952
0,2
2014-04-02
«Исследование мировых пространств реактивными приборами».
Ракета
Отсчёт истории космонавтики принято вести с мая 1903 года — именно тогда была опубликована статья калужского учёного-самоучки Константина Эдуардовича Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней учёный показал, что полёты в космос могут быть осуществлены только при помощи ракет с двигателями на жидком топливе. Там же он приводил формулу, которая ныне носит его имя и которая увязывала скорость движения ракеты с её массой и со скоростью истечения продуктов сгорания. С помощью этой формулы можно легко установить, какие топлива подходят для космической ракеты, а какие — нет.
Статья осталась незамеченной, а потому более поздние теоретики космонавтики — француз Робер Эсно-Пельтри, американец Роберт Годдард и немец Герман Оберт — сделали собственные расчёты, независимо придя к тем же выводам.
Первую ракету на жидком топливе создал и запустил Роберт Годдард. Произошло это 16 марта 1926 года в Обёрне (штат Массачусетс). Миниатюрная ракета «Nell», использующая в качестве горючего бензин, а в качестве окислителя — жидкий кислород, поднялась на высоту 12,5 м. Результат скромный, но к тому времени имя Годдарда уже было широко известно — о нём писали как о человеке, который чуть ли не завтра собирается лететь на Луну.
Сенсационные публикации о планах американского инженера вызвали рост интереса к ракетно-космической тематике в Германской республике и Советской России. В конце 1923 года Герман Оберт опубликовал свою фундаментальную работу «Ракета в межпланетное пространство». В ней помимо расчётов были приведены эскизы ракет двух типов: суборбитальной (для изучения высших слоёв атмосферы) и космической (для полёта на орбиту и к Луне). Поражала техническая проработанность проекта — ничего подобного в Европе до сих пор не было. В Германии возник ракетный бум, который в итоге способствовал выдвижению Вернера фон Брауна — талантливого конструктора, под руководством которого в начале 1940-х были построены тяжёлые баллистические ракеты А-4, печально известные как V-2.
После публикаций работ Оберта Константин Циолковский всё же сумел отстоять свой приоритет в теоретической космонавтике, а в Советской России у него нашлись последователи.
Константин Эдуардович Циолковский
Инженер Фридрих Артурович Цандер и авиаконструктор Сергей Павлович Королёв создали в Москве Группу изучения реактивного движения (ГИРД), которая разрабатывала баллистические ракеты и планеры с ракетными двигателями — ракетопланы. В ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) ракетной проблематикой занимался «двигателист» Валентин Петрович Глушко. 17 августа 1933 года сотрудники ГИРД запустили первую советскую жидкостную ракету — ГИРД-09.
В октябре 1933 года на основе ГИРД и ГДЛ создан Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Это была чисто военная организация, и тематика полётов в космос там открыто не обсуждалась. Тем не менее среди проектов РНИИ была и ракета «с несением не только боевой, но и живой нагрузки».
Замыслы советских ракетчиков до начала Второй мировой войны реализовать не удалось. Руководство РНИИ попало под репрессии. Были арестованы и прошли «тюремные университеты» Королёв и Глушко. Из всех многочисленных разработок РНИИ в войне использовали только реактивные миномёты на автомобильном шасси БМ-13 — знаменитые «катюши».
Однако опыт применения баллистических ракет V-2, которыми нацисты обстреливали Лондон, заставил советское руководство задуматься, и, когда война закончилась, в поверженную Германию отправились военные специалисты, чтобы изучить ракеты, воспроизвести их в наших условиях и создать более совершенные.
На базе артиллерийского завода № 8, расположенного в Подлипках под Москвой, был организован НИИ-88, а в августе 1946 года главным конструктором ракеты Р-1, в точности воспроизводившей немецкую V-2, назначили Сергея Павловича Королёва.
Для испытаний ракет поблизости от посёлка Капустин Яр в Астраханской области построили полигон. Первую серию запусков провели осенью 1947 года. Ракеты V-2, собранные советскими и немецкими специалистами из трофейных узлов, показали хороший результат: максимальная дальность полёта составила 274 км.
Через год их заменили на старте отечественные Р-1, однако испытания обернулись чередой катастроф — сказалось отставание отечественной технологии. Его удалось преодолеть за год, и осенью 1949 года новый цикл запусков прошёл без аварий.
Р-1 унаследовала все недостатки V-2. Эта одноступенчатая ракета на топливной смеси спирт—кислород имела относительно небольшую дальность полёта (300 км) и невысокую грузоподъёмность (одна тонна). Сергей Павлович Королёв вынашивал планы создания поистине космической ракеты и прекрасно понимал, что с помощью Р-1 реализовать их невозможно. Поэтому параллельно с её доведением его бюро занялось разработкой удлинённой ракеты Р-2 с дальностью полёта 600 км. В процессе работы над последней возникло опасение, что при возвращении с пика баллистической траектории, который находился уже вне атмосферы, длинная ракета разломится от перегрузок и боевой заряд не будет доставлен к цели. Тогда родилась идея сделать головную часть отделяемой. Идею опробовали на Р-1, фактически создав новую модификацию этой ракеты — Р-1А. У «Аннушки» (так прозвали её ракетчики) оказалась счастливая судьба: она стала первой отечественной геофизической ракетой с высотой подъёма более 100 км. В отделяемой боеголовке учёные помещали регистрирующую аппаратуру, а 22 июля 1951 года на космическую высоту отправились два живых существа — дворняги Дезик и Цыган.
Подготовка ракеты ГИРД-09 к запуску.
Однако ни Р-1, ни Р-2 не устраивали военное и политическое руководство СССР — от бюро Королёва ждали межконтинентальную ракету с дальностью 8000 км, способную доставить термоядерный заряд весом 5,5 тонны на территорию США. Расчёты показывали, что одноступенчатая ракета не может обеспечить межконтинентальную дальность при такой полезной нагрузке. Но двухступенчатая ракета сложнее технологически. Как добиться её устойчивости в полёте? Как запустить двигатель второй ступени после отделения первой? В начале 1950-х никто не мог дать уверенного ответа на эти вопросы.
И тогда созрела оригинальная идея «пакета». Её предложил Михаил Клавдиевич Тихонравов — соратник Королёва по ГИРД и конструктор первой советской ракеты ГИРД-09. Основываясь на работах Циолковского, Тихонравов показал, что ступени можно соединять не последовательно, а параллельно — таким образом можно обеспечить запуск всех ступеней на старте и добиться необходимой грузоподъёмности.
В результате дальнейших конструкторских изысканий родилась двухступенчатая ракета Р-7 («семёрка») с двигателями, работающими на керосине и кислороде. Она состояла из центрального блока А (вторая ступень), похожего на гигантское веретено, которое окружали четыре конические «боковушки» (первая ступень) — блоки Б, В, Г, Д. 24 июля 1954 года эскизный проект ракеты Р-7 был завершён, и тем же летом выданы технические задания в смежные организации.
Подготовка ракеты Р-1 на полигоне Капустин Яр.
Космодром
Ещё до того, как был завершён эскизный проект, начала работу комиссия по выбору места под новый полигон: Капустин Яр уже не мог обеспечить испытания новой ракеты. В конце концов выбор остановили на Казахстане, поблизости от железнодорожной станции Тюра-Там.
12 января 1955 года в Тюра-Таме высадился первый десант военных строителей. Они сразу приступили к работе, готовя пути к прибытию спецпоезда из Капустина Яра. Строительство полигона велось ударными темпами. Уже в июне 1955 года начали возводить «объект 135» — первый стартовый комплекс, впоследствии известный всему миру как «Гагаринский старт».
При проектировании Р-7 рассматривали различные варианты комплексов. Ключевым оставался вопрос сборки ракеты на стартовой позиции. Сергей Павлович Королёв и главный конструктор наземного комплекса Владимир Павлович Бармин остановились на наиболее простом варианте: перевозить и ставить на пусковой стол все блоки поодиночке, а затем соединять их со второй ступенью. Но при такой компоновке ракета получалась очень широкой в основании. Главный конструктор системы управления Николай Алексеевич Пилюгин дал отрицательное заключение — его расчёты показали, что при увеличении тяги боковых блоков возникнет значительный опрокидывающий момент; при совмещении такого момента с порывом ветра система управления не сможет обеспечить устойчивость движения ракеты в процессе старта. В качестве альтернативы Пилюгин потребовал оградить Р-7 от действия ветра высокой стеной. Бармин в резкой форме отказался обсуждать такое решение: стартовая позиция Р-7 и без стены выглядела громоздкой. Тогда был найден нетрадиционный выход — собирать ракету в монтажно-испытательном корпусе (МИКе), затем в горизонтальном положении перевозить её по железной дороге на стартовый стол, а там не ставить непосредственно на опору, а подвешивать в силовом поясе на откидывающихся при её подъёме фермах. Сразу упростился и стартовый комплекс, а сама ракета стала изящнее и легче.
При строительстве комплекса не обошлось без проблем. Буквально за несколько дней до его начала место старта по требованию «маскировщиков» из Генерального штаба было перенесено с возвышения в низину. Но после начала строительства выяснилось, что существующие данные геологоразведки не могут быть применены к новому положению старта: вместо песка обнаружились глины, а под ними — подземное озеро. Неожиданные препятствия могли сорвать заданные сроки, а потому проект старта пришлось дорабатывать прямо по ходу, приспосабливая его к новым условиям.
