А вообще надо читать бумажный вариант. Эта книга (на мой вкус, конечно) - лучшее по истории РКТ, что я когда-либо читал и сравнима только с МПК и журналами НК.
| Игорь Афанасьев Александр Лавренов БОЛЬШОЙ КОСМИЧЕСКИЙ КЛУБ Москва «Новости космонавтики» «РТСофт» 2006 |
УДК 629.7
ББК39.6
за превосходно выполненные схемы ракет-носителей, Тимофею Васильевичу ПРЫГИЧЕВУ и Леону РОЗЕНБЛЮМУ за подбор источников и ценные замечания по отдельным главам книги, Татьяне Айзиковне РЫБАСОВОЙ и Игорю Анатольевичу ЛИСОВУ за помощь в редактировании и верстке материала, а также главному редактору журнала «Новости космонавтики» Игорю Адольфовичу МАРИНИНУ за всемерную поддержку и особенно — руководителю ЗАО «РТСофт»
Ольге Викторовне СИНЕНКО за материализацию проекта в книгу.
Афанасьев И., Лавренов А.
«Большой космический клуб».
Москва: Издательский дом «Новости космонавтики»,
Издательство «РТСофт», 2006. — 256 с, илл.
ISBN 5-93345-006-5
Книга «Большой космический клуб» рассчитана на широкий круг читателей и рассказывает об образовании, становлении и развитии неформальной группы стран и организаций, которые смогли запустить национальные спутники на собственных ракетах-носителях с национальных космодромов.
БОЛЬШОЙ КОСМИЧЕСКИЙ КЛУБ
Дизайн и компьютерная верстка: О.Шинькович
Коллаж на обложке: В. Лукашевич и А.Шлядинский
Схемы ракет-носителей: А.Шлядинский
Подписано к печати 04.10.2006.
Формат 60x84/16. Бумага офсетная.
Гарнитура PetersburgC. Печать офсетная. Печ. л. 16.
Тираж 1000 экз. Заказ № 392.
Издательский дом «Новости космонавтики» Москва, ул. Плющиха, д. 42 тел. 710-71-53 Издательство «РТСофт» Москва, ул. Никитинская, д. 3 тел. 465-67-02 Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных диапозитивов в ОАО «Московская типография № 6» Москва, ул. Южнопортовая, д. 24 тел. 600-93-46
| АФАНАСЬЕВ Игорь Борисович (1962 г.р.) — выпускник МВТУ им.Н.Э.Баумана, профессиональный журналист, редактор Издательского дома и журнала «Новости космонавтики». Автор более 400 тематических публикаций, в т.ч. книг «Неизвестные корабли» (1991 г.) и «Р-12. Сандаловое дерево» (1997 г.). | ЛАВРЕНОВ Александр Николаевич (1956 г.р.) — выпускник МАИ, профессиональный разработчик аэрокосмической техники, ведущий сотрудник НПО машиностроения. Автор более 30 патентов и авторских свидетельств на изобретения, в т.ч. концепции космической рекламы (1991 г.). |
И.Афанасьев и А.Лавренов сотрудничают с 1993 г., совместно участвовали в разработке ряда перспективных проектов (гиперзвуковая летающая лаборатория «ИГЛА», космические аппараты и атмосферные дистанционно пилотируемые летательные аппараты малой размерности, др.) и подготовке отдельных публикаций в прессе.
Книга «Большой космический клуб» — это взгляд в НАЧАЛО становления национальных космических технологий во всем хитросплетении инженерных, политических, финансовых, социокультурных, военных и прочих подходов.
Символ эпохи — серебристый сверкающий шар с гордо откинутыми, словно в стремительном порыве, мачтами-стрелами антенн. Самый ПЕРВЫЙ искусственный спутник Земли...
И столь же узнаваемый «брэнд» — ракета, которая вывела его на орбиту, с элегантным «клёшем» боковых ускорителей и геометрическим узором своих колоколообразных дюз...
РАКЕТА И СПУТНИК. В обыденной жизни, далекой от космонавтики, мы их почти не различаем. Лишь постепенно, вместе с интересом к космосу, приходит понимание, насколько они разные. Ракета — огромная, мощная, дорогая — буквально «сгорает» за несколько минут полета; пожертвовав собой, добравшись на пределе сил до порога космоса, она бросает в звездную пустоту субтильное, по сравнению с ней, тельце спутника — но хитроумное, приспособленное годами существовать в вакууме, невесомости, полях жестких излучений, в огне и мраке Вселенной...
В известном романе Э.Арсан «Эммануэль», насквозь романтическо-эротическом и «земном», вдруг обнаруживаются такие строки: «...лучшая поэма, которую когда-нибудь писал человек... Вот эта поэма:
«3 ЯНВАРЯ, В 3.57 СПУТНИК В ВИДЕ МАЛЕНЬКОЙ БЕЛОЙ ЗВЕЗДЫ ПОЯВИТСЯ В ЦЕНТРЕ ТРЕУГОЛЬНИКА, ОБРАЗОВАННОГО АЛЬФОЙ ВОЛОПАСА, АЛЬФОЙ ВЕСОВ И АЛЬФОЙ ДЕВЫ».
И звезда появилась, маленькая щепотка металла, брошенная человеком в пучину мироздания. И новый век, начавшийся с этой минуты, — он наш. Отныне пусть погибнет наша Земля и наша раса исчезнет — вечно будет кружить в глубинах космоса звезда, сделанная нашими руками, произносящая слова на нашем языке, переворачивающая, разрушающая своим «бип-бип» все холодное молчание Вселенной».
...Tempus fugit — «время летит» (лат.). Практическая космонавтика приближается к своему пятидесятилетию. «Космический клуб» государств, которые инициируют собственные разработки аэрокосмической техники, пополняется все новыми членами. Когда, как и почему это произошло в каждом конкретном случае — предмет данной публикации.
| 4 |
октября 1957 г. человечество открыло самую грандиозную — космическую — эру своей истории. Первый искусственный спутник Земли (ИСЗ), запущенный в этот день с космодрома Байконур, разрушив в мгновение ока устоявшиеся политические, технические, военные и многие другие стереотипы, качественно изменил масштаб нашей цивилизации.
| «Спутники все смешали и спутали, все вдруг устарело и стало меньше» (А.Твардовский). В одночасье обратились явью и конкретными целями «фантастические» пророчества основоположника практической космонавтики К.Э.Циолковского; «Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство...» |
Идея ИСЗ впервые была сформулирована великим И.Ньютоном в его работе «Математические начала натуральной философии» (1687 г.), в пору исследования им проявлений и свойств гравитации. Вот его рассуждения:
«Если свинцовое ядро, брошенное горизонтально силою пороха из пушки, поставленной на вершине горы, отлетает по кривой — прежде чем упасть на землю — на 2 мили, то предполагая, что сопротивления воздуха нет, если бросить его с двойной скоростью, оно отлетит приблизительно вдвое дальше; если с десятикратной — то в 10 раз. Увеличивая скорость, можно, по желанию, увеличить и дальность полета, и уменьшить кривизну линии, по которой ядро движется — так можно заставить его упасть с кривизной траектории 10°, 30°, ... 90°... Можно заставить ядро облететь всю Землю и даже уйти в небесные пространства и продолжать удаляться до бесконечности».
Скорость ядра, способного «облететь всю Землю» — впоследствии ее назвали первой космической * — должна составлять 7,9 км/сек.
* Термин впервые предложен А.А.Штернфельдом в монографии «Введение в космонавтику», 1933-1937 гг
Таким образом, идея ИСЗ концептуально была высказана и теоретически обоснована. Пришла пора следующей фазы — ее инженерной реализации, в первую очередь, в плане практического достижения космических скоростей.
Из предложений, каким образом это сделать, упомянем следующие:
— сверхпушка (помните фантастическую «колумбиаду» Жюля Верна?);
 Великий основоположник мировой практической космонавтики Константин Эдуардович Циолковский |
— электромагнитный ускоритель;
— гигантская праща;
— использование вулканических извержений;
— создание материалов, экранирующих гравитационное поле («кэворит» Герберта Уэллса);
— освоение способов дистанционной передачи энергии на борт летательного аппарата...
Испытание временем и технико-экономической целесообразностью выдержали только ракеты (во всяком случае, пока). Прогресс в их создании и совершенствовании, стимулированный Второй мировой и «холодной» войнами, позволил сделать решающий шаг к осуществлению орбитального внеатмосферного полета*.
*Родоначальником крупных управляемых баллистических ракет на жидком топливе является германская А-4 (V-2, «Фау-2») — альтернатива «сверхпушкам», дальним бомбардировщикам, самолетам-снарядам в период Второй мировой войны. Ее появлению во многом «способствовали» ограничения Версальского (договора 1919 г. на разработку немцами «традиционных» видов вооружений: ракеты под эти ограничения не подпадали.
Две мировые сверхдержавы — Советский Союз и Соединенные Штаты — в контексте глобального военно-технического соперничества практически одновременно приступили к разработке и созданию баллистических ракет (БР) дальнего действия — сначала т.н. среднего радиуса (БРСД), а затем межконтинентальных (МБР).
Великие организаторы и инженеры стали в авангарде этого принципиально нового дела: Сергей Павлович Королев в СССР и Вернер фон Браун в США. Во многом благодаря их таланту, энергии, пристрастиям, а также победам и неудачам история ракет-носителей (РН), «выросших» из БРСД и МБР, всей космонавтики в ее начальной фазе стала такой, какой мы ее знаем.
ЗАПУСК ПЕРВЫХ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ — ЭТО ТРИУМФ РАКЕТЫ.
С 1957 г. и до наших дней инженерный гений человечества не смог изобрести ничего более эффективного, чем ракетный принцип достижения космических скоростей сложными автоматическими и пилотируемыми аппаратами. Более того: самая первая в мире ракета-носитель — легендарная Р-7 С.П.Королева — совершенствуясь, продолжает интенсивно летать и поныне.
Что касается эволюции ИСЗ — и как реального технического объекта для проникновения в космос, и как системы глобального мониторинга планеты, и как базы для последующей экспансии землян во внеземелье — то здесь бесспорный приоритет идеи принадлежит К.Э.Циолковскому, нашему великому мыслителю и провидцу. Его научные «грезы о Земле и Небе» дают поразительный пример гениального предвосхищения как столбовых путей эволюции человеческой цивилизации вообще (в те времена, когда НИКТО об этом даже не думал!), так и основополагающих инженерных решений в ракетно-космической технике (которая в ту пору тем более была для всех без исключения «терра инкогнита»).
Возвращаясь на «грешную Землю», отметим: космические РН и боевые МБР (БРСД) — если и не технические «близнецы», то весьма «близкие родственники»; следовательно, «прорыв в космос» какого-либо государства — это реальная демонстрация его потенциальной военной мощи и возможностей. Даже для тех держав, космический носитель которых не был разработан на базе боевой ракеты. С точки зрения политической практики, это — «козырной туз». В этой связи не должен удивлять тот факт, что, применительно к первым национальным ИСЗ, в большинстве случаев они имели «упрощенную» конструкцию и играли роль КОСМИЧЕСКОГО СИМВОЛА.
...Да, задача проникновения в космос и освоения информационных, материальных и энергетических богатств Вселенной имеет общецивилизационное значение, привлекает своей чистотой и гуманизмом, грандиозна по масштабам и перспективам. Однако не следует забывать: выделение ресурсов на «затратную» космонавтику реально лимитируется «сиюминутным» политико-экономическим раскладом, степенью военной угрозы, личными и державными амбициями и т.п.
Сложный и часто непредсказуемый — словно броуновское движение — конгломерат человеческих устремлений, действий, свершений сплетает неповторимый узор бытия. И это — ШАГИ ИСТОРИИ.
«Большой космический клуб» — неформальное объединение государств, располагающих национальной реально продемонстрированной технологией космических полетов, включающей, как минимум, запуск собственного спутника собственной ракетой-носителем с собственного космодрома. Ниже представлена официальная хронология запусков первых национальных космических аппаратов. Следует отметить, что, с точки зрения членства в клубе, приоритеты расставлены следующим образом:
— национальная ракета-носитель;
— национальный спутник (в т.ч. выведенный на орбиту иностранным носителем);
— национальный космодром.
