на чем летал гагарин в космос название ракеты
Первый в мире: как создавался космический корабль «Восток»
Первый в мире: как создавался космический корабль «Восток»
Подготовка к космическому прыжку
Работа над созданием корабля-спутника для выполнения полета человека в космос официально была начата 22 мая 1959 года – в этот день вышло соответствующее постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР. Однако в действительности к проектированию приступили еще в 1957 году специалисты опытно-конструкторского бюро ОКБ-1. Ныне это Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени Сергея Павловича Королева, и привязка к имени выдающегося советского конструктора неслучайна. Именно Королев был начальником отдела № 3 Специального конструкторского бюро СКБ-88, на базе которого и было создано ОКБ-1. Королев же оказался и главным ответственным за создание корабля «Восток-1».
Безусловно, работа не велась с нуля. К маю 1959 года Советский Союз имел в своем активе сразу несколько важнейших космических достижений. Так, в 1954 году была начата разработка двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, которая 21 августа 1957 года первой в мире доставила боеголовку на межконтинентальную дальность. Она была разработана во все том же ОКБ-1. Параллельно с этим, в 1956 году, начались работы по созданию «Объекта Д» – спутника массой 1000-1400 килограммов, оснащенного аппаратурой для научных исследований. Предполагалось, что он станет первым объектом, запущенным в космос. Впоследствии от этой затеи пришлось отказаться и заменить «Объект Д» на простейший спутник, получивший название «Спутник-1» или ПС-1.
Именно ПС-1 4 октября 1957 года был запущен в космос на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе Р-7. А уже через месяц, 3 ноября 1957 года, Советский Союз первым в мире осуществил запуск спутника с живым существом на борту – на советском корабле «Спутник-2» земную орбиту отправилась покорять собака-космонавт Лайка. В дальнейшем СССР добился еще нескольких важных космических достижений. Так, 14 сентября 1959 года межпланетная станция «Луна-2» первой в мире совершила посадку на внеземное тело, а станция «Луна-3» 7 октября 1959 года впервые смогла сделать фотографии обратной стороны Луны. Таким образом, к осуществлению первого пилотируемого полета в космос СССР подошел в абсолютной готовности совершить еще один внеземной прорыв.
Проект «Восток»
«На момент запуска, скажем так, лишней информации о корабле не разглашалось. Сообщалось, что это просто корабль-спутник, аналогичный тем, что Советский Союз запускал с 1957 года. Но в действительности это был тот самый первый шаг, необходимый для запуска Гагарина в космос. Конечно, корабль 1КП являлся упрощенной версией «Востока-1» – это был его прототип, у которого отсутствовали теплозащита и системы жизнеобеспечения и посадки. Но этот пуск позволил понять, что мы движемся в нужном направлении. Это обычная практика при решении столь серьезных задач», – объясняет эксперт.
Ракета, ставшая легендой
Ракете-носителю было дано обозначение 8К72К. Ее длина составляла 38,2 метра, диаметр – 10,3 метра. Вес «Востока» насчитывал около 287 тонн. Выводить же в космос ракета могла до 4725 килограммов полезного груза. В качестве топлива двигатели всех ступеней использовали керосин и жидкий кислород.
Благодаря характерной компоновке ракеты Р-7, обладающей центральным блоком и 4 подвесными сбрасываемыми блоками, ракета-носитель«Восток» оказалась исключительно устойчивой на стартовом столе пусковой площадки. Первая и вторая ступени состояли из пят блоков: центрального (длиной 28,75 метра, наибольший диаметр 2,95 метра) и четырех боковых (19,8 и 2,68 метра соответственно). Боковые блоки имели коническую форму и могли отделяться от центрального в полете перед окончанием работы двигателей. Что же касается третьей ступени, то она была установлена на центральном блоке и соединена с ним стержнем. Центральный блок ракеты обладал жидкостным ракетным двигателем (ЖДР), развивающим тягу в 941 килоньютон. ЖРД каждого бокового блока имел тягу в один меганьютон, двигатель третьей ступени – 54,5 килоньютона. При этом основные и рулевые камеры каждого ЖРД имели общий турбонасосный агрегат.
