78Арена ИСЗ

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Первый спутник: 50 лет запуску


Всеволод Колюбакин Теле-Спутник - 10(144) Октябрь 2007 г.


«Ну, теперь в Вашингтоне разразится настоящий ад!» — сказал Вернер фон Браун министру обороны США Нейлу Макэлрою, получив известие о том, что на орбиту вышел первый искусственный спутник Земли. И ад разразился — всех интересовало, почему Советы, которые, как считалось, отстают от Америки в ракетостроении, сумели первыми вывести на околоземную орбиту рукотворный объект? Поражение США в космической гонке сравнивали с тем, которое понесла страна 7 декабря 1941 года от японской авиации. «Мы не ждали советского спутника, и поэтому он произвел на Америку Эйзенхауэра впечатление нового технического Перл-Харбора», — писал журнал Fortune. Сам президент США Дуайт Эйзенхауэр позднее признавал, что первый искусственный объект в космосе повлиял на его политическую судьбу: «Я не знал тогда, что спутник придает окраску событиям следующих лет, включая выборы 1960 года».

Холодная война и новая стратегия

По окончании Второй мировой войны победившей стороне в качестве трофея досталась немецкая ракетная программа, в первую очередь ракета А-4, более известная под названием «Фау-2». Союзники по достоинству оценили добычу — по обе стороны океана начали активно воспроизводить немецкие изделия и разрабатывать свои собственные. На полигоне Уайт Сэндз в США и Капустин Яр в СССР начали летать ракеты, сначала собранные из деталей, привезенных из Германии, а потом и изготовленные своими предприятиями. Ракеты прочно занимали место в оборонной доктрине бывших союзников, ставших отныне противниками в той войне, которую уже называли холодной. В начале 1950-х стало очевидно, что недалеком будущем последует объединение ракеты и еще одного детища Второй мировой — ядерного оружия.
В этой гонке заокеанские противники имели явное преимущество: американские базы находились в непосредственной близости от СССР, поэтому дальность ракеты не была столь уж принципиальной для американцев. Что касается СССР, то для него это был принципиальнейший параметр; военные отлично понимали, что ни Р-1 (советская копия А-4), ни Р-2 (дальнейшая модификация), ни Р-5 (следующая модель с дальностью полета 1200 км) не являются реальным оружием против наиболее вероятного противника.
12 августа 1953 года был испытан первый прототип водородной бомбы. В декабре того же года на заседании президиума ЦК было принято два решения. Первое — о создании термоядерной бомбы, в отличие от испытанного прототипа, годной к транспортировке; второе — о разработке межконтинентальной баллистической ракеты для этой бомбы. Андрей Сахаров, минуя звание члена-корреспондента, ставший академиком, направил в Военно-промышленную комиссию докладную записку, в которой указывал ориентировочные размеры и массу водородного заряда. Данные из нее легли в основу задания, выданного Королеву на межконтинентальную баллистическую ракету. Впоследствии эти данные изменились — заряд несколько «похудел», но ракета уже получилась именно таковой. И именно поэтому она смогла вывести на орбиту сначала первый спутник, а позднее отправить первые автоматические станции к Луне, Венере и Марсу и вывести на орбиту первого космонавта. 20 мая 1954 года вышло официальное Постановление Совета Министров, и к концу года уже был готов эскизный проект. Правда, ракету в ОКБ-1 начали делать не на пустом месте. К тому времени уже были проработки Р-3 — одноступенчатой ракеты с дальностью 3000 км. Ее разработка была признана нецелесообразной. Также с начала 1950-х велась теоретическая проработка оптимальной схемы ракеты с дальностью полета 7-8 тысяч километров. Было очевидно, что такая дальность может быть достигнута только двухступенчатой ракетой. После долгого перебора различных вариантов остановились на пакетной схеме. Первую ступень представляли четыре ракеты, окружавшие центральную ракету, которая и являлась второй ступенью. Минус этого варианта заключался в том, что с момента отделения первой ступени приходилось тащить с собой ненужный вес — частично опорожненные баки второй ступени. Но был и один существенный — в те времена даже решающий — плюс. Запуск двигателя в то время был очень непростым процессом даже на земле. Надежно запустить двигатель в вакууме представлялось нерешаемой задачей. Американцы пошли по пути установки дополнительных твердотопливных ускорителей, которые создавали тягу на момент включения. Позднее стали использовать так называемое горячее разделение, при котором двигатели второй ступени включаются чуть раньше, чем выключаются двигатели первой. Но тогда, в 1954 году, самым оптимальным был вариант запуска двигателей второй ступени уже на земле. Пакетная схема — это был оптимум не по параметру выводимого веса и массы самой ракеты, это был оптимум по степени технического риска и времени разработки.