Принято, что именно такой порядок приоритетов реально формирует независимый доступ в космос того или иного государства (объединения государств).
| Страна | Дата | Спутник | Ракета-носитель | Космодром |
| СССР | 04.10.1957 | «Спутник-1» (ПС) | P-7 (СССР) | Байконур (СССР) |
| США | 31.01.1958 | Explorer 1 | Juno 1 (США) | Мыс Канаверал (США) |
| Великобритания | 26.04.1962 | Ariel 1 (UK-1) | Thor Delta (США) | Мыс Канаверал (США) |
| Канада | 29.09.1962 | Alouette 1 (S-27) | ТАТ Agena B(США) | Ванденберг (США) |
| Италия | 15.12.1964 | San Marco 1 | Scout X-4 (США) | Уоллопс (США) |
| Франция | 26.11.1965 | A-1 (Asterix) | Diamant А (Франция) | Хаммагир (Франция — Алжир) |
| Австралия | 29.11.1967 | WRESAT | SPARTA (США) | Вумера (Австралия) |
| ESRO* | 17.05.1968 | IRIS (ESRO 2B) | Scout В (США) | Ванденберг (США) |
| ФРГ | 08.11.1969 | Azur (GRSA) | Scout В (США) | Ванденберг (США) |
| Япония | 11.02.1970 | Ohsumi | Lambda-4S-5 (Япония) | Кагосима (Япония) |
| КНР | 24.04.1970 | DFH-1 | «Чан-Чжэн-1» (КНР) | Цзюцюань (КНР) |
| Великобритания | 28.10.1971 | Prospero | Black Arrow (Великобритания) | Вумера (Австралия) |
| Нидерланды | 30.08.1974 | ANS-1 | Scout D-1 (США) | Ванденберг (США) |
| Испания | 15.11.1974 | lntasat-1 | Delta 2914 (США) | Ванденберг (США) |
| Индия | 19.04.1975 | Aryabhata | «Космос-3М» (СССР) | Капустин Яр (СССР) |
| Индонезия | 08.07.1976 | Palapa 1 | Delta 2914 (США) | Мыс Канаверал (США) |
| Чехословакия | 24.10.1978 | Magion 1 (субспутник «Интеркосмоса-18») | «Космос-3М» (СССР) | Плесецк (СССР) |
| ЕКА* | 24.12.1979 | CAT 1 | Ariane 1 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Индия | 18.07.1980 | Rohini 1 | SLV-3 (Индия) | Шрихарикота (Индия) |
| Бразилия | 08.02.1985 | Brazilsat 1 | Ariane 3 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Мексика | 17.06.1985 | Morelos 1 | Space Shuttle (США) | Мыс Канаверал (США) |
| Швеция | 22.02.1986 | Viking | Ariane 1 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Израиль | 19.09.1988 | Ofeq 1 | Shavit (Израиль) | Палмахим (Израиль) |
| Люксембург | 11.12.1988 | Astra 1A | Ariane 4 (EKA) | Куру (ЕКА) |
| Аргентина | 22.01.1990 | Oscar 19 (LUSAT) | Ariane 4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Пакистан | 16.07.1990 | Badr 1 | «Чан Чжэн-2Е» (КНР) | Сичан (КНР) |
| Южная Корея | 10.08.1992 | Oscar 23 (KITSAT 1) | Ariane 4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Португалия | 26.09.1993 | Posat 1 | Ariane 4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Таиланд | 18.12.1993 | Thaicom 1 | Ariane 4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Турция | 10.08.1994 | Turksat 1B | Ariane 4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Малайзия | 12.01.1996 | Measat 1 | Ariane 4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Норвегия | 20.05.1997 | Thor 2A | Delta 2 (США) | Мыс Канаверал (США) |
| Филиппины | 19.08.1997 | Agila 2 | «Чан Чжэн-3В» (КНР) | Сичан (КНР) |
| Египет | 28.04.1998 | Nilesat | Ariane-4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Чили | 10.07.1998 | Fasat B | «Зенит-2» (Украина-Россия) | Байконур (Казахстан) |
| Сингапур | 25.08.1998 | ST-1 | Ariane 4 (ЕКА) | Куру (ЕКА) |
| Тайвань | 27.01.1999 | Chunghua 1 (Rocsat 1) | Athena 1 (США) | Мыс Канаверал (США) |
| Дания | 23.02.1999 | Orsted | Delta 2 (США) | Ванденберг (США) |
| ЮАР | 23.02.1999 | Sunsat | Delta 2 (США) | Ванденберг (США) |
| Саудовская Аравия | 26.09.2000 | Saudisat 1A | «Днепр» (Украина-Россия) | Байконур (Казахстан) |
| ОАЭ | 21.10.2000 | Thuraya-1 | «3eнит-3SL» (Украина-Россия) | Sea Launch |
| Марокко | 10.12.2001 | Maroc-Tubsat | «Зенит-2» (Украина-Россия) | Байконур (Казахстан) |
| Алжир | 28.11.2002 | Alsat-1 | «Космос-3М» (Россия) | Плесецк (Россия) |
| Греция | 13.05.2003 | Hellas-Sat 2 | Atlas 5 (США) | Мыс Канаверал (США) |
| Нигерия | 27.09.2003 | Nigeriasat 1 | «Космос-3М» (Россия) | Плесецк (Россия) |
| Украина | 24.12.2004 | «Сич-1M» | «Циклон-3» (Украина-Россия) | Плесецк (Россия) |
| Иран | 27.10.2005 | Sinah 1 | «Космос-3М» (Россия) | Плесецк (Россия) |
| Казахстан | 17.06.2006 | «КазСат» | «Протон-К» (Россия) | Байконур (Казахстан) |
* объединение стран
Полужирным курсивом выделены страны (объединения стран) — члены «Большого космического клуба», курсивом выделены страны (объединения стран) — участники космической деятельности, кандидаты в члены «Большого космического клуба»
| В |
нашей стране все великие начинания осуществляются «сверху»... И масштабная разработка ракет — после удачного дебюта их первых боевых образцов на арене II мировой войны — не стала исключением.
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.
|
...Под большим впечатлением от немецкой ракетной техники в Советском Союзе начинаются работы по созданию аналогичных систем. Ключевые специалисты (в т.ч. бывшие «зэ-ка» Королёв и Глушко) направляются в Германию. Перенимается опыт, вывозятся ценные кадры, оборудование, уцелевшая материальная часть изделий.
На горизонте маячит новая война с применением дальнобойных носителей атомных боезарядов, а гордость нашей реактивной артиллерии «катюша» бьет лишь на несколько километров... Нужен качественный технический и технологический скачок, и жесткая установка лидера СССР И.В.Сталина на копирование передовых зарубежных образцов военной продукции — будь то «Фау» («1» и «2»), стратегический бомбардировщик В-29, поточно-секционное производство подводных лодок и т.п. — как минимум создавала предпосылки для уравнивания боевых потенциалов СССР и стран Запада.
30 ноября 1945 г. приказом министра вооружений Д.Ф.Устинова на базе артиллерийского завода №88 организуется СКБ, отдел №3 которого (начальник С.П.Королёв) начинает работы по «большой» баллистической ракете на основе А-4/«Фау-2» (V-2).
К концу 1947 г. в отделе №3 уже 310 специалистов, спецпоезд и вновь организованное экспериментальное производство. Основные руководители (они же идеологи больших баллистических ракет): С.П.Королёв, его заместитель В.П.Мишин, начальник проектного бюро К.Д.Бушуев, конструкторского бюро — В.С.Будник, экспериментального цеха — Г.Я.Семенов.
Параллельно группа немецких специалистов во главе с д-ром Х.Грёттрупом (H.Gruttrup) на острове Городомля (озеро Селигер) проектирует на базе «Фау-2» более совершенную ракету Г-1*.
*После успешных испытаний отечественных Р-1 и Р-2 работы по изделиям серии «Г» были прекращены, немецкие специалисты возвращены в Германию (1951-1953 гг.).
Первый пуск А-4 в СССР состоялся 18 октября 1947 г. А уже через год, 17 сентября 1948 г., стартовал ее отечественный «клон» — Р-1 (принят на вооружение Советской Армии в 1950 г.).
 Первая отечественная управляемая баллистическая ракета дальнего действия Р-1 была точной копией немецкой А-4 («Фау-2») Фото из архива РКК «Энергия» |
Одновременно в интересах и при участии Академии наук СССР развертывается программа геофизических пусков*. 22 июля 1951 г. на ракете Р-1 В впервые запущены подопытные животные — собачки Дезик и Цыган. Отрабатываются гермокабины, высотные скафандры, катапульты, парашютные системы спасения. Проводится активный зондаж верхней атмосферы, ионосферы, эксперименты по распространению радиоволн вплоть до сверхдлинноволнового диапазона.
В средствах массовой информации (СМИ) публикуются работы «открытых» советских (А.А.Штернфельд, Г.И.Покровский**, Ю.С.Хлебцевич, Ф.Ю.Зигель и др.) и зарубежных (В. фон Браун, В.Лей, Э.Бургесс, Э.Зенгер, К.Гэтланд, др.) специалистов, посвященные гипотетическим космическим проектам, поощряется тематика «космической» научной фантастики.
*Работы проводились в соответствии с постановлением СМ СССР от 30 декабря 1949 г. От Академии наук их координировала специальная комиссия во главе с президентом АН С.И.Вавиловым и академиком М.В.Келдышем. **Например, профессор Военно-воздушной инженерной академии имени Н.Е.Жуковского Г.И.Покровский выступил с предложением в точке максимального подъема геофизической ракеты (в ту пору 350-450 км) произвести выстрел кумулятивным пестом. Скорость частиц кумулятивной струи — около 25 км/сек (Г.И.Покровский, 1944 г.) и даже около 90 км/сек (В.Коски, Ф.Ласси, Р.Шреффлер, Ф.Уиллинг, США, 1952 г., бериллиевые облицовки). Таким путем может быть создан некий ИСЗ — «болван»размером с биллиардный шар, который, возможно, был бы доступен наблюдениям в телескопы и/или посредством радиолокаторов.
| Это важно, поскольку «открытие совершается ныне дважды: один раз — когда оно публикуется, и второй раз — когда это уже (и, может быть, давно) опубликованное сообщение открывает для себя популяция специалистов» (С.Лем). |
 Катапультная тележка с «собачьей» гермокабиной, которая применялась при высотных пусках ракет Фото И.Афанасьева |
Грандиозность задачи прорыва в космос казалась безмерной. Создать ракетно-космическую технику «на коленке», как это удалось, например, в авиации братьям Райт, НЕВОЗМОЖНО. И это понятно: реализация проекта государственного (если не сказать — планетарного) масштаба в конкретный материальный продукт (ракеты, полигон, пункты управления и т.п.) сопряжена с трудностью привлечения огромных сил и средств. Их можно получить лишь в рамках создания стратегических вооружений под патронажем государства как важное условие обеспечения его суверенитета. И здесь оборонная политика СССР, построенная по принципу «маслом каши не испортишь», позволяла привлечь необходимые ресурсы. Как выяснится впоследствии, именно «связка» дерзкой интеллектуальной элиты, асимметричной военной доктрины и жесткого планового хозяйствования на волне мажорного послевоенного настроя общества обеспечила появление и стремительный прогресс отечественного «ракетно-ядерного щита». И заодно — в качестве почти бесплатного (!) приложения — отечественной космонавтики.
Боевые баллистические ракеты дальнего действия эволюционировали энергично и в целом успешно. Проекты Р-2 (досягаемость до 600 км) и Р-5 (1200 км, на базе остановленной разработки Р-3) подвели технических специалистов и военно-политическое руководство, ответственное за данное направление, к решению кардинально увеличить дальность действия изделий — вплоть до межконтинентальной.
| «Геофизическая» модификация Р-2 для исследования верхних слоев атмосферы Коллаж А.Шлядинского |
Что касается чисто космического вектора развития нашей ракетной техники, а также первых концептуальных прикидок облика реальных ИСЗ — лидерство здесь, бесспорно, принадлежит Михаилу Клавдиевичу Тихонравову.
| Как вспоминал впоследствии А.В.Брыков, сотрудник группы Тихонравова в НИИ-4, «...действительно, многие специалисты ракетной техники обратили внимание на замечательную, но нереализуемую в ближайшей перспективе идею К.Э.Циолковского о... достижении [«ракетными поездами»] больших скоростей. Среди них только один Тихонравов «увидел» возможность на современном уровне ракетостроения (у нас еще и отработанных одиночных жидкостных баллистических ракет не было!) создать многоступенчатую... ракету «пакетной схемы», он самостоятельно сделал необходимые оценки, подтверждающие реальность получения первой космической скорости. И несмотря на «неприятие» военными специалистами... предложенного проекта, он упорно боролся за... свои исследования, не считаясь... с репрессиями со стороны руководителей института*. ...Проектные разработки «пакета» из трех ракет Р-2 и трех ракет Р-3 на многие проблемы... открыли нам глаза». |
Работы возглавляемой М.К.Тихонравовым группы инженеров** — по высотным ракетным полетам (проект ВР-190, 1945-47 гг.), составным (модульным) дальним ракетам, в том числе схеме «пакет» (1947-1953 гг.), первым автоматическим спутникам Земли (1950-1957 гг.) — оказали сильнейшее (более того, решающее!) влияние на жизненные цели и направление деятельности будущего Главного конструктора ракетно-космических комплексов Сергея Павловича Королёва и руководимого им конструкторского бюро.
*Понижение в должности, официальная обструкция идеи «пакета» и ИСЗ, запрет заниматься данной тематикой.
**Сотрудники группы М.К.Тихонравова в период 1945-56 гг.: И.М.Яцунский, П.И.Иванов, Н.Г.Чернышев, В.Н.Галковский, Г.М.Москаленко, Г.Ю.Максимов, Я.И.Колтунов, А.В.Брыков, Л.Н.Солдатова, И.К.Бажинов, Б.С.Разумихин, О.В.Гурко.
Королёв заказывает исследования перспективного технического облика многоступенчатых МБР М.К.Тихонравову и М.В.Келдышу. По завершении работ в 1951 г. выявилась идентичность основных результатов, полученных независимо разработанными методами. Более того, в отличие от «пакета» из унифицированных ракетных блоков с переливом топлива в полете (основная концепция Тихонравова), «мальчикам Келдыша» (будущие чл.-корры АН Д.Е.Охоцимский, Т.М.Энеев и др.) удалось исключительно удачно оптимизировать параметры многоступенчатого изделия из блоков разной массы — именно по этой схеме будет создаваться затем в ОКБ-1 ракета Р-7 (см. главу «Семерка» — самая знаменитая ракета в мире»).
К 1953 г. Королёв принял принципиальное решение о проектировании своей будущей МБР в варианте «пакета» и принялся напористо сколачивать кооперацию. Самое главное: он осознал, что с помощью «семерки» может первым в мире «попробовать на зуб» космос. Для честолюбивого Главного конструктора ОКБ-1 (еще в составе НИИ-88) это был поистине сказочный подарок судьбы. Человек действия, Королёв инициирует «вброс» «наверх» пионерных разработок Тихонравова по спутнику.
