Это были простейшие (насколько вообще космический корабль может быть простым) аппараты, которым была уготована славная история: первый полет человека в космос, первый суточный космический полет, первый сон космонавта на орбите (Герман Титов умудрился при этом еще и проспать сеанс связи), первый групповой полет двух кораблей, первая женщина в космосе и даже такое достижение, как первое применение космического туалета, осуществленное Валерием Быковским на корабле Восток-5.

О последнем хорошо написал Борис Евсеевич Черток в своих мемуарах "Ракеты и люди":
"18 июня утром внимание Госкомиссии и всех собравшихся на нашем КП «болельщиков» переключилось с «Чайки» на «Ястреба». Хабаровск по КВ-каналу принял сообщение Быковского: «В 9 часов 05 минут был космический стук». Королев и Тюлин немедленно начали разработку перечня вопросов, которые надо будет задать Быковскому при появлении его в нашей зоне связи, чтобы понять сколь велика опасность, грозящая кораблю.
Кому-то было уже дано задание рассчитать величину метеорита, которая достаточна для того, чтобы космонавт услышал «стук». Ломали голову и над тем, что может произойти на случай соударения, но без потери герметичности. Допрос Быковского поручили вести Каманину.
В начале сеанса связи на вопрос о характере и районе стука «Ястреб» ответил, что не понимает, о чем идет речь. После напоминания о радиограмме, переданной в 9.05, и повторения «Зарей» ее текста Быковский сквозь смех ответил: «Был не стук, а стул. Стул был, понимаете?» Все слушавшие ответ дружно расхохотались. Космонавту пожелали дальнейших успехов и передали, что его вернут на Землю, несмотря на отважный поступок, в начале шестых суток.
Инцидент с «космическим стулом» вошел в устную историю космонавтики как классический пример неудачного использования медицинской терминологии в канале космической связи."

Поскольку Восток-1 и Восток-2 летали по одиночке, а Востоки 3 и 4 и Востоки 5 и 6, летавшие парами, находились далеко друг от друга, не существует ни одной фотографии этого корабля на орбите. Можно разве что посмотреть кинозаписи с полета Гагарина в этом видео от телестудии Роскосмоса:

А устройство корабля мы изучим на музейных экспонатах. В Калужском музее космонавтики установлен макет корабля Восток в натуральную величину:

Здесь мы видим спускаемый аппарат сферической формы с иллюминатором хитрой конструкции (о нем отдельно еще поговорим) и антеннами радиосвязи, прикрепленный четырьмя стальными лентами к приборно-агрегатному отсеку. Крепежные ленты соединены сверху замком, который разъединяет их для отделения СА от ПАО перед входом в атмосферу. Слева видна пачка кабелей от ПАО, прикрепленная к СА солидных размеров разъемом. Второй иллюминатор расположен с обратной стороны СА.

На ПАО расположены 14 шар-баллонов (я уже писал о том, почему в космонавтике так любят делать баллоны в виде шариков) с кислородом для системы жизнеобеспечения и азотом для системы ориентации. Ниже на поверхности ПАО видны трубки от шар-баллонов, электроклапаны и сопла системы ориентации. Эта система выполнена по самой простой технологии: азот посредством электроклапанов подается в нужных количествах к соплам, откуда вырывается в космос, создавая реактивный импульс, разворачивающий корабль в нужную сторону. Недостатками системы являются крайне низкий удельный импульс и малое суммарное время работы. Разработчиками не предполагалось, что космонавт будет вертеть кораблем туда-сюда, а обойдется тем видом в иллюминатор, который предоставит ему автоматика.

На этой же боковой поверхности располагаются солнечный датчик и датчик инфракрасной вертикали. Эти слова только выглядят страшно заумными, на самом деле все достаточно просто. Для торможения корабля и схода с орбиты его нужно развернуть "хвостом вперед". Для этого нужно выставить положение корабля по двум осям: тангажу и рысканью. По крену не так обязательно, но это делалось попутно. Сперва система ориентации выдавала импульс на вращение корабля по тангажу и крену и останавливала это вращение как только инфракрасный датчик ловил максимум теплового излучения от поверхности Земли. Это называется "выставить инфракрасную вертикаль". Благодаря этому сопло двигателя становилось направлено горизонтально. Теперь нужно направить его строго вперед. Корабль разворачивался по рысканью до тех пор, пока солнечный датчик не фиксировал максимальную освещенность. Проводилась такая операция в строго заданный программно момент, когда положение Солнца было именно таким, чтобы при направленном на него солнечном датчике сопло двигателя оказалось направленным строго вперед, по ходу движения. После этого также под управлением программно-временного устройства запускалась тормозная двигательная установка, снижавшая скорость корабля на 100 м/с, что было достаточно для схода с орбиты.

Ниже, на конической части ПАО установлен еще один комплект антенн радиосвязи и жалюзи, под которыми прячутся радиаторы системы терморегулирования. Открыванием и закрыванием разного количества жалюзи космонавт может выставлять комфортную для него температуру в кабине корабля. Ниже всего расположено сопло тормозной двигательной установки.

Внутри ПАО расположены остальные элементы ТДУ, баки с горючим и окислителем для нее, батарея серебряно-цинковых гальванических элементов, система терморегуляции (помпа, запас теплоносителя и трубки к радиаторам) и система телеметрии (куча различных датчиков, отслеживавших состояние всех систем корабля).

Из-за ограничений по габаритам и массе, продиктованных конструкцией ракеты-носителя, резервная ТДУ туда бы просто не влезла, поэтому для Востоков был применен несколько необычный аварийный способ схода с орбиты на случай отказа ТДУ: корабль выводился на такую низкую орбиту, на которой он зароется в атмосферу сам спустя неделю полета, а система жизнеобеспечения рассчитана на 10 дней, так что космонавт остался бы жив, хоть приземление произошло бы черти где.

Теперь перейдем к устройству спускаемого аппарата, являвшегося кабиной корабля. В этом нам поможет другой экспонат Калужского музея космонавтики, а именно подлинник СА корабля Восток-5, на котором с 14 по 19 июня 1963 года летал Валерий Быковский.

Масса аппарата 2,3 тонны, и почти половину ее составляет масса теплозащитного абляционного покрытия. Именно поэтому спускаемый аппарат Востока выполнили в виде шара (самая маленькая площадь поверхности из всех геометрических тел) и именно поэтому все системы, не нужные при посадке, вывели в негерметичный приборно-агрегатный отсек. Это позволило сделать СА насколько возможно маленьким: его наружный диаметр составлял 2,4 м, а в распоряжении космонавта было всего 1,6 кубометра объема.

Космонавт в скафандре СК-1 (скафандр космический первой модели) располагался на катапультируемом кресле, которое имело двойное назначение.

Это была система аварийного спасения в случае аварии ракеты-носителя на старте или на этапе выведения, а также это была штатная система приземления. После торможения в плотных слоях атмосферы на высоте 7 км космонавт катапультировался и спускался на парашюте отдельно от аппарата. Он, конечно, мог и в аппарате приземлиться, но сильный удар при касании земной поверхности мог привести к травме космонавта, хоть и не был смертельным.

Более детально отфотографировать интеръер спускаемого аппарата мне удалось на макете оного в московском музее космонавтики.

Слева от кресла располагается пульт управления системами корабля. Он позволял регулировать температуру воздуха в корабле, контролировать газовый состав атмосферы, осуществлять запись переговоров космонавта с землей и всего прочего, что говорил космонавт, на магнитофон, открывать и закрывать шторки иллюминаторов, регулировать яркость внутрикабинного освещения, включать и выключать радиостанцию и включить ручную систему ориентации в случае отказа автоматической. Тумблеры ручной системы ориентации находятся на торце пульта под защитным колпаком. На Востоке-1 они были заблокированы кодовым замком (его клавиатура видна чуть выше), так как врачи боялись, что человек в невесомости сойдет с ума, и введение кода считалось тестом на вменяемость.

