Подробности Категория: Встреча с космосом Опубликовано 05.12.2012 11:32 Просмотров: 17631

Пилотируемый космический корабль предназначен для полетов в космическое пространство одного или нескольких человек и безопасного возвращения на Землю после исполнения задания.

При конструировании данного класса космических аппаратов одной из главных задач является создание безопасной, надёжной и точной системы возвращения экипажа на земную поверхность в виде бескрылого спускаемого аппарата (СА) или космоплана. Космоплан - орбитальный самолёт (ОС), воздушно-космический самолёт (ВКС) - это крылатый летательный аппарат самолетной схемы, выходящий или выводимый на орбиту искусственного спутника Земли посредством вертикального или горизонтального старта и возвращающийся с неё после выполнения целевых задач, совершая горизонтальную посадку на аэродром, активно используя при снижении подъемную силу планера. Сочетает в себе свойства как самолета, так и космического корабля.

Важной особенностью пилотируемого космического корабля является наличие системы аварийного спасения (САС) на начальном этапе выведения ракетой-носителем (РН).

Проекты советских и китайских космических кораблей первого поколения не имели полноценной ракетной САС - вместо неё, как правило, использовалось катапультирование кресел экипажа (космический корабль «Восход» не имел и этого). Крылатые космопланы также не оснащены специальной САС, а также могут иметь катапультируемые кресла экипажа. Также космический корабль обязательно должен быть оснащён системой жизнеобеспечения (СЖО) экипажа.

Создание пилотируемого космического корабля – задача высокой сложности и стоимости, поэтому их имеют только три страны: Россия, США и Китай. А многоразовые системы пилотируемых космических кораблей имеют только Россия и США.

Некоторые страны работают над созданием своих пилотируемых космических кораблей: Индия, Япония, Иран, КНДР, а также ESA (Европейское космическое агентство, созданное в 1975 г. в целях исследования космоса). ESA состоит из 15 постоянных членов, иногда, в некоторых проектах, к ним присоединяются Канада и Венгрия.

Космические корабли первого поколения

«Восток»

Это серии советских космических кораблей, предназначенных для пилотируемых полётов по околоземной орбите. Создавались под руководством генерального конструктора ОКБ-1 Сергея Павловича Королёва с 1958 по 1963 год.

Основные научные задачи, стоявшие для корабля «Восток»: изучение воздействий условий орбитального полёта на состояние и работоспособность космонавта, отработка конструкции и систем, проверка основных принципов построения космических кораблей.

История создания

Весной 1957 г. С. П. Королёв в рамках своего ОКБ организовал специальный отдел № 9, предназначенный для проведения работ по созданию первых искусственных спутников Земли. Отдел возглавил соратник Королёва Михаил Клавдиевич Тихонравов . Вскоре, параллельно с разработкой искусственных спутников, в отделе начали выполняться исследования по вопросу создания пилотируемого корабля-спутника. Ракетой-носителем должна была стать королёвская «Р-7». Расчёты показывали, что она, оснащённая третьей ступенью, могла вывести на низкую околоземную орбиту груз массой около 5 тонн.

На ранней стадии разработки расчеты делали математики Академии наук. В частности, было отмечено, что результатом баллистического спуска с орбиты может стать десятикратная перегрузка .

С сентября 1957 по январь 1958 г. в отделе Тихонравова исследовались все условия осуществления задачи. Было обнаружено, что равновесная температура крылатого космического корабля, обладающего наивысшим аэродинамическим качеством, превышает возможности тепловой устойчивости доступных к тому времени сплавов, а использование крылатых вариантов конструкции приводило к снижению величины полезной нагрузки. Поэтому от рассмотрения крылатых вариантов отказались. Наиболее приемлемым способом возвращения человека было его катапультирование на высоте нескольких километров и дальнейший спуск на парашюте. Отдельное спасение спускаемого аппарата при этом можно было не проводить.

В ходе медицинских исследований, проведённых в апреле 1958 г., испытания лётчиков на центрифуге показали, что при определённом положении тела человек способен переносить перегрузки до 10 G без серьёзных последствий для своего здоровья. Поэтому выбрали сферическую форму спускаемого аппарата для первого пилотируемого корабля.

Сферическая форма спускаемого аппарата являлась простейшей и наиболее изученной симметричной формой, сфера обладает стабильными аэродинамическими свойствами при любых возможных скоростях и углах атаки. Смещение центра масс в кормовую часть сферического аппарата позволяло обеспечить его правильную ориентацию во время баллистического спуска.

Первый корабль «Восток-1К» отправился в автоматический полёт в мае 1960 г. Позже была создана и отработана модификация «Востк-3КА», полностью готовая к пилотируемым полётам.

Помимо одной аварии ракеты-носителя на старте, по программе было запущено шесть беспилотных аппаратов, а в дальнейшем ещё шесть пилотируемых космических кораблей.

На кораблях программы осуществлены первые в мире пилотируемый космический полёт («Восток-1»), суточный полёт («Восток-2»), групповые полёты двух кораблей («Восток-3» и «Восток-4») и полёт женщины-космонавта («Восток-6»).

Устройство космического корабля «Восток»

Общая масса космического корабля - 4,73 тонны, длина - 4,4 м, максимальный диаметр - 2,43 м.