 М.К.Тихонравов и С.П.Королёв Фото из архива Б.Рябчикова |
| По Вашему указанию представляю докладную записку тов. Тихонравова М.К. «Об искусственном спутнике Земли», а также переводной материал о работах в этой области, ведущихся в США. Проводящаяся в настоящее время разработка нового изделия позволяет говорить о возможности создания в ближайшие годы искусственного спутника Земли. Путем некоторого уменьшения веса полезного груза можно будет достичь необходимой... конечной скорости 8000 м/сек... Мне кажется, что в настоящее время была бы своевременной и целесообразной организация научно-исследовательского отдела для проведения первых поисковых работ по спутнику и более детальной разработки комплекса вопросов, связанных с этой проблемой. Прошу Вашего решения. Записка С.П.Королёва в правительство (Д.Ф.Устинову, а также В.М.Рябикову и Г.Н.Пашкову) от 26 мая 1954 г.* |
*В Соединенных Штатах официальное решение по «Носителю минимального спутника» (Minimum Satellite Vehicle) с инертным ИСЗ массой 2,3 кг было выпущено 15 сентября 1954 г. Разгоняясь перед «прыжком в космос», СССР и США «бежали ноздря в ноздрю».
Хотелось бы обратить внимание читателя на КАРДИНАЛЬНЫЕ различия в организационных подходах к созданию спутника в СССР и США. Если в Советском Союзе концепцию ИСЗ безальтернативно — как полет стрелы — творила группа (отдел) М.К.Тихонравова, патронируемая до уровня правительства настойчивым и энергичным С.П.Королёвым, то на Западе «центров кристаллизации идеи ИСЗ» (и соответственно, альтернативных проектов) было несколько.
В этой связи известная фраза, что «девяносто процентов разговоров о спутнике приходилось на долю США, а сто процентов дела пришлось на СССР», в плане реконструкции событий, является ключом к неожиданному, парадоксальному, но — по зрелому размышлению — вполне закономерному фактическому результату. А именно: если почти о всех западных разработках «доспутниковой эры» известно «много и хорошо», то скупые (и, отметим, идеологически ретушированные) отечественные хроники, скрытые завесой секретности и отсутствием комментариев главных непосредственных участников, не позволяют проникнуть в «творческую кухню» инженерных предтеч «нашего космоса» М.К.Тихонравова, И.М.Яцунского, С.П.Королёва, В.П.Мишина, С.С.Крюкова, Г.Ю.Максимова, Е.Ф.Рязанова, В.П.Глушко...
Можно лишь констатировать, что, не обремененное проблемой оценки вариантов, партийно-политическое и военное руководство СССР гораздо слабее влияло на ход разработки специализированной ракетно-космической техники (РКТ), чем правительственные структуры США. Что, несомненно, явилось благом для Королёва и дополнительным «бюрократическим тормозом» для его заокеанских визави.
Хотелось бы также отметить своеобразный романтический «дух времени» — могучий морально-психологический настрой на ПОБЕДУ при проектировании и создании доселе небывалых летательных аппаратов. Аналогии в мире техники — и в первую очередь, бурный прогресс авиации, которая до 1950-х гг. удваивала скорость самолетов каждые 10 лет — явно свидетельствовали в пользу оптимистов и даже сверхоптимистов. Стремительно росли совершенство и мощь боевых ракет всех классов. Символ прогресса — спутник — незаметно перемещался со страниц научно-фантастической литературы на кульманы конструкторов.
Естественно, речь не шла о пилотируемых космических аппаратах. На первом этапе планировалось создать сравнительно несложные автоматические спутники с простейшими научными приборами и системой передачи информации на Землю. Широко известный проект такого ИСЗ был предложен в 1953 г. профессором Мэрилендского университета Ф.Сингером (S.Fred Singer*). Оставалось сделать решающий шаг — заручившись поддержкой правительства, воплотить эти замыслы в жизнь. И если повезет — ПЕРВЫМИ В МИРЕ.
*В переводной литературе встречается также написание Зингер.
«СЕМЕРКА» — САМАЯ ЗНАМЕНИТАЯ РАКЕТА В МИРЕ| П |
ервопричиной создания МБР Р-7 явилась военно-политическая задача гарантированной оперативной доставки ядерного заряда на территорию главного потенциального противника — США. А первоосновой конструктивно-компоновочной схемы Р-7 (и РН на ее базе) стала исследовательская работа 1947-48 гг. группы М.К.Тихонравова в НИИ-4 Академии артиллерийских наук Министерства обороны (МО) по применению т.н. «пакетной» схемы компоновки ступеней ракет.
14 июля 1948 г. на научной сессии Академии артиллерийских наук М.К.Тихонравов выступил с докладом «Пути осуществления больших дальностей стрельбы ракетами», где предложил пакетную схему НА БАЗЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ. Главный вывод его доклада таков: дальность полета таких ракет не только принципиально, но уже и технически не ограничена.
| Вспоминает А.В.Брыков: «... несколько дней Михаила Клавдиевича не было в институте. Он готовился к докладу... Наконец, он появился с хорошими новостями. — Доклад прошел нормально, — весело рассказывал он Яцунскому. — Меня слушали, некоторые даже внимательно. Однако одобрения я не чувствовал. Большинство ученых тактично молчали. Обсуждения не было... А вот Сергею Павловичу [Королёву] понравилось направление исследований. Он считает его перспективным и готов субсидировать нашу работу.» |
С.П.Королёв, работавший с М.К.Тихонравовым ранее в ГИРДе*, знал и высоко ценил дар концептуального предвидения, которым обладал Михаил Клавдиевич. Показателен факт: в 1933 г. именно Королёв запускал первую в СССР ракету с гибридным двигателем (жидкий кислород — отвержденный бензин) типа «09» конструкции Тихонравова. И вот теперь — «пакет», обещающий качественный рост могущества МБР на базе уже существующей технологии. Это был основательный, многообещающий и — что немаловажно — совершенно самостоятельный путь.
*Группа изучения реактивного движения — научно-исследовательская и опытно-конструкторская организация по разработке ракет СССР (1931-1933 гг.).
 Первая атомная бомба СССР; водородные изделия были значительно габаритнее Фото И.Маринина |
4 декабря 1950 г. Постановлением СМ СССР задается комплексная поисковая научно-исследовательская работа (НИР) по теме Н3 «Исследование перспектив создания ракет дальнего действия (РДД) различных типов с дальностью полета 5000 — 10000 км с массой боевой части 1-10 т».
13 февраля 1953 г. Постановлением СМ СССР в продолжение темы Н3 задается тема Т1 «Теоретические и экспериментальные исследования по созданию двухступенчатой баллистической ракеты с дальностью полета 7000-8000 км*». Цель НИР — разработка эскизного проекта РДД массой до 170 т с отделяющейся головной частью (ГЧ) массой 3 т. В октябре 1953 г. по указанию зам. Председателя Совмина СССР В.А.Малышева проектное задание было изменено: масса ГЧ увеличена до 5,5 т при сохранении дальности полета. Полагают, это решение было принято под влиянием неофициальной информации о техническом облике перспективных термоядерных зарядов, которую предоставил один из идеологов данного направления, будущий академик и правозащитник А.Д.Сахаров. Впоследствии выяснилось, что масса такого заряда может быть многократно уменьшена. А «переразмеренная» МБР идеально подходит как космическая РН. Вот он, счастливый случай!..
*Постановление подписал Председатель СМ СССР И.В.Сталин. Какие планы в этой связи строил «отец народов»? Предчувствовал ли, что из «зернышка» темы Т1 прорастет великое «древо» практической космонавтики? Во всяком случае, масштаб разворачиваемых работ (участвовали десятки научно-исследовательских институтов (НИИ) и конструкторских бюро (КБ) СССР впечатляет. Даже сейчас.
Оптимальной представлялась ракета «пакетной» схемы, состоящая из цилиндрического центрального блока (вторая ступень) и четырех цилиндрических боковых блоков (первая ступень). На всех блоках стояли однокамерные двигатели с газовыми рулями, запускающиеся еще на старте. ГЧ имела диаметр меньше, чем у центрального блока, и была «притоплена» в верхний переходник по типу БРСД Р-5 (8А62).
 Многокамерные двигатели РД-107 и РД-108 ракеты Р-7 Фото И.Маринина |
Хронология создания легендарной «семерки» вкратце такова.
Декабрь 1953 г. — в ОКБ-1 готовится проект Постановления СМ СССР о создании МБР 7Р (позже Р-7). В его тексте уже предлагалось применить ракету 7Р для запусков ИСЗ и КА к другим планетам (в жестко централизованной плановой системе главное для инициации проекта — «раскрутить маховик сверху»).
5 и 30 января, 2 февраля 1954 г. прошли совещания Главных конструкторов*, на которых были сформулированы технические требования на МБР 7Р, согласованы основные тактико-технические характеристики (ТТХ) и этапы отработки
*Участвовали С.П.Королёв, В.П.Глушко, В.И.Кузнецов, НА.Пилюгин, В.П.Бармин, Б.М.Коноплев, В.П.Мишин, К.Д.Бушуев, М.И.Борисенко, С.С.Крюков.
Наконец, решающий организационный момент: 20 мая 1954 г. вышло Постановление ЦК КПСС и СМ СССР № 956-408сс о разработке, изготовлении и испытаниях МБРР-7(8К71).
Конструктивно-компоновочная схема ракеты (основные проектанты от ОКБ-1 П.И.Ермолаев и Е.Ф.Рязанов) — двухступенчатая «пакетная» (с продольным делением ступеней). Основными аргументами в пользу именно такой схемы являлись: запуск всех двигателей в «идеальных» условиях на стартовой позиции, относительная простота проектной оптимизации размеров ступеней, в т.ч. с учетом транспортировки их железнодорожным транспортом, и, как потом выяснилось, возможность — путем добавления новых верхних ступеней — создания целой гаммы носителей для решения существенно разных задач.
Внешний вид ракеты к этому времени заметно изменился. В процессе оптимизации аэродинамической и силовой схемы она приобрела знакомые ныне очертания с центральным блоком (ЦБ) «А», похожим на гигантское «веретено», и четырьмя коническими боковыми блоками «Б», «В», «Г» и «Д». Основные компоненты топлива — керосин Т-1 (горючее) и жидкий кислород (окислитель) — располагались, соответственно, в нижнем и верхнем баках каждого блока. Вспомогательные компоненты — жидкий азот для наддува баков и перекись водорода для привода турбонасосного агрегата (ТНА) — размещались в торовых баках непосредственно над рамой двигателя.
Первая ступень (четыре боковых блока) оснащена жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) РД-107 (четыре основные и две рулевые камеры, питаемые общим ТНА на каждом блоке). На второй ступени стоит ЖРД РД-108 (четыре основные и четыре рулевые камеры, питаемые общим ТНА). Двигатели РД-107 и РД-108 созданы в ОКБ-456 (руководитель В.П.Глушко), первые варианты рулевых камер к ним — в ОКБ-1 (руководитель разработки М.В.Мельников).
Передача усилий от боковых блоков на центральный осуществляется через силовой пояс с четырьмя башмаками, в пазы которых входят оголовки «боковушек». Эти четыре силовых узла одновременно служат опорными точками для собранной и установленной на старте ракеты.
Внизу, на стыке топливных и двигательных отсеков, имеются поперечные стяжки. При разделении ступеней маршевые двигатели боковых блоков переводятся в режим пониженной тяги, управляющие камеры выключаются, а нижние поперечные стяжки «пакета» разрываются пирозарядами. Тяга двигателей «боковушек» создает момент относительно опорных узлов. «Пакет» раскрывается, блок «А» уходит вперед. Как только сферические оголовки боковых блоков выйдут из башмаков и освободят имеющиеся там электроконтакты, вскрываются сопловые крышки в верхней части «боковушек», и остаточное давление наддува баков кислорода стравливается, создавая при этом небольшую тягу. Боковые блоки разворачиваются и отводятся на безопасное расстояние.
| Конструктивно-компоновочная схема первой советской межконтинентальной баллистической ракеты Р-7: 1 — носовой конус с боевой частью; 2, 6 — приборные отсеки; 3 — антенны телеметрической системы; 4 — башмаки силового пояса; 5, 7 — баки окислителя; 8, 9 — баки горючего; 10 — многокамерные маршевые двигатели центрального и боковых блоков; 11 — аэродинамические рули; 12 — рулевые камеры сгорания |
Система управления (СУ) — комбинированная: инерциальная с радиокоррекцией бокового отклонения и дальности полета. В НИИ-885 «инерциалка» создана под руководством Н.А.Пилюгина, система радиоуправления — М.С.Рязанского. Командные приборы разработаны в НИИ-944 (В.И.Кузнецов).
В варианте МБР ракета несла моноблочную ядерную, отделяемую в полете, головную часть. Атомный боезаряд создан в КБ-11 (Арзамас-16) под руководством С.Г.Кочарянца.
Изготовление первых ракет велось на Опытном заводе №88 в Подлипках (ныне г.Королёв Московской области). Серийное производство было развернуто в 1958 г. на куйбышевском авиазаводе №1 им.И.В.Сталина. Производство маршевых двигателей первой и второй ступеней осуществлялось тоже в г. Куйбышеве (ныне Самара) на моторостроительном заводе №24 им. М.В.Фрунзе.
Забегая вперед, отметим: конструктивно-компоновочная схема Р-7 в варианте РН и космический ракетный комплекс на ее основе оказались на редкость удачными и долговечными — они успешно эксплуатируются до сих пор! Более того, архинадежность (многократно доказанная) и относительная дешевизна этой ракетной системы позволяют прогнозировать ее востребованность еще на многие годы.
