Владимир Максимовский
В
2016 году исполняется 55 лет со дня полёта в космос Юрия
Гагарина. Ему предшествовали процессы и события, создавшие
условия для такого исторического полёта. Сразу после
окончания Второй мировой войны США сделали заявку на своё
первенство в мире. Действительно, это государство, в отличие
от почти всех стран, вышло из войны гораздо более богатым и
могущественным, чем до её начала. Заявка была оформлена
сбросом атомных бомб на японские города Хиросиму и Нагасаки
в начале августа 1945 г. США продемонстрировали своё
превосходство. Казалось бы, теперь эта страна могла
диктовать свои условия любому государству…
Ядерная погоня. В такой ситуации Советский Союз обязан был
как можно скорее создать своё атомное оружие. Ведь сразу
после войны его недавние союзники уже имели планы нанесения
превентивного ядерного удара по СССР, чтобы наша страна уже
не смогла восстановить свой потенциал. К этому времени
работа по атомному проекту велась у нас несколько лет, и уже
29 августа 1949 г. был проведён взрыв наземного ядерного
устройства на Семипалатинском полигоне. А через два года над
этим же полигоном с бомбардировщика Ту-4А была сброшена
атомная бомба. Это стало шоком для американцев, потому что
они считали, что мы отстаём от них на несколько лет.
12 августа 1953 г. мы взорвали первую водородную бомбу (её
можно было размещать на самолёте) на Семипалатинском
полигоне, а через два года сбросили над ним же водородную
бомбу новой конструкции с самолёта. Американцы испытали
водородную бомбу 1 ноября 1952 г., раньше нас, но это была
не бомба, а специальное сооружение размером с трёхэтажный
дом. А бомбометание с самолёта они осуществили позже нас, в
1956-м. Последнюю точку в термоядерном споре мы поставили 30
октября 1961-го, когда с бомбардировщика Ту-95 сбросили над
Новой Землёй бомбу мощностью 60 Мт. Зона полного разрушения
имела радиус 25 км.
Первым делом, МБР. Это была борьба за обладание самым мощным
оружием. Но одного оружия недостаточно, поскольку нужны ещё
средства его надёжной доставки к цели. Поначалу,
естественно, такими средствами были самолёты, и ВВС США
делали ставку на них, не проявляя большого интереса к
баллистическим ракетам. В СССР занимались вопросами
использования ракет в качестве носителей ядерных боеприпасов
с 1950 г., а в 1954-м началось создание первой
межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7 под
руководством Сергея Королёва. Её компоновочную схему
предложил специалист по ракетной технике Михаил Тихонравов.
Р-7 успешно испытали в 21 августа 1957 г., а американцы свою
МБР SM-65 Atlas опробовали позднее - в 1958 г.
Р-7 представляла собой громадную, по тем временам,
двухступенчатую МБР с отделяющейся головной частью мощностью
3 Мт и массой 5,4 т. Она имела дальность полёта до 8 тыс.
км, стартовую массу около 280 т, высоту 33 м. SM-65 Atlas
была значительно меньше. Она имела массу головной части 1,4
т, мощность боеголовки 1,45 Мт, дальность полёта 10,2 тыс.
км, стартовую массу 118 т, высоту 23 м.
Р-7, как МБР, имела плохие эксплуатационные характеристики,
и скоро ей на смену пришли действительно боеспособные
ракеты. Но именно на базе Р-7 были созданы ракеты-носители (РН),
сначала «Спутник», а потом с помощью добавления третьей
ступени - «Восток», со стартовой массой 287 т и полезной
нагрузкой 4,75 т. Дальше были «Восход» и «Союз». Для нас и
американцев запуск в космос спутника Земли был важнейшей
политической задачей, потому что это был, возможно,
единственный гуманный способ убедить всё человечество в
своём превосходстве.
Первый спутник – наш. Как известно, американцы после победы
над Германией во Второй мировой войне вывезли к себе
главного немецкого ракетчика Вернера фон Брауна. Им также
достались сотни собранных баллистических ракет Фау-2 А-4.
СССР смог найти только отдельные комплектующие этих ракет,
из которых удалось собрать около десятка готовых Фау-2. Но
уже с 1948 г. мы освоили собственное производство таких
изделий, получивших индекс Р-1. Сразу Советский Союз стал
создавать более мощные и совершенные образцы баллистических
ракет. У американцев же было много трофейных Фау-2, и они не
спешили с собственными разработками, уделяя больше внимания
миниатюризации и отработке надёжности своей
исследовательской аппаратуры для них. Дело в том, что ракеты
тогда применялись в качестве геофизических. И когда возникла
идея запуска искусственного спутника Земли, американцы, у
которых не было мощных ракет, сделали ставку на запуск
минимально возможного по массе спутника. Мы же, имея Р-7,
располагали большим запасом по величине выводимой на орбиту
полезной нагрузки и наметили вывести более тяжёлый, но
простой по конструкции спутник.