Прямо перед креслом установлена приборная панель. Это просто кучка показометров, по которым космонавт мог определить время полета, давление воздуха в кабине, газовый состав воздуха, давление в баках системы ориентации и свое географическое положение. Последнее показывал глобус с часовым механизмом, поворачивающийся по ходу полета.

Ниже приборной панели находится иллюминатор с инструментом "Взор" для ручной системы ориентации.

Пользоваться им очень просто. Разворачиваем корабль по крену и тангажу до тех пор, пока в кольцевой зоне по краю иллюминатора не увидим земной горизонт. Там просто зеркала стоят вокруг иллюминатора, и горизонт в них виден весь только когда аппарат развернут этим иллюминатором строго вниз. Таким образом вручную выставляется инфракрасная вертикаль. Далее разворачиваем корабль по рысканью до тех пор, пока бег земной поверхности в иллюминаторе не совпадет с направлением нарисованных на нем стрелок. Все, ориентация выставлена, а момент включения ТДУ подскажет метка на глобусе. Недостатком системы является то, что пользоваться ей можно только на дневной стороне Земли.

Теперь посмотрим, что находится справа от кресла:

Ниже и правее приборной панели видна откидная крышка. Под ней прячется радиостанция. Ниже этой крышки видна торчащая из кармашка ручка АСУ (ассенизационно-санитарного устройства, то есть туалета). Правее АСУ расположен небольшой поручень, а рядом с ним рукоятка управления ориентацией корабля. Выше рукоятки укреплена телекамера (еще одна камера была между приборной панелью и иллюминатором, но на этом макете ее нет, зато она видна в корабле Быковского на фото выше), а правее - несколько крышек контейнеров с запасом продовольствия и питьевой воды.

Вся внутренняя поверхность спускаемого аппарата обтянута белой мягкой тканью, так что кабина выглядит довольно уютно, хоть там и тесно, как в гробу.

Вот такой он, первый в мире космический корабль. Всего слетало 6 пилотируемых кораблей Восток, но на основе этого корабля и по сей день эксплуатируют беспилотные спутники. Например, Биом, предназначенный для опытов над животными и растениями в космосе:

Или топографический спутник Комета, спускаемый аппарат которого любой желающий может увидеть и потрогать во дворе Петропавловской крепости в Санкт-Петербурге:

Для пилотируемых полетов сейчас такая система, конечно, безнадежно устарела. Даже тогда, в эпоху первых космических полетов, это был довольно опасный аппарат. Вот, что пишет об этом в своей книге "Ракеты и люди" Борис Евсеевич Черток:
"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."

Стал первым космическим кораблем программы Восток, нацеленной на пилотируемые полеты. Перед пилотируемым полетом по программе было запущено несколько автоматических аппаратов в период с мая 1960 по март 1961 года. Первый запуск состоялся 15 мая 1960 года, это корабль даже не был возвращаемым. Он был успешно запущен, но на 64-м витке возникли неполадки в системе управления и корабль перешел на высокую орбиту. Затем последовали два неудачных, один частично неудачный и один удачный пуски. Два последних запуска показали полную работоспособность и корабля, и ракеты-носителя, что открыло путь в космос человеку. Аппарат поднялся в воздух 12 апреля 1961 года с космодрома Байконур, на его борту находился первый в мире космонавт Юрий Гагарин . Первый полет человека в космос оказался и самым коротким. Гагарин сделал всего один оборот вокруг Земли за 108 минут. Перицентр орбиты находился на высоте всего 169 километров, апоцентр - 327 километров. Приземление произошло не в спускаемой капсуле, а на парашюте, отстреливаемом на высоте 7 километров. При этом, в отличие от более современных аппаратов программы Восток, аппарат не имел запасного двигателя для коррекции спуска в атмосфере. Вместо него у Гагарина был запас продовольствия на 10 дней в случае падения в незапланированном месте.

Также стоит отметить, что при первом полете не было морских судов, обеспечивающих космическую связь, так что она осуществлялась только с территории СССР. Тем не менее, у в штатном Гагарина не было возможности управления полетом. Все должно было происходить автоматически или по командам с наземных пунктов управления - если они были в зоне связи. Такое решение было принято из-за неизвестного влияния условий невесомости на человека. Чтобы включить ручное управление в случае экстренных обстоятельств, нужно было ввести код.

11 апреля ракета-носитель Восток-К с укрепленным аппаратом была перевезена в горизонтальном состоянии к пусковой площадке, где была обследована Королевым на предмет неполадок. После его утверждения ракета была приведена в вертикальное положение. В 10 утра Гагарин и Титов , запасной космонавт, получили окончательный план полета, который должен был начаться в 9:07 на следующий день. Выбор времени старта был обусловлен условиями спуска. Во время начала маневрирования для спуска аппарат должен был пролетать над Африкой с наилучшей ориентацией его солнечных датчиков. Высокая точность при маневре была необходима для попадания в запланированную точку посадки.

Подъем в день полета был назначен на 5:30 утра. После завтрака они облачились в скафандры и приехали к месту запуска. В 7:10 Гагарин уже был в космическом корабле и в течение двух часов до запуска общался с центром управления по радио, в центре же было доступно его изображение с бортовой камеры. Люк корабля был задраен через 40 минут после посадки Гагарина в корабль, но была обнаружена негерметичность, так что пришлось его открыть и задраить заново.

Запуск произошел в 09:07. Через 119 секунд после запуска внешние дополнительные двигатели ракеты-носителя израсходовали все топливо и были отделены. Через 156 секунд была сброшена защитная оболочка, через 300 - основная ступень ракеты носителя, однако разгонный блок продолжал выведение. Через три минуты после начала полета аппарат уже начал выходить из зоны связи с Байконуром. Лишь через 25 минут после начала полета было установлено, что аппарат вышел на расчетную орбиту. На самом деле Восток-1 вышел на орбиту через 676 секунд после запуска, за десять секунд до этого отработали двигатели разгонного блока.

В 09:31 Восток вышел из зоны связи со станцией в Хабаровске в диапазоне очень высоких частот и перешел на режим высоких. В 09:51 включилась система определения ориентации, необходимая для правильной выдачи импульса на спуск. Основной системой при этом была основанная на солнечных датчиках. В случае ее выхода из строя можно было переключиться на ручной режим управления и использовать примерное визуальное наведение. У каждой из систем имелся свой набор сопел двигательных установок и по 10 килограмм топлива. В 09:53 Гагарин узнает от станции в Хабаровске, что вышел на расчетную орбиту. В 10:00, когда Восток пролетал над Магеллановым проливом, новость о полете была передана по радио.

В 10:25 корабль был автоматически приведен в ориентацию, необходимую для спуска. Запуск двигателей произошел на расстоянии около 8000 километров от желаемой точки посадки. Импульс длился 42 секунды. Через десять секунд после завершения маневра от спускаемого модуля должен был отделиться служебный, но он оказался связанным со спускаемым сетью проводов. Однако благодаря вибрациям при прохождении плотных слоев атмосферы служебный модуль все отделился над Египтом и аппарат был приведен в правильную ориентацию.

В 09:55 на высоте 7 километров открылся люк аппарата и Гагарин катапультировался. Сам аппарат также спускался на парашюте раскрывшемся за 2.5 километра до Земли. Парашют Гагарина раскрылся практически сразу после катапультирования. При приземлении Гагарин промахнулся всего на 280 километров.

В итоге Сергей Королев отказался от крылатого возвращаемого аппарата в пользу баллистической капсулы. Ее разработкой занялся пришедший в конце 1957 года из НИИ-4 талантливый конструктор Константин Петрович Феоктистов , которого сегодня по праву называют «отцом» космического корабля «Восток».

