Космическая программа «Восток»

Константин Эдуардович Циолковский говорил: «Человек давно мечтал о небе, о небесных телах. Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе всё околоземное пространство». Но для того, чтобы завоевать космическое пространство, необходим новый вид транспорта, на котором люди могли бы покинуть Землю и отправиться в космос. Сегодня всем известно, что таким видом транспорта является ракета.

Начало масштабной ракетной программы в СССР положило секретное постановление Совета Министров от 13 мая 1946 года по вопросам реактивного вооружения. Согласно ему, важнейшей задачей стало создание вооружения с применением реактивных двигателей и организация научно-исследовательских работ в этой области. Кроме военно-стратегических задач, от учёных требовалось проверить и возможность полёта в космос человека.

Как мы помним, первой ракетой, произведённой в Советском союзе, была Р-1, спроектированная Сергеем Павловичем Королёвым на базе немецкой «ФАУ-2. Её первый запуск состоялся 10 октября 1948 года на полигоне Капустин Яр. Конечно, это была не та ракета, которая смогла бы вывести человека в космос. Поэтому Сергей Королёв со своей командой продолжали разрабатывать новые конструкции ракет.

Итогом многолетних трудов, так сказать венцом инженерной мысли, стала ракета Р-7 (в простонародье семёрка). Это была первая в мире двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета с отделяющейся головной частью. На базе «семёрки» было создано целое семейство ракет-носителей среднего класса, внёсших большой вклад в освоение космоса.

Однако новая ракета потребовала создания и нового полигона для её испытаний (ранее испытания советских ракет проводились на полигоне Капустин Яр в Астраханской области). Для полигона была выбрана пустыня в Казахстане к востоку от Аральского моря, вблизи одной из крупнейших рек Средней Азии Сырдарьи и железной дороги Москва — Ташкент. Для дислокации полигона был отведён значительный участок пустынной местности недалеко от железнодорожной станции Тюратам.

12 февраля 1955года ЦК КПСС и Совет министров СССР совместным Постановлением утвердили создание Научно-исследовательского испытательного полигона № 5 Министерства Обороны СССР, предназначенного для испытаний ракетной техники. Район формирования полигона имел условное наименование «Тайга» (сейчас же это крупнейший в мире космодром Байконур). Руководителем строительства был назначен строитель генерал-майор Шубников.

Строительные работы на полигоне были начаты во второй половине зимы 1955 года. Спустя всего два года после начала строительства (5 мая 1957 г) специальная комиссия приняла первый стартовый комплекс полигона. А на следующий день первую ракету Р-7 уже установили на этом комплексе.

Тогда же весной Сергей Павлович Королёв в рамках своего Особого конструкторского бюро № 1 организовал специальный отдел, предназначенный для проведения работ по созданию первых искусственных спутников Земли. Отдел возглавил соратник Королёва Михаил Клавдиевич Тихонравов.

Ракетой-носителем должна была стать королёвская «семёрка». Расчёты показывали, что она, оснащённая третьей ступенью, могла вывести на низкую околоземную орбиту груз массой около пяти тонн. Так был дан старт советской космической программе «Восток».

Работы по ракете вёл разработчик «семёрки», ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия») под руководством главного конструктора Сергея Королева. Как мы и говорили, ракета-носитель имела три ступени.

Первая и вторая ступени состояли из пяти блоков: центрального (длиной 28,75 м, наибольший диаметр 2,95 м) и 4боковых (длиной 19,8 м, наибольший диаметр 2,68 м). Боковые блоки имели коническую форму и были расположены симметрично вокруг центрального блока. Третья ступень установлена на центральном блоке и соединена с ним стержнем. Двигатели всех ступеней использовали в качестве топлива керосин и жидкий кислород.

Запуски ракеты-носителя, как мы уже говорили, осуществлялись с космодрома Байконур. Первый успешный старт ракеты-носителя 2 января 1959 года с автоматической межпланетной станцией «Луна-1». В том же году ракетой благополучно были выведены в космос «Луна-2» и «Луна-3».

Параллельно с разработкой искусственных спутников, в отделе начали выполняться исследования по вопросу создания пилотируемого корабля-спутника «Восток». Разработкой занимался всё тот же Михаил Тихонравов под руководством Королёва.

«Восток» представлял собой корабль-спутник, то есть, в отличие от современных космических кораблей, он не мог выполнять орбитальные манёвры. Длина корабля составляла 4,3 м, максимальный диаметр — 2,43 м, стартовая масса — 4 т 725 кг.

Корабль состоял из двух отсеков — спускаемого аппарата сферической формы для размещения космонавта и конического приборно-агрегатного отсека с аппаратурой и оборудованием основных систем корабля, а также тормозной двигательной установкой. Двусторонняя радиотелефонная связь с Землёй осуществлялась посредством аппаратуры, работающей в ультракоротковолновом и коротковолновом диапазонах. Некоторые основные системы были дублированы для надёжности.

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.

На первом этапе проводились беспилотные запуски, в том числе с животными на борту. Экспериментальным кораблям присваивалось название «Спутник». Первый запуск состоялся 15 мая 1960 года. Это был «Спутник-4» — упрощённый вариант корабля, не имеющий тепловой защиты, систем жизнеобеспечения и приземления. Главной задачей запуска являлась проверка работы основных систем.

28 июля того же года был выполнен запуск корабля-спутника «Спутник-5-1» с подопытными животными на борту (собаки Чайка и Лисичка). Вследствие аварии ракеты-носителя корабль на орбиту не вышел.