РН “Молния” — наследница
легендарной “семёрки”
Второй серьезной проблемой была установка многотонной ракеты на стартовом столе. Сначала предполагалось собирать ракету вертикально и в таком виде транспортировать ее на старт. Каждый из пяти блоков предполагалось закреплять на своем стартовом столе. Расчеты, однако, показали, что в таком варианте свалить изделие со стола может даже ветер в 10 м/с. Сгоряча от главного конструктора стартовых комплексов Бармина потребовали спроектировать ветрозащитную стену вокруг комплекса, но Бармин строить китайскую стену отказался. Ко всему этому добавлялась проблема сохранности самой ракеты. Хвостовые отсеки, тот самый пакет, были рассчитаны только на полетные нагрузки; при водружении на них всей ракеты они просто-напросто сломались бы. Изготовление этих блоков из прочной стали сильно повышала вес и делала всю затею лишенной всяческого смысла. И тогда был найден вариант, который, наряду с пакетной схемой носителя, стал принципиальным для дальнейшего развития советской космонавтики. Было предложено не ставить, а подвесить ракету. В этом случае нагрузка приходилась как раз на узлы крепления пакета ко второй ступени. Но тут возник вопрос:
а как заставить ферму отпустить ракету при старте вовремя и со стопроцентной надежностью? Решение нашлось: ракета должна была отпускать себя сама — при старте снимается нагрузка с креплений, и ферма отходит под действием установленных противовесов.
Идея была найдена, но ее требовалось проверить. Это сделали на Ленинградском металлическом заводе, где нашелся большой цех и мощный кран. С осени 1956 года на протяжении почти полугода там проводились «ракетные старты», после чего оборудование было демонтировано и отправлено на полигон.
Выбор же полигона был делом непростым. Тогда речь шла именно про полигон для испытания нового вида оружия. Слово «космодром» появилось несколько позже. Требования к полигону были противоречивы. Во-первых, стартовав с него и пролетев 7 тысяч км, головная часть ракеты должна упасть на советской территории. Во-вторых, что головная часть, что первая ступень не должны падать на густонаселенные области. В-третьих, на определенном расстоянии от старта и на определенном удалении от траектории полета требовалось установить пункты радиоконтроля ракеты. В то время полет ракеты направлялся не только независимыми инерциальными системами управления, но и с земли по радиоканалу. И, в-четвертых, к полигону должно было быть не слишком трудно доставлять по железной дороге габаритные материалы и электроэнергию. Место было выбрано около поселка Тюратам, чуть позднее ставшим всемирно известным космодромом Байконур. Кстати, сам Байконур находился в стороне от полигона, а название было дано из соображений секретности.
В апреле 1957 года первое изделие было доставлено на полигон, началась подготовка к пуску. Велись разговоры о том, что неплохо бы успеть к майским праздникам, но это так разговорами и осталось. 6 мая тепловоз выкатил ракету из ворот монтажно-испытательного комплекса. С того дня установилась традиция, согласно которой Председатель государственной комиссии, главные конструкторы и просто все желающие пешком сопровождают изделие до стартового комплекса. К 15 мая все было готово к пуску. Со старта ракета ушла нормально, и последующие сто секунд тоже все шло по плану, уже оставались считанные секунды до отделения пакета. Но на сотой секунде произошел сбой — как потом выяснилось, начался пожар в одном из хвостовых отсеков. Анализ аварии показал, что от вибраций разрушилась топливная магистраль. Тем не менее, все ощущали победу — стартовое сооружение отработало, как и планировалось, к системе управления также претензий не было. Начали срочно готовить следующий пуск. Следующую ракету так и не смогли заставить оторваться от старта, опять подвели двигатели. Третья разрушилась на 35-й секунде.
Тем временем, ситуация для ОКБ-1 складывалась не очень успешно. Королеву, Неделину и Келдышу предстояло объяснять в Москве причины неудач. К тому моменту был необходим хотя бы один успешный пуск, не позднее августа. Никто не грозил конструкторам арестами и ссылками, но фокус государственного интереса (и, соответственно, немалые ресурсы) мог быть перенесен из Подлипок в Днепропетровск, где под руководством Янгеля уже год велась разработка межконтинентальной ракеты — будущей Р-16. 20 июля приступили к сборке очередной ракеты, 15 августа она была запущена и наконец-то долетела до Камчатки. ТАСС не замедлило объявить о создании в СССР нового оружия. Но, собственно, оружия еще не было, поскольку головная часть до земли не долетела. Потребовалось еще много работы, экспериментов и продувок, чтобы подобрать носовой обтекатель правильной формы. Оставалась одна из подготовленных для испытаний ракета, которую и было решено пустить, после чего вплотную заняться головной частью. 7 сентября эта ракета успешно стартовала, финиш на Камчатке был зафиксирован. Но головная часть опять разрушилась. Королев направил всю свою энергию на запуск спутника, считая, что это некоторым образом отвлечет внимание руководства от боевой ракеты.