Корабль состоял из сферического спускаемого аппарата (массой 2,46 тонны и диаметром 2,3 м), также выполняющего функции орбитального отсека, и конического приборного отсека (массой 2,27 тонны и максимальным диаметром 2,43 м). Отсеки механически соединялись между собой при помощи металлических лент и пиротехнических замков. Корабль оснащался системами: автоматического и ручного управления, автоматической ориентации на Солнце, ручной ориентации на Землю, жизнеобеспечения (рассчитаной на поддержание внутренней атмосферы, близкой по своим параметрам к атмосфере Земли в течение 10 суток), командно-логического управления, электропитания, терморегулирования и приземления. Для обеспечения задач по работе человека в космическом пространстве корабль снабжался автономной и радиотелеметрической аппаратурой для контроля и регистрации параметров, характеризующих состояние космонавта, конструкции и систем, ультракоротковолновой и коротковолновой аппаратурой для двусторонней радиотелефонной связи космонавта с наземными станциями, командной радиолинией, программно-временным устройством, телевизионной системой с двумя передающими камерами для наблюдения за космонавтом с Земли, радиосистемой контроля параметров орбиты и пеленгации корабля, тормозной двигательной установкой ТДУ-1 и другими системами. Вес космического корабля вместе с последней ступенью ракеты-носителя составлял 6,17 тонны, а их длина в связке - 7,35 м.

Спускаемый аппарат имел два иллюминатора, один из которых размещался на входном люке, чуть выше головы космонавта, а другой, оснащённый специальной системой ориентации, в полу у его ног. Космонавт, одетый в скафандр, размещался в специальном катапультируемом кресле. На последнем этапе посадки, после торможения спускаемого аппарата в атмосфере, на высоте 7 км, космонавт катапультировался из кабины и совершал приземление на парашюте. Кроме того, была предусмотрена возможность приземления космонавта внутри спускаемого аппарата. Спускаемый аппарат имел собственный парашют, однако не был оснащён средствами выполнения мягкой посадки, что грозило оставшемуся в нём человеку серьёзным ушибом при совместном приземлении.

В случае отказа автоматических систем космонавт мог перейти на ручное управление. Корабли «Восток» не были приспособлены для полётов человека на Луну, а также не допускали возможности полёта людей, не прошедших специальной подготовки.

Пилоты космических кораблей «Восток»:

«Восход»

На освободившееся от катапультного кресла место устанавливались два или три обычных кресла. Поскольку теперь экипаж приземлялся в спускаемом аппарате, то для обеспечения мягкой посадки корабля помимо парашютной системы был установлен твердотопливный тормозной двигатель, срабатывавший непосредственно перед касанием земли от сигнала механического высотомера. На корабле «Восход-2», предназначенном для выхода в открытый космос, оба космонавта были одеты в скафандры «Беркут». Дополнительно была установлена надуваемая шлюзовая камера, которая сбрасывалась после использования.

Космические корабли «Восход» выводились на орбиту ракетой-носителем «Восход», также разработанной на базе РН «Восток». Но система носителя и корабля «Восход» в первые минуты после запуска не имела средств спасения при аварии.

По программе «Восход» были совершены следующие полёты:

«Космос-47» - 6 октября 1964 г. Беспилотный испытательный полёт для отработки и тестирования корабля.

«Восход-1» - 12 октября 1964 г. Первый космический полёт более чем с одним человеком на борту. Состав экипажа - космонавт-пилот Комаров, конструктор Феоктистов и врач Егоров .

«Космос-57» - 22 февраля 1965 г. Беспилотный испытательный полёт для отработки корабля для выхода в космос, завершился неудачей (подорван системой самоуничтожения из-за ошибки командной системы).

«Космос-59» - 7 марта 1965 г. Беспилотный испытательный полёт аппарата другой серии («Зенит-4») с установленным шлюзом корабля «Восход» для выхода в космос.

«Восход-2» - 18 марта 1965 г. Первый выход в открытый космо с. Состав экипажа - космонавт-пилот Беляев и космонавт-испытатель Леонов .

«Космос-110» - 22 февраля 1966 г. Испытательный полёт для проверки работы бортовых систем при длительном орбитальном полёте, на борту были две собаки - Ветерок и Уголёк , полёт продолжался 22 дня.

Космические корабли второго поколения

«Союз»

Серия многоместных космических кораблей для полетов по околоземной орбите. Разработчик и изготовитель корабля - РКК «Энергия» (Ракетно-космическая корпорация «Эне́ргия» имени С. П. Королёва . Головная организация корпорации находится в городе Королёве, филиал - на космодроме Байконур). Как единая организационная структура возникла в 1974 г. под руководством Валентина Глушко.

История создания

Ракетно-космический комплекс «Союз» начал проектироваться в 1962 г. в ОКБ-1 как корабль советской программы для облёта Луны. Сначала предполагалось, что к Луне по программе «А» должна была отправиться связка из космического корабля и разгонных блоков 7К, 9К, 11К . В дальнейшем проект «А» был закрыт в пользу отдельных проектов облёта Луны с использованием корабля «Зонд»/7К-Л1 и высадки на Луне с использованием комплекса Л3 в составе орбитального корабля-модуля 7К-ЛОК и посадочного корабля-модуля ЛК. Параллельно лунным программам на базе того же 7К и закрытого проекта околоземного корабля «Север» начали делать 7К-ОК - многоцелевой трехместный орбитальный корабль (ОК), предназначенный для отработки операций маневрирования и стыковки на околоземной орбите, для проведения различных экспериментов, в том числе по переходу космонавтов из корабля в корабль через открытый космос.