Первый колышек — начало строительства полигона Тюра-Там (космодрома Байконур).
Пункт управления предстартовыми операциями и запуском ракеты находился в подземном бункере на расстоянии 200 м от старта и на глубине около 8 м. В самом большом из пяти помещений, снабжённом двумя морскими перископами, вдоль стен были установлены пульты телеметрического контроля. Второе большое помещение предназначалось для членов Госкомиссии по испытаниям Р-7, почётных 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.
Рядом с полигоном рос город. 5 мая 1955 года состоялась закладка первого здания. В разное время этот город назывался по-разному: посёлок Заря, посёлок Ленинский, город Ленинск. Сегодня мы его знаем под названием Байконур. По первоначальному проекту город закладывали для пяти тысяч человек постоянного персонала. Проектанты ошиблись, не подозревая, что очень скоро численность его жителей на порядок превысит запланированную.
15 мая 1957 года провели первый испытательный пуск Р-7. Ракета ушла со старта нормально. Управляемый полёт продолжался до 98-й секунды, затем она начала разваливаться и упала, пролетев 300 км. Расследование показало, что непосредственной причиной аварии в полёте стал пожар в блоке Д.
Следующий пуск провели через два месяца. В полёте ракета стала вращаться вокруг продольной оси, и на 33-й секунде «пакет» разрушился. Блоки упали примерно в 7 км от старта и взорвались.
Только 21 августа 1957 года состоялся успешный пуск ракеты Р-7. Преодолев расстояние 6300 км, весовой макет боеголовки достиг цели на камчатском полигоне Кура.
Строительство полигона и испытания первых ракет проводились в режиме строжайшей секретности. Даже гражданским специалистам запрещали упоминать где-либо о существовании Тюра-Тама. Однако это не помогло — ЦРУ быстро узнало о строительстве, и 5 и 28 августа над полигоном пролетели самолёты-разведчики «U-2». По итогам полётов американцы построили модель полигона и сочли, что одна ракета, находящаяся в стадии разработки, не может представлять серьёзной угрозы. Они ошиблись: 4 октября 1957 года с полигона стартовала Р-7, доставившая на орбиту искусственный спутник Земли ПС-1 (простейший спутник). Это событие всколыхнуло мир — Советский Союз в одночасье стал лидером в освоении космического пространства.
Корабль
Располагая столь мощной ракетой, как Р-7, советские конструкторы играючи завоёвывали один приоритет за другим. За первым спутником последовал второй, с собакой Лайкой (3 ноября 1957 года), и третий, представлявший собой тяжёлую научно-исследовательскую станцию (15 мая 1958 года).
Снабдив Р-7 разгонным блоком Е, позволяющим достичь второй космической скорости, ракетчики запустили первую искусственную планету («Луна-1», запуск 2 января 1959 года), доставили вымпел на Луну («Луна-2», запуск 12 сентября 1959 года) и сфотографировали её обратную сторону («Луна-3», запуск 4 октября 1959 года). Но от команды Сергея Королёва уже ждали поистине эпохального события — запуска человека в космос.
Научно-исследовательские ракеты СССР, созданные на базе боевых баллистических ракет (слева направо): Р-1А (1949); Р-1В (1951); Р-1Е (1954); Р-2А (1957); Р-5А (1958); Р-5Б (1962); Р-5В (1964); «Вертикаль» (1970). Рисунок Александра Шлядинского.
Разработка пилотируемого корабля началась 22 мая 1959 года, после принятия Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании объектов “Восток” для осуществления полёта человека в космос и других целей» за № 569-264. Примечательно, что, согласно этому постановлению, бюро Королёва должно было проектировать не только пилотируемый корабль, но и унифицированный с ним автоматический спутник-разведчик «Зенит» — из-за этого «Восток» был на многие годы засекречен, данные о его виде и компоновке в открытой печати не публиковались.
Проектированием «Востока» занималась группа под руководством инженера и будущего космонавта Константина Петровича Феоктистова. Никто в конце 1950-х не знал, как должен выглядеть пилотируемый космический корабль. Известно было только, что наибольшую угрозу для жизни пилота будет представлять возвращение на Землю. Быстрое торможение в плотных слоях атмосферы могло вызвать десятикратную перегрузку. Поэтому изначально конструкторы проектировали аппарат в виде конуса — он мог планировать и тем самым снижать перегрузку вдвое. Однако испытания на добровольцах показали, что тренированный человек вполне способен выдержать десятикратную перегрузку, поэтому Феоктистов предложил необычное решение — сделать корабль шарообразным, подобно первому спутнику. Такая форма хорошо была известна специалистам по аэродинамике, а потому не требовала дополнительных исследований. Но изготовить весь корабль в виде шара не позволяли габариты ракеты, поэтому его разделили на две части: сферический спускаемый аппарат, в котором находился пилот, и приборный отсек, остававшийся после разделения в космосе.
«Восток» не мог менять орбиту, её параметры задавались запуском, поэтому управление сводилось только к одному манёвру — торможению в космосе и снижению в атмосфере. Для осуществления этого манёвра в приборном отсеке помещалась тормозная двигательная установка ТДУ-1 конструкции Алексея Михайловича Исаева. Установка работала на самовоспламеняющемся топливе и без дублирования должна была обеспечить бесперебойный запуск в условиях вакуума. Эту сложнейшую техническую задачу решили блестяще — ТДУ-1 ни разу не подвела. Но на случай неисправности орбита корабля подбиралась такой, чтобы он мог самостоятельно сойти с неё за счёт естественного торможения в высших слоях атмосферы.
Чтобы торможение не обернулось ускорением, корабль должен быть правильно ориентирован в пространстве. Для этого на «Востоке» реализовали две схемы ориентации.
Автоматическая ориентация запускалась либо по команде с Земли, либо бортовым программно-временны`м устройством или же пилотом. Корабль летел по направлению вращения Земли, с запада на восток. Соответственно для торможения ему необходимо повернуться двигателем к Солнцу. Поэтому на приборно-агрегатном отсеке разместили солнечный датчик из трёх фотоэлементов (прибор «Гриф»). Управляя набором микродвигателей, работающих на сжатом азоте, система ориентации разворачивала корабль так, чтобы от фотоэлементов шёл максимальный ток. Выбранное направление поддерживали гироскопы. Перед выдачей импульса торможения система проходила тест: если в течение минуты заданная ориентация строго выдерживалась, начинала работать ТДУ-1. Сам процесс ориентации занимал несколько минут, но не больше получаса.
В случае отказа системы ориентации пилот мог перейти на ручное управление. Для него разработали необычную оптическую систему — в иллюминатор, расположенный под ногами, встраивался ориентатор «Взор», включающий два кольцевых зеркала-отражателя, светофильтр и стекло с сеткой. Лучи, идущие от линии горизонта, попадали на первый отражатель и далее через стёкла иллюминатора проходили на второй отражатель, который направлял их через стекло с сеткой на глаз космонавта. При правильной ориентации корабля космонавт периферийным зрением видел во «Взоре» изображение линии горизонта в виде концентрического кольца. Направление полёта корабля определялось по «бегу» земной поверхности: при правильной ориентации она совпадала с курсовыми стрелками, нанесёнными на стекло иллюминатора.
При проектировании рассматривалось несколько вариантов посадки. Изначально Королёв предлагал использовать авторотацию (то есть установить на спускаемом аппарате вертолётные лопасти), но затем всё-таки остановились на парашютах. Были опасения, что входной люк спускаемого аппарата окажется «заварен» или удар при приземлении будет очень сильным. Поэтому в окончательном виде схема посадки предусматривала катапультирование пилота вместе с креслом на высоте 7 км по команде барометрического реле и отдельное приземление.
Разумеется, все эти и другие системы корабля требовали испытаний в космосе, и 15 мая 1960 года на орбиту отправился прототип «Востока» — корабль «1КП» без теплозащиты и системы жизнеобеспечения. Запуск прототипа (официальное название — Первый космический корабль-спутник) прошёл успешно. Через четыре дня по сигналу с Земли была дана команда на включение двигательной установки. Однако подвела система ориентации. Вместо того чтобы затормозить, корабль разогнался и поднялся на более высокую орбиту. Он оставался там до 1965 года. Если бы на борту находился пилот, его гибель была бы неизбежна.
28 июля 1960 года стартовал более совершенный «Восток» («1К» № 1), в спускаемом аппарате которого поместили контейнер с собаками Лисичкой и Чайкой. Из-за взрыва камеры сгорания одного из боковых блоков ракета развалилась на части, упав на территорию полигона. Собаки погибли. Королёв тяжело переживал эту катастрофу — рыжая Лисичка была его любимицей.
Через три недели, 19 августа, удалось запустить на орбиту корабль «1К» № 2 (Второй космический корабль-спутник) с Белкой и Стрелкой. На этот раз всё прошло гладко. Собаки чувствовали себя превосходно и даже облаяли пролетавший мимо американский спутник «Echo-1». Прекрасно отработала и тормозная двигательная установка — спускаемый аппарат «1К» приземлился в 10 км от расчётной точки.
