Советская космическая программа. Космические корабли и орбитальные станции

Программа по освоению космоса в Советском Союзе официально существовала с 1955 по 1991 год, но фактически разработки велись и до этого. За этот период советские конструкторы, инженеры и ученые достигли таких успехов, как запуск первого ИСЗ, полет человека в космос впервые в мире, первый выход космонавта в открытый космос — и это только самые известные факты. Космическую гонку СССР явно выигрывал, но помешала реализации космической программы как раз политическая обстановка — распад Союза.

Мечты русских исследователей о космосе

Вам будет интересно:Passive Voice: упражнения с ответами, таблица

Первый пилотируемый корабль не мог появиться в той стране, где никто не интересовался далеким космосом. Полеты к далеким планетам и звездам занимали русских людей еще до революции. Приговоренный к смерти гениальный изобретатель-революционер, организатор покушения на императора Александра II, Николай Кибальчич, в камере писал не письма родным или прошения о помиловании, а чертил наброски реактивного аппарата, зная, что эти бумаги могут сохраниться в тюремном архиве.

Передовые люди в России во все времена мечтали о космосе. Даже сформировалось особое направление в философии — русский космизм. К философам-космистам относится и основоположник отечественной космонавтики Константин Циолковский, который не только определил теоретические основы космических полетов, но и дал философское обоснование освоения космических просторов человечеством. Циолковский обогнал свое время, так что на Западе в то время просто не поняли его и забыли. В шестидесятых крупные западные ученые начали выдвигать проекты, совпадающие с мыслями Константина Эдуардовича, но полностью присваивали себе авторство. Сегодня имя ученого практически вычеркнуто из истории на Западе.

Вам будет интересно:Система престолонаследия на Руси

В 1917-м идеи Константина Циолковского получили распространение среди интеллигенции. Поклонником его идей стал ближайший соратник Владимира Ленина Александр Богданов. Он написал два популярных в то время фантастических романа про экспедицию на Марс - «Инженер Мэнни» и «Красная Звезда». Автор, желая познакомить читателей, с идеей построения социализма, перенес место действия на Марс. Он описал, что должен представлять собой социализм. Воздействие романов Александра Богданова на современников было очень сильным. Даже «Аэлита» А. Толстого (история о полете двух энтузиастов на Марс на самодельной ракете) была написана под впечатлением от книг о Марсе.

Царской России космос был не нужен, но шанс для появления ракеты-носителя «Молния», полета первого человека в космос и запуска спутником дала революция. Александр Богданов не только показал, каким должен быть социализм, и задал революционно настроенному обществу цель, но и указал совершенно новое направление развития — подняться к звездам. Энтузиазм строительства общества по новому типу для молодого советского государства оказался неразрывно связан с интересом к космосу. Есть даже легенда, что красная звезда на гербе — это Марс.

Первые шаги и цели советских инженеров

Советские инженеры в первое время после революции жили идеей создания реальных технических средств для преодоления межпланетных пространств. К двадцатым годам стало очевидно, что для освоения космических просторов подходит только ракетная техника на реактивной тяге. Фигурой, сыгравшей исключительную роль в советской космической программе, стал преподаватель Московского авиационного института Фридрих Артурович Цандер. Инженер был болен тяжелой формой туберкулеза, но успел основать группу исследователей, заложить основы ракетной астродинамики, теоретических расчетов реактивных двигателей, продолжительности космических, выдвинуть концепцию космоплана, доказать несколько идей, который используются практически во всех современных космических аппаратах.

Вам будет интересно:Формулы для вычисления диаметра конуса. Пример решения геометрической задачи

На работах Цандера основывались почти все разработки техники в дальнейшем. В московскую группу исследователей входил Сергей Павлович Королев. Основной идеей в начале работы было строительство космического корабля для полета на Марс (как мечтал Фридрих Цандер), который предполагался обитаемым, а в качестве промежуточного, но не менее важного этапа (как считал Константин Циолковский) — на Луну. Но действительность показала, что до завершения программы индустриализации это никак не может быть реализовано. Поэтому работа велась в других направлениях. Советские ученые предполагали применять ракеты для изучения верхних слоев атмосферы и в военном деле.

Рождение космической программы

К разработке советской космической программы привело развитие техники после войны. Программа освоения космоса появилась как логичное и естественное продолжение оборонных проектов. План полета человека в космос был предложен Иосифу Сталину в 1946-м, но реализацию проекта отложили, потому что нужно было отстраивать страну. Руководитель государства не забыл планы освоения космоса, а план создания Р-7, основы советской космонавтики, был подписан и принят к исполнению за несколько недель до кончины Сталина. Планировалось создать межконтинентальную баллистическую ракету и впервые отправить человека в околоземное пространство.