Константин Петрович Феоктистов (© РКК «Энергия»)

Никто в конце 1950-х не знал, как должен выглядеть пилотируемый космический корабль. Известно было только, что наибольшую угрозу для жизни пилота будет представлять возвращение на Землю. Быстрое торможение в плотных слоях атмосферы могло вызвать перегрузку до 10 g, поэтому на первом этапе группа Феоктистова проектировала аппарат в виде конуса – тот мог планировать, снизив перегрузку вдвое. Однако испытания на добровольцах показали, что тренированный человек вполне способен выдержать десятикратную перегрузку, поэтому Феоктистов предложил необычное решение – сделать корабль шарообразным подобно первому спутнику. Такая форма была хорошо известна аэродинамикам, а потому не требовала дополнительных исследований.

Вначале разработчикам показалось, что при падении в атмосфере шар будет беспорядочно крутиться, что может привести к непредсказуемым последствиям в момент приземления. Но эти сомнения были тут же разрешены путем проведения простейшего опыта. В то время работники отдела № 9 увлекались игрой в пинг-понг. Кому-то из членов группы Феоктистова пришла в голову мысль использовать в качестве модели пинг-понговый шарик с небольшой нашлепкой пластилина в нижней части для создания эксцентриситета. Шарик бросали со второго этажа в лестничный пролет, и он всегда падал именно на нашлепку – устойчивость формы была продемонстрирована экспериментально.

Одной из наиболее серьезных проблем была защита корабля от перегрева при входе в плотные слои атмосферы. Существовавшие конструкционные материалы таких температур не выдерживали. Поэтому проектанты решили использовать тот же принцип, что и для головных частей «Р-5» и «Р-7» – на спускаемый аппарат наносили асботекстолит, который испарялся в потоке набегающего воздуха, поглощая избыточное тепло.

При выборе способа возвращения корабля также рассматривалось несколько вариантов, кроме уже упомянутого планирующего спуска. Например, Сергею Королеву очень нравился вариант торможения и посадки с помощью авторотирующих винтов, подобных вертолетным. Однако главный конструктор вертолетов Михаил Леонтьевич Миль, к которому Королев обратился с предложением о сотрудничестве, категорически отказался: слишком велика была ответственность, слишком много времени потребовалось бы на новую тему. В результате выбрали классический спуск на парашюте, хотя Королев и недолюбливал «тряпки», считая их технологией вчерашнего дня.

Сначала проектанты и не думали о разделяемом корабле, собираясь возвращать его на Землю целиком. Только вот изготовить весь корабль в виде шара не позволяли габариты ракеты, поэтому его поделили на две части: сферический спускаемый аппарат, в котором находился пилот, и приборный отсек, сгоравший после разделения в атмосфере.

Чтобы не усложнять конструкцию корабля системой мягкой посадки, было решено катапультировать пилота из спускаемого аппарата на высоте нескольких километров, как еще в 1956 году предложил сделать Владимир Яздовский. Такая схема давала дополнительный плюс – катапультирование можно было использовать при аварии ракеты на начальном участке выведения.

Первоначальный облик будущего космического корабля определился. Константин Феоктистов подготовил доклад для главного конструктора и представил его в июне 1958 года. Королев поддержал новую компоновку и поручил написать официальный отчет по проекту «Объект Д-2» (так в его бюро назывался космический корабль для орбитального полета) в течение двух месяцев.

В середине августа отчет под названием «Материалы предварительной проработки вопроса о создании спутника Земли с человеком на борту» был выпущен. В нем указывалось, что с помощью трехступенчатой ракеты-носителя на орбиту искусственного спутника Земли можно вывести корабль массой 4,55,5 т. Там же были приведены расчеты в обоснование выбора формы спускаемого аппарата. В частности, отвергнут конус по причине малого внутреннего объема (1,5 м 3 против 5 м 3 у шара) при заданном диаметре основания в 2,3 м, который определялся размерами третьей ступени. Здесь же рассматривалось шесть вариантов компоновки.

Пятнадцатого сентября 1958 года Сергей Павлович Королев подписал окончательный отчет по кораблю-спутнику, а на следующий день направил письма в адрес Академии наук СССР, руководителям ракетной отрасли и Совету главных конструкторов с уведомлением о завершении исследований, позволяющих приступить к разработке «пилотируемого спутника Земли».

На Совете Главных конструкторов, состоявшемся в ноябре 1958 года, было заслушано три доклада: о проекте автоматического спутника-фоторазведчика, о проекте аппарата для полета человека по баллистической траектории и о проекте пилотируемого орбитального аппарата. После обсуждения из двух последних проектов был выбран именно пилотируемый орбитальный. Ему же конструкторы дали наибольший приоритет по сравнению с фоторазведчиком, хотя Министерство обороны настаивало на обратном.

Чтобы ускорить процесс подготовки чертежей, Сергей Павлович приказал расформировать группы, трудившиеся в ОКБ-1 над различными системами корабля, и объединить специалистов в новообразованном секторе, который возглавил Константин Феоктистов. Ведущим конструктором корабля, получившего красивое и многозначительное название «Восток» , стал Олег Генрихович Ивановский , до того участвовавший в создании спутников и «лунников».

Работа над кораблем требовала широкой кооперации с привлечением смежников, ведь для пилотируемого космического полета нужно было сконструировать и систему жизнеобеспечения, и систему голосовой связи, и телевизионный комплекс, и пульт ручного управления, и парашюты, и многое другое. Инициативы одного бюро тут явно не доставало – необходимо было получить правительственное постановление. Поэтому для Королева на новом этапе было важно, чтобы его поддержали не только соратники по Совету и члены Академии, но и высшие военные, от которых напрямую зависело финансирование перспективных проектов. Сергей Павлович проявил политическую гибкость – в начале 1959 года он предложил унифицировать системы пилотируемого корабля и спутника-фоторазведчика. На таком спутнике предлагалось установить сложное и дорогое фотооборудование, которое должно было использоваться многократно. Напрашивался вариант – разместить такое фотооборудование в спускаемом аппарате вместо пилота и возвращать на Землю вместе с отснятыми пленками. Разумеется, это требовало полной автоматизации корабля, что Королева вполне устраивало – в пилотируемых полетах он хотел свести влияние человеческого фактора к минимуму. Фоторазведчик был принят в разработку под названием «Восток-2». Во избежание путаницы позднее его переименовали в «Зенит».

Тем не менее военные требовали, чтобы работа над фоторазведчиком была приоритетной. В проекте постановления правительства, который обсуждался в феврале 1959 года, фигурировал только этот космический аппарат. Королев через Мстислава Келдыша добился включения в текст постановления фразы о пилотируемом корабле-спутнике.

Получается, корабль появился раньше, чем решение правительства по нему. Первые комплекты чертежей были переданы в цеха Опытного завода в Подлипках в начале весны, тогда же началось изготовление корпусов, а Постановление ЦК КПСС и Совета министров № 569-2640; «О создании объектов «Восток» для осуществления полета человека в космос и других целей» вышло только 22 мая 1959 года.

Корабль «1КП»

Космический корабль «Восток» был именно спутником, то есть в принципе не мог менять высоту и наклонение орбиты. Ее параметры задавались запуском и радиоуправлением на этапе выведения (как у «лунников»). Поэтому все эволюции сводились к одному, но очень важному маневру – торможению в космосе и снижению в атмосфере. Для осуществления этого маневра в приборном отсеке размещалась тормозная двигательная установка, которая должна была сработать безотказно.