Вдохновлённые успехом, ракетчики назначили запуск пилотируемого корабля «Восток» на декабрь 1960 года. Однако выполнению плана помешала трагедия. 24 октября 1960 года на 41-й площадке полигона Тюра-Там взорвалась межконтинентальная ракета Р-16. В огне погибли 92 человека, включая главнокомандующего ракетными войсками маршала Митрофана Ивановича Неделина. Траурные мероприятия, расследование причин катастрофы и ликвидация её последствий заняли время.
Возобновление испытаний обернулось новыми проблемами. 1 декабря 1960 года на орбиту вышел корабль «1К» № 5 (Третий космический корабль-спутник) с собаками Пчёлкой и Мушкой на борту. Корабль отработал отлично, но траектория спуска оказалась слишком пологой. И поскольку на корабле была установлена система подрыва, которая создавалась специально, чтобы в случае падения на территорию потенциального противника уничтожить корабль со всем оборудованием, из-за отклонения траектории от расчётной система подорвала корабль.
Запуск «1К» № 6 состоялся через три недели — 22 декабря 1960 года. «Пассажирами» были собаки Жемчужная и Жулька. Из-за сбоя в третьей ступени корабль до орбиты не добрался, а приземлился в Красноярском крае. Через четыре дня его отыскали и вскрыли — к радости ракетчиков, собаки выжили.
Группа организаторов ГИРД во главе с Сергеем Королёвым (в первом ряду в центре) и Фридрихом Цандером (в первом ряду справа).
Первый корабль серии «3КА» (Четвёртый космический корабль-спутник) удалось запустить только 9 марта 1961 года. Катапультируемое кресло пилота занял манекен «Иван Иванович» в скафандре, в грудной и брюшной полости которого находились клетки с мышами и морскими свинками. В некатапультируемой части спускаемого аппарата разместили контейнер с собакой Чернушкой. При входе в атмосферу спускаемый аппарат не отделился от приборного отсека, что могло обернуться гибелью корабля. Однако благодаря высокой температуре при торможении кабель-мачта, соединяющая отсеки, сгорела, и разделение произошло. Этот сбой привёл к перелёту расчётной точки на 412 км. Однако испытания признали успешными, а риск для будущего космонавта — допустимым.
Космонавт
Когда проектирование корабля «Восток» вошло в завершающую стадию, остро встал вопрос о том, кого послать на нём в космос. Предлагались самые разные варианты. Медики утверждали, что нужно послать коллегу — специалиста по авиационной медицине. Инженеры настаивали на включении в экипаж конструктора космической техники. Можно было, ориентируясь на опыт американцев, пригласить в программу лётчиков-испытателей… Кто из них лучше подойдёт для первого полёта в неведомое? Кто выдержит перегрузки и невесомость?
Королёв остановил свой выбор на лётчиках истребительной авиации, полагая, что только они обладают достаточной физической подготовкой, чтобы выдержать все возможные нагрузки, и при этом имеют разностороннее образование: лётчик может быть пилотом и штурманом, инженером и радистом. Выступая перед медиками, которым предстояло произвести отбор, Королёв изложил свои пожелания по кандидатам: возраст примерно 30 лет, рост не выше 170 сантиметров, вес до 70 килограммов.
11 января 1960 года приказом Главнокомандующего ВВС была организована специальная воинская часть (в/ч 26266), позднее преобразованная в Центр подготовки космонавтов ВВС. В феврале её возглавил полковник медицинской службы Евгений Анатольевич Карпов.
Медики парами разъехались на поиски кандидатов. В короткие сроки им надлежало найти несколько десятков абсолютно здоровых, относительно опытных, дисциплинированных, не имеющих замечаний по службе, профессионально перспективных, молодых, невысокого роста, худеньких лётчиков-истребителей. Прибыв в авиационную часть, медики внимательно просматривали личные дела тех лётчиков, которые, согласно лётным и медицинским книжкам, подходили по критериям отбора. Всего были просмотрены медицинские книжки 3461 человека. Для истории важно отметить, что «путёвку в космос» Юрию Гагарину выдали проводившие отбор в его части военные медики Пётр Васильевич Буянов и Александр Петрович Пчёлкин.
Строго соблюдался принцип добровольности. На собеседовании многим задавали ставший знаменитым вопрос: «На новой технике полетать хотите?» Несмотря на то что о цели отбора знали только командиры дивизий, почти все догадывались, о какой технике идёт речь. Но открыто об этом не говорилось, и кандидатам даже не разрешалось разглашать сам факт собеседования.
Согласившихся кандидатов ждал первый медицинский этап обследования, который проводился обычно в гарнизонном госпитале. После этих двух этапов в списке кандидатов в отряд космонавтов осталось 206 человек. Потянулись месяцы ожидания. За это время 52 человека сами приняли решение отказаться от участия в новом деле. Осенью 1959 года кандидатов начали группами вызывать в Москву.
К февралю 1960 года «пройти комиссию по теме № 6» (так это формулировалось в документах) удалось 29 офицерам. После ознакомления с результатами обследования всех кандидатов и по решению мандатной комиссии окончательно сформировали отряд из 20 человек.
Отобранных кандидатов ждало множество испытаний. Не располагая реальным опытом космических полётов, медики не могли уверенно сказать, какой из факторов полёта окажется определяющим, и зачастую придумывали тренажёры, которые позднее исключили из программы подготовки. Кандидаты должны были пройти «отсидку» в сурдокамере и термокамере, выдержать перегрузку в центрифуге и встряску на вибростенде. После этого их ждали парашютные прыжки, двухместный «МиГ-15», переоборудованный под имитатор невесомости, и катапультирование с наземного стенда.
Не всем удалось дойти до заветного старта. Анатолий Карташов повредил спину на центрифуге. Валентин Варламов получил травму шейного позвонка во время купания. Но группа держалась, и вскоре в ней выделились три лидера: Юрий Алексеевич Гагарин, Григорий Григорьевич Нелюбов и Герман Степанович Титов. Любой из них мог стать первым космонавтом.
К тому времени «Восток» был практически готов, и начались его лётные испытания. Члены отряда внимательно знакомились с материалами о полётах кораблей-спутников; особый интерес проявили к просмотру киноплёнок, на которых было зарегистрировано поведение Белки и Стрелки на борту второго корабля-спутника.
Параллельно в наземных лабораторных условиях отрабатывали системы, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность человека в герметической кабине корабля, проверяли систему безопасности приземления, системы ориентации и терморегулирования. Был изготовлен тренажёр, на котором будущие космонавты учились управлять «Востоком».
И уже 24 марта на 1-й площадке полигона состоялась «генеральная репетиция» запуска пилотируемого корабля. За вывозом ракеты на старт, её установкой и заправкой наблюдали Юрий Гагарин и Герман Титов. Они надели скафандры и поднялись на лифте к люку корабля — всё было, как перед реальным полётом, только в кабине находился манекен и контейнер с собакой Звёздочкой. Вообще-то, собаку звали Удача, но ей поменяли кличку. Как сказал Гагарин: «Удача нам самим пригодится».
Сергей Королёв прощается с Гагариным перед стартом 12 апреля 1961 года
Корабль «3КА» № 2 (Пятый космический корабль-спутник) запустили на следующий день — 25 марта. Всё время полёта пять членов отряда космонавтов находились на измерительном пункте ИП-1 полигона и от имени «летящего космонавта» (позывной «Кедр») вели переговоры с командным бункером.
При возвращении корабля повторился тот же отказ, что и 9 марта 1961 года, — не отделилась гермоплата кабель-мачты, связывающая электромеханические системы спускаемого аппарата и приборного отсека. Перелёт составил 660 км. Установить причину сбоя в то время не удалось. Лишь много позже, после суточного полёта Германа Титова, который столкнулся с той же проблемой при посадке «Востока-2», выяснили, что виновником перелётов являлась ошибка в логике схемы разделения: цепь, по которой шла команда на отстрел гермоплаты, была проложена через пироножи, обрезающие кабели приборного отсека перед отделением, а пироножи срабатывали на секунду раньше, чем проходила команда.
Хотя проблема с разделением не была решена, два удачных полёта кораблей «3КА» давали надежду, что и пилотируемый запуск пройдёт успешно. Команде Королёва приходилось торопиться, ведь американцы тоже претендовали на приоритет и готовили суборбитальный запуск корабля «Mercury». Поэтому, несмотря на недоработки, 29 марта 1961 года Военно-промышленная комиссия под председательством генерал-полковника Дмитрия Фёдоровича Устинова приняла решение провести пилотируемый запуск корабля «Восток» в период с 10 по 20 апреля.
3 апреля Юрий Гагарин, Герман Титов и Григорий Нелюбов наговорили свои предстартовые речи на магнитофон. 4 апреля Главком ВВС подписал им полётные удостоверения. 5 апреля космонавты отправились на полигон. 6 апреля было утверждено официальное задание на одновитковый полёт, в нём указывались цели и задачи, описывались действия будущего космонавта в штатных и нештатных ситуациях. В тот же день провели заседание Госкомиссии по готовности ракеты и корабля к пуску. 7 апреля Гагарин, Нелюбов и Титов провели занятия по ручной ориентации и спуску. 8 апреля прошло открытое заседание Госкомиссии, на котором Юрия Гагарина утвердили пилотом «Востока», а Титова — запасным. В воскресенье 9 апреля космонавты отдыхали. На следующий день им сообщили о выборе Госкомиссии, а вечером состоялась встреча с представителями прессы.