А 19 августа состоялся первый полностью успешный запуск второго корабля-спутника «Спутник-5». Подопытные животные (собаки Белка и Стрелка, мыши, насекомые), растения и другие биологические объекты успешно вернулись на Землю в спускаемом аппарате корабля.

Менее чем через три месяца (11 октября 1960 года) вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, которое определило запуск космического корабля с человеком на борту, как задачу особого назначения.

1 декабря был выполнен запуск третьего корабля-спутника «Спутник-6», совершившего успешный орбитальный полёт. Однако, из-за аварии в работе тормозной двигательной установки и спуска в нерасчётном районе, спускаемый аппарат с собаками Пчёлка и Мушка был подорван.

Первый корабль, предназначенный для пилотируемых полётов (3КА), стартовал 9 марта 1961 года. В его спускаемом аппарате в контейнере находилась собака Чернушка, а в катапультируемом кресле — манекен человека Иван Иванович. Программа полёта была выполнена: спускаемый аппарат с собакой успешно приземлился, а манекен был штатно катапультирован. Следом за ним, 25 марта, был проведён второй аналогичный запуск с собакой Звёздочкой на борту. Таким образом, животные и Иван Иванович полностью проделали путь, который предстоял первому космонавту: взлёт, виток вокруг Земли и посадка. Эти запуски стали завершающей проверкой космического корабля перед полётом человека.

Однако оставались нерешёнными ещё несколько вопросов. И основной из них — жизнеобеспечение и средства выживания для спасения космонавта при аварийном изменении условий окружающей среды на всех участках полёта и после приземления. Его решением стала разработка космического скафандра СК-1.

Название «скафандр» происходит от французского слова, предложенного в конце XVIII века аббатом-математиком Жаном-Батистом де Ла Шапелем. Естественно, о полётах в космос тогда речи речи не шло — учёный предложил называть так водолазное снаряжение. А само слово, которое можно перевести с греческого примерно как «лодко-человек», неожиданно вошло в русский язык с приходом космической эры. В английском же языке скафандр так и остался «космическим костюмом» (space suit).

Первые космические скафандры шили не для пилотов, а для братьев наших меньших, которые были первопроходцами в космосе. Первые образцы были созданы для собак Рыжик и Лиса и были испытаны в середине 1950-х гг. в суборбитальных полётах.

Первая собака в космосе — Лайка, летела вовсе без скафандра в специальном боксе. Правда, у неё был «билет в один конец». Скафандры для Белки и Стрелки были уже мешковатыми костюмами с рукавами для передних лап и съёмным шлемом из оргстекла. Трёхслойная прорезиненная ткань зашнуровывалась на спине хвостатого космонавта. Дизайнеры тогда не уделяли особого внимания деталям, ведь животным не требовалось выполнять сложную работу.

Проектирование скафандров для первых космонавтов началось в январе 1959 года на заводе № 918 (ныне Научно-производственное предприятие «Звезда»). Однако буквально через год проектные работы были приостановлены, поскольку у создателей корабля «Восток» во главе с Феоктистовым возникли проблемы с избытком массы корабля. Разработчики космического корабля считали, что вероятность разгерметизации кабины незначительная и поэтому скафандр, по их мнению, будет излишеством. Споры между изготовителями скафандра и разработчиками корабля продолжались до лета, пока их не прекратил сам Королёв: «Я готов отдать 500 кг, но чтобы скафандр с системой жизнеобеспечения был готов к концу года».

Специалисты «Звезды», с заданием справились. В основу космического скафандра был положен высотный костюм «Воркута», предназначенный для пилотов истребителя-перехватчика Су-9. «Ноу-хау» был шлем со специальным механизмом, управляемым датчиком давления: при резком падении давления забрало захлопывалось, полностью герметизируя человека. Это и был скафандр первой категории — спасательный костюм первый (СК-1).

Он был выполнен из двух слоёв: внутренней герметичной оболочки и внешней силовой. Внутренняя оболочка изготавливалась из листовой резины методом элементарного склеивания с использованием натуральных высококачественных материалов. Внешний тканевый слой держал форму и защищал внутренний от повреждений. Получилось нечто вроде футбольного мяча, где резиновая камера защищена кожаным чехлом от ударов, что обеспечивает неизменные размер и форму.

Для обеспечения подвижности в области сгиба рук и ног на оболочке СК-1 имелись специальные «мягкие» шарниры, а в зоне кисти — гермоподшипники. Под оболочку скафандра надевался специальный теплозащитный комбинезон, в который монтировались трубопроводы системы вентиляции для создания теплового режима, удалялись выделяемые человеком влага и углекислота.

Для облегчения поисковых работ космонавта после катапультирования к скафандру был дополнительно сшит оранжевый чехол.

Оставалось дело за малым — продумать систему питания космонавта. Разумеется, еда должна быть удобной для употребления, высококалорийной и, безусловно, вкусной (чего нельзя сказать о еде первых космонавтов, так как это была пресная желеобразная масса). Из всех вариантов было решено остановиться на питании, апробированном в авиации. Для первого запуска было решено использовать перетёртые в пасту мясо и шоколад, находящиеся в металлических тюбиках.

Конечно же, современное меню космонавтов намного разнообразнее (например, в меню российских космонавтов МКС входит порядка 300 наименований блюд и съедобные растения, выращенные на орбите). Но не стоит забывать о том, что это были лишь первые шаги человечества в космос.