Обращаться к главному двигателисту Валентину Петровичу Глушко с учетом его высокой занятости при создании двигателей для боевых ракет Сергей Павлович Королев не захотел, а потому работать над проектом тормозной установки «ТДУ-1» пригласил Алексея Михайловича Исаева , главного конструктора расположенного поблизости ОКБ-2. Старый ракетчик не горел большим желанием брать на себя еще одну работу, но в конце концов согласился. И всего лишь через семь месяцев после выдачи технического задания, 27 сентября 1959 года, был проведен первый «прожиг» «ТДУ-1» на стенде. Однокамерная установка работала на самовоспламеняющемся топливе (горючее на основе аминов и азотная кислота в качестве окислителя) и была основана на простых физических принципах. За счет этого она ни разу не подвела.

Сергей Павлович Королев требовал многократно продублировать все системы «Востока», но вторая «ТДУ-1» никак не вписывалась в компоновку. Поэтому главный конструктор распорядился, чтобы баллистики из расчетного бюро подбирали орбиту, которая в случае отказа тормозной установки обеспечивала бы сход корабля за счет естественного торможения в высших слоях атмосферы в течение пяти-семи дней после запуска.

Системой управления корабля, получившей неофициальное название «Чайка», должен был заниматься главный конструктор Николай Алексеевич Пилюгин, но и он был чрезвычайно загружен работой по основному ракетному направлению. В результате Королев решил создавать комплекс силами ОКБ-1, возложив ответственность за это на своего заместителя Бориса Евсеевича Чертока. Конструирование системы ориентации, являвшейся частью комплекса управления, возглавил Борис Викторович Раушенбах, которого Королев переманил из НИИ-1 вместе с коллективом.

Чтобы торможение корабля на орбите не обернулось ускорением, он должен быть правильно ориентирован в пространстве. Для этого на «Востоке» реализовали две схемы ориентации.

Автоматическая ориентация запускалась либо по команде с Земли, либо бортовым программно-временным устройством «Гранит» (в случае отказа устройства – пилотом). Для надежности она содержала два независимых контура управления: основной и резервный. Основной контур должен был обеспечить трехосную ориентацию с помощью инфракрасной вертикали (ИКВ). Ее придумали и создали в Центральном конструкторском бюро «Геофизика» для ориентации научных спутников. Прибор различал границу между «теплой» Землей по всей ее окружности и «холодным» космосом. Инфракрасная вертикаль считалась надежной, поскольку с успехом прошла натурные испытания на геофизических ракетах «Р-5А» в августе-сентябре 1958 года.

Резервная система ориентации, предложенная Борисом Раушенбахом, была куда проще. Известно, что корабль летит по направлению вращения Земли – с запада на восток. Соответственно, для торможения ему необходимо повернуться двигателем к Солнцу, которое является прекрасным ориентиром. Посему возникла идея разместить на корабле солнечный датчик из трех фотоэлементов (прибор «Гриф»). Главным недостатком такой системы (по сравнению с основной) было только то, что она не могла ориентировать корабль без Солнца, то есть в «тени» Земли.

Обе системы имели релейные блоки управления, которые выдавали команды на пневматические клапаны микродвигателей ориентации, работающих на сжатом азоте, Выбранное направление поддерживали три гироскопических датчика угловых скоростей (ДУС), поэтому орбита корабля на профессиональном жаргоне называлась «гироскопической». Перед выдачей импульса торможения вся система проходила тест – если в течение минуты заданная ориентация строго выдерживалась, начинала работать «ТДУ-1». Сам процесс ориентации занимал несколько минут.

В случае отказа автоматики пилот мог перейти на ручное управление. Для него разработали необычную оптическую систему: в иллюминатор, расположенный под ногами, встраивался ориентатор «Взор», включавший два кольцевых зеркала-отражателя, светофильтр и стекло с сеткой. Солнечные лучи, распространявшиеся от линии горизонта, попадали на первый отражатель и через стекла иллюминатора проходили на второй отражатель, который направлял их на глаз космонавта. При правильной ориентации корабля космонавт периферийным зрением видел во «Взоре» изображение линии горизонта в виде концентрического кольца. Направление полета корабля определялось по «бегу» земной поверхности – при верных условиях она совпадала с курсовыми стрелками, также нанесенными на стекло иллюминатора.

Дублировалось и разделение отсеков корабля. На орбите они были стянуты металлическими лентами. Кроме того, через кабель-мачту осуществлялась связь между оборудованием кабины и приборного отсека. Эти соединения надо было оборвать, для чего использовались многочисленные и задублированные пиротехнические устройства: внешние кабели перерубались пироножами, стяжные ленты и герморазъем кабель-мачты отстреливались пиропатронами. Управляющий сигнал на разделение выдавало программно-временное устройство после окончания работы тормозной установки. Если по каким-то причинам сигнал не проходил, на корабле срабатывали термодатчики, генерировавшие тот же сигнал по повышению температуры окружающей среды при входе в атмосферу. Импульс разделения сообщал надежный пружинный толкатель в центре переднего съемного днища приборного отсека.

Разумеется, все эти и другие системы корабля требовали испытаний в космосе, поэтому Сергей Королев решил начать с запуска более простого корабля-прототипа (сейчас его назвали бы «демонстратором технологий»), фигурировавшего в документах под индексом «1КП» («Корабль Простейший»).

«1КП» довольно заметно отличался от конечного варианта «Востока». На нем не было теплозащиты, систем жизнеобеспечения и средств катапультирования. Зато на нем установили блок солнечных батарей и новую коротковолновую радиостанцию «Сигнал», созданную в НИИ-695 для оперативной передачи части телеметрической информации и надежной пеленгации корабля. Чтобы компенсировать недостающий вес (и инерцию), на корабль заложили тонну железных брусков. После этого масса «1КП» стала соответствовать проектной – 4540 кг.

Пятнадцатого мая 1960 года с полигона Тюра-Там стартовала ракета-носитель «Р-7А» с лунным блоком «Е» (8К72, «Восток-Л», № Л1-11). Она успешно вывела «1КП» на орбиту с высотой 312 км в перигее и 369 км в апогее. Аппарат получил официальное название «Первый космический корабль-спутник». Через четыре дня по сигналу с Земли была дана команда на включение «ТДУ». Однако подвела система ориентации, основанная на инфракрасной вертикали. Вместо того чтобы затормозить, корабль разогнался и поднялся на более высокую орбиту (307 км в перигее и 690 км в апогее). Он оставался там до 1965 года . Если бы на борту находился пилот, его гибель была бы неизбежна.

Сергея Павловича Королева совсем не расстроила эта неудача. Он был уверен, что в следующий раз свести корабль в правильном направлении обязательно получится. Главное – сработала «ТДУ-1», а переход на более высокую орбиту сам по себе был ценным экспериментом, хорошо продемонстрировав возможности ориентируемых космических аппаратов.

Корабль «1К»

Постановлением правительства от 4 июня 1960 года № 587-2з8сс «О плане освоения космического пространства на 1960 и первую половину 1961 г.» устанавливались сроки запусков кораблей. В мае 1960 года на орбиту должны были отправить два корабля «1КП»; до августа 1960 года – три корабля «1К», создаваемых для отработки основных систем корабля и аппаратуры фоторазведчика; в период с сентября по декабрь 1960 года – два корабля «3К» с полноценной системой жизнеобеспечения (на таком предстояло лететь первому космонавту).

Времени, как водится, было в обрез. Поэтому конструкторы решили не повторять запуск «1КП», а сразу готовить «1К» .

Космический корабль-спутник «1К» (рисунок А. Шлядинского)

Новый корабль отличался от «простейшего» прежде всего наличием теплозащиты и катапультируемого контейнера с подопытными животными, который являлся одним из вариантов контейнера для будущих полетов человека. В контейнер поместили кабину для животных с лотком, автоматом кормления, ассенизационным устройством и системой вентиляции, катапультные и пиротехнические средства, радиопередатчики для пеленгации, телекамеры с системой подсветки и зеркал.