Утром 11 апреля ракету-носитель с кораблём «3КА» № 3 вывезли из монтажно-испытательного корпуса на стартовую площадку, а Константин Феоктистов провёл заключительные занятия с космонавтами. Ночь перед стартом Гагарин и Титов провели в «маршальском домике» — здесь до своей гибели жил Митрофан Неделин. Вечером их навестил Сергей Павлович Королёв.
12 апреля космонавтов подняли в 5:30 по местному времени, а ещё через полчаса состоялось предпусковое заседание Госкомиссии. Замечаний по системам ракетно-космического комплекса не оказалось. Космонавты в это время надели скафандры и в 8:50 прибыли на старт. Юрий Гагарин занял место в кабине. Люк за ним закрывали ведущий конструктор корабля Олег Генрихович Ивановский и специалист по скафандрам Фёдор Анатольевич Востоков. Вскоре выяснилось, что люк закрыт неплотно, — его вновь пришлось открывать и закрывать.
Полёт
В 11:07 по местному времени (в 9:07 по московскому декретному времени) ракета-носитель 8К72К с кораблём «Восток» стартовала.
В момент отрыва от комплекса Юрий Гагарин воскликнул: «Поехали!» — и этот короткий возглас навсегда вошёл в историю. По одной из версий, это неуставное словечко Гагарин подхватил от знаменитого лётчика-испытателя Марка Лазаревича Галлая, участвовавшего в подготовке космонавтов.
Через одиннадцать минут после старта Гагарин уже был на орбите. Изначально на Земле решили, что параметры орбиты близки к расчётным — с апогеем в 230 км. Однако на самом деле «Восток» вышел на орбиту с апогеем 327 км. Расчётная высота выбиралась с тем прицелом, что, если тормозная двигательная установка откажет, корабль за счёт естественного торможения сам сойдёт с орбиты в течение пяти—семи суток. Сход с реальной орбиты занял бы не меньше двух недель — к тому времени космонавт был бы мёртв. Это стало первой, но не последней проблемой полёта.
В полёте Юрий Гагарин поддерживал связь с научно-измерительными пунктами полигона Тюра-Там (позывной «Заря-1»), НИП-12 в Колпашево Томской области («Заря-2») и НИП-6 в Елизове Камчатской области («Заря-3»).
Выйдя из зоны связи камчатского пункта, «Восток» вскоре прошёл над Гавайскими островами, пересёк Тихий океан, обогнул с юга мыс Горн и приблизился к Африке.
Юрий Гагарин чувствовал себя прекрасно, о чём постоянно докладывал измерительным пунктам. Попробовал космическую еду (щавелевое пюре с мясом, мясной паштет и шоколадный соус) и консервированную воду, подтвердив предположение учёных, что с питанием на орбите не должно возникнуть серьёзных проблем. За космонавтом можно было наблюдать с помощью видиконной камеры системы «Селигер», установленной в кабине. Она передавала всего 100 строк при 10 кадрах в секунду, изображение получалось размытым, однако его вполне хватало, чтобы оценить состояние пилота «Востока».
Гагарин наблюдал Землю, звёзды и космическое пространство, регистрировал показания приборов, надиктовывая их на бортовой магнитофон и записывая в бортжурнал. В невесомости от космонавта «уплыл» карандаш, и писать стало нечем. В магнитофоне задолго до окончания полёта закончилась плёнка — Гагарин вручную перемотал её на середину и продолжил запись; из-за этого информация о середине полёта (с 09:27 до 10:03 по московскому времени) на плёнке отсутствует.
Поскольку полёт был одновитковым, сразу после отделения корабля от ракеты-носителя включилось программно-временно`е устройство «Гранит-5В», которое в 09:57 запустило автоматическую систему ориентации. Когда корабль был сориентирован по Солнцу, в 10:25 прошло включение тормозной двигательной установки. Двигатель должен был отработать
41 секунду, но он выключился на секунду раньше из-за окончания горючего (причина — залипание клапана, часть горючего попала в полость разделительного мешка, а не в камеру сгорания). В результате магистрали наддува двигателя остались открытыми и в них под давлением 60 атмосфер стал поступать азот, что привело к закрутке корабля со скоростью 30°/с.
Юрий Гагарин описывал это так: «Получился “кордебалет”: голова-ноги, голова-ноги с очень большой скоростью вращения. Всё кружилось. То вижу Африку, то горизонт, то небо. Только успевал закрываться от Солнца, чтобы свет не падал в глаза. Я поставил ноги к иллюминатору, но не закрывал шторки. Мне было интересно самому, что происходит. Я ждал момента разделения. Разделения нет...»
«Восток» над планетой (картина Алексея Леонова и Андрея Соколова).
Досрочное отключение тормозной установки нарушило штатную схему, и команда на автоматическое разделение спускаемого аппарата и приборного отсека оказалась не выполнена. Ситуация сложилась уникальная, и Гагарин не мог оценить, насколько велика опасность такого развития событий. Однако Юрий Алексеевич не запаниковал. Он засёк время по часам, продолжая с любопытством следить за происходящим. Мигали окошки прибора контроля режима спуска, корабль вращался. Гагарин понял, что перелёт расчётного места посадки неизбежен — как и в случае с собаками, но, прикинув «на пальцах», решил, что сядет на территорию СССР. Поэтому не стал сообщать на Землю о внезапных проблемах.
Через десять минут после импульса тормозной установки отсеки корабля всё-таки разделились. Произошло это над Средиземным морем, на высоте 130 км — по резервной схеме от термодатчиков.
По мере движения в атмосфере вращение стало замедляться, а перегрузки плавно нарастать. Кабина озарилась ярко-багровым светом, который проникал даже сквозь опущенную шторку «Взора». Гагарин услышал потрескивание — он не знал, откуда идёт этот звук, но предположил, что таким эффектом сопровождается тепловое расширение оболочки аппарата. Ещё в воздухе ощущался лёгкий запах гари. Потом о мелких неприятностях пришлось забыть, потому что перегрузки возросли до 10 единиц и в глазах у космонавта «посерело». Продолжалось это несколько секунд, после чего перегрузки начали плавно и быстро спадать.
Катапультирование прошло на высоте 7 км. На спуске в дополнение к основному по неизвестной причине раскрылся запасной парашют. В этот момент Гагарин должен был открыть клапан дыхания — скафандр «СК-1» не снабжён баллонами, а потому конструкторы предусмотрели для космонавта возможность дышать окружающим воздухом. Но шарик клапана оказался прикрыт демаскирующей оболочкой, и Юрий Алексеевич потратил шесть минут на то, чтобы справиться с ним.
В остальном посадка в районе деревни Смеловка Саратовской области, на берегу Волги, прошла нормально. Расчётное место приземления находилось восточнее Куйбышева (Самары), но «Восток», вопреки ожиданиям, сел не с перелётом, а с недолётом.
В эфире прозвучало торжественное сообщение ТАСС: «В 10 часов 55 минут московского времени советский корабль “Восток” совершил благополучную посадку в заданном районе Советского Союза». О раздельном приземлении корабля и космонавта не сообщалось, а впоследствии информацию о катапультировании засекретили — это было необходимо, чтобы Международная аэронавтическая федерация (ФАИ) зарегистрировала рекорды высоты и скорости, установленные Юрием Гагариным в ходе полёта.
Первыми увидели Гагарина на Земле жена лесника Анна Акимовна Тахтарова с внучкой Ритой. Старушка и девочка испугались при виде человека в странном костюме, но космонавт сразу поднял руки и закричал: «Свой, свой, советский! Не бойтесь! Идите сюда!» Затем с полевого стана прибежали механизаторы колхоза имени Шевченко. Ещё через несколько минут на автомашине «ЗиЛ-151» прибыл майор Ахмед Гасиев, который и доставил космонавта в ракетный дивизион в деревне Подгорье.
Спускаемый аппарат «Востока» на земле.
По телефону Гагарин связался с командиром дивизии ПВО и доложил: «Прошу передать Главкому ВВС: задачу выполнил, приземлился в заданном районе, чувствую себя хорошо, ушибов и поломок нет. Гагарин». Пообщавшись с офицерами и солдатами дивизиона, Юрий Алексеевич в сопровождении Гасиева поехал к кораблю. На пути их обнаружил вертолёт «Ми-4» поисковой группы. На нём космонавта доставили в Энгельс, а оттуда самолётом — в Куйбышев.
Так завершился полёт Гагарина на «Востоке». Началась новая эра, новая история. Впереди были одиночные и групповые полёты, выходы в открытый космос, стыковки и расстыковки, строительство орбитальных станций и высадки на Луну.
Мы пока не знаем, куда приведёт землян эта незримая дорога в небе. Но одно можно сказать наверняка: космос будет нашим! И Юрий Алексеевич Гагарин первым доказал, что самые фантастические мечты могут когда-нибудь стать реальностью.
Антон Первушин
Юрий Гагарин после возвращения из космического полёта (город Энгельс)…
Ракета «Восток» на старте
все.
