 году. Но, аналогично нашей стране, военное ведомство Америки было занято ракетами только в военных целях и отказалось давать им необходимые средства.

В 1947 году были проведены испытания немецких ФАУ-2. В 1948 году на первом советском ракетном полигоне в местечке Капустин Яр прошли испытания копий ФАУ-2, изготовленных уже из отечественных материалов, получивших название ракет Р-1. Серия получила развитие. В 1950 году начались испытания Р-2 дальностью 600 километров, а в 1953 году на 1200 километров полетела уже Р-5. 20 мая 1954 года появилось резолюция Правительства о создании межконтинентальной ракеты с двумя ступенями.

Первая отечественная управляемая баллистическая ракета дальнего действия Р-1 была точной копией немецкой А-4 («Фау-2») (Фото из архива РКК «Энергия»)

В октябре этого же года Международное геофизическое сообщество обратилось к мировым державам с предложением подумать о возможности запуска искусственного спутника Земли в мирных целях. Дуайт Эйзенхауэр отрапортовал, что США выполнят эту просьбу. Наша страна приняла вызов. С этого момента всем работам по созданию ИСЗ был дан зеленый свет. 30 января 1956 года на совещании Совета министров СССР было утверждено постановление о создании объекта Д – спутника весом до 1400 кг, эскизный проект которого был готов уже к июню. Год запуска наметили 1957. Над созданием первого спутника под предводительством Королёва трудились выдающиеся ученые того времени: М. В. Келдыш, Б. С. Чекунов, Н. С. Лидоренко, М. К. Тихонравов, В. И. Лапко, А. В. Бухтияров и многие другие. В Америке 26 мая 1955 года Совет национальной безопасности также одобрил программу запуска искусственного спутника. В отличие от нашей страны, где все было сосредоточено в руках Королева, работы могли проводить все виды вооруженных сил, каждая из которых впоследствии представила собственный проект. Специальная комиссия проводила анализ и в итоге остановилась между программой Научно-исследовательской лаборатории ВМС по созданию спутника «Vanguard» («Авангард»), и проектом фирмы Рэнд – спутника «Explorer» («Исследователь»), разработанного Вернером фон Брауном. Браун утверждал, что сможет доставить спутник на орбиту в январе 1956 года. Если бы ему поверили, то американцы запустили бы свой ИСЗ раньше, чем мы. Но им не хотелось, чтобы немец с нацистским прошлым стал «отцом» космонавтики и национальным героем, выбор был сделан в пользу «Vanguard».

Постановление Совета Министров СССР № 1017-419сс от 13 мая 1946 г.
Считая важнейшей задачей создание реактивного вооружения и организацию научно-исследовательских и экспериментальных работ в этой области, Совет Министров Союза ССР ПОСТАНОВЛЯЕТ:
1. Создать Специальный Комитет по Реактивной Технике…
5. Обязать Специальный Комитет по Реактивной Технике представить на утверждение председателю Совета Министров СССР план научно-исследовательских и опытных работ на 1946–1948 гг., определить как первоочередную задачу — воспроизведение с применением отечественных материалов ракет типа ФАУ-2 (дальнобойной управляемой ракеты) и Вассерфаль (зенитной управляемой ракеты)…
13. Обязать Комитет по Реактивной Технике отобрать из соответствующих министерств и послать в Германию для изучения и работы по реактивному вооружению необходимое количество специалистов различного профиля, имея ввиду, что, с целью получения опыта, к каждому немецкому специалисту должны быть прикреплены советские специалисты…
22. Поручить Специальному Комитету представить Совету Министров СССР предложения о командировании в США Комиссии для размещения заказов и закупки оборудования и приборов для лабораторий Научно-исследовательских институтов по реактивной технике, предусмотрев в этих предложениях предоставление Комиссии права закупки по открытой лицензии на сумму 2 миллиона долларов…
25. Поручить Министерству вооруженных сил СССР (т. Булганину) внести в Совет Министров предложения о месте и строительстве Государственного Центрального полигона для реактивного вооружения…
32. Считать работы по развитию реактивной техники важнейшей государственной задачей и обязать все министерства и организации выполнять задания по реактивной технике как первоочередные.

В конце 1956 года выяснилось, что подготовить объект Д к назначенному сроку не удастся. График все время срывался. Изобретательные ученые, бывшие в своей массе теоретиками, заходили в тупик, когда дело доходило до производства. Взаимодействия между наукой и промышленностью в стране не было. Королев нервничал, но Тихонравов внезапно предложил сделать спутник проще и легче. Королев быстро оценил идею, маленький объект можно было изготовить своими силами с минимальным числом смежников.

После этого Королев написал правительству: «Есть известия о том, что в Америке намерены уже в 1958 году запустить искусственный спутник. Мы рискуем утратить приоритет. Предлагаю отправить в космос вместо объекта «Д» простейший спутник».

15 февраля 1957 года решение о выведении на орбиту простейшего спутника (сокращенно ПС) было принято. Хотя он и назывался простейшим, изготовление заняло много времени и все силы лучших умов страны. Довольно быстро разработчики пришли к выводу, что делать его нужно в форме шара, диаметром 580 мм. Корпус состоял из полусфер со стыковочными шпангоутами, соединенными 36 болтами. Резиновая прокладка обеспечивала герметичность стыка. Спутник был наполнен азотом. Внутренняя температура поддерживалась от 20 до 30 градусов Цельсия с помощью вентиляции, работающей от датчиков. Внутри спутника был размещено два передатчика с рабочей частотой 20,005 и 40,002 мГц, транслирующих сигнал продолжительностью около 0,3 секунд в виде телеграфных посылок. Работали они поочередно. На внешней поверхности монтировались антенны – четыре стержня длиной до 2,9 метра. Энергопитание бортовой аппаратуры обеспечивалось серебряно-цинковыми аккумуляторами. Основная трудность была в изготовлении полуоболочек и идеальной полировке наружной поверхности. Сварка швов контролировалась рентгеном, а гелиевым течеискателем проверяли герметичность собранного контейнера.