Бортовая передающая камера системы «Селигер»

Очень важно было проверить телекамеру – конструкторы рассчитывали наблюдать за будущим космонавтом все время полета. Ее создавали те же ленинградские инженеры из телевизионного НИИ-380, которые разработали комплекс «Енисей» для «Луны-3». Новая система называлась «Селигер» и включала две передающие камеры ЛИ-23 массой 3 кг каждая и комплекты приемной аппаратуры, размещавшиеся на НИПах. Качество передачи – 100 элементов в строке, 100 строк в кадре, частота – 10 кадров в секунду. Кажется, что немного, но вполне достаточно для наблюдения за поведением подопытных животных или пристегнутого в кресло пилота. После испытаний и «сопряжения» с радиопередающей аппаратурой корабля комплекты аппаратуры «Селигер», установленные по традиции в автомобильных «кунгах», отправили на ИП-1 (Тюра-Там), НИП-9 (Красное Село), НИП-10 (Симферополь), НИП-4 (Енисейск) и НИП-6 (Елизово). В Подмосковье приемная станция «Селигера» была размещена на измерительном пункте полигона ОКБ Московского энергетического института в Медвежьих озерах. В начале лета состоялся ставший обязательным облет НИПов специальным самолетом, на котором устанавливалось оборудование, имитирующее работу систем спутника или корабля. Тест прошел удовлетворительно, а выявленные сбои были оперативно устранены.

Поскольку на этот раз спускаемый аппарат должен был вернуться на Землю, его снабдили парашютной системой, созданной Научно-исследовательским экспериментальным институтом парашютно-десантной службы (НИЭИ ПДС) совместно с заводом № 81 Государственного комитета по авиационной технике (ГКАТ). Спускаемый аппарат выпускал свой парашют по сигналу барометрических датчиков на высоте порядка 10 км, а после снижения до высоты 7–8 км отстреливалась крышка люка и катапультировался контейнер с животными.

Еще одним новшеством стала система терморегулирования корабля, созданная в ОКБ-1: никто не хотел, чтобы новые собаки, а потом космонавт погибли от перегрева, как несчастная Лайка. За основу была принята аналогичная система третьего спутника («Объект Д»). Для охлаждения внутреннего объема использовался агрегат с жидкостно-воздушным радиатором. Жидкий хладагент поступал в радиатор из так называемого радиационного теплообменника, установленного на приборном отсеке и связанного с жалюзи, которые по необходимости открывались, позволяя сбросить избыточное тепло посредством излучения с поверхности теплообменника.

Наконец все было готово, и 28 июля 1960 года на полигоне Тюра-Там стартовала ракета «Р-7А» («Восток-Л», № Л1-10). Под ее головным обтекателем находился корабль «1К» № 1 с собаками Лисичкой и Чайкой на борту. И вновь «семерка» показала свой непростой характер. На 24-й секунде полета из-за возникших высокочастотных колебаний взорвалась камера сгорания блока «Г». Еще через десять секунд «пакет» развалился, упав на территории полигона, в непосредственной близости от ИП-1. Спускаемый аппарат разбился при ударе о землю, собаки погибли.

Подлинную причину колебаний так и не выяснили, списав ее на отступление от технологических норм, допущенное на Куйбышевском заводе № 1. Королев тяжело переживал эту катастрофу – рыжая Лисичка была его любимицей.

Страшная гибель собак подстегнула конструкторов к созданию надежной системы аварийного спасения (САС) на этапе выведения. В этой разработке принял участие сам главный конструктор, весьма озабоченный большим количеством отказов ракет на первых минутах полета. Непосредственно проектом занимались Борис Супрун и Владимир Яздовский.

Система аварийного спасения работала следующим образом. Если сбой происходил до 40-й секунды полета, то по сигналу, подаваемому из бункера, катапультировался контейнер с космонавтом. Если ракета начинала вести себя ненормально в промежутке с 40-й по 150-ю секунду полета, ее двигатели отключались, и при падении ракеты до 7 км осуществлялось катапультирование по штатной схеме. Если что-то не ладилось с 150-й по 700-ю секунду, снова выключались двигатели, и отделялся уже весь спускаемый аппарат. При неисправности блока «Е», которое могло произойти в промежуток с 700-й по 730-ю секунды полета, выключался его собственный двигатель, но при этом отделялся весь корабль.

Однако задача спасения на первых 15–20 секундах полета не имела удовлетворительного решения. Достаточно было развесить металлические сети в районе предполагаемого падения космонавта после его катапультирования – ведь парашют в этом случае просто не успел бы раскрыться. Но даже если бы космонавт в такой ситуации уцелел, до него могло добраться пламя пожара.

Сергея Павловича Королева беспокоило, что пилота нельзя спасти на этих роковых секундах, но поскольку затягивать работы было невозможно, главный конструктор решил, что в данной ситуации пилотируемый запуск следует производить только после двух удачных полетов полностью собранного беспилотного корабля .

К следующему запуску готовились с особой тщательностью. Шестнадцатого августа состоялся торжественный вывоз ракеты на старт с расчетом пустить ее на следующий день. Неожиданно на носителе забраковали главный кислородный клапан, и пришлось задержать пуск, пока специальным рейсом не привезли новый из Куйбышева. Больше всех по этому поводу переживали медики. Они уверяли, что подопытные собаки от непривычной обстановки стартовой позиции «сойдут с ума» раньше, чем доберутся до космоса. Но животные стоически перенесли задержку.

Девятнадцатого августа 1960 года в 11 часов 44 минут 7 секунд по московскому времени с полигона Тюра-Там успешно стартовала ракета-носитель «Р-7А» («Восток-Л», № Л1-12). Она вывела на орбиту высотой 306 км в перигее и 339 км в апогее беспилотный корабль «1К» № 2 массой 4600 кг, получивший официальное название «Второй космический корабль-спутник». На его борту находились собаки Белка и Стрелка.

Фото Стрелки, полученное с помощью системы «Селигер» (первое изображение живого существа, принятое из космоса)

Обе собаки были небольшими и светлой масти. Белка весила четыре с половиной килограмма, Стрелка – на килограмм больше. Как и у Лайки, у новых собак-космонавтов регистрировались артериальное давление, электрокардиограмма, тоны сердца, частота дыхания, температура тела и двигательная активность. На орбите они были не одни: в отдельном герметичном контейнере, расположенном в той же катапультируемой установке, находились две белые крысы и двенадцать белых и черных мышей, насекомые, растения и грибы. Вне катапультируемого контейнера помещались еще двадцать восемь мышей и две крысы. Кроме того, в спускаемом аппарате разместили пакеты с семенами различных сортов кукурузы, пшеницы и гороха, чтобы проверить воздействие космического полета на их урожайность.

Собаки с триумфом вернулись на Землю

Наблюдения за животными велись с помощью системы «Селигер» с двумя телекамерами, снимавшими собак анфас и в профиль. На Земле изображение фиксировалось на кинопленку. Благодаря этой съемке, а также расшифровке медицинских параметров выяснилось, что на четвертом и шестом витках Белка вела себя крайне неспокойно, билась, старалась освободиться от привязных ремней, громко лаяла. Потом ее вырвало. Позднее этот факт повлиял на выбор длительности первого полета человека – один виток.

Перед спуском с орбиты вновь отказала основная система ориентации, построенная на инфракрасной вертикали ИКВ. Сергей Королев был в бешенстве, но его успокоили, объяснив, что это хороший шанс испытать резервную систему, ориентирующуюся по Солнцу.

Двадцатого августа НИП-4 (Енисейск) выдал команду на запуск программно-временного устройства «Гранит», обеспечивающего последовательность операций спуска. НИП-6 (Елизово) подтвердил, что «Гранит» работает четко, посылая в эфир метки времени. Сработала «ТДУ-1», спускаемый аппарат отделился от приборного отсека, вошел в атмосферу и приземлился в треугольнике Орск-Кустанай-Амангельды с отклонением лишь на 10 км от расчетной точки. Он пробыл в космосе 1 сутки, 2 часа и 23 минуты, совершив 17 витков вокруг Земли.