Спутник

Оставляя в стороне мечтания фантастов и футурологов, которые в своих трудах и приключенческих романах «выводили» различные созданные человеком аппараты на околоземную орбиту, можно сказать, что идея спутника — тоже порождение Второй мировой войны. Вернер фон Браун планировал запуск спутника, используемого в военных целях. Он был уверен в успехе, но также отмечал предстоящую долгую и непростую работу. В 1948 году министр обороны США Джеймс Форрестол заявил о существовании плана создания спутника в ближайшей перспективе. Тогда же начались исследования, имеющие целью определить, какая должна быть ракета, чтобы осуществить этот план. Разумеется, эти исследования были секретными ввиду их военной направленности. Исследователи пришли к выводу, что ни одна из существующих ракет не может быть использована для запуска ИСЗ. Были предложены несколько проектов, предусматривающих вложения до нескольких сотен миллионов долларов. В то же время, совершенно несекретно, группа английских ученых — членов Британского межпланетного общества — провели исследование Minimum satellite. Их резюме было противоположным, в выпущенном в 1951 году отчете говорилось, что имеющимися средствами спутник запустить можно.
В конце 1940-х в НИИ-4 работал Михаил Клавдиевич Тихонравов. Он был одним из первых, что к 1944 году ознакомился с обломками немецкой А-4. И когда в СССР начало разворачиваться массовое производство ее копии — Р-1 — он начал прикидывать возможность вывода искусственного спутника Земли при помощи связки этих ракет. Начальство заинтересовалось этими расчетами, и в 1947-1948 гг. Михаил Клавдиевич при помощи нескольких сотрудников рассчитал несколько вариантов. Одним из них — как считал Тихонравов, самым перспективным — было соединение нескольких ракет в пакет.
В 1948 году на ежегодной конференции Артиллерийской академии он выступил с докладом о своей работе. Выкладки были восприняты без особого энтузиазма — не было видно особой связи между запуском спутника и проблемами, которые решали ученые артиллерийской академии и подчиненных ей НИИ. Но там присутствовал Королев, который очень им заинтересовался. Особенно пакетом — ведь именно тогда начиналась проработка приблизительного облика ракеты большой дальности. Многие историки космонавтики считают, что именно работа Михаила Клавдиевича Тихонравова оказала влияние на выбор пакетной схемы.В конце 1955 года Королев написал письмо маршалу Неделину: «В настоящее время НИИ-88 вместе со смежными организациями приступило к разработке на базе ракеты Р-7 искусственного спутника Земли, первые пуски которого намечены на 1957 год и приурочены к Международному геофизическому году. В эти же сроки, как следует из ряда официальных заявлений, предполагаются пуски искусственных спутников в США.
Помимо выдающегося научного значения названной проблемы, несомненно, нельзя не учитывать значения приоритета в вопросе создания первого искусственного спутника Земли.
… В связи с этим прошу Вашего согласия на перевод в НИИ-88 группы сотрудников во главе с М.К. Тихонравовым, проводившей в течение последних двух лет комплексные исследования по ИСЗ…»
Действительно, и США, и СССР объявили о своих намерениях запустить спутник в рамках второго МГГ. Кстати, из этого письма видна еще одна особенность Королева — он любил пугать и руководство страны, и собственных сотрудников опережением в исследованиях американцами… Иногда эти сведения он придумывал сам.