М.К.Тихонравов и С.П.Королёв (Фото из архива Б.Рябчикова)

Изготовление деталей шло рука об руку с проектированием. Тем не менее, все системы успевали подвергнуть тщательной проверке. Была разработана система разделения спутника и корпуса ракеты, которую смогли опробовать в наземных условиях на специальном оборудовании, имитировавшем будущие условия. Но самое главное – еще не летала ракета-носитель.

15 мая 1957 года был произведен первый пуск новой ракеты Р-7. Со старта она ушла нормально. Управляемый полет тянулся 98 секунд. Затем Р-7 потеряла устойчивость, из-за больших отклонений двигатели выключились. Ракета упала в 300 километрах от старта. Королева поздравили с успехом, поскольку на самом главном, первом участке полет был нормальным, но сам он был расстроен. Вторую Р-7 готовили, учтя все ошибки, но она так и не взлетела из-за оплошности в установке клапанов азотной продувки. Третья Р-7 взлетела нормально, однако потом из-за замыкания в новом блоке системы управления аварийно выключились все двигатели. Ракета развалилась, упав в 7 км от старта. Наконец, 21 августа после четвертого запуска, Р-7 пролетела всю траекторию. Она достигла Камчатки и сгорела, войдя в плотные слои атмосферы. Последний испытательный пуск Р-7 состоялся 7 сентября 1957 года. Все блоки отработали отлично, но головная часть вновь сгорела в атмосфере. По результатам пяти испытаний стало ясно, что ракета летать может, а головной части нужна доработка. Однако для запуска спутника Земли это не мешало, так как не было необходимости входить в плотные слои атмосферы.

Запуск первого искусственного спутника Земли состоялся 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени. Ракета стартовала с пятого научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР, получившего позже название «космодром Байконур». Ракета-носитель «Спутник» была значительно облегчена по сравнению со штатной Р-7, снята лишняя аппаратура, упрощена автоматика двигателей. С топливом она весила «всего» 267 тонн. Дата запуска считается наступлением новой, космической эры человечества, а в России отмечается как день Космических войск. Этот запуск был полетом в доселе абсолютно неизвестное человечеству место. Королев точно не знал, верно ли выбрана траектория полета, где границы атмосферы. Не знал он, пройдут ли через ионосферу сигналы передатчика, выдержит спутник удары микрометеоритов и как вентиляция справится с отводом тепла. Когда появились первые данные, выяснилось, что лишь доли секунды спасли проект от провала. Один из двигателей вышел на заданный режим меньше чем за секунду до автоматической отмены старта. А на 16-ой секунде вышла из строя система, управляющая подачей топлива, в результате чего центральный двигатель отключился на целую секунду раньше. Этого едва хватило, чтобы достигнуть первой космической скорости.

Рисунок А.Соколова. 4 октября в 22 ч 28 мин 34 сек по московскому времени (5 октября в 00: 28: 34 по местному времени) был осуществлен запуск ПЕРВОГО В МИРЕ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ («простейший спутник» ПС) первой космической ракетой-носителем Р-7 (изделие 8К71ПС)

Спутник пробыл на орбите 92 дня (до 4 января), сделав 1440 оборота. Каждый из них он совершал за 96 минут 10,2 секунды. В конце концов, из-за трения о верхние слои атмосферы ИСЗ утратил скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел. Реакция мировой общественности была весьма бурной.
Равнодушных не осталось ни в одной стране. Миллионы простых людей по всей планете восприняли это событие как величайшее достижение человеческого интеллекта и воли, серьезнейший прорыв со времен открытия Колумбом Америки. Спутник изменил расстановку сил на политической карте мира. Авторитет США как мирового научно-технического лидера пошатнулся. Началась «космическая гонка».

«Юнайтед пресс» отметило: «90 процентов разговоров о спутниках приходилось на долю Америки. Как оказалось, 100 процентов дела пришлось на долю СССР».

Американские журналисты писали: «Мы не ожидали спутника от Советов, и поэтому он произвел на Америку эффект нового технического Перл-Харбора».

«Мы должны лихорадочно трудиться, чтобы найти решение проблемам, которые уже понятны СССР… В этой гонке приз будет руководство миром».

3 ноября этого же года наша страна запустила второй ИСЗ. Это была уже целая научная лаборатория. В космическое пространство отправилась собака Лайка. Американцы торопились, чтобы поспеть за нами. 6 декабря состоялся запуск их первого ИСЗ, который закончился полным провалом. Через пару секунд после отрыва ракета-носитель упала. Взрыв разметал всю стартовую площадку. В дальнейшем из одиннадцати запусков программы «Авангард» только три были успешными. Любопытно, что первым искусственным спутником Америки все-таки стал «Explorer» фон Брауна, запущенный 31 января 1958 года. Сегодня ИСЗ запускаются более чем в 40 странах мира с помощью собственных носителей или купленных у других стран, а также межгосударственных частных организации.