Испытания 7К-ОК начались в 1966 г. После отказа от программы полётов на кораблях «Восход» (с уничтожением задела трёх из четырёх готовых кораблей «Восход») конструкторы корабля «Союз» потеряли возможность отработать на нём решения для своей программы. Наступил двухгодичный перерыв в пилотируемых запусках в СССР, во время которого американцы активно осваивали космическое пространство. Первые три беспилотных пуска кораблей «Союз» оказались полностью либо частично неудачными, были обнаружены серьёзные ошибки в конструкции корабля. Однако четвёртый пуск был предпринят пилотируемым («Союз-1» с В. Комаровым ), который оказался трагическим - космонавт погиб при спуске на Землю. После аварии «Союза-1» конструкция корабля была полностью переработана для возобновления пилотируемых полётов (было выполнено 6 беспилотных пусков), и в 1967 г. состоялась первая, в целом удачная, автоматическая стыковка двух «Союзов» («Космос-186» и«Космос-188»), в 1968 г. были возобновлены пилотируемые полёты, в 1969 г. состоялись первая стыковка двух пилотируемых кораблей и групповой полёт трёх кораблей сразу, а в 1970 г. - автономный полет рекордной длительности (17,8 суток). Первые шесть кораблей «Союз» и («Союз-9») были кораблями серии 7К-ОК. Также готовился к полётам вариант корабля «Союз-Контакт» для отработки систем стыковки кораблей-модулей 7К-ЛОК и ЛК лунного экспедиционного комплекса Л3. В связи с недоведением лунно-посадочной программы Л3 до стадии пилотируемых полётов, необходимость полётов Союза-Контакта отпала.

В 1969 г. началась работа над созданием долговременной орбитальной станции (ДОС) «Салют». Для доставки экипажа был спроектирован корабль 7КТ-ОК (Т - транспортный). Новый корабль отличался от предыдущих наличием стыковочного узла новой конструкции с внутренним люком-лазом и дополнительными системами связи на борту. Третий корабль этого типа («Союз-10») не выполнил поставленную перед ним задачу. Стыковка со станцией была осуществлена, но в результате повреждения стыковочного узла люк корабля был заблокирован, что сделало невозможным переход экипажа на станцию. Во время четвёртого полёта корабля этого типа («Союз-11») из-за разгерметизации на участке спуска погибли Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев , так как они были без скафандров. После аварии «Союза-11» от развития 7К-ОК/7КТ-ОК отказались, корабль был переделан (внесены изменения в компоновку СА для размещения космонавтов в скафандрах). Из-за возросшей массы систем жизнеобеспечения новый вариант корабля 7К-Т стал двухместным, лишился солнечных батарей. Этот корабль стал «рабочей лошадкой» советской космонавтики 1970-х: 29 экспедиций на станции «Салют» и«Алмаз». Версия корабля 7К-ТМ (М - модифицированный) использовалась в совместном полёте с американским «Аполлоном» по программе ЭПАС. Четыре корабля «Союз», официально стартовавшие после аварии «Союза-11», имели в своей конструкции солнечные батареи различных типов, однако это были другие версии корабля «Союз» - 7К-ТМ («Союз-16», «Союз-19»), 7К-МФ6 («Союз-22») и модификация 7К-Т - 7К-Т-АФ без стыковочного узла («Союз-13»).

С 1968 г. были модифицированы и произведены космические корабли серии «Союз» 7К-С . 7К-С дорабатывался в течение 10 лет и к 1979 году стал кораблём 7К-СТ «Союз Т» , причём в небольшой переходный период космонавты летали одновременно на новом 7К-СТ и устаревшем 7К-Т.

Дальнейшая эволюция систем корабля 7К-СТ привела к модификации 7К-СТМ «Союз ТМ» : новая двигательная установка, улучшенная парашютная система, система сближения и т. д. Первый полёт «Союз ТМ» был совершён 21 мая 1986 г. к станции «Мир», последний «Союз ТМ-34» - в 2002 г. к МКС.

В настоящее время эксплуатируется модификация корабля 7К-СТМА «Союз ТМА» (А - антропометрический). Корабль по требованиям NASA был доработан применительно к полётам на «МКС». На нём могут работать космонавты, которые не смогли бы поместиться в «Союз ТМ» по росту. Пульт космонавтов был заменён на новый, с современной элементной базой, улучшена парашютная система, уменьшена теплозащита. Последний запуск корабля данной модификации «Союз ТМА-22» состоялся 14 ноября 2011 г.

Кроме «Союз ТМА», сегодня для полётов в космос используются корабли новой серии 7К-СТМА-М «Союз ТМА-М» («Союз ТМАЦ») (Ц - цифровой).

Устройство

Корабли этой серии состоят из трёх модулей: приборно-агрегатного отсека (ПАО), спускаемого аппарата (СА), бытового отсека (БО).

В ПАО находится комбинированная двигательная установка, топливо для неё, служебные системы. Длина отсека 2,26 м, основной диаметр 2,15 м. Двигательная установка состоит из 28 ДПО (двигатели причаливания и ориентации) по 14 на каждом коллекторе, а также сближающе-корректирующего двигателя (СКД). СКД предназначен для орбитального маневрирования и схода с орбиты.

Система энергоснабжения состоит из солнечных батарей и аккумуляторов.

В спускаемом аппарате находятся места для космонавтов, системы жизнеобеспечения, управления, парашютная система. Длина отсека 2,24 м, диаметр 2,2 м. Бытовой отсек имеет длину 3,4 м, диаметр 2,25 м. Он оснащен стыковочным узлом и системой сближения. В герметичном объёме БО располагаются грузы для станции, иная полезная нагрузка, ряд систем жизнеобеспечения, в частности туалет. Через посадочный люк на боковой поверхности БО космонавты входят в корабль на стартовой позиции космодрома. БО может быть использован при шлюзовании в открытый космос в скафандрах типа «Орлан» через посадочный люк.

Новая модернизированная версия «Союз ТМА-МС»

Обновление затронет практически каждую систему пилотируемого корабля. Основные пункты программы модернизации космического корабля:

• энергоотдача солнечных батарей, будет повышена за счёт применения более эффективных фотоэлектрических преобразователей;
• надёжность сближения и стыковки корабля с космической станцией за счёт изменения установки двигателей причаливания и ориентации. Новая схема этих двигателей позволит выполнить сближение и стыковку даже в случае отказа одного из двигателей и обеспечить спуск пилотируемого корабля при любых двух отказах двигателей;
• новая система связи и пеленгации, которая позволит помимо улучшения качества радиосвязи, облегчить поиск спускаемого аппарата, приземлившегося в любой точке Земного шара.