В отличие от предыдущих собак, клички которых и факт гибели надолго засекретили, Белка и Стрелка стали знаменитыми. Во многих советских школах после возвращения корабля проводились специальные уроки хорошего отношения к дворнягам. Рассказывают, что на Птичьем рынке в Москве резко увеличился спрос на беспородных щенков.

Собаки быстро реабилитировались после полета. Позднее Стрелка дважды приносила здоровое потомство – шесть щенков. Каждый из них был на учете, и за него персонально отвечали. В августе 1961 года Никита Сергеевич Хрущев отправил щенка по кличке Пушок в подарок Жаклин Кеннеди, жене президента США.

Щенок Пушок – сын четвероногого космонавта Стрелки, родившийся после полета и подаренный Жаклин Кеннеди

А злополучную систему ИКВ, которая подвела уже во второй раз, решили с будущих кораблей снять. Основной стала система солнечной ориентации – на нее же вывели два контура управления микродвигателями, оставив третий за пилотом.

«Неделинская» катастрофа

Вдохновленные успешным полетом Белки и Стрелки, ракетчики назначили запуск пилотируемого корабля на декабрь 1960 года. В правительстве их поддержали. Одиннадцатого октября 1960 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров № 1110-462сс, в котором предписывалось «осуществить подготовку и запуск космического корабля «Восток» с человеком на борту в декабре 1960 года и считать это задачей особой важности». Однако за первым серьезным успехом последовала длинная череда неудач и даже трагедий.

В сентябре 1960 года образовалось так называемое астрономическое окно , подходящее для запуска аппаратов к Марсу. Сергей Павлович Королев и здесь собирался захватить приоритет, отправив к красной планете автоматическую станцию и сфотографировав вблизи ее загадочные «каналы» . Уже для этой станции профессор Александр Игнатьевич Лебединский из МГУ подготовил блок оборудования, включавший фототелевизионное устройство и спектрорефлексометр, призванные определить, есть ли жизнь на Марсе. Королев предложил предварительно проверить этот блок в казахстанской степи. К восторгу ракетчиков прибор показал, что на Тюра-Таме жизни нет. В результате оборудование Лебединского оставили на Земле.

Станцию «1М» массой 500 кг собирались пускать с помощью новой модификации ракеты – четырехступенчатой «Р-7А» (8К78), снабженной разгонным блоками «И» и «Л». Позднее ракета получила красивое название «Молния».

Двигатель для блока «И» сконструировало воронежское ОКБ-154 Семена Ариевича Косберга, а в блоке «Л» был впервые применен жидкостный ракетный двигатель замкнутой схемы С1.5400 (11ДЭЗ), разработанный в ОКБ-1.

Из-за задержек с подготовкой космического аппарата и ракеты старт все время откладывался. В конце концов, когда надежды на то, что станция пройдет вблизи красной планеты, уже не оставалось, запуск состоялся. Десятого октября 1960 года ракета-носитель «Молния» (8К78, № Л1-4М) с аппаратом «1М» № 1 ушла со старта. Однако тут же потерпела аварию.

Причину установили довольно быстро. Еще на участке работы блока «А» (второй ступени) начали нарастать резонансные колебания в блоке «И» (третьей ступени). В результате сильнейшей вибрации произошло нарушение командной цепи по каналу тангажа, и ракета стала отклоняться от траектории. Двигатель блока «И» включился, но проработал всего 13 секунд до отказа системы управления на 301-й секунде полета. Верхние ступени вместе с автоматической станцией разрушились при входе в плотные слои атмосферы над Восточной Сибирью; остатки ракеты упали в 320 км северо-западнее Новосибирска.

Ракета «Р-16» конструкции Михаила Янгеля на полигоне Тюра-Там

Лихорадочно подготовили второй запуск ракеты № Л1-5М с автоматической станцией «М1» № 2. Он состоялся 14 октября. И опять авария. На этой раз нарушилась герметичность системы подачи жидкого кислорода. Керосиновый клапан блока «И», облитый жидким кислородом, замерз, и двигатель не смог включиться. Третья ступень и станция сгорели в атмосфере. Обломки ракеты упали в Новосибирской области.

Марс остался недоступен. Удрученные ракетчики вернулись в Москву, и тут их нагнало страшное известие – 24 октября 1960 года на полигоне Тюра-Там произошла катастрофа.

В тот день на 41-й стартовой площадке готовили к запуску боевую межконтинентальную ракету «Р-16» (8К64, № ЛД1-3Т) конструкции Михаила Кузьмича Янгеля . После ее заправки была обнаружена неисправность в автоматике двигателя. В подобных случаях техника безопасности требовала слить топливо и лишь после этого устранять неполадки. Но тогда наверняка сорвался бы график запуска, пришлось бы отчитываться перед правительством. Главнокомандующий ракетными войсками маршал Митрофан Иванович Неделин принял роковое решение устранить неполадку прямо на заправленной ракете. Ее облепили десятки специалистов, поднимаясь на нужный уровень по фермам обслуживания. Сам Неделин лично наблюдал за ходом работ, сидя на табурете в двадцати метрах от ракеты. Его, как обычно, окружала свита, состоявшая из руководителей министерств и главных конструкторов различных систем. Когда была объявлена тридцатиминутная готовность, подали питание на программное устройство. При этом случился сбой, и прошла незапланированная команда на включение двигателей второй ступени. С высоты нескольких десятков метров ударила струя раскаленных газов. Многие, в том числе и маршал, погибли сразу, даже не успев понять, что произошло. Другие пытались бежать, срывая с себя горящую одежду. Но их удержал забор из колючей проволоки, со всех сторон ограждавший стартовую установку. Люди попросту испарялись в адском пламени – от них оставались лишь очертания фигур на выжженной земле, связки ключей, монеты, пряжки ремней. Маршала Неделина впоследствии опознали по сохранившейся «Звезде Героя».

Всего в той катастрофе погибли 92 человека. Более 50 человек получили ранения и ожоги. Конструктор Михаил Янгель уцелел благодаря случайности – отошел перекурить как раз перед взрывом…

Все вышеперечисленные аварии не имели прямого отношения к программе «Восток», но они косвенно повлияли на нее. Траурные мероприятия, расследование причин катастрофы и ликвидация ее последствий заняли значительное время. Лишь в начале декабря команда Королева смогла приступить к запускам космических кораблей.

Возобновление испытаний обернулось новыми проблемами: 1 декабря 1960 года ракета «Р-7А» («Восток-Л», № Л1-13) вывела на орбиту корабль «1К» № 5 («Третий космический корабль-спутник») с собаками Пчелкой и Мушкой на борту. Параметры орбиты выбирались баллистиками с таким расчетом, чтобы в случае отказа «ТДУ-1» корабль сошел с нее самостоятельно. Перигей составил 180 км, апогей – 249 км.

О том, что в корабле-спутнике находятся собаки, было объявлено открыто, поэтому весь мир с большим интересом следил за космическим путешествием дворняг. В суточном полете корабль вел себя нормально, но во время спуска был внезапно уничтожен системой аварийного подрыва объекта (АПО).

В ходе расследования причин гибели корабля выяснилось следующее: систему подрыва установили по требованию военных – она предназначалась для фоторазведчиков «Зенит» («2К») и была нужна, чтобы секретное оборудование и пленки с заснятыми объектами не попали в руки «потенциального противника». Если траектория спуска оказывалась слишком пологой – это определялось датчиком перегрузки – и возникала вероятность приземления на территорию другого государства, АПО срабатывал и уничтожал космический аппарат.