Источник: www.yaplakal.com/
Отсчёт истории космонавтики принято вести с мая 1903 года — именно тогда была опубликована статья калужского учёного-самоучки Константина Эдуардовича Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней учёный показал, что полёты в космос могут быть осуществлены только при помощи ракет с двигателями на жидком топливе. Там же он приводил формулу, которая ныне носит его имя и которая увязывала скорость движения ракеты с её массой и со скоростью истечения продуктов сгорания. С помощью этой формулы можно легко установить, какие топлива подходят для космической ракеты, а какие — нет.
Статья осталась незамеченной, а потому более поздние теоретики космонавтики — француз Робер Эсно-Пельтри, американец Роберт Годдард и немец Герман Оберт — сделали собственные расчёты, независимо придя к тем же выводам.
Первую ракету на жидком топливе создал и запустил Роберт Годдард. Произошло это 16 марта 1926 года в Обёрне (штат Массачусетс). Миниатюрная ракета «Nell», использующая в качестве горючего бензин, а в качестве окислителя — жидкий кислород, поднялась на высоту 12,5 м. Результат скромный, но к тому времени имя Годдарда уже было широко известно — о нём писали как о человеке, который чуть ли не завтра собирается лететь на Луну.
Сенсационные публикации о планах американского инженера вызвали рост интереса к ракетно-космической тематике в Германской республике и Советской России. В конце 1923 года Герман Оберт опубликовал свою фундаментальную работу «Ракета в межпланетное пространство». В ней помимо расчётов были приведены эскизы ракет двух типов: суборбитальной (для изучения высших слоёв атмосферы) и космической (для полёта на орбиту и к Луне). Поражала техническая проработанность проекта — ничего подобного в Европе до сих пор не было. В Германии возник ракетный бум, который в итоге способствовал выдвижению Вернера фон Брауна — талантливого конструктора, под руководством которого в начале 1940-х были построены тяжёлые баллистические ракеты А-4, печально известные как V-2.
После публикаций работ Оберта Константин Циолковский всё же сумел отстоять свой приоритет в теоретической космонавтике, а в Советской России у него нашлись последователи.
Константин Эдуардович Циолковский
Инженер Фридрих Артурович Цандер и авиаконструктор Сергей Павлович Королёв создали в Москве Группу изучения реактивного движения (ГИРД), которая разрабатывала баллистические ракеты и планеры с ракетными двигателями — ракетопланы. В ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) ракетной проблематикой занимался «двигателист» Валентин Петрович Глушко. 17 августа 1933 года сотрудники ГИРД запустили первую советскую жидкостную ракету — ГИРД-09.
В октябре 1933 года на основе ГИРД и ГДЛ создан Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Это была чисто военная организация, и тематика полётов в космос там открыто не обсуждалась. Тем не менее среди проектов РНИИ была и ракета «с несением не только боевой, но и живой нагрузки».
Замыслы советских ракетчиков до начала Второй мировой войны реализовать не удалось. Руководство РНИИ попало под репрессии. Были арестованы и прошли «тюремные университеты» Королёв и Глушко. Из всех многочисленных разработок РНИИ в войне использовали только реактивные миномёты на автомобильном шасси БМ-13 — знаменитые «катюши».
Однако опыт применения баллистических ракет V-2, которыми нацисты обстреливали Лондон, заставил советское руководство задуматься, и, когда война закончилась, в поверженную Германию отправились военные специалисты, чтобы изучить ракеты, воспроизвести их в наших условиях и создать более совершенные.
На базе артиллерийского завода № 8, расположенного в Подлипках под Москвой, был организован НИИ-88, а в августе 1946 года главным конструктором ракеты Р-1, в точности воспроизводившей немецкую V-2, назначили Сергея Павловича Королёва.
Для испытаний ракет поблизости от посёлка Капустин Яр в Астраханской области построили полигон. Первую серию запусков провели осенью 1947 года. Ракеты V-2, собранные советскими и немецкими специалистами из трофейных узлов, показали хороший результат: максимальная дальность полёта составила 274 км.
Через год их заменили на старте отечественные Р-1, однако испытания обернулись чередой катастроф — сказалось отставание отечественной технологии. Его удалось преодолеть за год, и осенью 1949 года новый цикл запусков прошёл без аварий.
Р-1 унаследовала все недостатки V-2. Эта одноступенчатая ракета на топливной смеси спирт—кислород имела относительно небольшую дальность полёта (300 км) и невысокую грузоподъёмность (одна тонна). Сергей Павлович Королёв вынашивал планы создания поистине космической ракеты и прекрасно понимал, что с помощью Р-1 реализовать их невозможно. Поэтому параллельно с её доведением его бюро занялось разработкой удлинённой ракеты Р-2 с дальностью полёта 600 км. В процессе работы над последней возникло опасение, что при возвращении с пика баллистической траектории, который находился уже вне атмосферы, длинная ракета разломится от перегрузок и боевой заряд не будет доставлен к цели. Тогда родилась идея сделать головную часть отделяемой. Идею опробовали на Р-1, фактически создав новую модификацию этой ракеты — Р-1А. У «Аннушки» (так прозвали её ракетчики) оказалась счастливая судьба: она стала первой отечественной геофизической ракетой с высотой подъёма более 100 км. В отделяемой боеголовке учёные помещали регистрирующую аппаратуру, а 22 июля 1951 года на космическую высоту отправились два живых существа — дворняги Дезик и Цыган.
Подготовка ракеты ГИРД-09 к запуску.
Однако ни Р-1, ни Р-2 не устраивали военное и политическое руководство СССР — от бюро Королёва ждали межконтинентальную ракету с дальностью 8000 км, способную доставить термоядерный заряд весом 5,5 тонны на территорию США. Расчёты показывали, что одноступенчатая ракета не может обеспечить межконтинентальную дальность при такой полезной нагрузке. Но двухступенчатая ракета сложнее технологически. Как добиться её устойчивости в полёте? Как запустить двигатель второй ступени после отделения первой? В начале 1950-х никто не мог дать уверенного ответа на эти вопросы.
И тогда созрела оригинальная идея «пакета». Её предложил Михаил Клавдиевич Тихонравов — соратник Королёва по ГИРД и конструктор первой советской ракеты ГИРД-09. Основываясь на работах Циолковского, Тихонравов показал, что ступени можно соединять не последовательно, а параллельно — таким образом можно обеспечить запуск всех ступеней на старте и добиться необходимой грузоподъёмности.
В результате дальнейших конструкторских изысканий родилась двухступенчатая ракета Р-7 («семёрка») с двигателями, работающими на керосине и кислороде. Она состояла из центрального блока А (вторая ступень), похожего на гигантское веретено, которое окружали четыре конические «боковушки» (первая ступень) — блоки Б, В, Г, Д. 24 июля 1954 года эскизный проект ракеты Р-7 был завершён, и тем же летом выданы технические задания в смежные организации.
Подготовка ракеты Р-1 на полигоне Капустин Яр.
Космодром
Ещё до того, как был завершён эскизный проект, начала работу комиссия по выбору места под новый полигон: Капустин Яр уже не мог обеспечить испытания новой ракеты. В конце концов выбор остановили на Казахстане, поблизости от железнодорожной станции Тюра-Там.
12 января 1955 года в Тюра-Таме высадился первый десант военных строителей. Они сразу приступили к работе, готовя пути к прибытию спецпоезда из Капустина Яра. Строительство полигона велось ударными темпами. Уже в июне 1955 года начали возводить «объект 135» — первый стартовый комплекс, впоследствии известный всему миру как «Гагаринский старт».
При проектировании Р-7 рассматривали различные варианты комплексов. Ключевым оставался вопрос сборки ракеты на стартовой позиции. Сергей Павлович Королёв и главный конструктор наземного комплекса Владимир Павлович Бармин остановились на наиболее простом варианте: перевозить и ставить на пусковой стол все блоки поодиночке, а затем соединять их со второй ступенью. Но при такой компоновке ракета получалась очень широкой в основании. Главный конструктор системы управления Николай Алексеевич Пилюгин дал отрицательное заключение — его расчёты показали, что при увеличении тяги боковых блоков возникнет значительный опрокидывающий момент; при совмещении такого момента с порывом ветра система управления не сможет обеспечить устойчивость движения ракеты в процессе старта. В качестве альтернативы Пилюгин потребовал оградить Р-7 от действия ветра высокой стеной. Бармин в резкой форме отказался обсуждать такое решение: стартовая позиция Р-7 и без стены выглядела громоздкой. Тогда был найден нетрадиционный выход — собирать ракету в монтажно-испытательном корпусе (МИКе), затем в горизонтальном положении перевозить её по железной дороге на стартовый стол, а там не ставить непосредственно на опору, а подвешивать в силовом поясе на откидывающихся при её подъёме фермах. Сразу упростился и стартовый комплекс, а сама ракета стала изящнее и легче.
При строительстве комплекса не обошлось без проблем. Буквально за несколько дней до его начала место старта по требованию «маскировщиков» из Генерального штаба было перенесено с возвышения в низину. Но после начала строительства выяснилось, что существующие данные геологоразведки не могут быть применены к новому положению старта: вместо песка обнаружились глины, а под ними — подземное озеро. Неожиданные препятствия могли сорвать заданные сроки, а потому проект старта пришлось дорабатывать прямо по ходу, приспосабливая его к новым условиям.