На модернизированном «Союз ТМА-МС» будут установлены датчики системы ГЛОНАСС. На этапе парашютирования и после посадки спускаемого аппарата его координаты, полученные по данным ГЛОНАСС/GPS, будут передаваться по спутниковой системе Коспас-Сарсат в ЦУП.

«Союз ТМА-МС» станет последней модификацией «Союза ». Корабль будет использоваться для пилотируемых полётов до тех пор, пока на смену ему не придёт корабль нового поколения. Но это уже совсем другая история…

Введение

«Восток», наименование серии советских одноместных космических кораблей, предназначенных для полётов по околоземной орбите, на которых были совершены первые полёты советских космонавтов. Создавались ведущим конструктором О. Г. Ивановским под руководством генерального конструктора ОКБ-1 С. П. Королёва с 1958 по 1963 год.

«Восток» ? первый космический корабль, на котором 12 апреля 1961 был осуществлен полёт человека в космическое пространство. Пилотировался Ю. А. Гагариным. Запущен с космодрома Байконур в 9 ч 07 мин по московскому времени и, совершив один оборот по орбите, приземлился в 10 ч 55 мин в районе деревни Смеловка Саратовской области.

Основными научными задачами, решаемыми на кораблях «Восток», были изучение воздействий условий орбитального полёта на состояние и работоспособность космонавта, отработка конструкции и систем, и проверка основных принципов построения космических кораблей.

История создания космического корабля «Восток 1»

М. К. Тихонравов, работавший в ОКБ-1, начал работу по созданию пилотируемого космического корабля весной 1957 года. В апреле 1957 был подготовлен план проектных исследований, предусматривающий помимо прочего создание пилотируемого корабля-спутника. В период с сентября 1957 по январь 1958 проводились исследования различных схем спускаемых аппаратов для возвращения с орбиты ИСЗ.

Всё это позволило уже к апрелю 1958 года определить основные черты будущего аппарата. В проекте фигурировала масса от 5 до 5,5 тонн, ускорение при входе в атмосферу от 8 до 9 G, сферический спускаемый аппарат, поверхность которого должна была нагреваться при входе в атмосферу от 2 до 3,5 тысяч градусов Цельсия. Вес теплозащиты должен был составить от 1,3 до 1,5 тонн, а предположительная точность приземления -- 100--150 километров. Рабочая высота полёта корабля -- 250 километров. При возвращении на высоте от 10 до 8 километров предусматривалось катапультирование пилота корабля. В середине августа 1958 года был подготовлен отчёт, обосновывающий возможность принятия решения о развёртывании опытно-конструкторских работ, и уже осенью начата работа по подготовке конструкторской документации. В мае 1959 был подготовлен отчёт, содержащий баллистические расчёты по спуску с орбиты.

22 мая 1959 года результаты работ были закреплены в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 569--264 о разработке экспериментального корабля-спутника, где были определены основные цели и назначены исполнители. Изданное 10 декабря 1959 года постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1388--618 «О развитии исследований космического пространства» утвердило главную задачу -- осуществление полёта человека в космос.

В 1959 году ведущим конструктором первых пилотируемых космических кораблей «Восток» был назначен О. Г. Ивановский. К апрелю 1960 года был разработан эскизный проект корабля-спутника «Восток-1», представленного как экспериментальный аппарат, предназначенный для отработки конструкции и создания на его основе спутника-разведчика «Восток-2» и пилотируемого космического корабля «Восток-3». Порядок создания и сроки запуска кораблей-спутников были определены постановлением ЦК КПСС № 587--238 «О плане освоения космического пространства» от 4 июня 1960 года. В 1960 году в ОКБ-1 группой конструкторов под руководством О. Г. Ивановского практически был создан прототип одноместного космического корабля.

11 октября 1960 года -- постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1110--462 определило запуск космического корабля с человеком на борту, как задачу особого назначения, и наметило срок подобного запуска -- декабрь 1960 года.

12 апреля 1961 года в 9 час 06 мин 59,7 с. с космодрома Байконур стартовал первый космический корабль с человеком на борту. На борту корабля находился лётчик-космонавт Ю. А. Гагарин. За 108 минут корабль совершил один виток вокруг Земли и выполнил посадку недалеко от деревни Смеловка Терновского района Саратовской области (ныне Энгельсский район).

«Если бы сейчас положили на полигоне корабль «Восток» и все современные главные, сели бы и посмотрели на него, никто не проголосовал бы пускать такой ненадёжный корабль. Я тоже подписал документы, что у меня все в порядке, гарантирую безопасность полёта. Сегодня я бы никогда этого не подписал. Получил огромный опыт и понял, как сильно мы рисковали» -- Борис Черток -- выдающийся советский и российский учёный-конструктор, один из ближайших соратников С. П. Королёва, академик РАН (2000). Герой Социалистического Труда (1961).

Что рассказать ребенку про День космонавтики

Покорение космоса - одна из тех страниц истории нашей страны, которыми мы безоговорочно можем гордиться. Рассказать об этом ребенку никогда не рано - даже если вашему малышу исполнилось всего два года, вы уже можете сделать с ним вместе , чтобы «улететь к звездам», и объяснить, что первым космонавтом был Юрий Гагарин. Но ребенку постарше, безусловно, нужен рассказ поинтереснее. Если вы успели позабыть подробности истории первого полета - вам поможет сделанная нами подборка фактов.

О первом полете

Старт корабля «Восток» был произведён 12 апреля 1961 года в 9.07 по московскому времени с космодрома Байконур, с пилотом-космонавтом Юрием Алексеевичем Гагариным на борту; позывной Гагарина - «Кедр».

Полет Юрия Гагарина длился 108 минут, его корабль выполнил один оборот вокруг Земли и в 10:55 завершил полет. Корабль передвигался со скоростью 28 260 км/ч на максимальной высоте 327 км.