Интересно, что американцы могли бы запустить свой спутник,
правда, массой только 7 кг, значительно раньше Советского
Союза. Но РН «Юнона», на которой это можно было сделать,
создавалась под руководством Вернера фон Брауна. Именно
значительная роль немецких специалистов не устраивала
американцев, и этот проект заморозили. 9 сентября 1955 г.
США сообщили о намерении запустить свой спутник «Авангард»
на ракете «Редстоун» к 1 июля 1957 г. И хотя его масса была
только 1,5 кг, они надеялись на триумф.
В Советском Союзе предложение запустить искусственный
спутник Земли сделал Михаил Тихонравов, работавший над
проблемами исследования космоса в НИИ-4 министерства
обороны. Его поддержал Главный конструктор Сергей Королёв, и
решение было принято. Было ясно, что двухступенчатая Р-7
способна вывести на орбиту около 1,3 т груза. Сначала стали
проектировать полноценный сложный спутник. Но для того,
чтобы постараться опередить американцев, решили на первый
раз ограничиться простейшим спутником, получившим
обозначение ПС-1, массой 83,6 кг (запущенный через месяц
второй наш спутник с собакой Лайкой имел массу 508 кг). Он
должен был летать по орбите и передавать радиосигнал. Наша
ракета, по тем временам, была очень сложной и большой,
испытания шли не очень гладко. В мае 1957-го только начались
её первые полёты, вначале неудачные.
А американский «Редстоун» летом 1957-го достиг дальности по
баллистической траектории 4 тысячи километров. Но и наша Р-7
21 августа того же года преодолела 5600 км. Мировая
общественность на это никак не прореагировала, и 19 сентября
1957-го С. Королёв заявил, что в ближайшее время СССР и США
запустят свои первые спутники Земли. Тем не менее, запуск 4
октября 1957 г. советского спутника был шоком для всего
человечества. Оказалось, что речь шла не об умозрительных
построениях, а о реальных громадных и сложнейших работах,
проведённых в СССР. После ряда аварийных стартов, американцы
потеряли надежду запустить «Авангард» на «Редстоуне» и,
смирив национальную гордость, вернулись к ракете Вернера фон
Брауна «Юнона», названной «Юпитер-С». Со спутником «Эксплорер»
массой 14 кг она успешно стартовала 1 февраля 1958 г.
И первый космонавт - наш. Мы первыми полетели в космос.
Теперь надо было запустить и первого в мире космонавта.
Гонка развернулась нешуточная, но у нас была основа – РН
«Восток». Однако, не всё было благополучно при запусках
«Востока». Из пяти запланированных для испытаний ракет
только три выполнили свои задачи. Но Королев считал, что
человека можно посылать в космос после двух подряд успешных
полетов и посадок спускаемого аппарата. Как раз два полёта
перед стартом Гагарина и были такими.
Для первого запуска человека в космос использовался
космический корабль «Восток-1», разработанный под
руководством Михаила Тихонравова. Масса «Востока-1»
составляла 4,73 т, он имел длину 4,4 м и максимальный
диаметр 2,43 м. Космический корабль состоял из сферического
спускаемого аппарата и конического приборного отсека с
тормозной двигательной установкой. Сам космонавт размещался
в катапультируемом кресле, в котором он должен был покидать
спускаемый аппарат на высоте семи километров. Схема работы
при выполнении приземления была такая: в конце полета
тормозная двигательная установка замедляла движение
«Востока-1», после чего происходило разделение отсеков и
начинался спуск спускаемого аппарата. На высоте семи
километров космонавт катапультировался и приземлялся на
своём парашюте. Спускаемый аппарат также садился на
парашюте. «Восток» имел расчётную длительность полёта до 10
суток.
Участие СССР в космической гонке привело к тому, что при
создании корабля пришлось пойти на некоторое упрощение
конструкции. Например, не было хорошей системы аварийного
спасения на старте и системы мягкой посадки спускаемого
аппарата. Не было и дублирующей тормозной установки, которую
решили не ставить из-за конструктивных проблем и того, что
по расчётам при запуске корабля на орбиту высотой около 200
км, он в любом случае в течение 10 суток вернулся бы на
Землю вследствие естественного торможения о верхние слои
атмосферы.