Так сейчас выглядит стартовый
комплекс, откуда 4 октября 1957 г.
был запущен первый спутник
Подготовительные работы по спутнику, проводимые в ОКБ-1, завершились в конце 1955 года предэскизным проектом «Объекта Д». Этот объект и должен был стать первым ИСЗ. Спутник массой около 1400 кг должен был нести на себе 200-300 кг аппаратуры. Для ее разработки привлекались АН СССР и подведомственные ей институты. Академик Келдыш, которого впоследствии будут величать главным теоретиком космонавтики, горячо поддерживал Королева в работе по Объекту Д. Помимо чисто научного интереса, учеными руководило желание приобщиться к престижному проекту. Но в конце 1956 года стало очевидно, что работы по «Объекту Д» затягиваются, и затягиваются настолько, что к сроку объекта не будет. И тогда возникло решение — не ждать научных приборов от академических институтов, а сделать спутник полегче и попроще. Кому принадлежала идея — Королеву или Тихонравову, сейчас установить трудно. Но Королев за нее ухватился, потому что не мог и допустить мысли, что американцы могут обогнать его на этом поприще. И буквально на следующий день он выдал конструкторам задание. Баллистику первого спутника считал будущий космонавт Георгий Гречко на первой в стране вычислительной машине. Считал по ночам.
Идею Королева поддержали далеко не все. В первую очередь, против выступил Мстислав Дмитриевич Келдыш, который был тонким политиком и понимал, что таким образом Академия наук отодвигается от престижного проекта и, следовательно, от тех благ, которые могут последовать в случае успеха. Но Королев отлично понимал, что главное — быть первым. А уж сколько там килограммов аппаратуры на первом спутнике — не суть важно. И даже в ОКБ-1 образовалась своего рода оппозиция, которая считала, что ПС — это профанация, и все силы надо бросить на серьезное дело — Объект Д.
17 сентября — через десять дней после второго успешного пуска баллистической ракеты — Королев сделал доклад на торжественном вечере, посвященном столетию Циолковского. Он заявил, что в ближайшее время СССР и США запустят спутники. 24 сентября Тихонравов принес королеву на подпись «Технический отчет о возможности запуска ПС-1».
В конце сентября большой коллектив выехал на полигон готовить запуск. Как рассказывал Георгий Гречко, изначально пуск был намечен на 6 октября. Но Королев получил информацию, что на 6 октября в Вашингтоне намечен доклад «Спутник над планетой». Это могло быть что угодно, но решили не рисковать и перенесли запуск на два дня раньше, несмотря на крайне напряженный график подготовки.
На удивление подготовка ракеты к пуску прошла без сюрпризов, и, наконец, 4 сентября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени изделие ушло со стартового комплекса. Еще через час с небольшим приемник принял ставшее впоследствии всемирно известным «бип-бип».

Засекреченный триумф

ТАСС распространило сообщение о запуске практически сразу. Советские газеты успели поставить сообщение о запуске спутника в утренние выпуски 5 октября. Мир взбудоражился. Спутник (а точнее — вторую ступень ракеты, вышедшую на орбиту с теми же параметрами) можно было наблюдать с Земли. Газеты печатали время пролета над городами. Политики и военные пытались просчитать последствия. «Теперь мы должны думать о космосе. Подобно тому, как авиационное превосходство во время Второй мировой войны означало победу, может статься, что завоевание космоса приведет в следующей войне к завоеванию мира», — заявил генерал Пауэр, командующий в то время стратегической авиацией США . И военные действительно первыми обратили пристальное внимание на возможности спутников.
В Советском Союзе щедрой рукой раздавались награды. Королев получил Ленинскую премию, ведущие конструкторы — Бушуев и Охапкин — звания Героев социалистического Труда. В ОКБ-1 и на предприятих-смежниках несколько сотен сотрудников были отмечены орденами, медалями и премиями. Но их триумф остался невидим для остального мира. На мировой арене все почести принимал академик Седов, не имевший никакого отношения к спутнику, но назначенный на эту, можно сказать, должность. Королев как творец Р-7 — великой «семерки», чья модификация используется до сих пор, как человек, запустивший первый спутник и первого человека в космос, свою славу получил только после смерти.



 
Теле-Спутник Октябрь 2007
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт