Космос 
11 апреля 2023

Обитаемый космос – от первых идей к первому полету

12 апреля – день выхода человечества в космос – остается одной из главных дат в отечественной истории. В 2022 г. эта дата сопровождалась опасениями за судьбу российской космонавтики в условиях санкционного давления. Прошедший год показал беспочвенность подобных опасений. В очередной раз подтвердив – успехи российской космической отрасли не зависят от наличия или отсутствия сотрудничества с Западом. В космосе, как и во многом другом, наибольших достижений Россия добивалась именно тогда, когда шла своим путем.

АндрейСолдаткин

Фундаментальные основы русского космоса

Впервые законы движения ракеты как тела переменной массы в невесомости и в поле тяготения и возможность использования ракет для межпланетных сообщений были рассмотрены в работе К.Э. Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованной в 1903 году. Будущему американскому теоретику космонавтики Р. Годдарду исполнился тогда 21 год, его немецкому коллеге Г. Оберту – 11 лет. И если уж США настаивают на приоритете Годдарда, а немцы – Оберта, то мы должны помнить о Циолковском.

Говоря о Циолковском, регулярно упоминают, что он был «самоучкой». Сам Константин Эдуардович, однако, прямо указывал на своего учителя: «Всех профессоров мне заменил Николай Федоров». Н.Ф. Федоров (фамилия по отцу – Гагарин) заложил философские основы освоения космоса. Он проповедовал, что человечество обязано воскресить всех своих предков и вместе с ними заселить Вселенную. Эта теория была рассмотрена иерархами Русской православной церкви, которые отметили, что «идеи Федорова не противоречат христианскому вероучению, однако воплощение их возможно только с Божьей помощью». Помощь, очевидно, была оказана – иначе сложно объяснить, как, несмотря на послевоенную разруху, СССР смог опередить в космической гонке несметно обогатившихся на двух мировых войнах США. Стоит отметить, что духовные основы российской космонавтики прямо противоположны западной идеологии освоения космоса, которую коротко и точно сформулировал Вернер фон Браун: «Иногда мне кажется, что мы – черти, которые штурмуют небо».

Начало пути

Первой отечественной научноисследовательской и опытно-конструкторской организацией по разработке ракетных двигателей и ракет стала Газодинамическая лаборатория, созданная в 1921 году. В ней начинал свою работу В.П. Глушко. В 1931 г. была организована Группа изучения ракетного движения (ГИРД), в состав которой вошел С.П. Королев. На базе этих организаций в 1933 г. был создан Реактивный научно-исследовательский институт. В 30-е гг. отечественное ракетостроение находилось на мировом уровне. В ГИРД были созданы ракеты РС-82 и РС-132 (снаряды для будущих «Катюш»), в 1933 г. взлетела ГИРД-Х – первая отечественная ракета с ЖРД.

До конца 30-х гг. в СССР активно велся широкий спектр НИОКР в самых различных областях ракетостроения. Однако быстро стало ясно, что за редким исключением разрабатываемые изделия на войну не успевают, поэтому было принято решение о частичном сворачивании работ. Само решение было верным, но его реализация оказалась неудовлетворительной – руководитель РНИИ Г.Э. Лангемак был расстрелян, Королев и Глушко попали в заключение.

Немцы, напротив, решение приняли ошибочное, затратив большой объем средств на создание не подходящего для характера Второй мировой войны оружия. Но реализация оказалась на высоте – в 1944 г. баллистическая ракета Фау-2 совершила первый суборбитальный полет.

После поражения Германии страны-победительницы устроили настоящую охоту на немецкие ракеты и их конструкторов. Успех сопутствовал американцам – они смогли добыть Вернера фон Брауна, 500 его основных сотрудников, полную технологическую документацию и около 100 готовых ракет Фау-2. СССР, по словам фон Брауна, «удалось получить всего одного крупного специалиста – Г. Греттрупа». Еще 170 доставшихся СССР немцев имели лишь отрывочные сведения о ракетостроении. К 1953 г. всех их репатриировали и даже освободили от «подписки о неразглашении» – красноречивое свидетельство того, что немцы никогда не были допущены к серьезным разработкам.