Вернемся, однако, к событиям середины 1950-х гг. В строчках этой хронологии — ритм эпохи, громадье планов, дерзость и талант «тех, чьих фамилий я не знаю»:
| ... бесконечно дышит вселенная, мчат ракеты, как сгустки солнца. Это - ваши мечты и прозрения. Ваши знания. Ваши бессонницы... (Р.Рождественский) |
Уже 24 июля 1954 г. эскизный проект (ЭП) МБР Р-7 был завершен. В августе, после рассмотрения и одобрения ЭП Межведомственной экспертной комиссией, выданы технические задания в смежные организации (более 200 НИИ, КБ и заводов 25-ти министерств и ведомств).
| Следует отметить, что еще 17 марта 1954 г. Постановлением СМ СССР военным и промышленности было предписано к 1 января 1955 г. произвести выбор полигона для испытаний МБР Р-7 (Гл. конструктор С.П.Королёв), межконтинентальных крылатых ракет «Буря» (Гл. конструктор С.А.Лавочкин) и «Буран» (Гл. конструктор В.М.Мясищев) и к 1 марта 1955 г. доложить правительству свои предложения. Была создана рекогносцировочная комиссия под руководством начальника полигона Капустин Яр генерал-лейтенанта артиллерии В.И.Вознюка. Изучив ряд потенциально пригодных географических пунктов — Государственный центральный полигон (Капустин Яр), Ставропольский край (вблизи населенных пунктов Степное, Дивное), районы Красноводска, Казалинска, Вологды, Марийской АССР, западное побережье Каспийского моря (Дагестан) — комиссия выбрала район вблизи реки Сыр-Дарьи, примыкающий к железнодорожной магистрали Оренбург-Ташкент у полустанка Тюратам (Казахстан). 20 июля на площадке №1 (старт МБР Р-7) началось строительство. Общий объем земляных работ оценивался в 750 тыс м3. Широко практиковались взрывные методы вскрытия грунта. |
 Сборка «пакета» МБР Р-7 Фото из архива РКК «Энергия» |
Весной 1956 г. на заводе №88 была осуществлена сборка макетного образца 8К71 (М1-1С) в составе центрального и состыкованного с ним бокового блока. Гигантская по тем временам ракета стала обретать зримые черты.
31 августа была образована Государственная комиссия по проведению летных испытаний МБР Р-7 в составе: В.М.Рябиков (председатель), М.И.Неделин (зам. председателя), С.П.Королёв (технический руководитель испытаний), его заместители на время испытаний В.П.Глушко, Н.А.Пилюгин, М.С.Рязанский, В.П.Бармин, В.И.Кузнецов, члены комиссии И.Т.Пересыпкин, А.Г.Мрыкин, С.М.Владимирский, Г.Р.Ударов, А.И.Нестеренко, Г.Н.Пашков.
Вспоминает С.Н.Хрущев: «...Отец [Н.С.Хрущев], кажется, в январе 1956 г. решил посетить «фирму» Королёва... Поездка несколько раз откладывалась... К Королёву отец ехал не один, собралась представительная компания... Молотов, Булганин и... Первухин.
Добрались быстро... Встречает крепко сбитый невысокий человек — Главный конструктор Королев... Королев пожимает руку гостям и хозяйским жестом предлагает пройти в цех. Отсюда начинается знакомство с пока еще недолгой историей советских ракет, здесь же нам предстоит заглянуть в будущее...
Королев остановился у своего первенца: Р-1. Ракета один к одному повторяла немецкую «Фау-2», детище фон Брауна... У двери в следующее помещение стоял еще один пост охраны, мы входили в святая святых... Увиденная конструкция поразила нас своими размерами. Ярко освещенный колодец цеха заполняла одна-единственная ракета. Ее размеры, контур невольно ассоциировались со Спасской башней Кремля, то же сочетание устремленности к небу с земной кряжистостью фундамента...
Достаточной для решения задачи поражения целей на американской территории в то время считалась дальность в 8000 км. Королев не сомневался, что справится с этой проблемой.
Отец, слушая Сергея Павловича, просто сиял...»
Правительственная поддержка С.П.Королеву была обеспечена.
 Характерная хвостовая часть «семерки» с многокамерными двигательными установками Фото И.Афанасьева |
Следует отметить, что первые шесть экземпляров Р-7, предназначенные для летно-конструкторских испытаний (ЛКИ), соответствовали ранней стадии разработки ракеты — основные характеристики были ниже проектных.
К началу ЛКИ на измерительном пункте (ИП-1) полигона были развернуты: аппаратура службы единого времени (СЕВ) «Бамбук», фазометрическая радиоугломерная станция «Иртыш», два радиодальномера «Бинокль», кинотеодолиты KTh-41, кинотелескоп КТ-50, восемь телеметрических станций измерения медленно меняющихся параметров «Трал», шесть телеметрических станций измерения быстро меняющихся параметров РТС-5.
Уже в ходе I этапа испытаний Р-7 в полете планировалось измерять до 700 (!) параметров. Для этого на ракете были установлены системы телеметрических траекторных измерений и регистрации (с соответствующими источниками питания и кабельными проводками) общей массой 2,88 т, в том числе:
— 3 комплекта системы «Трал» на блоках «В», «А» и ГЧ соответственно;
— 2 комплекта системы РТС-5: на блоке «А» и ГЧ;
— по 1 комплекту систем «Факел» и АРГ-1 на ГЧ;
— датчики давлений, температур, вибраций, перегрузок и прочие.
В декабре на полигон прибыло «примерочное» изделие Р-7 (8К71СН). Ракету доставил по железной дороге спецпоезд из семи вагонов (замаскированных под пассажирские с непрозрачными стеклами) — боковые блоки (4 вагона), верхнюю часть ЦБ с кислородным баком, нижнюю часть с керосиновым баком и головную часть.
Для перегрузочных работ и сборки ракеты служил монтажно-испытательный корпус (МИК) с уникальным мостовым краном (точность подачи — до нескольких миллиметров).
Испытания проводились с использованием пультов и стендов, находившихся в комнатах лабораторного корпуса, часть пультов размещалась в монтажном зале рядом с ракетой.
 Стартовая позиция «семерки»: 1 — стартовая система; 2 — фермы обслуживания; 3 — обмывочно-нейтрализационная машина; 4 — заправщик перекиси водорода; 5 — заправщик горючего; 6 — опорная ферма Рисунок из архива КБОМ |
3 марта 1957 г. на полигон прибыла ракета Р-7 для летных испытаний (первые четыре изделия были использованы при стендовых испытаниях, включая два прожига «пакета» 20 февраля и 30 марта* 1957 г.).
*В этот день на огневых испытаниях «пакета» с полной заправкой компонентами присутствовал секретарь ЦК КПСС Л.И.Брежнев. Испытания прошли успешно.
30 апреля был закончен чистовой цикл испытаний отдельных блоков «пакета» на технической позиции. 5 мая изделие (МБР 8К71 №5Л с ГЧ М1-5) вывезли на старт.
Следует отметить, что стартовый комплекс ракеты Р-7 (разработчик ГСКБ «Спецмаш», Гл. конструктор В.П.Бармин) не имеет аналогов в мировой практике. Ракета не опиралась на стартовый стол хвостовой частью, как другие подобные изделия, а подвешивалась за «карманы» боковых блоков на специальных фермах с верхним сектором. При движении ракеты вверх фермы выходили из «карманов» и отбрасывались противовесами в стороны. Все это размещалось на поворотном круге для наведения ракеты по азимуту. Тут же находились две нижние и одна верхняя кабель-мачты для подвода коммуникаций.
Поворотный круг диаметром 18 м размещался на отметке «-2 м» на мощной клепаной мостовой конструкции («воротник») с круглым проемом, в котором повисала ракета. Основа сооружения — монолитный железобетонный остов, состоящий из фундаментной плиты, четырех пилонов для опоры верхней части сооружения и наклонного криволинейного отражательного лотка, покрытого чугунными плитами 1x1x0,2 м. Внутри мостовой конструкции, в двух кольцеобразных помещениях — «четырехграннике» и «шестиграннике» — располагались силовые и контрольные кабели, трубопроводы сжатых газов и другое оборудование.
 Стартовая система «семерки»: 1 — поворотный круг; 2 — основание; 3 — стрела несущая; 4 — опорная ферма; 5 — силовой пояс; 6 — привод поворотного круга; 7 — нижняя кабельная мачта; 8 — направляющее устройство; 9 — верхняя кабельная мачта Рисунок из архива КБОМ |
Пункт управления предстартовыми операциями и запуском ракеты находился в подземном бункере на глубине около 8 м в 200 м от старта. В самом большом из пяти помещений, снабженном двумя морскими перископами, вдоль стен были установлены пульты контроля боковых и центрального блока, контроля и зарядки интеграторов, пожаротушения, а позже и пульт спутника. Второе большое помещение предназначалось для членов Госкомиссии по испытаниям Р-7, почетных гостей и Главных конструкторов. Оно также имело два перископа. В остальных помещениях бункера размещалась контрольная аппаратура систем телеметрии, управления заправкой, стартовыми механизмами, вспомогательные комнаты для связистов и охраны.
Из бункера выдавались команды готовности на полигонный испытательный комплекс, базы падения и другие привлекаемые к работе средства. С ИП-1 в бункер шел телеметрический репортаж о предстартовом состоянии бортовых систем, пуске и полете изделия.
15 мая 1957 г. в 19:00 по местному времени состоялся первый старт ракеты Р-7. Кнопку «Пуск» нажал инженер-подполковник Е.И.Осташев. Ракета ушла со старта нормально. Управляемый полет продолжался до 98-й секунды. Затем тяга двигательной установки (ДУ) блока «Д» резко упала, и последний без команды отделился от ракеты. На 103-й секунде из-за превышения допустимого коридора отклонения углов от программных прошла команда аварийного выключения двигателей. Изделие упало, пролетев около 300 км.
| Кадры из кинограммы запуска: — Р-7 подготовлена к старту... — отходят фермы обслуживания... — двигатели «пакета» запускаются и выходят на предварительную ступень тяги... — режим промежуточной и, далее, главной тяги. Через несколько мгновений — подъем! |
| Государственная комиссия действовала оперативно, и руководителям страны поступила телеграмма следующего содержания: «О причинах ненормального полета ракеты Р-7 при первом экспериментальном пуске 15 мая и о мероприятиях, проведенных по подготовке к пуску второй ракеты. 1. В результате тщательного анализа всех расшифрованных телеметрических записей и изучения других материалов, а также осмотра собранных блоков ракеты, которые найдены полностью, установлено, что непосредственной причиной аварии в полете является возникновение пожара в одном из четырех блоков первой ступени ракеты. Пожар произошел из-за появления негерметичности в керосиновых коммуникациях высокого давления двигательной установки... 2. На основе материалов технического анализа первого пуска проведены следующие мероприятия по подготовке второй летной ракеты: а) приняты меры по ужесточению методов контроля коммуникаций на герметичность путем повышения давления воздуха при пневмоиспытаниях; б) в целях защиты от высокой температуры хвостовые отсеки оклеены двумя слоями стеклоткани и частично покрыты листами нержавеющей стали; в) одновременно произведено дополнительное упрочнение хвостовых отсеков блоков ракеты путем установки кронштейнов, укрепляющих днище ракеты; г) на стартовой позиции, в целях ослабления влияния пламени на хвост ракеты в момент старта, установлены водяные форсунки, распыляющие воду под давлением 18 атм. Эта система была подвергнута предварительной проверке с установкой на стартовой позиции макетной ракеты и включением в ней зажигательных устройств. Проведен также и ряд других мероприятий. 3. В настоящее время заканчивается работа по подготовке второй летной ракеты на технической позиции, и 5 июня она будет вывезена на стартовую позицию. Пуск второй ракеты намечается на 11-16 июня. В.Рябиков, М.Неделин, С.Королёв, 3.6.57г.» |
Вторая попытка также не принесла успеха — трижды в период 10-11 июня давали команду «Пуск», но ракета Р-7 №6Л (ГЧ М1-6) так и не оторвалась от стартового устройства.
12 июля состоялся пуск ракеты Р-7 №7Л (ГЧ Ml-7), который закончился аварией. Ее предыстория такова: просмотровая и репортажная группы со станции «Трал» ИП-1 доложили в бункер С.П.Королёву, что «минус» бортовой батареи находится на корпусе. Была объявлена 30-минутная задержка. Королёв, посовещавшись, посчитал, что это отказ датчика (ранее имевший место), и принял решение пускать. В полете ракета стала вращаться вокруг продольной оси, превысив разрешенный допуск в 7°. Автоматика произвела аварийное выключение двигателей. На 32,9 сек «пакет» разрушился. Блоки упали примерно в 7 км от старта и взорвались.
Третий неудачный пуск С.П.Королёв переживал особенно тяжело, полагая, что уход ракеты «за бугор» целиком на его совести. «Преступники мы, целый поселок выбросили на ветер», — эти слова приписывают именно ему (первый экземпляр Р-7 стоил около 100 млн. рублей, второй — 40 млн. рублей, последующие дешевле).
21 августа в 15:25 состоялся первый успешный запуск изделия 8К71 №8Л с ГЧ M1-9. Ракета штатно отработала активный участок траектории. ГЧ отделилась, достигла заданного района п-ва Камчатка, вошла в атмосферу и на высоте ~10 км разрушилась от термодинамических нагрузок.
27 августа появилось сообщение ТАСС о создании в Советском Союзе сверхдальней многоступенчатой МБР*:
*После подтверждения результатов пуска лидер страны Н. С.Хрущев решился на этот беспрецедентный для СССР шаг, как полагают, чтобы «одним выстрелом убить двух зайцев», а именно: показать «большую ракетную дубину» и американцам, и собственным «генералам от кавалерии».
| На днях осуществлен запуск сверхдальней, межконтинентальной, многоступенчатой баллистической ракеты. Испытания ракеты прошли успешно, они полностью подтвердили правильность расчетов и выбранной конструкции. Полет ракеты происходил на очень большой, еще до сих пор не достигнутой высоте. Пройдя в короткое время огромное расстояние, ракета попала в заданный район. Полученные результаты показывают, что имеется возможность пуска ракет в любой район земного шара. Решение проблемы создания межконтинентальных баллистических ракет позволит достигать удаленных районов, не прибегая к стратегической авиации, которая в настоящее время является уязвимой для современных средств противовоздушной обороны. Учитывая огромный вклад в развитие науки и большое значение этого научно-технического достижения для укрепления обороноспособности Советского государства, Советское правительство выразило благодарность большому коллективу работников, принимавших участие в разработке и изготовлении межконтинентальных баллистических ракет и комплекса средств, обеспечивающих их запуск. «Правда» 27.08.1957 г. |
7 сентября 1957 г. состоялся второй успешный пуск изделия 8К71 (№9 с ГЧ M1-10), головная часть при этом также разрушилась в атмосфере. Стало ясно, что предстоит кардинальная доработка ГЧ, но к запуску спутника ракета была готова.