К этому печальному варианту корабль подтолкнула мелкая неисправность в тормозной двигательной установке. Дело в том, что время работы «ТДУ-1» – 44 секунды. Все это время она должна была строго ориентироваться в пространстве по вектору орбитальной скорости, иначе корабль просто закувыркался бы. Конструктор тормозной установки Алексей Михайлович Исаев нашел изящное решение – стабилизировать ее за счет газов, истекающих из газогенератора, подавая их в набор рулевых сопел, которые устанавливались вокруг главного сопла «ТДУ-1». Похоже, одно из рулевых сопел было повреждено. Из-за этого корабль сошел с расчетной траектории, после чего и сработал АПО.

Разумеется, детали происшествия были засекречены. В официальном сообщении ТАСС говорилось только, что «в связи со снижением по нерасчетной траектории корабль-спутник прекратил свое существование при входе в плотные слои атмосферы». Более расплывчатую формулировку трудно придумать. К тому же она вызывала вопросы. Что значит «нерасчетная траектория»? Почему она привела к гибели корабля? А что если пилотируемый корабль выйдет на «нерасчетную траекторию»? Он тоже погибнет?

Подготовка спускаемого аппарата корабля «1К» № 6 к транспортировке с места посадки

Запуск «1К» № 6 состоялся через три недели, 22 декабря 1960 года (ракета «Восток-Л», № Л1-13А). Пассажирами были собаки Жемчужная и Жулька , мыши, крысы и другая мелкая живность. Команда запуска двигателя блока «Е» прошла на 322-й секунде – с опозданием на три секунды. Этого короткого времени оказалось достаточно, чтобы корабль на орбиту не вышел. Отлично сработала новая система аварийного спасения. Спускаемый аппарат отделился от корабля и приземлился в 60 км от поселка Тура в районе реки Нижняя Тунгуска.

Все решили, что собаки погибли, но Сергей Павлович Королев верил в лучшее и настоял на организации поиска. Госкомиссия отправила в Якутию поисковую группу во главе с Арвидом Владимировичем Палло . Этому ветерану ракетной техники предстояло в безлюдной Якутии при жутких морозах найти остатки космического корабля. В его группу входил специалист по обезвреживанию заряда АПО и, на всякий случай, представитель Института авиационной медицины. Местные власти и авиация с большой готовностью выполняли все требования Палло. Вскоре поисковые вертолеты обнаружили по указанной им трассе цветные парашюты. Спускаемый аппарат лежал невредимый.

При его осмотре обнаружили, что гермоплата кабель-мачты, соединяющей отсеки, не отделилась. Это нарушило логику в работе систем корабля, и АПО оказался блокирован. Кроме того, контейнер не катапультировался, а остался внутри защищенного теплоизоляцией спускаемого аппарата. Если бы он вышел, как положено, то собаки неизбежно погибли бы от холода, а так они были живы и вполне здоровы.

Группа Палло с большой осторожностью приступила к открытию люков и разъединению всех электрических цепей – любая ошибка могла привести к подрыву заряда АПО. Собак извлекли, завернули в тулуп и срочно отправили в Москву, словно самый ценный груз. Палло остался на месте еще на несколько дней, руководя эвакуацией спускаемого аппарата.

Так завершился 1960 год – возможно, самый трудный год в истории советской космонавтики.

Корабль «3КА»

Параллельно с летными испытаниями кораблей «1К» в проектном секторе ОКБ-1, возглавляемом Константином Петровичем Феоктистовым, шла активная работа над пилотируемым кораблем «3К».

В августе 1960 года конструкторы нашли возможность ускорить его создание, отказавшись от части предусмотренных начальным проектом систем. Было решено не устанавливать систему управления спуском, отказаться от разработки герметичной капсулы космонавта, заменив ее катапультируемым креслом, упростить пульт управления и т. п. Проект упрощенного «Востока» для полета человека получил дополнительную букву «А» и стал индексироваться «3КА».

Сергея Павловича Королева продолжала беспокоить тормозная двигательная установка. Он считал, что одна «ТДУ-1» не обеспечивает достаточной надежности спуска с орбиты, и потребовал перепроектировать корабль. Сектор Феоктистова приступил к проработкам. Для установки даже самого простого порохового двигателя дополнительно требовалось несколько сотен килограммов веса, а такого резерва не было. Для исполнения указания Королева пришлось бы снимать часть крайне необходимой бортовой аппаратуры, что опять же приводило к резкому снижению надежности корабля. Изменилась бы и компоновка, а за ней – прочностные характеристики. При таких условиях результаты запусков «1К» можно было сразу забыть и начинать готовить новые прототипы.

Космический корабль-спутник «Восток» («ЗКА») (рисунок А. Шлядинского)

Космический корабль «Восток»: вид со стороны кабель-мачты (рисунок А. Шлядинского)

Космический корабль «Восток»: вид на катапультный люк (рисунок А. Шлядинского)

Пришлось убеждать Королева отказаться от своего решения. Однако Сергей Павлович настаивал на его исполнении, для чего собственноручно подготовил и утвердил документ «Исходные данные на проектирование Корабля 3К», в соответствии с которым на «Востоке» необходимо было смонтировать двойную двигательную установку. Назревал конфликт. Феоктистов собрал ведущих работников сектора для обсуждения «Исходных данных». Те единодушно сошлись во мнении, что поручение Сергея Павловича ошибочно. Заместитель Королева по проектным делам

Константин Давыдович Бушуев уведомил конструктора о бунте проектантов. На срочно созванном совещании Королев внимательно выслушал мнение сотрудников сектора и был вынужден согласиться с ними. Корабль «3КА» предстояло спроектировать с минимальными доработками на базе корабля «1К».

Кабина корабля «Восток»

К тому времени к процессу создания корабля подключились авиационные организации, и прежде всего знаменитый Летно-исследовательский институт (ЛИИ), который возглавлял Николай Сергеевич Строев . В апреле 1960 года в лабораторию № 47 ЛИИ приехали конструкторы ОКБ-1 и показали эскизы пульта будущего космического корабля с просьбой высказать компетентное мнение. Вдохновленные интересной задачей сотрудники лаборатории придумали свои варианты пульта управления и приборной доски, которые получили одобрение Сергея Павловича Королева. К ноябрю полностью готовые комплекты были сданы заказчику. Тогда же началось изготовление тренажера, на котором впоследствии проходили подготовку все космонавты, участвовавшие в программе «Восток».

Система отображения информации и сигнализации СИС-1-3КА корабля «Восток»: 1 – приборная доска ПД-1-3КА; 2 – двухкоординатная ручка управления ориентацией корабля РУ-1А; 3 – пульт управления ПУ-1-3КА

Приборная доска находилась прямо перед космонавтом на уровне вытянутой руки. Тумблеры, кнопки, сигнальные табло, трехстрелочные индикаторы позаимствовали у авиации. Поскольку на «Востоке» процесс спуска с орбиты был «завязан» на программно-временное устройство «Гранит», создали прибор контроля режима спуска (ПКРС). «Изюминкой» стал прибор «Глобус», расположенный в левой части доски. Он действительно выглядел как маленький глобус – через специальное устройство его вращение было синхронизировано с движением корабля по орбите. Взглянув на прибор, пилот «Востока» мог увидеть, над какой территорией в настоящий момент находится. Больше того, при переключении особого тумблера в положение «Место посадки» глобус поворачивался и показывал, куда примерно приземлится корабль, если прямо сейчас запустить тормозную двигательную установку. На пульте управления, который располагался слева от пилота, конструкторы разместили рукоятки и переключатели, необходимые для управления радиотелефонной системой, регулирования температуры и влажности внутри кабины, а также включения ручного управления системой ориентации и тормозного двигателя.