В то время в СССР уже смогли создать ядерную бомбу, но она не могла стать реальным оружием без технических средств доставки до цели. Американцы тогда начали выпускать тяжелые бомбардировщики В-52 и окружили Советский Союз военными базами, с которых можно было свободно поразить любой город. Крупные американские города находились вне зоны досягаемости бомбардировщиков СССР. Территория Штатов оставалась недоступной для удара в случае необходимости. При этом хорошо были известны планы нанесения ядерных ударов по СССР, так что нужно было разработать и воплотить технически такое средство доставки бомбы, которое могло достичь другого полушария. Поэтому развитие ракетной отрасли получило максимально возможное финансирование.

Первые реальные шаги за атмосферу

В процессе создания ракет проходили испытательные пуски, которые использовались для исследования верхних слоев атмосферы. Для этого проектировалась даже специальная геофизическая ракета. Практически вся техника перед той ракетой, которая первой вышла на околоземную орбиту, была геофизической. Чем мощнее становились ракеты, тем выше они могли подняться в верхние слои атмосферы, которые мало отличались от околоземного пространства. Р-5 (Р- «ракета», далее — номер модели) могла выходить в околоземное пространство по баллистической траектории, но еще не годилась для запуска спутника, а Р-7 вывела на орбиту первого человека в космосе. Вся работа велась в стенах ОКБ-1 (сегодня это Ракетно-комическая корпорация «Энергия» имени С. Королева).

Американцы же не спешили с разработкой мощных ракет. В США был самолет-носитель Б-52, а еще американский ученые шумно заявляли о том, что собираются в ближайшем будущем запустить первый спутник. Считалось, что запуск станет демонстрацией абсолютного превосходства над советской наукой. Это событие хотели приурочить к международному году геофизики, но в этом исследователей преследовала серия неудач. Не спешили с разработками и по той причине, что разведка США не знала, насколько успешно ведутся работы в СССР. При этом советские ученые тоже планировали запуск искусственного спутника. Советский спутник в отношении конструкции был сделан очень интересно. Корпусом служила оболочка атомной бомби с удаленной начинкой, а внутри первого ИСЗ был обычный радиопередатчик.

Политическое значение запуска первого ИСЗ

Вам будет интересно:Как найти образующую конуса обычного и усеченного. Формулы

ИСЗ, разработанный в Советском Союзе, весил практически центнер, а американцы представляли модели, соизмеримые по размерам с апельсином. Второй спутник стал первым в мире биологическим, в герметической кабине которого в 1957 году в космос полетела собака Лайка. Вес третьего спутника составил полторы тонны. Это была первая в мире научная лаборатория в околоземном пространстве. Запустили ИСЗ в 1958 году для проведения исследований. Для Советского Союза запуск трех подряд спутников стал успехом и свидетельством превосходства советской экономической системы. Для США же насущной задачей стала реабилитация себя в космосе.

Дальнейшая детализация

Советская космическая программа долгое время реально существовала только в умах инженеров и ученых, занятых в ОКБ-1. Носили эти планы совершенно абстрактный характер. Но когда стало понятно, что ИСЗ будет запущен в ближайшее время, Сергей Королев написал письма, в котором предложил академикам изложить мнение о целях и задачах, которые могут быть решены в ходе исследований, выполняемых на борту искусственного спутника. Предположения тех ученых, которые подошли к вопросу без шуток, стали основными положениями космической программы «Восток». Все предположения сгруппировали по разделам:

• внеатмосферная астрономия;
• изучение планеты и космоса в интересах метеорологии, картографии и геофизики;
• изучение атмосферы (верхних слоев) и околоземного пространства;
• изучение Луны и космических тел Солнечной системы.

Впоследствии программа дополнялась и детализировалась.

Пилотируемая экспедиция на Марс

Советские инженеры не оставили идей о полете на Марс. Сергей Королев, например, просчитывал конкретные шаги, которые методично и последовательно вели к освоению Марса. Изучение космического пространства для советского государства становилось процессом непрерывным и полностью отвлеченным от погони за рекордами, траты средств на быстрые результаты в ущерб главному. Но для осуществления настолько масштабного проекта нужно было получить предварительную научную информацию о Марсе. Астрономическими методами выяснить что-то было невозможно, так что нужно было слетать на Марс. Астронавигация поставила совершенно новый вопрос: можно ли послать первый пилотируемый космический корабль к Марсу? Другим вариантом стал полет к планете автоматической межпланетной станции.