О задании Гагарина

Никто не знал, как поведет себя человек в космосе; были серьезные опасения, что оказавшись за пределами родной планеты, космонавт сойдет с ума от ужаса.

Поэтому задания, которые дали Гагарину, были самыми простыми: он попробовал есть и пить в космосе, сделал несколько записей карандашом, а все свои наблюдения произносил в слух, чтобы они были записаны на бортовой магнитофон. Из этих же опасений внезапного безумия была предусмотрена сложная система перевода корабля на ручное управление: космонавт должен был вскрыть конверт и вручную ввести на пульте оставленный там код.

О «Востоке»

Мы привыкли к виду ракеты - грандиозной вытянутой стреловидной конструкции, однако все это - отделяемые ступени, которые «отваливались» после того, как в них было выработано все топливо.

На орбиту же вылетела капсула, по форме напоминающая пушечное ядро, с третьей ступенью двигателя.

Общая масса космического корабля достигала 4,73 тонны, длина (без антенн) — 4,4 м, а диаметр — 2,43 м. Вес космического корабля вместе с последней ступенью ракеты-носителя составлял 6,17 тонны, а их длина в связке — 7,35 м

Старт ракеты и модель космического корабля «Восток»

Советские конструкторы очень торопились: были сведения, что на конец апреля запуск пилотируемого корабля запланировали американцы. Поэтому следует признать, что «Восток-1» не был ни надежным, ни комфортным.

При его разработке отказались сперва от системы аварийного спасения на старте, затем - от системы мягкой посадки корабля - спуск происходил по баллистической траектории, как если бы капсулой-«ядром» действительно выстрелили из пушки. Такая посадка происходит с огромными перегрузками - на космонавта действует сила тяжести в 8-10 раз больше, чем мы ощущаем на Земле, и Гагарин чувствовал себя так, словно весил в 10 раз больше!

Наконец, отказались от дублирующей тормозной установки. Последнее решение было обосновано тем, что при запуске корабля на низкую 180—200 километровую орбиту, он в любом случае в течение 10 суток сошёл бы с неё вследствие естественного торможения о верхние слои атмосферы и вернулся бы на землю. Именно на эти 10 суток рассчитывались и системы жизнеобеспечения.

Проблемы первого космического полета

О проблемах, возникших при запуске первого космического корабля, долгое время не рассказывали, эти данные опубликовали совсем недавно.

Первая из них возникла еще до старта: при проверке герметичности датчик на люке, через который в капсулу зашел Гагарин, не выдал сигнал о герметичности. Поскольку до старта оставалось чрезвычайно мало времени, такая неполадка могла привести к переносу запуска.

Тогда ведущий конструктор «Востока-1» Олег Ивановский с рабочими продемонстрировали фантастические навыки, на зависть нынешним механикам «Формулы-1». В считанные минуты отвернули 30 гаек, проверили и поправили датчик и вновь закрыли люк положенным образом. На сей раз проверка герметичности прошла успешно, а старт был осуществлен в запланированное время.

На завершающем этапе старта не сработала система радиоуправления, которая должна была выключить двигатели 3-й ступени. Выключение двигателя произошло только после срабатывания дублирующего механизма (таймера), но корабль уже поднялся на орбиту, высшая точка которой (апогей) оказалась на 100 км выше расчётной.

Сход с такой орбиты с помощью «аэродинамического торможения» (если бы отказала та самая, непродублированная тормозная установка) мог занять по разным оценкам от 20 до 50 дней, а не 10 дней, на которые была рассчитана система жизнеобеспечения.

Впрочем, к такому варианту развития событий в ЦУПе были готовы: о полете (без подробностей о том, что на борту находится космонавт) были предупреждены все ПВО страны, так что Гагарина «отследили» в считанные секунды. Более того, заранее было заготовлено и обращение к народам мира, с просьбой о поиске первого советского космонавта, если бы приземление произошло за рубежом. Вообще же таких сообщений было заготовлено три - второе о трагической гибели Гагарина, а третье, которое и было опубликовано - о его успешном полете.

Во время посадки тормозная двигательная установка отработала успешно, но с недобором импульса, так что автоматика выдала запрет на штатное разделение отсеков. В результате вместо шарообразной капсулы в стратосферу вошел весь корабль, вместе с третьей ступенью.

Из-за неправильной геометрической формы в течение 10 минут перед входом в атмосферу корабль беспорядочно кувыркался со скоростью 1 оборот в секунду. Гагарин решил не пугать руководителей полета (в первую очередь — Королёва) и в условном выражении сообщил о нештатной ситуации на борту корабля.

Когда корабль вошел в более плотные слои атмосферы, то соединяющие кабели перегорели, а команда на разделение отсеков поступила уже от термодатчиков, так что спускаемый аппарат, наконец отделился от приборно-двигательного отсека.

Если к 8-10-кратным перегрузкам тренированный Гагарин (все же помнят кадры с центрифугой из Центра подготовки к полетам!) был готов, то к зрелищу горящей обшивки корабля при входе в плотные слои атмосферы (температура снаружи при спуске достигает 3—5 тысяч градусов) - нет. По двум иллюминаторам (один из которых размещался на входном люке, чуть выше головы космонавта, а другой, оснащённый специальной системой ориентации, в полу у его ног) потекли струйки жидкого металла, а сама кабина начала потрескивать.

Спускаемый аппарат космического корабля «Восток» в музее РКК «Энергия». Крышка, отделившаяся на высоте 7 километров, падала на Землю отдельно, без парашюта.

Из-за небольшого сбоя в системе торможения спускаемый аппарат с Гагариным приземлился не в запланированной области в 110 км от Сталинграда, а в Саратовской области, неподалёку от города Энгельса в районе села Смеловка.