22 сентября на полигон пришло изделие 8К71ПС со спутником ПС (изделие M1-ПС), и началась подготовка к запуску первого ИСЗ.
Ракета-носитель 8К71ПС представляла собой значительно облегченную модификацию раннего варианта опытной МБР Р-7. Макетная ГЧ вместе с измерительными системами была снята и заменена коническим переходником «под спутник». С центрального блока сняли радиоотсек с системой радиоуправления общей массой — 300 кг, поскольку не было нужды в высокой точности выведения полезной нагрузки. Демонтировали соответствующие кабельные проводки, часть аккумуляторных батарей, радиотелеметрическую систему РТС-5. В верхней части бака окислителя ЦБ сделали противосопло для торможения блока и увода его в сторону после сброса головного обтекателя и ИСЗ.
 Первые «семерки»: 1 — 8К71 для летных испытаний; 2 — 8К71ПС с Первым спутником; 3 — 8К71ПС со Вторым спутником; 4 — 8А91 с Третьим спутником; 5 — 8К71 с первым штатным вариантом ГЧ; 6 — 8К71 с облегченной ГЧ |
Модифицированные двигатели 8Д74ПС (РД-107) боковых блоков с 100-й секунды полета переходили на режим первой промежуточной ступени тяги (60,5 тс), чтобы затянуть процесс отделения «боковушек» на большую высоту и снизить таким образом динамические нагрузки на облегченный центральный блок в момент разделения. Модифицированный двигатель 8Д75ПС (РД-108) центрального блока отключался без конечной ступени тяги, по выработке одного из компонентов топлива. Соответственно, автоматика отключения двигателя стала существенно проще. Чтобы гарантировать отделение обтекателя и спутника, этот сигнал был задублирован от командного токораспределителя на момент времени Т+310 с.
На центральном блоке «А» был установлен развертываемый уголковый отражатель, что позволяло точнее определить параметры его орбиты.
В результате, начальная масса изделия уменьшилась с 280 до 272,83 т, а масса в момент отрыва от стартового устройства составила 267 т. Длина РН (с ПС) была 29,167 м, тяга ДУ на старте — 397 тс.
| Следует отметить, что изменения в комплектации РН и замена «объекта Д»* на ПС, не имевшего на борту траекторных телеметрических устройств, заметно усложнила работу и полигонного, и командно-измерительного комплекса. Вместе с ГЧ демонтировали единственную внешнетраекторную систему «Факел», что оставило РН без надежных траекторных измерений, проводившихся ранее станциями «Бинокль»** и «Иртыш». Радиолокационные станции (РЛС) П-30, установленные на НИПах***, не имели штатных средств документирования информации; попытки же вести фотозаписи обзорных экранов надежных результатов не давали. Определение траектории спутника могли осуществлять радиопеленгаторы военно-воздушных сил (ВВС), гражданского воздушного флота и других ведомств, но их точность была невысока. В связи с этими обстоятельствами было принято решение определять факт выхода ИСЗ и последней ступени РН на орбиту по «нормальности» стабилизации изделия в полете и по прохождению главной команды на выключение двигателя в заданном временном интервале (фиксировалась с помощью системы «Трал» ИП-1 и ИП-6 полигона), а также по включению радиомаяка ПС после его отделения. На орбитальном участке полета ИСЗ траекторные измерения должны были вести оптические обсерватории АН СССР и радиопеленгаторы. |
 Рисунок А.Соколова |
*Впоследствии — Третий советский ИСЗ. Хронологически именно этот аппарат разрабатывался в СССР как первый искусственный спутник Земли.
**При работе по РН в пассивном режиме станции «Бинокль» обеспечивали измерение дальности до 200 км вместо 10000 км при работе по ответчику «Факел».
***Наземный измерительный пункт.
Настройка системы управления РН производилась для выведения ИСЗ на орбиту с высотой перигея 223 км, высотой апогея 1450 км, периодом обращения 101,5 мин.
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).
Через 295,4 сек после старта спутник и центральный блок РН были на орбите. Это был третий успешный (а всего седьмой) пуск ракеты Р-7.
Боковые блоки отделились на 116,38 сек полета. Главная команда на выключение ДУ второй ступени прошла на 294,6 сек; в этот момент ступень РН с ИСЗ имела скорость в стартовой системе координат (с учетом импульса последействия) 7780 м/с, угол наклона вектора скорости к местному горизонту 0°24'. Параметры орбиты:
— наклонение — 65,1°;
— высота перигея — 228 км;
— высота апогея — 947 км;
— период обращения — 96,17 мин*
 Рисунок А.Соколова |
*Как показала последующая обработка телеметрической информации, при старте ракеты наблюдалось запаздывание выхода на режим промежуточной и главной тяги ДУ блока «Г». Эта задержка могла привести к автоматическому отбою — «сбросу схемы». Блок «Г» вышел на режим менее чем за секунду до контрольной временной точки. На 16-й секунде полета отказала система, управляющая опорожнением топливных баков. Это привело к повышенному расходу горючего и не позволило достичь заданной конечной скорости. ДУ второй ступени (центрального блока) была выключена на 1 секунду раньше расчетного значения аварийным сигналом, который срабатывал при резком повышении оборотов турбины. По этой причине вторая ступень вместе со спутником была выведена на орбиту с апогеем ниже расчетного.
 Рисунок А.Соколова |
Отделение ИСЗ прошло на 314,5 сек после старта, через 19,9 сек после прохождения главной команды (расчетная задержка 18 — 20 сек). После паузы в 20 сек (показавшейся вечностью!) на приемнике Р-250, установленном в правой половине финского домика ИП-1 и обслуживаемом мл. лейтенантом-инженером В.Г.Борисовым, были приняты сигналы «маяка». Прием длился около двух минут, пока ИСЗ не ушел за горизонт. Своим всемирно знаменитым «бип-бип» первый спутник возвестил о начале новой — космической — эры человечества. По своей цивилизационной значимости это научно-инженерное достижение не имеет равных в истории. И его свершили мы, русские!
 Р5/Р11 |
| А |
жиотаж вокруг запусков первых искусственных спутников Земли не прошел мимо молодого ракетного ОКБ-586 М.К.Янгеля (г.Днепропетровск, Украина), и первым этапом «дороги в космос» этого коллектива явилась «подстраховка» носителя Р-7 ракетой Р-12.
Не секрет, что начало летных испытаний МБР Р-7 было трудным. Только с четвертой попытки — в августе 1957 г. — королёвская ракета «пошла». А янгелевская Р-12 с первого пуска в июне того же года продемонстрировала свою успешность.
К тому времени проявились подробности американского плана Vanguard, предусматривающего создание и запуск сверхлёгкого (1-10 кг) спутника в период проведения Международного геофизического года (МГГ). Невольно оглядываясь на американцев, руководители советской промышленности, и в первую очередь Д.Ф.Устинов, пришли к выводу, что, используя имеющийся научно-технический задел, можно в сжатые сроки сделать легкий носитель, более массовый и дешевый, чем Р-7.
Очевидным казался следующий подход: создать РН, комбинируя уже имеющиеся или разрабатываемые ракеты. По такому пути пошли сотрудники ОКБ-1 С.П.Королёва, которые предложили в конце 1956 г., также в качестве «подстраховки» для Р-7, легкий носитель ИСЗ на базе ракеты Р-5. Поскольку номенклатура готовых «изделий» в ту пору была весьма ограничена, в качестве второй ступени они рассматривали свою же ракету Р-11. Однако обе эти машины были далеки от совершенства как ступени РН, и их соотношение в носителе было неоптимальным. Система Р-5/Р-11 явно не могла сообщить ПГ скорость, близкую к первой космической. Максимум, что могло получиться из этого предложения — высотная геофизическая ракета.
Следующий шаг — использовать на данной легкой РН еще одну, новую третью ступень. Однако к тому времени разработчики ОКБ-1 физически не могли реализовать данный вариант — все их силы и время были отданы работам по «семёрке».
В то же время создаваемая в ОКБ-586 новая ракета Р-12 вполне могла претендовать на роль ступени космической РН. В 1956 г., возвратившись из очередной командировки в Москву, М.К.Янгель собрал совещание с ведущими специалистами ОКБ, где, кроме информации о текущих событиях, объявил: «В будущем году Королёв будет запускать искусственный спутник [Земли] на «семёрке». Мне предложено [Д.Ф.Устиновым] подстраховать эту работу. Думаю, задачу можно решить, если на нашу Р-12 поставить вторую ступень».
Как известно, имея готовую «базовую» ракету, можно «надстраивать» ее вниз, подводя под нее «стартовые» ступени, или вверх, устанавливая «высотные» (вторые, третьи, четвертые...) ступени. Именно это имел ввиду М.К.Янгель, когда говорил о «подстраховке».
Учитывая утвержденные «наверху» жесткие сроки запуска первого ИСЗ, ОКБ-586 решило опираться на имеющееся производство, аппаратуру, стартовый комплекс… А самое главное, на «родную» ракету как первую ступень РН.
В январе 1957 г. были начаты проектно-поисковые работы. Проработки показали, что на ракете Р-12 (с энергетикой в два раза больше, чем у Р-5) «не смотрится» вторая ступень из номенклатуры готовых «изделий»: ни одна из существующих небольших ракет (зенитных и баллистических) в совокупности с янгелевской машиной не могла развить первую космическую скорость. Не прошел и укороченный вариант Р-12: не оказалось подходящего высотного двигателя.
Следовательно, вторую ступень надо было проектировать «с нуля».
Между тем, при создании небольшой ракеты существует одно принципиальное ограничение — т.н. масштабный фактор. Реальные комплектующие изделия — двигатель, система управления, силовые приводы и т.п. — имеют вполне определенные габаритно-массовые параметры, которые не всегда можно уменьшить «пропорционально» размерности ракеты. Это равно относится как к жидкостным, так и к твердотопливным машинам.
В любом случае, работа по «подстраховке» Р-7, не являясь приоритетной для ОКБ-586, объективно не могла дать быстрых положительных результатов. Даже когда состоялись пуски легких американских носителей, создание легкой советской РН — в свете достижения новых космических рекордов того времени — не казалось актуальным. В самом же ОКБ-586 существовало весьма «спокойное» отношение к собственному космическому «коню» — достаточно сказать, что Главный конструктор М.К.Янгель лишь в 1959 г. выступил с предложением разработки ракеты-носителя 63С1 на базе боевой БРСД Р-12.
Первая ступень двухступенчатого носителя 63С1 была сделана на базе боевой ракеты Р-12
Фото И.Афанасьева
ИМЯ СОБСТВЕННОЕ: ПЕРВЫЙ, ВТОРОЙ, ТРЕТИЙ…
| И |
сторически сложилось так, что образцы принципиально новой техники если и не рождались, то обретали жизнь в развитых странах Запада — достаточно вспомнить пароход, паровоз, автомобиль, телефон, самолет, телевизор, атомную бомбу и т.д. Спутник же не имел прототипов, он был совершенно новым и УНИКАЛЬНЫМ творением; его — как и космическую РН — неоткуда было скопировать.
Поэтому когда Первый ИСЗ прочертил небо Земли, на всех языках зазвучали — как самые главные — два ключевых слова: «РОССИЯ, СПУТНИК!»
Вот вехи на этом пути.
16 марта 1954 г. в Отделении прикладной математики АН СССР (у М.В.Келдыша) состоялось первое специализированное совещание по определению круга научных задач, решаемых с помощью ИСЗ. Президент АН СССР А.Н.Несмеянов данное новое направление одобрил и поддержал.
Два месяца спустя С.П.Королёв представил министру оборонной промышленности Д.Ф.Устинову докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», подготовленную М.К.Тихонравовым*.
*3 октября 1956 г. Королёв обратился с просьбой к Д.Ф.Устинову о назначении М.К.Тихонравова начальником специализированного отдела ОКБ-1 по проектированию КА. На официальной защите ЭП первого ИСЗ Сергей Павлович особо отметил, что проект спутника разработан в ОКБ-1 на основе исследовательских работ группы сотрудников НИИ-4 МО, возглавляемой Михаилом Клавдиевичем.
27 декабря С.П.Королёв запросил и впоследствии получил согласие Главкома артиллерии М.И.Неделина на перевод М.К.Тихонравова из НИИ-4 МО в ОКБ-1.
Не меньшую роль, чем научно-технические возможности, играли политические мотивы. В контексте глобального противостояния с Западом и реакции СССР на заявление президента Соединенных Штатов Д.Эйзенхауэра (Dwate Aisenhower) от 29 июля 1955 г. о запуске в период Международного геофизического года (1957 -1958 гг.) американского спутника — 3 августа академик Л.И.Седов на VI конгрессе Международной астронавтической федерации в Копенгагене объявил о намерении Советского Союза также запустить ИСЗ в течение МГГ.
Через месяц, 3 сентября 1955 г., С.П.Королёв направил Гл. конструкторам и в правительство предварительные характеристики научного спутника массой 1100 кг и план работ по его созданию.
30 января 1956 г. было принято Постановление ЦК КПСС и СМ СССР №149-88сс, которым предусматривалось создать под ракету Р-7 неориентированный ИСЗ (объект Д) весом 1000-1400 кг с аппаратурой для научных исследований весом 200-300 кг. Срок первого пробного пуска объекта Д — 1957 год.
К концу 1956 г. выяснилось, что намеченные планы запуска ИСЗ находятся под угрозой срыва из-за трудностей в создании научной аппаратуры и более низкой (304 сек вместо расчетных 309-310) удельной тяги двигателей РН. Правительство установило новый срок запуска объекта Д — апрель 1958 г.