Предварительное рассмотрение вопроса показало, что такой проект является исключительно дорогостоящим. Необходимо было не только запустить в сторону Марса космический корабль СССР, но и обеспечить его возвращение, безопасность космонавтов. С автоматической станцией все проще и дешевле. Инженеры понимали, что рано или поздно придется лететь человеку. Поэтому параллельно велась разработка систем жизнеобеспечения, которые могли бы работать продолжительное время, чтобы обеспечить людей воздухом и водой во время полета. Нужно было выяснить влияние на человека всех факторов полета в космос и по возможности их нейтрализовать. Стояла задача создания эффективных двигателей для космических кораблей СССР, но с такими стартовая масса корабля оказывалась слишком большой.

Практические задачи космической программы

Цели советской космической программы в умах ведущих инженеров, конструкторов и исследователей все еще оставались возвышенными и далекими. Практически в процессе реализации программы нужно было обеспечить спутники надежной радиосвязью со всеми точками СССР (несколько спутников стоят дешевле, чем сооружение постоянно действующей сети станций), изучить метеорологическую обстановку в масштабах всей планеты, чтобы предупредить катастрофы, наблюдать за природными ресурсами, производить уникальные материалы в космосе, создать военные спутники и космическую разведку, чтобы знать о подготовке планов против СССР и в случае необходимости обеспечить контрудар.

Для выполнения этих задач нужно было создать комплекс аппаратов, которые могут обеспечить вывод спутника на орбиту, связь и последующую доставку обратно на Землю. Так, от советских конструкторов требовалась разработка транспортных космических кораблей, создание постоянной станции, на которой можно было бы проводить в нормальных условиях весь масштабный комплекс исследований (медико-биологические, военные, технологические и другие, вплоть до фундаментального научного изучения космоса), исследование поведения материалов в условиях невесомости. Тогда никто не знал, что случится под воздействием вакуума и излучения. Стало очевидно, что многие сложные задачи обязательно требуют присутствия человека, то есть необходимо создание постоянно действующей станции. Марс же оказался одной из дальних целей советской космической программы.

Первый полет человека в космос

После запуска СССР первого спутника реабилитировать Штаты мог только первый полет человека в космос. В то время в Советском Союзе уже была достаточно мощная ракета Р-7, поэтому сразу после запуска ИСЗ стал планироваться орбитальный полет с человеком на борту корабля. После первого запуска спутника другие были биологическими. В космос полетели первые наземные животные. Фотографию Лайки печатали на первых полосах все газеты мира. Следующими «космонавтами» стали Белка и Стрелка. В ходе этих запусков была отработана научная программа, решена проблема возвращения космического аппарата на Землю с мягкой посадкой. Советская космическая программа теперь могла приступить к решению проблемы полета человека в космос.

Когда все было отработано, 12 апреля 1961 года, с космодрома Байконур корабль «Восток» стартовал с человеком на борту, совершил полный облет Земли и сел на территории СССР. Первым космонавтом стал Юрий Гагарин. Второй полет совершил Герман Титов 7 августа 1961 года. Он был на орбите более 25 часов 11 минут. Первая женщина-космонавт совершила полет на корабле «Восток-62 в 1963 году. После такого прорыва США активно включились в космическую гонку. В СССР активная работа продолжилась, потому что нужно было осваивать ближний космос. Это требовало создания кораблей, которые могли вместить не одного, а нескольких человек, выполняющих не только пилотирование, но и некоторые эксперименты. Первый трехместный корабль стартовал в 1964-м.

Новые ракеты-носители на базе МБР

Космические полеты могла себе позволить только страна с мощной технологической базой, крепкой экономикой и передовой наукой. Успехи советской космической программы были результатом эффективного управления. Снизить стоимость полетов, например, получилось за счет организационных мер. Поэтому вся советская технология был стандартизированной и успешно могла использоваться как в гражданской, так и в военной сфере, что обеспечивало ее высочайшую эффективность. Впервые в истории такой подход осуществил Иосиф Сталин. Он утвердил планы, в ходе реализации которых в СССР был создан одновременно ракетно-ядерный щит против агрессии США и серия разнообразных ракет — межконтинентальных, оперативно-тактических, средней дальности, геофизических и так далее. Первой полноценной ракетой, которая могла выводить любой груз, стала та самая Р-7. Р-7 вывела на орбиту искусственный спутник и космический корабль с человеком на борту. Опыт с «семеркой» позволит создать несколько разнообразных ракет на базе МБР. По этой схеме создавались ракеты-носители «Протон», «Зенит», модуль для носителя «Эергия-Вулкан».