от Р-1 к Р-7

Баллистическую ракету Р-1 иногда называют «копией» Фау-2, что неверно. Да, конструктивный облик очень похож. Но для таких сложных изделий помимо конструктивного облика критическое значение имеют технологии. А высокие технологии практически невозможно перенести из одной промышленности в другую – их необходимо создавать «по месту». Так, в частности, из используемых в производстве немецких БР 86 марок и сортаментов стали советская промышленность в 1947 г. способна была заменить аналогичными только 32, из 59 марок цветных металлов – 21, из 87 видов резин и пластмасс – 48. Поэтому «скопировать» Фау-2 советские конструкторы не могли в принципе.

Первые советские серийные БР – Р-1, Р-2, Р-5 были одноступенчатыми и для освоения космоса не годились. Научно-исследовательские работы по созданию будущей покорительницы внеземного пространства – Р-7 – стартовали в 1950 г., к 1954 г. был завершен эскизный проект, в 1957 г. начались испытания. По словам Б.Е. Чертока, в этой ракете С.П. Королев полностью отказался от предыдущих наработок. В «семерке» была реализована предложенная когда-то Циолковским «пакетная» компоновка: 1-я ступень имела четыре двигателя, размещенных по окружности 2-й ступени.

Двигатели 1-й ступени – 4 РД-107 тягой 102 тс каждый, 2-й – 1 РД-108 с тягой 96 тс. Ракета имела длину 31 м, ширину – 11 м, вес – 276 тонн (для сравнения: Р-1 весила 13 тонн). И заряд весом 3,7 тонны (в ядерном исполнении – мощностью 4 мегатонны) – изначально Р-7 создавалась как МБР с дальностью полета в 8 тыс. км. В качестве МБР «семерка» оказалась малоудовлетворительной. По таким важным критериям, как общая масса (и стоимость), длительность предстартовой подготовки (2 часа), период полной боевой готовности (30 суток), сложность и уязвимость стартовой позиции, она заметно уступала американской ровеснице – МБР SM-65 Atlas.

Зато «американка» оказалась гораздо слабее в космосе. Очевидно, что США проиграли «космическую гонку» еще и потому, что в большей мере интересовались военным применением ракет. Королев же, получив техзадание на МБР, сразу начал проектировать космический ракетоноситель. В качестве РН «семерка» оказалась близка к идеалу. В октябре 1957 г., еще до принятия на вооружение, Р-7 вывела в космос первый ИСЗ – «ПС-1». Она же, под «гражданским» названием «Восток», вывела на орбиту космический корабль «Восток-1» с Ю.А. Гагариным на борту.

Подвиг Гагарина

Несколько лет назад ряд западных СМИ растиражировали фразу: «Гагарин ничего не делал, он только лежал». Слова одного человека – его личное дело, но, если их распространяют масс-медиа – речь уже идет о «повестке», об информационной войне. Поэтому необходимо вновь и вновь вспоминать – как именно «лежал» Гагарин в ходе своего полета.

12 апреля 1961 г. в 9:07 по московскому времени «Восток-1» стартовал с площадки №1 Байконура. После выхода в космос отказала система радиоуправления, которая должна была выключить двигатели 3-й ступени, и корабль поднялся на орбиту на 100 км выше плановой. Откажи затем и тормозная система, полет завершился бы катастрофой.

Общая программа эксперимента была простой, если не учитывать, что делалось все впервые. Впервые человек жил в космосе – пил, ел, записывал происходящее. Смотрел на Землю в иллюминатор – впервые она предстала перед взором целиком, а не фрагментарно.

Подвиг Юрия Гагарина – первого человека, шагнувшего в космос, бессмертен. Подвиг Юрия Гагарина – первого человека, шагнувшего в космос, бессмертен.
Подвиг Юрия Гагарина – первого человека, шагнувшего в космос, бессмертен.

При спуске преждевременно отключилась тормозная установка, тормозной импульс не вышел на плановый уровень, и автоматика выдала запрет на разделение отсеков. 11 минут «Восток-1» беспорядочно вращался со скоростью 1 оборот в секунду. Лишь после вхождения в атмосферу состоялось разделение отсеков по резервному варианту. Во время спуска перегрузка достигла 10g, а температура за бортом – 3-5 тысяч градусов, кабина начала «потрескивать».

На высоте 7 км Гагарин катапультировался. Клапан воздуховода в скафандре открылся с большой задержкой, космонавт чуть не задохнулся. На высоте 3 км не вполне штатно сработал дополнительный парашют, чуть не приведя к скручиванию строп основного. Из-за сбоя в системе торможения точка приземления сместилась и оказалась над Волгой, попав в которую космонавт погиб бы. Только хорошая парашютная подготовка позволила Гагарину увести купол и себя от реки и приземлиться на берегу.