Впервые ракета-носитель «Восток» стартовала 23 сентября 1958 года, однако этот полет, как и следующие два старта, закончился аварией. Зато четвертый пуск увенчался успехом – 2 января 1959 года ракет вывела в космос автоматическую межпланетную станцию «Луна-1», которая хоть и не добралась до самой Луны, но смогла развить вторую космическую скорость, а также стать искусственным спутником Солнца. Также благодаря «Востоку» благополучно были выведены в космос и станции «Луна-2» и «Луна-3».
Характеристики корабля
Корабль «Восток», без сомнений являвшийся для своего времени передовым словом в инженерно-конструкторской мысли, все-таки существенно отличается от современных аппаратов. Главное отличие – он представлял собой корабль-спутник, то есть не мог выполнять орбитальные маневры. Длина корабля составляла 4,3 метра, максимальный диаметр – 2,43 метра, стартовая масса – все те же 4725 килограммов, на которые и была рассчитана ракета-носитель.
Корабль вмещал всего одного члена экипажа и мог совершить полет продолжительностью до 10 суток. Состоял «Восток» из двух отсеков: спускаемого аппарата сферической формы, предназначенного для размещения космонавта, и конического приборно-агрегатного отсека, в котором находились аппаратура и оборудование основных систем корабля, а также тормозная двигательная установка. За пилотирование отвечали системы автоматического и ручного управления, автоматической ориентации на Солнце и ручной – на Землю; за контроль состояния человека и систем корабля – специальная радиотелеметрическая аппаратура.
Внутри кабины корабля также были установлены две телевизионные камеры для наблюдения за космонавтом. Связь с Землей осуществлялась через двустороннюю радиотелефонную связь посредством аппаратуры, работающей в ультракоротковолновом и коротковолновом диапазонах. Помимо этого, важная роль была отведена и системам жизнеобеспечения и терморегулирования.
Герметичный спускаемый аппарат имел три иллюминатора: один технологический и два с отделяемыми при помощи пиротехнических устройств крышками для катапультирования кресла с космонавтом и выбрасывания парашюта. В целях безопасности космонавт во время всего полета находился в скафандре. На случай разгерметизации кабины в скафандре был запас кислорода на четыре часа, он обеспечивал защиту космонавта при катапультировании кресла на высоте до 10 километров. При выведении на орбиту корабль закрывался сбрасываемым головным обтекателем, имевшим люк для аварийного катапультирования космонавта. После полета спускаемый аппарат возвращался на Землю по баллистической траектории. На семикилометровой высоте осуществлялось катапультирование, затем космонавт в скафандре отделялся от кресла и самостоятельно спускался на парашюте. Кроме того, предусматривалась возможность приземления спускаемого аппарата без катапультирования, с космонавтом на борту.
«Это было рискованно. Как признавали впоследствии сами конструкторы, такие меры повысили риски на 50 %. Хотя последующий анализ всех технических средств, которые применялись, давал более высокий уровень вероятности успешного полета – примерно 70 %. Но риск все равно был. С другой стороны, корабль был отработан достаточно хорошо с учетом того времени, которое отводилось на его создание», – объясняет историк.
Автор: Константин Липавский
Источник фото: пресс-служба Госкорпорации «Роскосмос»
Он сказал: «Поехали» Техническая сторона полета Юрия Гагарина в космос
Первый полет человека в космос стал настоящим прорывом, подтвердив высокий научный и технический уровень СССР и ускорив развитие космической программы в США. Между тем, этому успеху предшествовала трудная работа над созданием межконтинентальных баллистических ракет, прародительницей которых стала разработанная в нацистской Германии «Фау-2».