И здесь надо отдать должное мудрости, исторической прозорливости, энергии и изобретательности команды С.П.Королёва: в ноябре 1956 г. ОКБ-1 внесло предложение о срочной разработке и запуске т.н. «простейшего спутника» (объект ПС) массой порядка 100 кг в апреле-мае 1957 г. во время летных испытаний Р-7. Предложение было принято, и 15 февраля 1957 г. вышло Постановление, предусматривающее запуск простейшего неориентированного ИСЗ на орбиту, проверку возможности наблюдения за спутником и приема радиосигналов с его борта. Запуск ИСЗ разрешался только после одного-двух стартов ракеты Р-7 с положительным результатом.
Ведущим конструктором по аппарату ПС был назначен М.С.Хомяков. В разработке проектной и конструкторской документации принимали участие К.Д.Бушуев, С.О.Охапкин, С.С.Крюков, М.К.Тихонравов, Н.А.Кутыркин и др.
| Проектная схема отделения спутника «объект Д» от ракеты-носителя: 1 — носовые створки обтекателя; 2 — спутник; 3 — хвостовые щитки обтекателя; 4 — последняя ступень РН |
Что касается концепции ПС, то она выкристаллизовалась как ИСЗ-радиомаяк, сферическая форма которого идеально подходила (как исследовательская модель) для определения параметров плотности верхней атмосферы. При этом оригинальная «полусферическая» схема теплообмена аппарата с окружающей средой («лоб» — теплоизолирован, «тыл» — радиационный теплоизлучатель; требуемая ориентация ИСЗ
при наличии атмосферы заметной плотности обеспечивается устойчивой статической балансировкой за счет «откинутых назад» антенн) позволяла увеличить время активного существования спутника в случае, если бы его торможение оказалось достаточно интенсивным.
Одна из первых конструктивных схем «простейшего спутника»
Формирование конструктивно-компоновочной схемы «простейшего» ИСЗ на базе стандартных приборов и блоков давало массу спутника около 300 кг, что представлялось чрезмерным. Поэтому в процессе проектирования ПС были предложены (и затем реализованы) следующие технические решения:
— химическую батарею электропитания радиопередатчика изготовить в виде кольца, размещенного в корпусе (шаре-контейнере) диаметром около 500 мм;
— смонтировать радиопередатчик внутри батареи, используя стенки кольца в качестве воздуховода системы терморегулирования;
— антенны, размещенные снаружи шара-контейнера, вывести поверх обтекателя второй ступени ракеты, упростив тем самым схему разделения ИСЗ и РН.
К 1 февраля 1957 г. были согласованы габаритно-установочные чертежи передатчика, к середине февраля — разработан макет ПС для проведения электрических испытаний передатчика с имитаторами антенн*.
*Антенны оказались перетяжеленными. До конца февраля удалось разработать их новую облегченную конструкцию, которая была одобрена И.В.Лавровым, Е.Ф.Рязановым и утверждена С.С.Крюковым 6 марта 1957 г. Разработчик антенн — лаборатория М.В.Краюшкина.
 Рисунок из архива РКК «Энергия» |
Простейший спутник был выполнен как герметичный контейнер сферической формы диаметром 580 мм, состоящий из двух силовых полуоболочек (конструкционный материал — алюминиевый сплав АМг-6 толщиной 2 мм). Передняя полуоболочка имела меньший радиус и прикрывалась полусферическим внешним экраном (R = 580 мм) толщиной 1 мм для обеспечения «теплоизолирующего» режима. Задняя силовая полуоболочка, отделенная от бортовых систем внутренним экраном, являлась одновременно радиационной поверхностью системы терморегулирования. Герметичный объем заполнялся сухим азотом при давлении 1,3 атм. Соединение полуоболочек осуществлялось посредством 36 шпилек М8х1,25. Герметичность стыка обеспечивала прокладка из вакуумной резины. Передняя полуоболочка имела четыре гнезда для крепления антенн со штуцерами гермовводов и фланец заправочного клапана. На задней полуоболочке располагались фланец испытательного системного разъема и блокировочный пяточный контакт, включающий автономное бортовое электропитание после отделения ПС от РН.
Четыре антенны (две длиной 2,4 м, две — 2,9 м) монтировались на передней («верхней») полуоболочке. Специальный пружинный механизм разводил антенны на угол 35° от продольной оси ИСЗ после его отделения от РН (таким образом формировалась заданная диаграмма их излучения).
 «Начинка» Первого в мире (он же «простейший») искусственного спутника Земли Фото И.Маринина |
Поверхность корпуса ПС полировалась и подвергалась специальной обработке, чтобы придать ей заданные значения коэффициента поглощения солнечной радиации AS и коэффициента собственного излучения ξ (внешний экран передней полуоболочки: AS= 0,2-0,25; снаружи ξ = 0,05-0,1; изнутри ξ = 0,8-0,9; задняя полуоболочка: AS= 0,23-0,27; ξ = 0,35-0,45).
Тепловой режим обеспечивался вентилятором, включавшимся от термореле при температуре равной или выше 30°С. При этом циркулирующий азот осуществлял передачу тепла «холодной» задней полуоболочке, излучавшей избыток тепла в космическое пространство. При понижении температуры азота до 20-23°С вентилятор выключался, что приводило — в отсутствие конвекции — к значительному увеличению теплового сопротивления между радиационной поверхностью и внутренним объемом ПС — и таким образом предотвращало дальнейшее снижение температуры.
Внутри гермоконтейнера находились: радиопередатчики мощностью 1 Вт и массой 3,5 кг (разработчик В.И.Лаппо из НИИ-885); блок питания из трех батарей на основе серебряно-цинковых элементов массой 51 кг (разработчик Институт источников тока, директор Н.С.Лидоренко), срок их непрерывной работы — не менее двух недель*; дистанционный переключатель; вентилятор системы терморегулирования; сдвоенное реле системы терморегулирования; контрольное термореле и барореле. Радиопередатчики работали на частотах 20,005 и 40,002 МГц (длины волн, соответственно, 15 и 7,5 м) импульсами длительностью от 0,2 до 0,6 сек (настроечное значение 0,4 сек), импульсы одного передатчика в паузах другого. При замыкании и размыкании контактов датчиков контроля давления (барореле с настройкой р=0,35 атм) и температуры (сдвоенное термореле с настройкой Т1=+50°С, Т2=0°С) изменялись частоты сигналов и соотношения между их длительностью и паузами, что обеспечивало «диапазонный» контроль герметичности и температуры внутри ПС.
*По воспоминаниям ведущего конструктора ПС О.Г.Ивановского, при предстартовой проверке батарей «... напряжение на нужных контактах штепсельного разъема — ноль! Оглядываюсь — гоголевская немая сцена из «Ревизора»… Уж где-где, а с источниками питания мы никак не ожидали недоразумений. Само собой разумеется, немедленно была создана специальная комиссия с участием самых ответственных специалистов… Приступили к вскрытию батареи… Вот сняты полированные блестящие крышки. В руках монтажницы — штепсельный разъем и... несколько оторвавшихся из-за плохой пайки проводов. Слова, сказанные в тот момент, мало назвать горячими... Как сейчас вижу побелевшее от гнева лицо председателя Госкомиссии, его руку, постукивающую по столу обрывком злополучного кабеля, слышу и слова, произносимые сквозь зубы: «Ну, люди вы или не люди? Ну, можно ли найти имя этому безобразию?!»
Общая масса ПС в сборе составляла 83,6 кг.
 Головной обтекатель ПС Фото И.Маринина |
Во время выведения спутник находился под сбрасываемым коническим обтекателем высотой 80 см с углом при вершине 48° и удерживался 8-ю зацепами. Стержни антенн прижимались к наружной поверхности конического переходника РН приливами обтекателя. Отделение ПС осуществлялось пневмотолкателем с относительной скоростью 2,73 м/с. Как дублирующее было предусмотрено пиротехническое устройство, обеспечивающее отделение ИСЗ со скоростью 1,45 м/с. Одновременно пружинным толкателем со скоростью 0,643 м/с производилось отделение головного обтекателя (ГО). Вот таким — концептуально весьма непростым — был наш «простейший» первенец!
Забегая вперед, отметим: реализованный в конструктивно-компоновочной схеме ПС подход «гермоконтура с «земным» давлением, температурой, минимальной влажностью и приборным оборудованием из «стандартных» блоков на долгие десятилетия — вплоть до 1990-х гг. — оставался характерным для отечественных беспилотных КА*.
*Проигрывая, как правило, по энергомассовому совершенству и надежности «негерметичным» КА-«автоматам» с уникальным специализированным оснащением, подобный подход позволял заметно уменьшить продолжительность и стоимость разработок (что представлялось принципиально важным на начальном этапе освоения космического пространства).
Сжатые сроки разработки и создания аппарата ПС диктовали очень высокий темп работ, когда детали шли в производство «прямо с кульмана». Основные трудности встретились при изготовлении гидровытяжкой сферических полуоболочек, сварке их со шпангоутом и при полировке наружных поверхностей. При отработке конструкции ПС проводилось макетирование размещения бортового оборудования и аппаратуры, рентген-контроль сварных швов, проверка сборки на герметичность посредством гелиевого течеискателя, исследование тепловых режимов в условиях, имитирующих космическую среду.
В тот же период, с марта 1957 г., начался выбор и определение параметров траектории активного участка первой «космической» ракеты 8К71ПС.
| В марте 1957 г. Центральное разведывательное управление США подготовило ежегодную оценку уровня ракетной техники СССР. Баллистические ракеты Р-1, Р-2, Р-5 и Р-12 описаныдостаточно полно. Имеется информация о существовании МБР Р-7, но ее конфигурация и принципиальные технические решения неизвестны. Запуск первого советского ИСЗ ожидается до конца 1957 г., но никакой ответной реакции нет. Во всех случаях стартовая масса ракет и боеголовок занижена, а точность переоценена. |
В апреле-мае прошли проверки характеристик излучения радиопередатчиков ПС, подвешенного на тросе длиной 200 м под вертолетом.
Летом 1957 г. в цехе 39 завода №88 в Подлипках были собраны первые блоки РН
8К71ПС и проведены испытания системы отделения обтекателя и ИСЗ от центрального блока «А».
| 3 сентября 1956 г. постановлением СМ СССР №1241-632 головной организацией по созданию наземного командно-измерительного комплекса (КИК) для обеспечения полета первого ИСЗ в 1957 г. был определен НИИ-4 МО. Решение о возложении на МО новых функций принял министр обороны Маршал Советского Союза Г.К.Жуков. Было предписано организовать семь наземных измерительных пунктов: НИП-1 (ИП-1Д) на полигоне Тюратам рядом с ИП-1 полигона, НИП-2 — ст. Макат, НИП-3 — ст. Сары-Шаган, НИП-4 — г.Енисейск, НИП-5 -п.Искуп, НИП-6 — п.Елизово, НИП-7 — п.Ключи. |
17 сентября 1957 г. на собрании, посвященном столетию со дня рождения К.Э.Циолковского, в Колонном зале Дома Союзов выступил мало кому в то время известный член-корреспондент АН СССР Сергей Павлович Королёв. В самом начале своего выступления он, как бы между прочим, сказал: «В ближайшее время с научными целями в СССР и США будут произведены первые пробные пуски искусственных спутников Земли»… Королёв знал, что говорил: уже 20 сентября на космодроме состоялось заседание специальной комиссии, где была подтверждена готовность РН и ИСЗ к старту. Тогда же было принято решение сообщить о запуске спутника только после его первого оборота вокруг Земли. В этой связи отметим, что сам факт подготовки к запуску ИСЗ секретом не являлся: в журнале «Радио» №6за 1957 г. (т.е. еще до запуска Первого спутника) были опубликованы радиочастоты и вид сигналов с борта будущего советского ИСЗ.
И вот — СВЕРШИЛОСЬ!
| Сообщение ТАСС В течение ряда лет в Советском Союзе ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию искусственных спутников Земли. Как уже сообщалось в печати, первые пуски спутников в СССР были намечены к осуществлению в соответствии с программой научных исследований Международного геофизического года. В результате большой напряженной работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли. 4 октября 1957 года в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду. В настоящее время спутник описывает эллиптические траектории вокруг Земли, и его полет можно наблюдать в лучах восходящего и заходящего Солнца при помощи простейших оптических инструментов (биноклей, подзорных труб и т. п.). Согласно расчетам, которые сейчас уточняются прямыми наблюдениями, спутник будет двигаться на высотах до 900 километров над поверхностью Земли; время одного полного оборота спутника будет 1 час 35 минут, угол наклона орбиты к плоскости экватора равен 65°. Над районом города Москвы 5 октября 1957 года спутник пройдет дважды — в 1 час 46 мин. ночи и в 6 час. 42 мин. утра по московскому времени. Сообщения о последующем движении первого искусственного спутника, запущенного в СССР 4 октября, будут передаваться регулярно широковещательными радиостанциями. Спутник имеет форму шара диаметром 58 см и весом 83,6 кг. На нем установлены два радиопередатчика, непрерывно излучающие радиосигналы с частотой 20,005 и 40,002 мегагерц (длина волны около 15 и 7,5 метра соответственно). Мощности передатчиков обеспечивают уверенный прием радиосигналов широким кругом радиолюбителей. Сигналы имеют вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 сек, с паузой такой же длительности. Посылка сигнала одной частоты производится во время паузы сигнала другой частоты. Научные станции, расположенные в различных точках Советского Союза, ведут наблюдение за спутником и определяют элементы его траектории. Так как плотность разреженных верхних слоев атмосферы достоверно неизвестна, в настоящее время нет данных для точного определения времени существования спутника и места его вхождения в плотные слои атмосферы. Расчеты показали, что вследствие огромной скорости спутника в конце своего существования он сгорит при достижении плотных слоев атмосферы на высоте нескольких десятков километров. В России еще в конце XIX века трудами выдающегося ученого К. Э. Циолковского была впервые научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи ракет. Успешным запуском первого созданного человеком спутника Земли вносится крупнейший вклад в сокровищницу мировой науки и культуры. Научный эксперимент, осуществляемый на такой большой высоте, имеет громадное значение для познания свойств космического пространства и изучения Земли как планеты нашей Солнечной системы. В течение Международного геофизического года Советский Союз предполагает осуществить пуски еще нескольких искусственных спутников Земли. Эти последующие спутники будут иметь увеличенные габариты и вес, и на них будет проведена широкая программа научных исследований. 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. «Правда» 5.10.1957 |
 Запуск первого в мире искусственного спутника Земли |
Первый спутник летал 92 дня (до 4 января 1958 г., 1440 оборотов), блок «А» — 60 дней (до 2 декабря 1957 г., 882 оборота вокруг Земли), после чего они вошли в атмосферу и сгорели. Радиопередатчики ПС работали 3 недели. Спутник наблюдался на небе как объект 6-й, а блок «А» — 1-й звездной величины.