Гагарин катапультировался из капсулы корабля на высоте полтора километра. При этом его практически понесло прямо в холодные воды Волги - только огромный опыт и хладнокровие помогли ему, управляя стропами парашюта, приземлиться на суше.

Первыми людьми, которые встретили космонавта после полёта, оказались жена местного лесника Анна Тахтарова и её шестилетняя внучка Рита. Вскоре к месту событий прибыли военные и местные колхозники. Одна группа военных взяла под охрану спускаемый аппарат, а другая повезла Гагарина в расположение части. Оттуда Гагарин по телефону отрапортовал командиру дивизии ПВО: «Прошу передать главкому ВВС: задачу выполнил, приземлился в заданном районе, чувствую себя хорошо, ушибов и поломок нет. Гагарин».

Около трех лет руководство СССР скрывало от мировой общественности два факта: во-первых, хотя Гагарин и мог управлять космическим кораблем (вскрыв конверт с кодом), однако на деле весь полет прошел в автоматическом режиме. А второе - сам факт катапультирования Гагарина, поскольку то, что он приземлился отдельно от космического корабля, давало повод Международной аэронавтической федерации отказаться признать полет Гагарина первым пилотируемым космическим полетом.

Что сказал Гагарин

Все знают, что перед стартом Гагарин сказал знаменитое «Поехали!» Но почему «поехали»? Сегодня те, кто работал и тренировался бок о бок, вспоминают, что это словечко было любимой приговоркой известного летчика-испытателя Марка Галлая. Он был одним из тех, кто готовил к первому полету в космос шестерых кандидатов и во время тренировок спрашивал: «К полету готов? Ну, тогда, давай. Поехали!»

Забавно, что только недавно опубликовали запись предполетных разговоров Королёва с Гагариным, уже сидящего в скафандре, в кабине. И неудивительно, там не было ничего пафосного, Королёв с заботливостью любящей бабушки предупреждал Гагарина, что голодать во время полета не придется - у него больше 60 тюбиков с едой, есть все, даже варенье.

И уж совсем редко упоминают о фразе, сказанной в эфире Гагариным во время посадки, когда иллюминатор заливало огнем и расплавленным металлом: «Я горю, прощайте, товарищи» .

Но для нас, наверное, самой главной останется фраза, сказанная Гагариным уже после приземления:

«Облетев Землю в корабле-спутнике, я увидел, как прекрасна наша планета. Люди, будем хранить и приумножать эту красоту, а не разрушать её».

Подготовила Алена Новикова

«Первая орбита» — документальный фильм английского режиссера Кристофера Райли, снятый к 50-летию гагаринского полета. Суть проекта проста: космонавты засняли Землю с МКС в момент, когда станция максимально точно повторяла гагаринскую орбиту. На видео наложили полную оригинальную запись переговоров «Кедра» с «Зарёй» и другими наземными службами, добавили музыки композитора Филипа Шеппарда и в меру приправили торжественными сообщениями радиодикторов. И вот результат: теперь каждый желающий может увидеть, услышать и попробовать почувствовать, как это было. Как (практически в режиме реального времени) происходило потрясшее весь мир чудо первого полёта человека в космос.

12 апреля 1961 г. в 9 ч 07 мин по московскому времени в нескольких десятках километров севернее поселка Тюратам в Казахстане на советском космодроме Байконур состоялся запуск межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, в носовом отсеке которой размещался пилотируемый космический корабль «Восток» с майором ВВС Юрием Алексеевичем Гагариным на борту. Запуск прошел успешно. Космический корабль был выведен на орбиту с наклонением 65°, высотой перигея 181 км и высотой апогея 327 км и совершил один виток вокруг Земли за 89 мин. На 108-й мин после запуска он вернулся на Землю, приземлившись в районе деревни Смеловка Саратовской области.

Космический корабль (КК) «Восток» был создан группой ученых и инженеров под руководством основоположника практической космонавтики С. П. Королева. Космический корабль состоял из двух отсеков. Спускаемый аппарат, являющийся одновременно кабиной космонавта, представлял собой сферу диаметром 2,3 м, покрытую абляционным (плавящимся при нагреве) материалом для тепловой защиты при входе в атмосферу. Управление кораблем осуществлялось автоматически, а также космонавтом. В полете непрерывно поддерживалась радиосвязь с Землей. Космонавт в скафандре размещался в катапультируемом кресле самолетного типа, оснащенном парашютной системой и аппаратурой связи. В случае аварии небольшие ракетные двигатели в основании кресла выстреливали его через круглый люк. Атмосфера корабля - смесь кислорода с азотом под давлением 1 атм (760 мм рт. ст.).

Пилотируемый отсек (спускаемый аппарат) крепился с помощью металлических стяжных лент к приборному отсеку. Все оборудование, непосредственно не требуемое в спускаемом аппарате, размещалось в приборном отсеке. В нем находились баллоны системы жизнеобеспечения с азотом и кислородом, химические батареи для радиоустановки и приборов, тормозная двигательная установка (ТДУ) для уменьшения скорости космического корабля при переходе на траекторию спуска с орбиты и небольшие двигатели ориентации. «Восток-1» имел массу 4730 кг, а с последней ступенью ракеты-носителя 6170 кг.

Расчет траектории возвращения КК «Восток» на Землю производился с помощью ЭВМ, необходимые команды передавались на космический корабль по радио. Двигатели ориентации обеспечивали соответствующий угол входа космического корабля в атмосферу. По достижении нужного положения включалась тормозная двигательная установка, и скорость корабля уменьшалась. Затем пироболты разрывали стяжные ленты, связывающие спускаемый аппарат с приборным отсеком, и спускаемый аппарат начинал свой «огненный нырок» в атмосферу Земли. На высоте около 7 км входной люк отстреливался от спускаемого аппарата и кресло с космонавтом катапультировалось. Раскрывался парашют, через некоторое время сбрасывалось кресло, чтобы космонавт не ударился о него при приземлении. Гагарин был единственным космонавтом КК «Восток», остававшимся в спускаемом аппарате до приземления и не использовавшим катапультируемое кресло. Все последующие космонавты, летавшие на кораблях «Восток», катапультировались. Спускаемый аппарат корабля «Восток» приземлялся отдельно на собственном парашюте.