Первый колышек — начало строительства полигона Тюра-Там (космодрома Байконур).
Пункт управления предстартовыми операциями и запуском ракеты находился в подземном бункере на расстоянии 200 м от старта и на глубине около 8 м. В самом большом из пяти помещений, снабжённом двумя морскими перископами, вдоль стен были установлены пульты телеметрического контроля. Второе большое помещение предназначалось для членов Госкомиссии по испытаниям Р-7, почётных 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.
Рядом с полигоном рос город. 5 мая 1955 года состоялась закладка первого здания. В разное время этот город назывался по-разному: посёлок Заря, посёлок Ленинский, город Ленинск. Сегодня мы его знаем под названием Байконур. По первоначальному проекту город закладывали для пяти тысяч человек постоянного персонала. Проектанты ошиблись, не подозревая, что очень скоро численность его жителей на порядок превысит запланированную.
15 мая 1957 года провели первый испытательный пуск Р-7. Ракета ушла со старта нормально. Управляемый полёт продолжался до 98-й секунды, затем она начала разваливаться и упала, пролетев 300 км. Расследование показало, что непосредственной причиной аварии в полёте стал пожар в блоке Д.
Следующий пуск провели через два месяца. В полёте ракета стала вращаться вокруг продольной оси, и на 33-й секунде «пакет» разрушился. Блоки упали примерно в 7 км от старта и взорвались.
Только 21 августа 1957 года состоялся успешный пуск ракеты Р-7. Преодолев расстояние 6300 км, весовой макет боеголовки достиг цели на камчатском полигоне Кура.
Строительство полигона и испытания первых ракет проводились в режиме строжайшей секретности. Даже гражданским специалистам запрещали упоминать где-либо о существовании Тюра-Тама. Однако это не помогло — ЦРУ быстро узнало о строительстве, и 5 и 28 августа над полигоном пролетели самолёты-разведчики «U-2». По итогам полётов американцы построили модель полигона и сочли, что одна ракета, находящаяся в стадии разработки, не может представлять серьёзной угрозы. Они ошиблись: 4 октября 1957 года с полигона стартовала Р-7, доставившая на орбиту искусственный спутник Земли ПС-1 (простейший спутник). Это событие всколыхнуло мир — Советский Союз в одночасье стал лидером в освоении космического пространства.
Корабль
Располагая столь мощной ракетой, как Р-7, советские конструкторы играючи завоёвывали один приоритет за другим. За первым спутником последовал второй, с собакой Лайкой (3 ноября 1957 года), и третий, представлявший собой тяжёлую научно-исследовательскую станцию (15 мая 1958 года).
Снабдив Р-7 разгонным блоком Е, позволяющим достичь второй космической скорости, ракетчики запустили первую искусственную планету («Луна-1», запуск 2 января 1959 года), доставили вымпел на Луну («Луна-2», запуск 12 сентября 1959 года) и сфотографировали её обратную сторону («Луна-3», запуск 4 октября 1959 года). Но от команды Сергея Королёва уже ждали поистине эпохального события — запуска человека в космос.
Научно-исследовательские ракеты СССР, созданные на базе боевых баллистических ракет (слева направо): Р-1А (1949); Р-1В (1951); Р-1Е (1954); Р-2А (1957); Р-5А (1958); Р-5Б (1962); Р-5В (1964); «Вертикаль» (1970). Рисунок Александра Шлядинского.
Разработка пилотируемого корабля началась 22 мая 1959 года, после принятия Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании объектов “Восток” для осуществления полёта человека в космос и других целей» за № 569-264. Примечательно, что, согласно этому постановлению, бюро Королёва должно было проектировать не только пилотируемый корабль, но и унифицированный с ним автоматический спутник-разведчик «Зенит» — из-за этого «Восток» был на многие годы засекречен, данные о его виде и компоновке в открытой печати не публиковались.
Проектированием «Востока» занималась группа под руководством инженера и будущего космонавта Константина Петровича Феоктистова. Никто в конце 1950-х не знал, как должен выглядеть пилотируемый космический корабль. Известно было только, что наибольшую угрозу для жизни пилота будет представлять возвращение на Землю. Быстрое торможение в плотных слоях атмосферы могло вызвать десятикратную перегрузку. Поэтому изначально конструкторы проектировали аппарат в виде конуса — он мог планировать и тем самым снижать перегрузку вдвое. Однако испытания на добровольцах показали, что тренированный человек вполне способен выдержать десятикратную перегрузку, поэтому Феоктистов предложил необычное решение — сделать корабль шарообразным, подобно первому спутнику. Такая форма хорошо была известна специалистам по аэродинамике, а потому не требовала дополнительных исследований. Но изготовить весь корабль в виде шара не позволяли габариты ракеты, поэтому его разделили на две части: сферический спускаемый аппарат, в котором находился пилот, и приборный отсек, остававшийся после разделения в космосе.
«Восток» не мог менять орбиту, её параметры задавались запуском, поэтому управление сводилось только к одному манёвру — торможению в космосе и снижению в атмосфере. Для осуществления этого манёвра в приборном отсеке помещалась тормозная двигательная установка ТДУ-1 конструкции Алексея Михайловича Исаева. Установка работала на самовоспламеняющемся топливе и без дублирования должна была обеспечить бесперебойный запуск в условиях вакуума. Эту сложнейшую техническую задачу решили блестяще — ТДУ-1 ни разу не подвела. Но на случай неисправности орбита корабля подбиралась такой, чтобы он мог самостоятельно сойти с неё за счёт естественного торможения в высших слоях атмосферы.
Чтобы торможение не обернулось ускорением, корабль должен быть правильно ориентирован в пространстве. Для этого на «Востоке» реализовали две схемы ориентации.
Автоматическая ориентация запускалась либо по команде с Земли, либо бортовым программно-временны`м устройством или же пилотом. Корабль летел по направлению вращения Земли, с запада на восток. Соответственно для торможения ему необходимо повернуться двигателем к Солнцу. Поэтому на приборно-агрегатном отсеке разместили солнечный датчик из трёх фотоэлементов (прибор «Гриф»). Управляя набором микродвигателей, работающих на сжатом азоте, система ориентации разворачивала корабль так, чтобы от фотоэлементов шёл максимальный ток. Выбранное направление поддерживали гироскопы. Перед выдачей импульса торможения система проходила тест: если в течение минуты заданная ориентация строго выдерживалась, начинала работать ТДУ-1. Сам процесс ориентации занимал несколько минут, но не больше получаса.
В случае отказа системы ориентации пилот мог перейти на ручное управление. Для него разработали необычную оптическую систему — в иллюминатор, расположенный под ногами, встраивался ориентатор «Взор», включающий два кольцевых зеркала-отражателя, светофильтр и стекло с сеткой. Лучи, идущие от линии горизонта, попадали на первый отражатель и далее через стёкла иллюминатора проходили на второй отражатель, который направлял их через стекло с сеткой на глаз космонавта. При правильной ориентации корабля космонавт периферийным зрением видел во «Взоре» изображение линии горизонта в виде концентрического кольца. Направление полёта корабля определялось по «бегу» земной поверхности: при правильной ориентации она совпадала с курсовыми стрелками, нанесёнными на стекло иллюминатора.
При проектировании рассматривалось несколько вариантов посадки. Изначально Королёв предлагал использовать авторотацию (то есть установить на спускаемом аппарате вертолётные лопасти), но затем всё-таки остановились на парашютах. Были опасения, что входной люк спускаемого аппарата окажется «заварен» или удар при приземлении будет очень сильным. Поэтому в окончательном виде схема посадки предусматривала катапультирование пилота вместе с креслом на высоте 7 км по команде барометрического реле и отдельное приземление.
Разумеется, все эти и другие системы корабля требовали испытаний в космосе, и 15 мая 1960 года на орбиту отправился прототип «Востока» — корабль «1КП» без теплозащиты и системы жизнеобеспечения. Запуск прототипа (официальное название — Первый космический корабль-спутник) прошёл успешно. Через четыре дня по сигналу с Земли была дана команда на включение двигательной установки. Однако подвела система ориентации. Вместо того чтобы затормозить, корабль разогнался и поднялся на более высокую орбиту. Он оставался там до 1965 года. Если бы на борту находился пилот, его гибель была бы неизбежна.
28 июля 1960 года стартовал более совершенный «Восток» («1К» № 1), в спускаемом аппарате которого поместили контейнер с собаками Лисичкой и Чайкой. Из-за взрыва камеры сгорания одного из боковых блоков ракета развалилась на части, упав на территорию полигона. Собаки погибли. Королёв тяжело переживал эту катастрофу — рыжая Лисичка была его любимицей.
Через три недели, 19 августа, удалось запустить на орбиту корабль «1К» № 2 (Второй космический корабль-спутник) с Белкой и Стрелкой. На этот раз всё прошло гладко. Собаки чувствовали себя превосходно и даже облаяли пролетавший мимо американский спутник «Echo-1». Прекрасно отработала и тормозная двигательная установка — спускаемый аппарат «1К» приземлился в 10 км от расчётной точки.