Научно-инженерные задачи полета ПС были выполнены полностью. Радиопередатчики спутника обеспечили возможность систематических наблюдений за его орбитой. При этом выбор длин волн и большая мощность передатчиков (на волне 15 м радиосигналы ИСЗ принимались на расстоянии до 10-12 тыс км) позволили провести ряд исследований по распространению радиоволн в ионосфере. Характер торможения ИСЗ и последней ступени РН верхней атмосферой позволил оценить ее плотность. Был экспериментально достигнут расчетный температурный диапазон внутри термоконтейнера, подтверждены работоспособность и соответствие расчетным параметрам выбранной конструктивно-компоновочной схемы ИСЗ.
Наконец, самое главное.
Политический и общественный резонанс в мире, вызванный запуском ПЕРВОГО ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА Земли, был ошеломляющим.
 Госкомиссия по испытаниям ракеты Р-7 и первого спутника, а также руководители испытаний. Площадка 10 полигона Тюратам, осень 1957 г. Слева направо сидят: Г.Р.Ударов, А.И.Семёнов, А.Г.Мрыкин, М.В. Келдыш, С.П.Королёв, В.М.Рябиков, М.И. Неделин, Г.Н. Пашков, М.С. Рязанский, К.Н.Руднев, В.П.Глушко, В.П.Бармин, В.И.Кузнецов; стоят: П.Е.Трубачёв, Г.А. Тюлин, Н.Н.Смирницкий, Н.А.Пилюгин, А.А.Васильев, В.И.Ильюшенко, А.И. Носов, А.Ф. Богомолов, К.Д. Бушуев, В.И.Курбатов, К.В.Герчик |
Руководство СССР и, прежде всего, лидер страны Н.С.Хрущев с изумлением и восторгом наблюдали, как «оценивающее любопытство западных стран сменяется восхищением, смешанным с завистью» (С.Н.Хрущев). Идеологические клише типа «социализм — это и есть та надежная стартовая площадка, с которой Советский Союз запускает свои космические корабли» мгновенно утвердились в качестве беспроигрышных козырей — как на международной арене, так и в «домашних разборках» (не следует забывать, только-только на XX съезде коммунистической партии был развенчан культ личности И.В.Сталина, затем — едва не удавшийся переворот т.н. «антипартийной группы Маленкова, Молотова, Кагановича и примкнувшего к ним Шепилова»; тройственная агрессия Великобритании, Франции и Израиля против Египта, кровавые события в Венгрии… Мир бурлил, политические страсти бушевали, «холодная» война, казалось, вот-вот перерастет в войну «горячую»… НИКТО из политиков ведущих держав мира даже НЕ ДОГАДЫВАЛСЯ о роли СПУТНИКОВ В ИСТОРИИ).
В США восприняли запуск ИСЗ как удар по своему могуществу и престижу. Устами своего министра обороны американцы вынуждены были констатировать, что «неограниченные цели и полная победа в войне [с СССР] более недостижимы»…
| В Соединенных Штатах в одночасье вспыхнула истерия «ракетного отставания». Аналитики ЦРУ, оценив размеры выведенной на орбиту последней ступени РН в 16 -17 м (фотограмметрия), с удивлением обнаружили, что не располагают даже концепцией подобной РН (при реконструкции ее облика, например, предполагались параллельно установленные блоки первой и второй ступеней одинаковой (!) длины). |
9 октября 1957 г. — через пять дней после запуска Первого ИСЗ — «Правда» писала: «... Для перехода к осуществлению космических полетов с человеком необходимо изучить влияние условий космического полета на живые организмы. В первую очередь это изучение должно быть проведено на животных. Так же, как это было на высотных ракетах, в Советском Союзе будет запущен спутник, имеющий на борту животных в качестве пассажиров, и будут проведены детальные наблюдения за их поведением и протеканием физиологических процессов».
Такая программа казалась логичной, принципиально важной и достаточно сложной технически. Но никто не предполагал, что это программа не грядущих лет, а ближайших недель…
В распоряжении ОКБ-1 находились прошедшая стендовые испытания вторая ракета-носитель 8К71ПС и дублирующий комплект ПС, созданные по Постановлению правительства о запуске «простейшего спутника». На базе этой матчасти можно было попытаться закрепить успех Первого ИСЗ.
Наш второй искусственный спутник был создан как импровизация, фактически без разработки «нормальной» технической документации и всего за 22 дня (рекорд, вполне достойный книги Гиннеса).
В этой связи небезынтересно привести воспоминания сына Н.С.Хрущева — Сергея, инженера-ракетчика («Никита Хрущев: кризисы и ракеты»):
«…Королёв не зря торопился первым запустить спутник. Теперь настал час его анонимного всемирного торжества — он впереди планеты всей…
 После запуска Первого спутника Н.С.Хрущев не раз прибегал к помощи «космических козырей» в политической игре с Западом Фото из Библиотеки Конгресса США |
Возвратившись [из Киева] в Москву, отец получил предложения Королёва о запуске новых двух спутников: одного — массой в несколько сотен килограммов — немедленно, другого — еще тяжелее, около тонны, — через полгода. Успех окрылил Королёва, он планировал форсировать двигатели и на модернизированной «семерке» начать запуски сверхтяжелых спутников и даже межпланетных зондов.
К этой новой ракете Королёв теперь примеривал свои полумечты-полупланы.
 Подготовка к запуску Второго ИСЗ |
Отец в принципе поддержал Сергея Павловича. Он тоже «заболел» космосом. Однако, стоя обеими ногами на земле, поинтересовался, не повредит ли такой оборот испытаниям боевой ракеты. Пропаганда пропагандой, наука наукой, но оборона — прежде всего. Королёв заверил: ни в коей мере. Испытания уложатся в год, возможно, чуть больше. Несоразмерил он свои силы, ошибся или покривил душой, но «семерку» удалось принять на вооружение лишь через три с лишним года, в начале 1960-го.
Второй спутник Сергей Павлович предложил запустить к празднику, в этом году исполнялась круглая дата — сорокалетие революции. Отец засомневался, не принесла бы спешка вреда, вместо подарка получим сплошное расстройство. Королёв уговорил его. Он не сомневался в успехе, ну а ежели что, то просто промолчим. Дома отец поделился со мной новостью: к празднику на орбиту выйдет новый спутник с собакой на борту.
Хочу прояснить одно недоразумение. Не раз в воспоминаниях свидетелей и участников событий тех лет мне приходилось читать, как Королёв передавал своим коллегам то пожелания, а то и требования отца запустить спутник или космический корабль к очередной знаменательной дате. В самой такой постановке с точки зрения принятых у нас стереотипов нет ничего предосудительного. Все эти годы мы сдавали дома, заводы, мосты к дате. Не было бы ничего удивительного и в подобных просьбах отца, если бы они попросту были. Скорее всего, авторы искренне заблуждаются, память подводит. А возможно, Сергей Павлович, желая прибавить обороты, использовал не только свой авторитет, но и отца.
| Схема размещения аппаратуры на Втором спутнике: 1 — сбрасываемый защитный конус; 2 — прибор для регистрации УФ и рентгеновского излучения Солнца; 3 — сферический контейнер с радиопередатчиками; 4 — силовая рама; 5 — гермокабина с подопытным животным |
От отца я не раз слышал о предложениях Королёва запустить что-нибудь новенькое, невиданное к «красному» дню. Желание понятно, а подогнать сроки, особенно если впереди несколько месяцев, несложно. Отец же шутил: «Поспешишь — людей насмешишь». Пока спутники запускались в беспилотных вариантах, его еще удавалось уговорить…*»
*Справедливости ради следует привести и иное мнение о коллизиях тех лет, выраженное, в частности, в мемуарах Б.Е.Чертока: «...Хрущев пригласил Королёва, Келдыша, Руднева и намекнул, что необходим космический подарок к сороковой годовщине Великой Октябрьской социалистической революции. Королёв возражал: осталось меньше месяца. Повторять такой же пуск нет никакого смысла, а разработать и изготовить другой спутник просто невозможно. Про себя Королёв справедливо опасался: этот предпраздничный подарок может закончиться очередной аварией... Но Хрущев был неумолим. Политический успех, который мы принесли, и еще один сенсационный космический пуск для него были важнее доводки межконтинентальной ядерной ракеты...»
12 октября 1957 г. в ОКБ-1 поступило правительственное задание подготовить запуск второго ИСЗ к 40-летию Великой Октябрьской социалистической революции.
В тот же день было принято решение делать спутник неотделяемым от последней ступени РН, конструктивно на базе сферического гермокорпуса ПС и герметичной кабины животного (ГКЖ) из программы вертикального запуска на ракете Р-2А. Кроме того, в состав ИСЗ вошли прибор СП-65 для изучения рентгеновского и ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца, разработанный под руководством профессора С.Л.Мандельштама, прибор для измерения интенсивности космических лучей академика С.Н.Вернова, а также телеметрическая аппаратура «Трал» второй ступени РН.
 Радиотелеметрические станции «Трал»  Пульт и фотоблоки станции «Трал» |
Идею неотделяемого КА подсказал факт длительного полета центрального блока РН Первого спутника. Упрощение конструкции достигалось также тем, что аппарат собирался по блочной схеме путем закрепления оборудования в передней части ракеты на ферме; в переходнике ЦБ частично утапливалась «изюминка» второго ИСЗ — ГКЖ. Последняя включала аппаратуру контроля жизнедеятельности и обеспечения условий для существования животного — регенеративную установку, кормушку и простейшую систему терморегулирования по типу примененной для Первого ИСЗ. Кабина животного изготавливалась из алюминиевых сплавов. На одной из эллиптических крышек имелся иллюминатор. Регенерация воздуха в ГКЖ обеспечивалась применением специализированных высокоактивных химических соединений щелочных металлов, выделявших необходимый для дыхания животного кислород, поглощавших углекислоту и избыток водяных паров. Регенерирующие вещества в виде пластин размещались в кожухах коробчатого сечения с обеих сторон от подопытного животного. Интенсивность процессов регенерации регулировалась автоматически. Поскольку в условиях невесомости конвекция отсутствует, имелась система принудительной вентиляции.
В конструкцию ЦБ ракеты добавили второе противосопло в баке окислителя, чтобы свести к минимуму угловую скорость вращения после выведения на орбиту.
Решение не отделять КА от носителя позволило использовать телеметрическую аппаратуру «Трал-Ц» второй ступени путем ее программного переключения на спутник после окончания телеметрирования параметров активного участка полета ракеты. При этом потребовалось исключить электромеханический преобразователь напряжения (умформер), который не мог длительное время функционировать в открытом космосе. В течение трех недель, работая практически непрерывно, конструкторы ОКБ МЭИ М.Е.Новиков, С.М.Попов, П.Ж.Крисс и В.И.Глухов изготовили статические полупроводниковые преобразователи питания и трехфазный формирователь опорного напряжения на частоту 500 Гц.
Для реализации расчетного температурного режима переходной отсек ЦБ отполировали, ввели теплоизолирующие прокладки, на блоках питания установили полированные экраны, на телеметрической аппаратуре — медные щиты для отвода тепла. Кроме того, был установлен временной механизм (электрочасы) и коммутационное устройство для включения научной и измерительной аппаратуры над территорией СССР и ее выключения при уходе за пределы страны: считывалась информация об интенсивности солнечного излучения в различных областях спектра; вариации интенсивности первичного космического излучения; характеристики жизнедеятельности животного — движения относительно лотка, частота дыхания (периметр грудной клетки), параметры сердечно-сосудистой системы (артериальное давление и электрокардиограмма). Измерялась также температура в 12 точках ИСЗ. Для улучшения радиолокационной заметности на ЦБ установили раскрывающиеся уголковые отражатели.
 Макет герметичной кабины животного, которая устанавливалась на Втором ИСЗ Фото И.Маринина |
19 октября ракета 8К71ПС №М1-2ПС была отправлена на полигон. Сюда же по частям доставили ферму, кабину животного и гермокорпус аналога ПС. Пробную сборку второго ИСЗ* на макете РН сделали еще на заводе, там же провели нужные доработки по ферме, что позволило на полигоне собрать конструкцию «как в аптеке».
*Задним числом Второй ИСЗ стали именовать «ПС-2», а Первый спутник, соответственно, «ПС-1».
С 22 октября началась подготовка к запуску.
| К полету готовили трех собачек: «первая летная» — Лайка, «вторая летная» — Альбина (до этого уже дважды успешно поднималась на исследовательских ракетах), «технологическая» — Муха. Перед самым вывозом ракеты со спутником на старт ответственные представители промышленности с ужасом обнаружили, что электрочасы, которые должны были по ходу орбитального полета периодически отключать бортовые приборы, отключали от источников тока и себя, после чего, разумеется, «умирало все и сразу». Вывоз РН задержали, схему перепаяли и перепроверили. |
Программа активных научных исследований, связанных с проведением измерений на орбите, была рассчитана на семь суток. После прекращения работы радиопередатчиков и радиотелеметрической аппаратуры наблюдение за ИСЗ (с целью изучения верхних слоев атмосферы по изменению его орбиты) планировалось с помощью оптических и радиолокационных средств.