СХЕМА КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ "ВОСТОК-1"

«Восток-1»
1 Антенна системы командных радиолиний.
2 Антенна связи.
3 Кожух электроразъемов
4 Входной люк.
5 Контейнер с пищей.
6 Стяжные ленты.
7 Ленточные антенны.
8 Тормозной двигатель.
9 Антенны связи.
10 Служебные люки.
11 Приборный отсек с основными системами.
12 Проводка зажигания.
13 Баллоны пневмосистмы (16 шт.)
для системы жизнеобеспечения.
14 Катапультируемое кресло.
15 Радиоантенна.
16 Иллюминатор с оптическим ориентиром.
17 Технологический люк.
18 Телевизионная камера.
19 Теплозащита из абляционного материала.
20 Блок электронной аппаратуры.

Этот корабль имел два основных отсека: спускаемый аппарат диаметром 2,3 м и приборный отсек. Система управления автоматическая, но космонавт мог перевести управление и на себя. Правой рукой он мог ориентировать корабль с помощью ручного управляющего устройства. Левой рукой он мог включить аварийный переключатель, который сбрасывал входной люк и приводил в действие катапультируемое кресло. Вырез в носовом обтекателе ракеты-носителя позволял космонавту покинуть корабль при аварии носителя. При возвращении в атмосферу сферического спускаемого аппарата осуществлялась автоматическая коррекция его положения. При нарастании давления воздуха спускаемый аппарат занимал правильное положение.

Ракеты-носители
2 ½ -ступенчатая ракета-носитель «Восток» была создана на базе советской межконтинентальной баллистической ракеты.
Ее высота вместе с космическим кораблем 38,4 м.
«Меркурий-Атлас» также являющаяся модификацией межконтинтальной баллистическй ракеты, имела общую высоту 29 м.
В обеих ракетах топливо - жидкий кислород и керосин.

Космический корабль «Восток» выводился в космос 5 раз, после чего было объявлено о его безопасности для полета человека. В период между 15 мая 1960 г. и 25 марта 1961 г. эти космические корабли запускались на орбиту под названием корабль-спутник. В них размещались собаки, манекены и различные биологические объекты. Четыре из этих аппаратов имели возвращаемые капсулы, со смонтированными в них креслами космонавтов. Три были возвращены. Последние два аппарата серии до входа в атмосферу выполнили как и «Восток-1», по одному витку вокруг Земли. Другие выполнили 17 витков, как «Восток-2».

Вторая мировая война, помимо того, что принесла огромное количество бесчисленных жертв и разрушений, привела к научно-промышленной и технологической революции. Послевоенный передел мира требовал от главных конкурентов - СССР и США - разрабатывать новые технологии, развивать науку и производство. Уже в 50-х годах человечество вышло в космос: 4 октября 1957 года первый с лаконичным названием «Спутник-1» облетел планету, возвестив начало новой эпохи. Через четыре года первого космонавта на орбиту доставила ракета-носитель «Восток»: Юрий Гагарин стал покорителем космоса.

Предыстория

Вторая мировая, вопреки чаяниям миллионов людей, миром не закончилась. Началось противостояние Западного (во главе с США) и Восточного (СССР) блоков - сначала за доминирование в Европе, а затем во всем мире. Разразилась так называемая «холодная война», в любой момент грозившая перерасти в горячую стадию.

С созданием атомного оружия встал вопрос о наиболее быстрых способах его доставки на огромные расстояния. Советский Союз и США сделали ставку на разработку ядерных ракет, способных в считанные минуты нанести удар по противнику, находящемуся на другом краю Земли. Однако параллельно стороны вынашивали амбициозные планы освоения ближнего космоса. В результате была создана ракета «Восток», Гагарин Юрий Алексеевич стал первым космонавтом, а СССР захватила лидерство в ракетной сфере.

Битва за космос

В середине 1950-х в США была создана баллистическая ракета «Атлас», а в СССР - Р-7 (будущий «Восток»). Ракета создавалась с большим запасом по мощности и грузоподъемности, что позволяло ее использовать не только для разрушения, но и в созидательных целях. Не секрет, что ведущий конструктор ракетной программы Сергей Павлович Королев был приверженцем идей Циолковского и мечтал о покорении и освоении космоса. Возможности Р-7 позволяли отправлять спутники и даже пилотируемые аппараты за пределы планеты.

Именно благодаря баллистическим Р-7 и «Атлас» человечество смогло впервые побороть земное притяжение. При этом отечественная ракета, способная доставлять к цели 5-тонный груз, обладала большими резервами по совершенствованию, нежели американская. Это, в совокупности с географическим расположением обоих государств, определило различные пути создания первых пилотируемых (ПКК) «Меркурий» и «Восток». Ракета-носитель в СССР получила такое же название, как и ПКК.

История создания

Разработка корабля началась в ОКБ С. П. Королева (ныне РКК «Энергия») осенью 1958 года. Чтобы выиграть время и «утереть нос» США, в СССР пошли по кратчайшему пути. На этапе конструирования рассматривались различные схемы кораблей: от крылатой модели, позволявшей совершать посадку в заданном районе и чуть ли не на аэродромах, до баллистической - в форме сферы. Создание крылатой ракеты с высокой грузоподъемностью было сопряжено с большим объемом научных исследований, по сравнению со сферической формой.