Вдохновлённые успехом, ракетчики назначили запуск пилотируемого корабля «Восток» на декабрь 1960 года. Однако выполнению плана помешала трагедия. 24 октября 1960 года на 41-й площадке полигона Тюра-Там взорвалась межконтинентальная ракета Р-16. В огне погибли 92 человека, включая главнокомандующего ракетными войсками маршала Митрофана Ивановича Неделина. Траурные мероприятия, расследование причин катастрофы и ликвидация её последствий заняли время.
Возобновление испытаний обернулось новыми проблемами. 1 декабря 1960 года на орбиту вышел корабль «1К» № 5 (Третий космический корабль-спутник) с собаками Пчёлкой и Мушкой на борту. Корабль отработал отлично, но траектория спуска оказалась слишком пологой. И поскольку на корабле была установлена система подрыва, которая создавалась специально, чтобы в случае падения на территорию потенциального противника уничтожить корабль со всем оборудованием, из-за отклонения траектории от расчётной система подорвала корабль.
Запуск «1К» № 6 состоялся через три недели — 22 декабря 1960 года. «Пассажирами» были собаки Жемчужная и Жулька. Из-за сбоя в третьей ступени корабль до орбиты не добрался, а приземлился в Красноярском крае. Через четыре дня его отыскали и вскрыли — к радости ракетчиков, собаки выжили.
Группа организаторов ГИРД во главе с Сергеем Королёвым (в первом ряду в центре) и Фридрихом Цандером (в первом ряду справа).
Первый корабль серии «3КА» (Четвёртый космический корабль-спутник) удалось запустить только 9 марта 1961 года. Катапультируемое кресло пилота занял манекен «Иван Иванович» в скафандре, в грудной и брюшной полости которого находились клетки с мышами и морскими свинками. В некатапультируемой части спускаемого аппарата разместили контейнер с собакой Чернушкой. При входе в атмосферу спускаемый аппарат не отделился от приборного отсека, что могло обернуться гибелью корабля. Однако благодаря высокой температуре при торможении кабель-мачта, соединяющая отсеки, сгорела, и разделение произошло. Этот сбой привёл к перелёту расчётной точки на 412 км. Однако испытания признали успешными, а риск для будущего космонавта — допустимым.
Космонавт
Когда проектирование корабля «Восток» вошло в завершающую стадию, остро встал вопрос о том, кого послать на нём в космос. Предлагались самые разные варианты. Медики утверждали, что нужно послать коллегу — специалиста по авиационной медицине. Инженеры настаивали на включении в экипаж конструктора космической техники. Можно было, ориентируясь на опыт американцев, пригласить в программу лётчиков-испытателей… Кто из них лучше подойдёт для первого полёта в неведомое? Кто выдержит перегрузки и невесомость?
Королёв остановил свой выбор на лётчиках истребительной авиации, полагая, что только они обладают достаточной физической подготовкой, чтобы выдержать все возможные нагрузки, и при этом имеют разностороннее образование: лётчик может быть пилотом и штурманом, инженером и радистом. Выступая перед медиками, которым предстояло произвести отбор, Королёв изложил свои пожелания по кандидатам: возраст примерно 30 лет, рост не выше 170 сантиметров, вес до 70 килограммов.
11 января 1960 года приказом Главнокомандующего ВВС была организована специальная воинская часть (в/ч 26266), позднее преобразованная в Центр подготовки космонавтов ВВС. В феврале её возглавил полковник медицинской службы Евгений Анатольевич Карпов.
Медики парами разъехались на поиски кандидатов. В короткие сроки им надлежало найти несколько десятков абсолютно здоровых, относительно опытных, дисциплинированных, не имеющих замечаний по службе, профессионально перспективных, молодых, невысокого роста, худеньких лётчиков-истребителей. Прибыв в авиационную часть, медики внимательно просматривали личные дела тех лётчиков, которые, согласно лётным и медицинским книжкам, подходили по критериям отбора. Всего были просмотрены медицинские книжки 3461 человека. Для истории важно отметить, что «путёвку в космос» Юрию Гагарину выдали проводившие отбор в его части военные медики Пётр Васильевич Буянов и Александр Петрович Пчёлкин.
Строго соблюдался принцип добровольности. На собеседовании многим задавали ставший знаменитым вопрос: «На новой технике полетать хотите?» Несмотря на то что о цели отбора знали только командиры дивизий, почти все догадывались, о какой технике идёт речь. Но открыто об этом не говорилось, и кандидатам даже не разрешалось разглашать сам факт собеседования.
Согласившихся кандидатов ждал первый медицинский этап обследования, который проводился обычно в гарнизонном госпитале. После этих двух этапов в списке кандидатов в отряд космонавтов осталось 206 человек. Потянулись месяцы ожидания. За это время 52 человека сами приняли решение отказаться от участия в новом деле. Осенью 1959 года кандидатов начали группами вызывать в Москву.
К февралю 1960 года «пройти комиссию по теме № 6» (так это формулировалось в документах) удалось 29 офицерам. После ознакомления с результатами обследования всех кандидатов и по решению мандатной комиссии окончательно сформировали отряд из 20 человек.
Отобранных кандидатов ждало множество испытаний. Не располагая реальным опытом космических полётов, медики не могли уверенно сказать, какой из факторов полёта окажется определяющим, и зачастую придумывали тренажёры, которые позднее исключили из программы подготовки. Кандидаты должны были пройти «отсидку» в сурдокамере и термокамере, выдержать перегрузку в центрифуге и встряску на вибростенде. После этого их ждали парашютные прыжки, двухместный «МиГ-15», переоборудованный под имитатор невесомости, и катапультирование с наземного стенда.
Не всем удалось дойти до заветного старта. Анатолий Карташов повредил спину на центрифуге. Валентин Варламов получил травму шейного позвонка во время купания. Но группа держалась, и вскоре в ней выделились три лидера: Юрий Алексеевич Гагарин, Григорий Григорьевич Нелюбов и Герман Степанович Титов. Любой из них мог стать первым космонавтом.
К тому времени «Восток» был практически готов, и начались его лётные испытания. Члены отряда внимательно знакомились с материалами о полётах кораблей-спутников; особый интерес проявили к просмотру киноплёнок, на которых было зарегистрировано поведение Белки и Стрелки на борту второго корабля-спутника.
Параллельно в наземных лабораторных условиях отрабатывали системы, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность человека в герметической кабине корабля, проверяли систему безопасности приземления, системы ориентации и терморегулирования. Был изготовлен тренажёр, на котором будущие космонавты учились управлять «Востоком».
И уже 24 марта на 1-й площадке полигона состоялась «генеральная репетиция» запуска пилотируемого корабля. За вывозом ракеты на старт, её установкой и заправкой наблюдали Юрий Гагарин и Герман Титов. Они надели скафандры и поднялись на лифте к люку корабля — всё было, как перед реальным полётом, только в кабине находился манекен и контейнер с собакой Звёздочкой. Вообще-то, собаку звали Удача, но ей поменяли кличку. Как сказал Гагарин: «Удача нам самим пригодится».
Сергей Королёв прощается с Гагариным перед стартом 12 апреля 1961 года
Корабль «3КА» № 2 (Пятый космический корабль-спутник) запустили на следующий день — 25 марта. Всё время полёта пять членов отряда космонавтов находились на измерительном пункте ИП-1 полигона и от имени «летящего космонавта» (позывной «Кедр») вели переговоры с командным бункером.
При возвращении корабля повторился тот же отказ, что и 9 марта 1961 года, — не отделилась гермоплата кабель-мачты, связывающая электромеханические системы спускаемого аппарата и приборного отсека. Перелёт составил 660 км. Установить причину сбоя в то время не удалось. Лишь много позже, после суточного полёта Германа Титова, который столкнулся с той же проблемой при посадке «Востока-2», выяснили, что виновником перелётов являлась ошибка в логике схемы разделения: цепь, по которой шла команда на отстрел гермоплаты, была проложена через пироножи, обрезающие кабели приборного отсека перед отделением, а пироножи срабатывали на секунду раньше, чем проходила команда.
Хотя проблема с разделением не была решена, два удачных полёта кораблей «3КА» давали надежду, что и пилотируемый запуск пройдёт успешно. Команде Королёва приходилось торопиться, ведь американцы тоже претендовали на приоритет и готовили суборбитальный запуск корабля «Mercury». Поэтому, несмотря на недоработки, 29 марта 1961 года Военно-промышленная комиссия под председательством генерал-полковника Дмитрия Фёдоровича Устинова приняла решение провести пилотируемый запуск корабля «Восток» в период с 10 по 20 апреля.
3 апреля Юрий Гагарин, Герман Титов и Григорий Нелюбов наговорили свои предстартовые речи на магнитофон. 4 апреля Главком ВВС подписал им полётные удостоверения. 5 апреля космонавты отправились на полигон. 6 апреля было утверждено официальное задание на одновитковый полёт, в нём указывались цели и задачи, описывались действия будущего космонавта в штатных и нештатных ситуациях. В тот же день провели заседание Госкомиссии по готовности ракеты и корабля к пуску. 7 апреля Гагарин, Нелюбов и Титов провели занятия по ручной ориентации и спуску. 8 апреля прошло открытое заседание Госкомиссии, на котором Юрия Гагарина утвердили пилотом «Востока», а Титова — запасным. В воскресенье 9 апреля космонавты отдыхали. На следующий день им сообщили о выборе Госкомиссии, а вечером состоялась встреча с представителями прессы.