Сделано в Германии
«Фау-2», известная также как V-2, Vergeltungswaffe-2, A-4, Aggregat-4 и «Оружие возмездия», была создана в нацистской Германии в начале 1940-х годов под руководством конструктора Вернера фон Брауна. Это была первая в мире баллистическая ракета. «Фау-2» поступила на вооружение вермахта в конце Второй мировой войны и использовалась преимущественно для нанесения ударов по городам Великобритании.
Макет ракеты «Фау-2» и картинкой из фильма «Девушка на луне». Фото пользователя Raboe001 с сайта wikipedia.org
Немецкая ракета была одноступенчатой с жидкостным двигателем. Старт V-2 осуществлялся вертикально, а навигация на активном участке траектории осуществлялось автоматической гироскопической системой управления, в состав которой входили программные механизмы и приборы для измерения скорости. Немецкая баллистическая ракета была способна поражать объекты противника на расстоянии до 320 километров, а максимальная скорость полета V-2 достигала 1,7 тысячи метров в секунду. Боеголовка «Фау-2» оснащалась 800 килограммами аммотола.
«Фау-2» является первой в мире ракетой, совершившей суборбитальный космический полет. По окончании Второй мировой войны образцы V-2 попали в руки победителей, которые на ее основе начали разрабатывать собственные баллистические ракеты. Программы, основанные на опыте «Фау-2», вели США и СССР, а позже и Китай. В частности, советские баллистические ракеты Р-1 и Р-2, созданные Сергеем Королевым, в конце 1940-х годов базировались именно на конструкции «Фау-2».
Опыт этих первых советских баллистических ракет в дальнейшем был учтен при создании более совершенных межконтинентальных Р-7, надежность и мощность которых были настолько велики, что их стали использовать не только в военной, но и космической программе. Справедливости ради стоит отметить, что фактически СССР своей космической программой обязан самой первой «Фау-2», выпущенной в Германии, с картинкой из фильма 1929 года «Женщина на Луне», нарисованной на фюзеляже.
Межконтинентальное семейство
В 1950 году Совет Министров СССР принял постановление, в рамках которого начались научно-исследовательские работы в области создания баллистических ракет с дальностью полета в пять-десять тысяч километров. Изначально в программе участвовали больше десяти различных конструкторских бюро. В 1954 году работы по созданию межконтинентальной баллистической ракеты были поручены Центральному конструкторскому бюро №1 под руководством Сергея Королева.
Баллистическая ракета Р-1. Фото с сайта dic.academic.ru
Следует отметить, что неполадки были устранены довольно быстро. Уже 21 августа 1957 года был произведен успешный запуск Р-7, а 4 октября и 3 ноября этого же года ракета уже была использована для запуска первых искусственных спутников Земли.
Р-7 была жидкостной двухступенчатой ракетой. Первая ступень представляла собой четыре конических боковых блока длиной 19 метров и наибольшим диаметром три метра. Они располагались симметрично вокруг центрального блока, второй ступени. На каждом блоке первой ступени были установлены двигатели РД-107, созданные ОКБ-456 под руководством академика Валентина Глушко. Каждый двигатель имел шесть камер сгорания, две из которых использовались как рулевые. РД-107 работал на смеси жидкого кислорода и керосина.
В качестве двигателя второй ступени использовался РД-108, конструктивно основанный на РД-107. РД-108 отличался большим количеством рулевых камер и был способен работать дольше силовых установок блоков первой ступени. Запуск двигателей первой и второй ступени производился одновременно во время старта на земле при помощи пирозажигательных устройств в каждой из 32 камер сгорания.
В целом, конструкция Р-7 оказалась настолько удачной и надежной, что на основе межконтинентальной баллистической ракеты было создано целое семейство ракет-носителей. Речь идет о таких ракетах, как «Спутник», «Восток», «Восход» и «Союз». Этими ракетами осуществлялся вывод на орбиту искусственных спутников земли. На ракетах этого семейства свой первый полет в космос осуществили легендарные Белка и Стрелка и космонавт Юрий Гагарин.