В 10:55 полет завершился. На все нештатные ситуации Юрий Алексеевич реагировал спокойно, его доклады «Заре» (наземный пункт наблюдения) неизменно сопровождались словами: «Все в порядке».

Стремясь обеспечить себе хоть какое-то первенство, американцы регулярно вспоминают, что управление «Востоком-1» велось в автоматическом режиме, а первым, кто управлял космическим кораблем (КК)  вручную, стал Алан Шепард. И тут дело даже не в том, что полет Шепарда был лишь суборбитальным (первый управляемый орбитальный полет совершил Г.С. Титов). Дело в том, что управлять кораблем вручную Шепард смог только потому, что раньше него в космос слетал Гагарин. До полета Гагарина ни одно светило психологии и психиатрии не могло сказать точно – сохранит ли человек рассудок, оказавшись в космосе. И если бы вдруг случайно Шепард оказался в космосе первым – ему точно так же запретили бы ручное управление.

Сегодня полеты в космос стали безопаснее авиаперелетов. Люди летают на орбиту не только «по службе», но и «в отпуск». Космические корабли снабжаются системами аварийного спасения экипажа (САС), которые гарантируют сохранение жизни практически при любой аварии. Так, САС КК «Союз-ТМА» оснащена твердотопливной двигательной установкой (ДУ САС) 855М и четырьмя твердотопливными ракетными двигателями головного обтекателя (РДГ) 860М, разработанными в МКБ «Искра» (входит в состав Корпорации «Тактическое ракетное вооружение»). В случае аварии ракеты-носителя на первых двух минутах полета увод с опасной траектории отделяемого головного блока с космонавтами обеспечивает ДУ САС. На третьей минуте после старта увод обеспечивается посредством РДГ. В дальнейшем безопасность полета обеспечивается системой управления спуском.

Одна из аварий, в ходе которой САС спасла экипаж, произошла 11 сентября 2018 года. На 165 секунде полета у КК «Союз МС-10» произошло аварийное отключение двигателей второй ступени, что сделало невозможным выход на орбиту. Авария произошла вскоре после штатного сброса ДУ САС, поэтому увод обеспечивали двигатели 860М головного обтекателя, которые и спасли жизни людей.

62 года назад ничего подобного не было. Космический полет был сопряжен со смертельным риском. И к Гагарину в полной мере подходят слова Горация: «Крепче дуба, обшитого медью, сердце имел тот из людей, кто первым вышел в грозное море на хрупкой своей ладье».

Полет продолжается

После первого полета человека в космос у нашей страны было еще много достижений. И сегодня Россия активно продолжает освоение внеземного пространства. Ведет их не только Роскосмос. Одним из примеров подобной работы является деятельность Корпорации «Тактическое ракетное вооружение» и входящих в ее состав предприятий.

В частности, в ВПК «НПО машиностроения» (входит в состав КТРВ) созданы и выведены на околоземные орбиты малые космические аппараты дистанционного зондирования Земли «Кондор-Э», предназначенные для всепогодного наблюдения за поверхностью планеты с последующей передачей информационного потока в режиме реального времени на наземный пункт приема и обработки информации. С их помощью были получены снимки высокого качества и информативности. На базе этих аппаратов был создан усовершенствованный «Кондор-ФКА». 27 марта 2023 г. он прибыл на космодром Восточный.

На предприятии также прорабатывается проект создания космического аппарата мини-класса, оборудованного РЛС с активной фазированной антенной решеткой. Его задача – всепогодный мониторинг больших площадей земной поверхности. Массогабаритные характеристики позволят одним запуском ракеты-носителя выводить на орбиту группировку из 68 аппаратов. Радиолокационные космические аппараты мини-класса смогут оптимально решать задачу непрерывного мониторинга Северного морского пути. Примеры можно множить и множить. Несмотря ни на какие трудности, Россия продолжает осваивать космос.

Малые космические аппараты типа «Кондор-Э» предназначены для всепогодного наблюдения за поверхностью Земли. Малые космические аппараты типа «Кондор-Э» предназначены для всепогодного наблюдения за поверхностью Земли.
Малые космические аппараты типа «Кондор-Э» предназначены для всепогодного наблюдения за поверхностью Земли.