За основу была взята недавно сконструированная для доставки ядерных боеголовок межконтинентальная ракета (МР) Р-7. После ее модернизации и родился «Восток»: ракета носитель и одноименный пилотируемый аппарат. Особенностью корабля «Восток» стала раздельная система посадки спускаемого аппарата и космонавта после его катапультирования. Данная система предназначалась для аварийного покидания корабля на активном участке полета. Это гарантировало сохранение жизни, независимо от того, куда осуществлялась посадка - на твердую поверхность или акваторию.

Конструкция ракеты-носителя

Для выведения корабля-спутника на орбиту вокруг Земли на базе МР Р-7 была разработана первая ракета «Восток» для гражданских целей. Ее летно-конструкторские испытания в беспилотном варианте начались 5 мая 1960 года, а уже 12 апреля 1961 года впервые состоялся полет человека в космос - гражданина СССР Ю. А. Гагарина.

Была задействована трехступенчатая конструкционная схема с использованием на всех ступенях жидкого топлива (керосин + жидкий кислород). Первые две ступени состояли из 5 блоков: одного центрального (максимальный диаметр 2,95 м; длина 28,75 м) и четырех боковых (диаметр 2,68 м; длина 19,8 м). Третья соединялась стержнем с центральным блоком. Также по бокам каждой ступени стояли рулевые камеры для маневрирования. В головной части монтировался ПКК (в дальнейшем - искусственные спутники), прикрытый обтекателем. Боковые блоки оборудованы хвостовыми рулями.

Технические характеристики носителя «Восток»

Ракета имела максимальный диаметр 10,3 метра при длине 38,36 метра. Стартовая масса системы достигала 290 тонн. Расчетная масса полезного груза почти втрое превышала американский аналог и равнялась 4,73 тонны.

Тяговые усилия разгонных блоков в пустоте:

• центральный - 941 кН;
• боковые - по 1 МН;
• 3-я ступень - 54,5 кН.

Конструкция ПКК

Пилотируемая ракета «Восток» (Гагарин в качестве пилота) состояла из спускаемого аппарата в виде сферы наружным диаметром 2,4 метра и отделяемого приборно-агрегатного отсека. Теплозащитное покрытие спускаемого аппарата имело толщину от 30 до 180 мм. В корпусе предусмотрены входной, парашютный и технологический люки. В спускаемом аппарате находились системы электропитания, терморегулирования, управления, жизнеобеспечения и ориентации, а также ручка управления, средства связи, пеленгации и телеметрии, пульт космонавта.

В приборно-агрегатном отсеке располагались системы управления и ориентации движения, энергопитания, УКВ-радиосвязи, телеметрии, программно-временное устройство. На поверхности ПКК размещались 16 баллонов с азотом для использования системой ориентации и кислородом для дыхания, холодные навесные радиаторы с жалюзи, датчики Солнца и двигатели ориентации. Для схода с орбиты предназначалась тормозная двигательная установка, созданная под руководством А. М. Исаева.

Обитаемый модуль состоит из:

• корпуса;
• тормозного двигателя;
• катапультируемого кресла;
• 16 газовых баллонов системы жизнеобеспечения и ориентации;
• теплозащиты;
• приборного отсека;
• входного, технологического и служебных люков;
• контейнера с пищей;
• комплекса антенн (ленточных, общей радиосвязи, системы командной радиосвязи);
• кожуха электроразъемов;
• стяжной ленты;
• системы зажигания;
• блока электронной аппаратуры;
• иллюминатора;
• телевизионной камеры.

Проект «Меркурий»

Вскоре после успешных полетов в американских СМИ вовсю рекламировалось создание пилотируемого космического корабля «Меркурий», даже называлась дата его первого полета. В этих условиях крайне важно было выиграть время, чтобы выйти победителем в космической гонке и одновременно продемонстрировать миру превосходство той или иной политической системы. В итоге запуск ракеты «Восток» с человеком на борту спутал амбициозные планы конкурентов.

Разработка «Меркурия» началась в компании «Мак Доннел Дуглас» в 1958 году. 25 апреля 1961 года состоялся первый запуск беспилотного аппарата по суборбитальной траектории, а 5 мая - первый пилотируемый полет астронавта А. Шепарда - тоже по суборбитальной траектории продолжительностью 15 минут. Только 20 февраля 1962 года, спустя десять месяцев после полета Гагарина, состоялся первый орбитальный полет (3 витка продолжительностью около 5 часов) астронавта на корабле «Френдшир-7». Для использовалась ракета-носитель «Редстоун», а орбитальных - «Атлас-Д». К тому времени в активе СССР был суточный полет в космос Г. С. Титова на корабле «Восток-2».

Характеристики обитаемых модулей

Космический корабль	«Восток»	«Меркурий»
Ракета-носитель	«Восток»	«Атлас-Д»
Длина без учета антенн, м
Максимальный диаметр, м
Герметичный объем, м 3
Свободный объем, м 3
Стартовая масса, т
Масса спускаемого аппарата, т
Перигей (высота орбиты), км
Апогей (высота орбиты), км
Наклонение орбиты
Дата полета
Продолжительность полета, мин

«Восток» - ракета в будущее

Кроме пяти испытательных запусков кораблей этого типа, было совершено шесть пилотируемых полетов. В дальнейшем на базе «Востока» создали корабли серии «Восход» в трех- и двухместном вариантах, а также спутники-фоторазведчики «Зенит».

Советский Союз первым запустил в космос и космический корабль с человеком на борту. Поначалу мир принял слова «спутник» и «космонавт», но со временем за рубежом их вытеснили англоязычные «сателлит» и «астронавт».

Вывод

Космическая ракета «Восток» позволила открыть для человечества новую реальность - оторваться от земли и дотянуться до звезд. Несмотря на неоднократные попытки принизить значение полета первого в мире космонавта Юрия Алексеевича Гагарина 1961 года, это событие никогда не померкнет, поскольку является одной из ярчайших вех всей истории цивилизации.