«Восток»
Трехступенчатая ракета-носитель «Восток» из семейства Р-7 широко использовалась на первом этапе космической программы СССР. В частности, с ее помощью на орбиту были выведены все космические аппараты серии «Восток», космические аппараты «Луна» (с индексами от 1А, 1В и до 3), некоторые спутники серий «Космос», «Метеор» и «Электрон». Разработка ракеты-носителя «Восток» началась в конце 1950-х годов.
Ракета-носитель «Восток». Фото с сайта sao.mos.ru
Первый запуск ракеты, осуществленный 23 сентября 1958 года, оказался неудачным, как и большинство других пусков первого этапа испытаний. В общей сложности, на первом этапе были произведены 13 запусков, удачными из которых были признаны лишь четыре, включая полет собак Белки и Стрелки. Последующие запуски ракеты-носителя, также созданной под руководством Королева, были преимущественно успешными.
Как и у Р-7, первая и вторая ступени «Востока» состояли из пяти блоков (от «А» до «Д»): четырех боковых длиной 19,8 метра и наибольшим диаметром 2,68 метра и одного центрального длиной 28,75 метра и наибольшим диаметром 2,95 метра. Боковые блоки располагались симметрично вокруг центрального второй ступени. В них использовались уже проверенные жидкостные двигатели РД-107 и РД-108. В состав третьей ступени входил блок «Е» с жидкостным двигателем РД-0109.
Каждый двигатель блоков первой ступени имел тягу в пустоте в один меганьютон и состоял из четырех основных и двух рулевых камер сгорания. При этом каждый боковой блок оснащался дополнительными воздушными рулями для управления полетом на атмосферном участке траектории. Ракетный двигатель второй ступени обладал тягой в пустоте в 941 килоньютон и состоял из четырех основных и четырех рулевых камер сгорания. Силовая установка третьей ступени была способна обеспечивать тягу в 54,4 килоньютона и имела четыре рулевых сопла.
Установка запускаемого в космос аппарата производилась на третьей ступени под головным обтекателем, защищавшим его от неблагоприятного воздействия при прохождении через плотные слои атмосферы. Ракета «Восток» стартовой массой до 290 тонн была способна выводить в космос полезный груз массой до 4,73 тонны. В целом полет проходил по следующей схеме: зажигание двигателей первой и второй ступеней производилось одновременно на земле. После того как заканчивалось топливо в боковых блоках, они отделялись от центрального, продолжавшего свою работу.
После прохождения плотных слоев атмосферы сбрасывался головной обтекатель, а затем происходило отделение второй ступени и запуск двигателя третьей ступени, который отключался с отделением блока от космического аппарата после достижения расчетной скорости, соответствующей выведению корабля на заданную орбиту.
«Восток-1»
Космический корабль «Восток-1». Кадр видеозаписи с сайта NASA
Для первого запуска человека в космос использовался космический корабль «Восток-1», созданный для осуществления полетов по околоземной орбите. Разработка аппарата серии «Восток» началась в конце 1950-х годов под руководством Михаила Тихонравова и завершилась в 1961 году. К этому времени было произведено семь испытательных запусков, включая два с манекенами человека и подопытными животными. 12 апреля 1961 года космический корабль «Восток-1», запущенный в 9:07 утра с космодрома Байконур, вывел на орбиту летчика-космонавта Юрия Гагарина. Аппарат выполнил один виток вокруг Земли за 108 минут и совершил посадку в 10:55 в районе деревни Смеловка Саратовской области.
Масса корабля, на котором человек впервые отправился в космос, составляла 4,73 тонны. «Восток-1» имел длину 4,4 метра и максимальный диаметр 2,43 метра. В состав «Востока-1» входил сферический спускаемый аппарат массой 2,46 тонны и диаметром 2,3 метра и конический приборный отсек массой 2,27 тонны и максимальным диаметром 2,43 метра. Масса теплозащиты составляла около 1,4 тонны. Все отсеки были соединены между собой при помощи металлических лент и пиротехнических замков.
В состав аппаратуры космического корабля входили системы автоматического и ручного управления полетом, автоматической ориентации на Солнце, ручной ориентации на Землю, жизнеобеспечения, электропитания, терморегулирования, приземления, связи, а также радиотелеметрическая аппаратура для контроля за состоянием космонавта, телевизионная система, система контроля параметров орбиты и пеленгации аппарата, а также система тормозной двигательной установки.
Приборная панель космического корабля «Восток». Фото с сайта dic.academic.ru
Любопытно, что на «Востоке-1» имелся и прибор для определения точного местоположения корабля над поверхностью Земли. Он представлял собой небольшой глобус с часовым механизмом, который и показывал местоположение корабля. При помощи такого прибора космонавт мог принять решение о начале маневра на возвращение.
Схема работы аппарата при выполнении приземления была такова: в конце полета тормозная двигательная установка замедляла движение «Востока-1», после чего происходило разделение отсеков и начиналось отделение спускаемого аппарата. На высоте семи километров космонавт катапультировался: его спуск и спуск капсулы осуществлялись на парашютах раздельно. Так должно было быть по инструкции, но при завершении первого полета человека в космос почти все прошло совершенно иначе.
Бремя первых 60 лет полету Гагарина: как СССР раньше США отправил человека в космос
60 лет назад состоялся первый полет человека в космос. Первым на околоземной орбите оказался советский космонавт Юрий Гагарин, который на космическом корабле «Восток-1», стартовавшем на ракете «Восток» с космодрома Байконур, совершил один оборот вокруг Земли. Десятилетия назад данное событие выглядело как триумф советской науки и техники, что признавал и главный соперник СССР — США. О времени, когда в космической гонке двух сверхдержав лидировал Советский Союз, рассказывает «Лента.ру».
«Люди отправятся на Луну просто потому, что наступила Эра Космоса. Мы не можем отвернуться от прогресса, от науки, от Вселенной. Конкуренция с русскими, конечно, подталкивает нас вперед. Но сама Луна имеет мало общего с военными потребностями. Мы в пути, мы надеемся, ради престижа, из-за духа приключений, потому что Луна «там», и мы можем добраться до нее. Земляне — американцы, русские и все остальные люди планеты — идут на свидание со Вселенной. Время пришло. Мы уже в пути. Имеет ли значение, кто первым полетит на Луну?» — утверждалось в августе 1959 года в публикации американского журнала Popular Mechanics.
Ранее, в январе того же года, мимо Луны пролетела советская автоматическая межпланетная станция (АМС) «Луна-1», ставшая первым искусственным спутником Солнца.
Тогда же, комментируя в Конгрессе последние успехи СССР в космосе, немецко-американский конструктор Вернер фон Браун, известный как конструктор V-2, утверждал, что в технологиях межконтинентальных баллистических ракет (МБР) Соединенные Штаты минимум на пять лет отстают от Советского Союза. В США были уверены, что советские ракеты точнее и мощнее американских.
Через девять месяцев после заявления фон Брауна советская АМС «Луна-2» впервые достигла поверхности естественного спутника Земли. Как и «Луна-1», второй космический аппарат запускался ракетой «Восток», созданной на основе советской МБР Р-7.
Тяжелее и легче
Еще раньше, в октябре 1957 года, СССР на ракете «Спутник», созданной на основе все той же Р-7, запустил первый искусственный спутник Земли (ИСЗ) — «Спутник-1». Космический аппарат представлял собой шар диаметром 58 сантиметров, внутри которого находились, в частности, радиопередающее устройство, аккумулятор и система терморегулирования. Спутник перемещался по эллиптической орбите высотой 947 на 288 километров, а сигналы двух его радиопередатчиков, работавших на частотах 20 и 40 мегагерц, были доступны для приема практически всем радиолюбителям планеты.