Если говорить о спасении космонавта в случае аварии, то до
20-й секунды полёта он должен был просто катапультироваться
и падать на растянутую рядом со стартом сетку, потому что
парашют не мог полностью раскрыться из-за малой высоты. До
40-й секунды по сигналу, передаваемому по командной
радиолинии, производилось бы аварийное катапультирование
космонавта с последующим покиданием кресла и приземлением на
парашюте. С 40-й по 150-ю секунду должно было происходить
аварийное выключение двигателей РН и при её снижении до 7 км
- аварийное катапультирование космонавта. Со 150-й секунды
предусматривалось отделение всего спускаемого аппарата и
катапультирование из него космонавта на высоте 7 км.
Конечно, запуск первого человека в космос мог закончиться
его гибелью. Но самоотверженность наших космонавтов была
такова, что они были готовы рисковать. В том числе и потому,
что это были лётчики-истребители, которые подвергают
опасности свою жизнь в каждом полёте.
Победа на грани. Юрий Гагарин стартовал на корабле-спутнике
«Восток-1» утром 12 апреля 1961 г. с космодрома Байконур,
который тогда назывался Научно-исследовательский
испытательный полигон №5 министерства обороны СССР. Когда
Гагарин на старте сказал своё знаменитое «Поехали», пульс у
него был 150 ударов в минуту. Он выполнил один оборот вокруг
Земли за 108 минут и приземлился в Саратовской области,
неподалёку от г. Энгельса. За эти полтора часа он многое
пережил.
Радиокоманда на выключение двигателя третьей ступени не
прошла. Это случилось из-за неустойчивой работы
преобразователя постоянного тока в переменный в системе
радиокомплекса. В результате двигатель проработал на 15
секунд дольше расчётного времени. И отключился он по сигналу
автономной системы управления, дублирующей эту функцию.
Сработал её электролитический интегратор ускорения. Но
интегратор был настроен на скорость, на 25 м/с большую, чем
заданная для системы радиоуправления. В результате корабль
вышел на более высокую орбиту с апогеем 327 км. С такой
орбиты при отказе тормозной двигательной установки корабль
летал бы до входа в атмосферу суток тридцать, а космонавт
мог за это время погибнуть. Гагарину об этом не сказали.
Оставалось надеяться, что тормозная двигательная установка
не подведёт.
И тормозная установка сработала. Она включилась вовремя,
работала нормально, и Гагарин был спасён. Но её выключение
произошло чуть-чуть раньше запланированного времени. Такой
вывод можно сделать из анализа дальнейшего полёта
космического корабля, о чём речь ниже, и некоторых открытых
источников информации. Официальных открытых сведений
обнаружить не удалось.
Тормозная двигательная установка прекратила работу на одну
секунду раньше времени. Вероятно, это произошло из-за
неполного закрытия обратного клапана наддува камеры сгорания
и, вследствие этого, небольшой потери топлива, В результате
спускаемый аппарат и космонавт приземлились не в расчётном
районе около г. Куйбышева (теперь – г. Самара), а в
Саратовской области, неподалёку от г. Энгельса.
Из-за преждевременного выключения тормозной установки не
была выдана команда на разделение отсеков, а корабль
закрутило сразу вокруг трех осей со скоростью 30 градусов в
секунду. Разделение прошло с запаздыванием на 10 минут по
сигналу от термодатчиков. При этом четыре стальные ленты,
соединявшие отсеки, отстрелились нормально, но кабельный
разъём не разъединился, и отсеки остались связаны кабелями.
И только в плотных слоях атмосферы они перегорели, освободив
спускаемый аппарат.
Уже во время спуска на парашюте у Гагарина самопроизвольно
ввелся запасной парашют. Возникли проблемы и с открытием
дыхательного клапана скафандра. Гагарин просто задохнулся
бы, если бы не смог, с большим трудом, открыть его.
Первым всегда непросто. И создателям не имеющей аналогов
ракеты, и космического аппарата, и космонавту. Но в
результате, несмотря на все трудности, первый полёт человека
в космос закончился благополучно, открыв эру пилотируемой
космонавтики.
Уступили, но не сдались. Так американцы и в запуске первого
космонавта уступили нам пальму первенства. Только почти
через год, 20 февраля 1962 г., астронавт Джон Гленн совершил
орбитальный полёт. В специальном послании конгрессу о
важнейших задачах страны 25 мая 1961 г., в котором
достижение Луны астронавтами до 1970 г. указывалось как
национальная задача США, президент Джон Кеннеди написал: «Мы
стали свидетелями того, что начало достижениям в космосе
было положено Советским Союзом благодаря имеющимся у него
мощным ракетным двигателям. Это обеспечило Советскому Союзу
ведущую роль...».