Вам будет интересно:Что значит: «Лучшее - враг хорошего», или Как избежать несчастного случая

Советские спутники на любой вкус

Первый же советский спутник позволил изучить среду, в которой будут функционировать космические аппараты в дальнейшем и воздействие различных факторов полета (от различных излучений до гипотетической опасности метеоритов). Следующие специальные биоспутники с возвращаемыми капсулами начали выполнять другую задачу — изучения воздействия космического полета на живые организмы, ведь нужно было знать, к чему готовить космонавтов и от чего их защищать во время полетов. Ожидаемо, что разные эксперименты на одном спутнике выполнять не получится, а делать под каждую задачу отдельных спутник слишком дорого. То есть нужно было разработать серийные платформы, предназначенные для выполнения конкретного типа экспериментов. Такими платформами стали «Космос» и «Интеркосмос». Для тяжелых носителей «Союз» космическая программа предполагала использование «Протонов».

С запусков ИСЗ «Космос» началось сотрудничество стран социалистического лагеря в изучении космоса. Основной задачей ИСЗ «Космос-261», например, являлось проведение эксперимента, включающего измерения на спутнике. В это работе принимали участие СССР, ГДР, ЧССР, Венгрия, специалисты из Франции и США. Аппаратом совершенно нового типа стал «Интеркосмос-15», который был предназначен для широкомасштабных исследований. Научные данные со спутника принимали наземные пункты, расположенные на территориях социалистических стран. От «Инетркосмоса-18» отделялся чехословацкий спутник «Магион», который исследовал структуру низкочастотных электромагнитных полей в космическом пространстве.

Советский эксперимент «Год в звездолете»

Когда страна активно готовилась к освоению ближнего космоса, пришло время переходить к длительному пребыванию человека на космической станции. Инженеры не оставляли планов отправить человека на Марс, а в дальнейшем и в глубокий космос. Часть экспериментов (преимущественно в замкнутом пространстве) можно было организовать на Земле, что и было сделано в шестидесятых-семидесятых годах. Советские эксперименты стали источником бесценного научного материала, который позволил разработать ряд технологий построения жизнеобеспечивающих систем. Медико-биологические проблемы могли исследовать только на орбите. Поэтому советские разработчики создали несколько биоспутников, в которых изучались процессы, происходящие в организмах животных, попавших на орбиту.

Специализированные космические объекты

Активно разрабатывались и специальные объекты. Первыми спутниками связи стали, например, «Молнии». «Молния-1» была запущена в 1965 году. Специализированным аппаратом стала станция «Зонд», на которой испытывались узлы космических аппаратов, отрабатывались различные режимы полетов. Несколько станций «Зонд» облетели естественный спутник Земли и сфотографировали обратную сторону Луны, вернулись и мягко сели на Землю. Принципиально новые «Зонды-5-7» могли исследовать радиационную обстановку, фотографировать Землю и Луну, изучать многозарядную составляющую космических лучей, проводить некоторые биологические эксперименты, фотометрировать некоторые звезды и так далее.

Станция «Луна» и автоматические межпланетные станции получили первые в мире снимки ядра кометы. Многоразовый космический корабль «Буран» создавался в качестве транспортного средства в составе комплексов «Мир» и «Мир-2». «Буран» создавался с учетом недостатков американской системы «Шаттл». С теми же «Мир» и «Мир-2» должен был использоваться транспортный корабль «Заря». Советская космическая программа занималась активно его разработкой в 1985-1989 годах, но проект был свернут из-за недостатка финансирования. Разработки велись, но производства так и не было начато. Но были еще луноходы, аппараты, которые первыми в мире достигли Луны, межпланетные полеты к Марсу и Венере, орбитальные станции и космические корабли с многоразовыми системами.

Некоторые неосуществленные проекты

Из-за распада СССР многие программы остались незавершенными. К девяностым отечественная наука вплотную подошла к промышленному производству в космосе, более дешевому и эффективности, чем на Земле даже в настоящее время. На подходе была масса технологий, которые должны были произвести переворот в науке и технике, но проекты не были осуществлены. Сегодня космическая программа России не настолько успешна, как советская. Но хорошо, что в этой области предпринимаются хоть какие-то шаги. Например, где находится космодром «Восточный», с которого производятся запуски, знают все. Строительство объекта было завершено в 2016 году. Стартовый комплекс предназначен для выполнения международных и коммерческих программ. Где находится космодром «Восточный»? Объект расположен в Амурской области, возле города Циолковского. Реализацией космической программы РФ занимает в том числе НПО «Энергия» имени академика С. П. Королева — бывшее особое конструкторское бюро под руководством Королева.

Источник