«В результате большой напряженной работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли», — сообщал 4 октября ТАСС.
На околоземной орбите «Спутник-1» находился больше 92 дней, совершив 1 440 витков вокруг Земли и пролетев около 60 миллионов километров. В январе 1958 года космический аппарат сошел с орбиты и сгорел в плотных слоях атмосферы.
Второй ИСЗ СССР запустил практически через месяц после первого — 3 ноября 1957 года. Внутри «Спутника-2» находилась собака Лайка, ставшая первым животным на околоземной орбите. Второй космический аппарат получил более легкие батареи. Собака прожила всего несколько часов после запуска ИСЗ, погибнув от перегрева, при этом космический аппарат на околоземной орбите совершил 2 370 витков и в апреле 1958 года сгорел в атмосфере.
Соединенные Штаты свой первый спутник запустили позже Советского Союза — 1 февраля 1958 года. Для выведения первого американского ИСЗ использовалась баллистическая ракета Redstone. Главным отличием Explorer-I от «Спутника-1» были более легкие батареи. Хотя радиопередачи с американского космического аппарата принимались всего месяц, на орбите спутник находился до марта 1970 года.
То обстоятельство, что первые советские спутники были тяжелее американских, в СССР объясняли не конструктивными особенностями запускаемых космических аппаратов, например, массивностью батарей, а возможностями ракетной техники. В ответ на это США последовательно увеличивали грузоподъемность собственных ракет, которые по данному параметру уступали советским. Нельзя также утверждать, что советские ракеты по точности были хуже американских, поскольку, например, высоты перигея у «Спутника-1», «Спутника-2» и «Спутника-3» практически не отличались друг от друга.
Тогда же, в отличие от фон Брауна, немецкий ученый Герман Оберт заявлял, что в космонавтике США отстают от СССР не более чем на четыре месяца. «В настоящее время российское лидерство оценивается примерно в 18-20 месяцев», — считал другой эксперт, инженер Краффт Эрике из американской корпорации General Dynamics.
Собаки-космонавты
После выведения первых ИСЗ главной задачей на ближайшее время, стоявшей на рубеже 1950-1960-х годов перед советскими и американскими специалистами в области космонавтики, стала отправка человека в космос.
В августе 1960 года с Байконура на космическом корабле «Спутник-5» в космос отправились несколько десятков животных, включая собак Белку и Стрелку, которые после полета, длившегося более суток, успешно вернулись на Землю. Спускаемая капсула «Спутник-5» приземлилась всего в десяти километрах от расчетной точки падения. Они стали первыми живыми существами, успешно вернувшимися из космического полета.
Но возвращению Белки и Стрелки предшествовал неудачный запуск в июле того же года космического корабля, изначально названного «Спутник-5», а впоследствии переименованного в «Спутник-5-1», в ходе которого из-за взрыва ракеты «Восток» погибли две другие собаки — Чайка и Лисичка. Эксперименты с животными позволили СССР убедиться в принципиальной возможности отправки человека в космос и его возвращения обратно.
Не жалея сил
Popular Mechanics уверяет, что на рубеже 1950-1960-х советская наука была одной из самых передовых в мире. Журнал пишет о мощном советском ускорителе частиц, обширной программе геофизических исследований, выдающейся химии, которая позволила в 1956 году советскому ученому Николаю Семенову получить Нобелевскую премию по химии, великолепной физике, за которую в 1958 году Павел Черенков, Игорь Тамм и Илья Франк тоже получили Нобелевскую премию, уже по физике. «Их математика всегда была исключительной; и российские ученые публикуют бесчисленные статьи по фундаментальным исследованиям», — пишет издание.