Утром 11 апреля ракету-носитель с кораблём «3КА» № 3 вывезли из монтажно-испытательного корпуса на стартовую площадку, а Константин Феоктистов провёл заключительные занятия с космонавтами. Ночь перед стартом Гагарин и Титов провели в «маршальском домике» — здесь до своей гибели жил Митрофан Неделин. Вечером их навестил Сергей Павлович Королёв.
12 апреля космонавтов подняли в 5:30 по местному времени, а ещё через полчаса состоялось предпусковое заседание Госкомиссии. Замечаний по системам ракетно-космического комплекса не оказалось. Космонавты в это время надели скафандры и в 8:50 прибыли на старт. Юрий Гагарин занял место в кабине. Люк за ним закрывали ведущий конструктор корабля Олег Генрихович Ивановский и специалист по скафандрам Фёдор Анатольевич Востоков. Вскоре выяснилось, что люк закрыт неплотно, — его вновь пришлось открывать и закрывать.
Полёт
В 11:07 по местному времени (в 9:07 по московскому декретному времени) ракета-носитель 8К72К с кораблём «Восток» стартовала.
В момент отрыва от комплекса Юрий Гагарин воскликнул: «Поехали!» — и этот короткий возглас навсегда вошёл в историю. По одной из версий, это неуставное словечко Гагарин подхватил от знаменитого лётчика-испытателя Марка Лазаревича Галлая, участвовавшего в подготовке космонавтов.
Через одиннадцать минут после старта Гагарин уже был на орбите. Изначально на Земле решили, что параметры орбиты близки к расчётным — с апогеем в 230 км. Однако на самом деле «Восток» вышел на орбиту с апогеем 327 км. Расчётная высота выбиралась с тем прицелом, что, если тормозная двигательная установка откажет, корабль за счёт естественного торможения сам сойдёт с орбиты в течение пяти—семи суток. Сход с реальной орбиты занял бы не меньше двух недель — к тому времени космонавт был бы мёртв. Это стало первой, но не последней проблемой полёта.
В полёте Юрий Гагарин поддерживал связь с научно-измерительными пунктами полигона Тюра-Там (позывной «Заря-1»), НИП-12 в Колпашево Томской области («Заря-2») и НИП-6 в Елизове Камчатской области («Заря-3»).
Выйдя из зоны связи камчатского пункта, «Восток» вскоре прошёл над Гавайскими островами, пересёк Тихий океан, обогнул с юга мыс Горн и приблизился к Африке.
Юрий Гагарин чувствовал себя прекрасно, о чём постоянно докладывал измерительным пунктам. Попробовал космическую еду (щавелевое пюре с мясом, мясной паштет и шоколадный соус) и консервированную воду, подтвердив предположение учёных, что с питанием на орбите не должно возникнуть серьёзных проблем. За космонавтом можно было наблюдать с помощью видиконной камеры системы «Селигер», установленной в кабине. Она передавала всего 100 строк при 10 кадрах в секунду, изображение получалось размытым, однако его вполне хватало, чтобы оценить состояние пилота «Востока».
Гагарин наблюдал Землю, звёзды и космическое пространство, регистрировал показания приборов, надиктовывая их на бортовой магнитофон и записывая в бортжурнал. В невесомости от космонавта «уплыл» карандаш, и писать стало нечем. В магнитофоне задолго до окончания полёта закончилась плёнка — Гагарин вручную перемотал её на середину и продолжил запись; из-за этого информация о середине полёта (с 09:27 до 10:03 по московскому времени) на плёнке отсутствует.
Поскольку полёт был одновитковым, сразу после отделения корабля от ракеты-носителя включилось программно-временно`е устройство «Гранит-5В», которое в 09:57 запустило автоматическую систему ориентации. Когда корабль был сориентирован по Солнцу, в 10:25 прошло включение тормозной двигательной установки. Двигатель должен был отработать
41 секунду, но он выключился на секунду раньше из-за окончания горючего (причина — залипание клапана, часть горючего попала в полость разделительного мешка, а не в камеру сгорания). В результате магистрали наддува двигателя остались открытыми и в них под давлением 60 атмосфер стал поступать азот, что привело к закрутке корабля со скоростью 30°/с.
Юрий Гагарин описывал это так: «Получился “кордебалет”: голова-ноги, голова-ноги с очень большой скоростью вращения. Всё кружилось. То вижу Африку, то горизонт, то небо. Только успевал закрываться от Солнца, чтобы свет не падал в глаза. Я поставил ноги к иллюминатору, но не закрывал шторки. Мне было интересно самому, что происходит. Я ждал момента разделения. Разделения нет...»
«Восток» над планетой (картина Алексея Леонова и Андрея Соколова).
Досрочное отключение тормозной установки нарушило штатную схему, и команда на автоматическое разделение спускаемого аппарата и приборного отсека оказалась не выполнена. Ситуация сложилась уникальная, и Гагарин не мог оценить, насколько велика опасность такого развития событий. Однако Юрий Алексеевич не запаниковал. Он засёк время по часам, продолжая с любопытством следить за происходящим. Мигали окошки прибора контроля режима спуска, корабль вращался. Гагарин понял, что перелёт расчётного места посадки неизбежен — как и в случае с собаками, но, прикинув «на пальцах», решил, что сядет на территорию СССР. Поэтому не стал сообщать на Землю о внезапных проблемах.
Через десять минут после импульса тормозной установки отсеки корабля всё-таки разделились. Произошло это над Средиземным морем, на высоте 130 км — по резервной схеме от термодатчиков.
По мере движения в атмосфере вращение стало замедляться, а перегрузки плавно нарастать. Кабина озарилась ярко-багровым светом, который проникал даже сквозь опущенную шторку «Взора». Гагарин услышал потрескивание — он не знал, откуда идёт этот звук, но предположил, что таким эффектом сопровождается тепловое расширение оболочки аппарата. Ещё в воздухе ощущался лёгкий запах гари. Потом о мелких неприятностях пришлось забыть, потому что перегрузки возросли до 10 единиц и в глазах у космонавта «посерело». Продолжалось это несколько секунд, после чего перегрузки начали плавно и быстро спадать.
Катапультирование прошло на высоте 7 км. На спуске в дополнение к основному по неизвестной причине раскрылся запасной парашют. В этот момент Гагарин должен был открыть клапан дыхания — скафандр «СК-1» не снабжён баллонами, а потому конструкторы предусмотрели для космонавта возможность дышать окружающим воздухом. Но шарик клапана оказался прикрыт демаскирующей оболочкой, и Юрий Алексеевич потратил шесть минут на то, чтобы справиться с ним.
В остальном посадка в районе деревни Смеловка Саратовской области, на берегу Волги, прошла нормально. Расчётное место приземления находилось восточнее Куйбышева (Самары), но «Восток», вопреки ожиданиям, сел не с перелётом, а с недолётом.
В эфире прозвучало торжественное сообщение ТАСС: «В 10 часов 55 минут московского времени советский корабль “Восток” совершил благополучную посадку в заданном районе Советского Союза». О раздельном приземлении корабля и космонавта не сообщалось, а впоследствии информацию о катапультировании засекретили — это было необходимо, чтобы Международная аэронавтическая федерация (ФАИ) зарегистрировала рекорды высоты и скорости, установленные Юрием Гагариным в ходе полёта.
Первыми увидели Гагарина на Земле жена лесника Анна Акимовна Тахтарова с внучкой Ритой. Старушка и девочка испугались при виде человека в странном костюме, но космонавт сразу поднял руки и закричал: «Свой, свой, советский! Не бойтесь! Идите сюда!» Затем с полевого стана прибежали механизаторы колхоза имени Шевченко. Ещё через несколько минут на автомашине «ЗиЛ-151» прибыл майор Ахмед Гасиев, который и доставил космонавта в ракетный дивизион в деревне Подгорье.
Спускаемый аппарат «Востока» на земле.
По телефону Гагарин связался с командиром дивизии ПВО и доложил: «Прошу передать Главкому ВВС: задачу выполнил, приземлился в заданном районе, чувствую себя хорошо, ушибов и поломок нет. Гагарин». Пообщавшись с офицерами и солдатами дивизиона, Юрий Алексеевич в сопровождении Гасиева поехал к кораблю. На пути их обнаружил вертолёт «Ми-4» поисковой группы. На нём космонавта доставили в Энгельс, а оттуда самолётом — в Куйбышев.
Так завершился полёт Гагарина на «Востоке». Началась новая эра, новая история. Впереди были одиночные и групповые полёты, выходы в открытый космос, стыковки и расстыковки, строительство орбитальных станций и высадки на Луну.
Мы пока не знаем, куда приведёт землян эта незримая дорога в небе. Но одно можно сказать наверняка: космос будет нашим! И Юрий Алексеевич Гагарин первым доказал, что самые фантастические мечты могут когда-нибудь стать реальностью.
Антон Первушин
Юрий Гагарин после возвращения из космического полёта (город Энгельс)…
Ракета «Восток» на старте
все.
Источник: www.yaplakal.com/