 Модульная конструкция Второго спутника: приборный блок (СП-65) — блок передатчиков (аналог Первого ИСЗ) — кабина Лайки — блок телеметрической аппаратуры (единый для РН и ИСЗ) — последняя (неотделяемая) ступень ракеты-носителя. В корпусе РН дополнительно размещались два прибора для регистрации космических лучей, программно-временное устройство и источники электропитания Фото И.Афанасьева |
3 ноября 1957 г. в 5 час 30 мин 42 сек по московскому времени состоялся старт. Команда на выключение ДУ центрального блока «А» была подана от датчика по израсходованию окислителя. Скорость в этот момент — 7945,3 м/с (расчетное значение 7974… 8124 м/с), высота 223,7 км, угол вектора скорости с местным горизонтом 0°12'. Орбита выведения имела следующие параметры:
— наклонение — 65,3°;
— высота перигея — 225 км;
— высота апогея — 1671 км;
— период обращения — 103,75 мин.
Расчетные значения высоты орбиты были 223х945...1555 км.
Спутник просуществовал в космосе 162 дня и вошел в плотные слои атмосферы 14 апреля 1958 г., сделав 2370 оборотов вокруг Земли. Телеметрическая информация, как и планировалось, принималась в течение недели. Масса этого первого в мире биологического спутника — 508,3 кг, вместе с блоком «А» — 7,79 т.
Были получены данные по космическим излучениям, поведению животного*, параметрам функционирования ГКЖ. Лайка жила в космосе 5-6 часов, затем погибла от перегрева, так как кабина, заимствованная с ракеты для вертикального зондирования, не была рассчитана на длительное пребывание животного в орбитальном полете.
*На взлете, при действии перегрузок, сердце Лайки сокращалось с интенсивностью более 260 тактов в минуту (в три раза выше нормы). Частота дыхания также выросла в 4-5 раз. Данные электрокардиограммы существенных нарушений не показали. В целом, вывод на орбиту Лайка перенесла удовлетворительно.
| Телеметрия с борта Второго ИСЗ поставила ученых в тупик. Прибор СП-65 имел три входных устройства, расположенных под углом 120° друг относительно друга. По соображениям экономии телеметрических каналов их выходы объединили: предполагалось, что, когда солнечное излучение попадало в одно из входных устройств (напомним — КА был неориентированным), выходные сигналы двух других были близки к нулю и не влияли на показания первого. Ожидаемый сигнал в виде характерных «ступенек» обуславливался скачкообразной сменой фильтров (тонкие металлические и органические пленки) перед приемником излучения. Прибор включался автоматически на короткие промежутки времени при прохождении спутника в зоне приема советских телеметрических станций; всего было получено девять фрагментов телеметрии, каждый длительностью 2-3 мин, на шести витках в первые сутки и на третьем витке вторых суток (напомним, общее время активного существования ИСЗ — 7 суток). Как правило, полученные сигналы не имели «ступенек», а свидетельствовали о плавном нарастании и спаде регистрируемого излучения. Изредка шел ступенчатый сигнал, качественно соответствующий ожидаемому. Большей частью регистрировался некоторый фон. Регулярное прохождение контрольного сигнала — импульса высокого напряжения по тракту регистрации — свидетельствовало об исправности аппаратуры. Неполный телеметрический охват и неудачная идея «солнечнозрячего» прибора с априорным «обнулением» теневых каналов не позволили тогда отечественным специалистам интерпретировать эти нарастания и спады излучения. Отметим, что американским ученым под руководством Джеймса Ван Аллена (James Van Allen) по результатам измерений гораздо более простого «ненаправленного» прибора — счетчика Гейгера-Мюллера на КА Explorer 1 — удалось однозначно связать плавную цикличность с периодическим прохождением спутника через зоны пространственно «изотропной» радиации — радиационные пояса Земли. |
Что же получило человечество в результате запусков Первого и Второго в мире ИСЗ?
«…В итоге наблюдений, проводившихся за движением обоих спутников, и регистрации данных измерений, получены... уникальные материалы…
...Блестяще подтвердились все основные исходные положения, которые были использованы при создании… спутников.
...Полученные... результаты траекторных измерений позволят установить…
процесс эволюции параметров орбит спутников и получить новые данные о фактическом изменении плотности в верхних областях атмосферы. Интересные данные получены по тепловым режимам на спутниках в процессе их обращения вокруг земного шара…
| Прибор СП-65 Второго советского ИСЗ: более сложный, чем счетчик Гейгера-Мюллера на первом американском КА Explorer 1, он уступил конкуренту честь открытия радиационного пояса Земли Фото В.Куприянова |
…Можно вспомнить о тех опасениях, которые высказывались по поводу вероятности встречи спутников с метеоритами или с космическими частицами, способными… пробить или даже разрушить спутник. За время работы радиостанций советских спутников... никаких повреждений зарегистрировано не было.
...Ценные материалы получены в результате... систематических радионаблюдений за ИСЗ. Полученные данные позволяют практически оценить распространение радиоволн в ионосфере, включая области, находящиеся выше максимума ионизации основного ионосферного слоя…
...Большую ценность имеет полученный при полете второго спутника материал по изучению космических лучей,… огромный интерес… — изучение биологических явлений при полете живого организма в космическом пространстве.
...Надежный мост с Земли в космос уже перекинут запуском советских искусственных спутников, и дорога к звездам открыта!
С.П.Королёв, декабрь 1957 г.»
И еще. Цитата из «Таймс»: «Честь и хвала русским. Они, подобно мореплавателям — первооткрывателям новых земель XV века, разбудили воображение. Вслед за полетом в космос неотвратимо грядет изучение новых миров…»
Когда 15 мая 1958 г. в СССР был запущен многоцелевой Третий спутник (объект Д) — прообраз современных автоматических научных станций — лидер страны Н.С.Хрущев не упустил случая «запихнуть американцам ежа в штаны». Он заявил, что США придется запустить «много спутников размером с апельсин, чтобы догнать Советский Союз».
Новый космический успех — и рекорд! — был, действительно, впечатляющим. Масса ИСЗ составила 1327 кг, в т.ч. научной и измерительной аппаратуры вместе с источниками электропитания 968 кг*. Спутник был выполнен как ггермоконтейнер конической формы длиной 3,57 м, с диаметром основания 1,73 м (без учета выступающих антенн). Ряд средств массовой информации окрестил этот ИСЗ «летающим автомобилем».
*Источники электропитания составляли львиную долю указанной массы, что было вызвано отсутствием в ту пору единых подходов к параметрам и качеству тока.
Разработка эскизного проекта объекта Д и РН 8А91 для его запуска в ОКБ-1 была завершена 24 июля 1956 г.
Плотное размещение большого количества чувствительной аппаратуры потребовало тщательной проработки компоновки ИСЗ с целью исключения взаимного влияния отдельных приборов.
Внутри гермокорпуса на т.н. задней приборной раме, выполненной из магниевого сплава, были расположены: радиотелеметрическая («Трал») и радионавигационная («Факел-Д» и «Факел-М» для контроля орбиты) системы, программно-временное устройство, блоки командной радиолинии (МРВ-2М) и системы обеспечения теплового режима, электрохимические источники тока. Здесь же была установлена научная аппаратура для измерения интенсивности первичного космического излучения и регистрации ядер тяжелых элементов в космических лучах, а также для регистрации ударов микрометеоров (на «заре космической эры» этого весьма опасались).
На передней приборной раме были размещены: аппаратура для измерения давления, ионного состава атмосферы, концентрации положительных ионов, величины электрического заряда, напряженности электростатического и магнитного полей, интенсивности корпускулярного излучения Солнца. Здесь же был установлен один из радиопередатчиков («Маяк»). Всего спутник нес на борту 12 научных приборов.
 Приборный блок Третьего ИСЗ: объем и масса впечатляют… Фото И.Маринина |
Помимо химических источников электропитания, спутник оснащался секциями полупроводниковых солнечных батарей (СБ) — четыре малые секции на переднем днище, четыре секции на боковой поверхности и одна — на заднем днище (что обеспечивало всенаправленность диаграммы приема излучения). Регулирование теплового режима ИСЗ осуществлялось путем изменения принудительной циркуляции теплоносителя (газообразный азот), а также изменением коэффициента собственного излучения ИСЗ. С этой целью на боковой поверхности спутника были установлены 16 секций автоматически управляемых жалюзи.
 Научная аппаратура Третьего спутника: 1 — магнитометр; 2 — фотоумножители для регистрации корпускулярного излучения Солнца; 3 — солнечные батареи; 4 — прибор для регистрации фотонов в космических лучах; 5 — магнитный и ионизационный манометры; 6 — ионные ловушки; 7 — электростатические флюксметры; 8 — масс-спектрометр; 9 — прибор для регистрации тяжелых ядер в космических лучах; 10 — прибор для измерения интенсивности первичного космического излучения; 11 — датчики для регистрации микрометеоров |
Третий ИСЗ был оснащен совершенной для своего времени измерительной и радиотелеметрической аппаратурой (система «Трал» работала с запоминающим устройством), при этом результаты измерений запоминались и с большой скоростью сбрасывались на приемные пункты при пролете спутника над территорией СССР.
Носитель 8А91 для запуска Третьего ИСЗ стал, фактически, первой отечественной «чисто космической» ракетой. Первые два спутника были выведены на орбиту модернизированными опытными МБР Р-7; новая же ракета изначально разрабатывалась специально для объекта Д и последующих ИСЗ. По сравнению с базовой Р-7 она была облегчена и оснащена модифицированными ЖРД с увеличенным удельным импульсом (стартовая масса 8А91 — 268,6 т).
 МБР Р-7, модернизированная для запуска спутника ПС |
В октябре 1957 г. — марте 1958 г. в Подлипках были изготовлены четыре «пакета» 8А91: два отправлены на наземные стендовые испытания, а два (№Б1-1 и Б1-2) — на полигон Тюратам.
Подготовка спутника на технической позиции космодрома проходила в апреле 1958 г. При этом особое внимание уделялось проверке впервые примененных солнечных батарей.
| Первый пуск носителя 8А91 (№Б1-2) с объектом Д-1 был произведен 27 апреля 1958 г., но ИСЗ на орбиту не вышел из-за гибели РН (на участке работы первой ступени, в Т+88 с, возникли резонансные колебания боковых блоков, которые привели к разрушению ракеты на 96 сек полета). Вот что вспоминает об этом участник событий О.Г.Ивановский: «Это была наша первая [космическая] авария. Ракета упала на полигоне, километрах в 100 от старта. Спутник оторвался и упал отдельно. Поэтому, видимо, и уцелел. ИСЗ нашли (он слегка сплющился), привезли в монтажно-испытательный корпус. При вскрытии, когда отстыковали заднее днище, спутник начал гореть: произошло короткое замыкание обгоревших проводов. И мы «впороли» ему внутрь три или четыре огнетушителя, чтобы сбить огонь...» |
15 мая 1958 г. состоялся успешный пуск РН 8А91 (№ Б1-1) — Третий советский ИСЗ вышел на близкую к расчетной орбиту с параметрами:
— наклонение — 65,2°;
— высота перигея — 226 км;
— высота апогея — 1881 км;
— период обращения — 105,95 мин.
Спутник активно функционировал до 3 июня 1958 г.*, а баллистическое существование прекратил 6 апреля 1960 г., совершив 10037 оборотов вокруг Земли. С его многочисленных приборов была получена обильная телеметрия, а впоследствии — богатая научная «жатва».
Первые советские спутники вошли в историю космонавтики как отправная веха, НАЧАЛО. Их создание, запуск и орбитальный полет позволили получить уникальный научно-инженерный опыт, необходимый для перехода к следующим, уже планомерным этапам освоения космического пространства**.
*Последние радиосигналы передатчика «Маяк» с питанием от СБ принимались на территории СССР утром 6 апреля 1960 г. на 10035 витке орбиты.
**В последующих главах, посвященных отдельным членам и кандидатам в «космический клуб», мы — где это целесообразно — будем рассматривать, помимо «первых шагов», и «вторые», и даже «третьи»…
Однако главное на тот период — в корне изменилась политическая и военно-стратегическая ситуация на мировой арене. Вряд ли кто из лидеров крупнейших государств до 4 октября 1957 г. мог предположить, что придется иметь дело с тематикой, более подходящей для научно-фантастических изданий. Эра спутников кардинально меняла приоритеты и масштаб человеческой цивилизации.
«Вся суть — в переселении с Земли и в заселении Космоса» (К.Циолковский). Неужели подобные пророчества — ИСТИНА?
P.S.: Развивая идеи К.Э.Циолковского, крупный американский ученый-космист Краффт Эрике (Krafft A.Ehricke)* отмечает: «…Природа, как известно, хитра, но не злонамеренна: не существует каких-либо непреложных законов, препятствующих дальнейшему расширению среды обитания человечества. Совсем наоборот: существует нечто, что может быть названо «внеземным императивом». То есть существует настоятельное требование к выходу земной жизни с поверхности Земли в истинно трехмерное пространство — космическое, ибо внутрипланетных ресурсов недостаточно, чтобы обеспечить безграничное развитие жизни».
...Приятно сознавать: и в концептуальных идеях, и в инженерных решениях, и в технической реализации того, что сейчас называют космонавтикой, Россия во многом опережает Запад — своего извечного ментора и мирового лидера всевозможных инноваций. Первый спутник — ярчайший тому пример.
*В прошлом один из разработчиков А-4 («Фау-2»), после переезда в США работал на фирме Convair; главный конструктор первой в мире криогенной ракетной ступени Centaur.