Схема приземления спускаемого аппарата корабля «Восток» (© РКК «Энергия»): 1 – отстрел люка, катапультирование пилота в кресле на высоте 7000 м; 2 – введение тормозного парашюта; 3 – стабилизация и спуск на тормозном парашюте до высоты 4000 м; 4 – введение основного парашюта, отделение кресла на высоте 4000 м; 5 – отделение НАЗа, автоматическое наполнение лодки на высоте 2000 м; 6 – приземление со скоростью 5 м/с; 7 – отстрел люка, введение вытяжного парашюта, введение тормозного парашюта на высоте 4000 м; 8 – спуск на тормозном парашюте до высоты 2000 м, введение основного парашюта; 9 – приземление со скоростью 10 м/с

Отказ от герметичной кабины космонавта потребовал доработки всей системы покидания спускаемого аппарата и введения некоторых изменений в схему приземления. Новое кресло решили не конструировать, а просто «раздели» кабину, убрав ее защитную оболочку. Этой работой руководил начальник лаборатории № 24 Летно-исследовательского института Гай Ильич Северин . Сами кресла и манекены для испытаний изготавливались на заводе № 918 Министерства авиационной промышленности в подмосковном Томилино. Новая схема покидания спускаемого аппарата была опробована в условиях, приближенных к «боевым»: сначала кресла с манекенами выбрасывались с самолета, затем на место манекенов сели испытатели-парашютисты Валерий Иванович Головин и Петр Иванович Долгов.

В итоге получилась схема, кажущаяся сложной и рискованной, но зато устраняющая многие технические проблемы. На высоте 7 км из спускаемого аппарата выходил вытяжной парашют, на высоте 4 км – тормозной, на высоте 2,5 км – основной. Космонавт в кресле катапультировался со скоростью 20 м/с еще до выхода вытяжного парашюта. Сначала кресло выпускало стабилизирующий парашют, чтобы остановить возможное кувыркание. На высоте 4 км он отцеплялся, и в действие вступал основной парашют космонавта, который в буквальном смысле выдергивал его с «насиженного места» – космонавт и кресло тоже приземлялись отдельно. Запасной парашют вводился в случае отказа основного. Скорость приземления не должна была превышать 5 м/с для космонавта и 10 м/с для спускаемого аппарата. Кстати, на случай отказа систем отстрела люка и катапультирования было предусмотрено приземление космонавта внутри шара – это была бы жесткая посадка (ведь никаких устройств мягкой посадки или амортизаторов не предусматривалось), но в любом случае человек оставался жив. Наибольшие опасения у конструкторов вызывала возможность «заваривания» люка – тогда пилот не смог бы выбраться из аппарата самостоятельно, что грозило ему серьезными неприятностями.

Для наблюдения за космическим пространством в спускаемом аппарате прорезали три отверстия под иллюминаторы. Первое располагалось над головой пилота – в отстреливаемой крышке входного люка. Второе находилось сверху и справа, а третье было устроено прямо под ногами пилота, в крышке технологического люка – на нем крепился оптический ориентатор «Взор», с помощью которого космонавт мог сориентировать корабль в пространстве при переходе на ручное управление.

Разработку иллюминаторов взял на себя НИИ технического стекла Минавиапрома . Задача оказалась крайне сложной. Еще производство самолетных фонарей осваивали в свое время долго и трудно – под воздействием встречного потока воздуха стекло быстро покрывалось трещинами, теряя прозрачность. Война заставила разработать бронестекла, однако для космических кораблей не годились даже они. В конце концов остановились на кварцевом стекле, точнее, на двух его марках – СК и КВ (последняя – плавленый кварц). Иллюминаторы очень хорошо показали себя и в космосе, и при спуске в атмосфере, под воздействием температуры в несколько тысяч градусов – с ними никогда не было проблем. Если через иллюминатор начинал бить солнечный свет, который мешал космонавту работать, он всегда мог опустить шторку, перебросив соответствующий тумблер на пульте («Взор», «Правый» или «Задний»).

На «Востоке» устанавливалось разнообразное радиооборудование. Пилоту выделялось сразу несколько каналов связи, которые обеспечивала радиотелефонная система «Заря», работающая в диапазонах коротких волн (9,019 и 20,006 МГц) и ультракоротких волн (143,625 МГц). УКВ-канал задействовался для связи с НИПами на расстояниях до 2000 км и, как показал опыт, давал возможность вести переговоры с Землей на большей части орбиты.

Кроме того, на корабле имелась радиосистема «Сигнал» (короткие волны на частоте 19,995 МГц), предназначенная для оперативной передачи данных о самочувствии космонавта. К ней прилагался дублированный комплект радиоаппаратуры «Рубин», обеспечивавший траекторные измерения, и радиотелеметрическая система «Трал П1».

Разумеется, внутри спускаемого аппарата были созданы достаточно комфортабельные условия для жизни. Ведь в случае отказа тормозной установки космонавт мог остаться там на неделю. В специальных стойках кабины были закреплены контейнеры с запасом еды, резервуар с консервированной водой (пить ее можно было через мундштук), емкости для сбора отходов.

Система кондиционирования поддерживала нормальное атмосферное давление, температуру воздуха на уровне от 15 до 22 °C и относительную влажность в пределах от 30 до 70 %. В начале проектирования «Востока» конструкторы встали перед выбором оптимальной атмосферы внутри космического корабля (обычная или насыщенная кислородом). Последний вариант позволял снизить давление в корабле и за счет этого уменьшить общий вес системы жизнеобеспечения. Именно так поступили американцы. Однако Сергей Павлович Королев настоял на нормальной атмосфере – в «кислородной» от любой искры мог возникнуть пожар, а выбраться пилоту было некуда. Время подтвердило правоту главного конструктора – именно насыщенная кислородом атмосфера корабля стала одной из причин быстрой и страшной гибели экипажа «Apollo-1».

Итак, окончательная компоновка «Востока» определилась. По тем временам это был действительно уникальный аппарат, вобравший в себя новейшие технологии. В различных его системах была использована 421 электронная лампа, более 600 полупроводниковых транзисторов, 56 электродвигателей, около 800 реле и переключателей. Суммарная длина электрических кабелей составила 15 км!

Корабль «3КА» был немного тяжелее «1К» (если «1К» № 5 весил 4563 кг, то беспилотный «3КА» № 1 – 4700 кг). Конечно, вес первого пилотируемого «Востока» собирались облегчить, насколько это возможно, но у Королева были большие планы по использованию подобных кораблей в будущем, и его не устраивала грузоподъемность лунного блока «Е». Поэтому воронежское ОКБ-154 Семена Ариевича Косберга получило техзадание на конструирование более совершенного двигателя на основе РО-5.

Двигатель РО-7 (РД-0109, 8Д719) на топливной смеси керосин-кислород был создан за один год и три месяца.

Двигатель РД-0109 (РО-7) для третьей ступени ракеты «Восток»

С новой третьей ступенью ракета, получившая вслед за кораблем название «Восток» (8К72К), обрела завершенный вид. Но доработка узлов, дополнительные тесты и прожиги двигателей заняли время, поэтому в установленные сроки ракетчики не уложились – новые корабли подготовили только к февралю 1961 года. Кроме того, ударные силы ОКБ-1 опять пришлось отвлечь на запуск межпланетных станций в «астрономическое окно». На этот раз в центре внимания была «утренняя звезда» Венера.

Настало время реабилитироваться за провал марсианской программы. Первый запуск четырехступенчатой ракеты «Мечта» (8К78, № Л1-7Б) с автоматической станцией «1ВА» № 1 на борту состоялся 4 февраля. Станция вышла на околоземную орбиту, однако отказал преобразователь тока в системе энергоснабжения разгонного блока «Л» (этот преобразователь не был рассчитан на работу в вакууме), двигатель блока не запустился, и станция осталась в околоземном пространстве.

Трехступенчатая ракета-носитель «Восток» (рисунок А. Шлядинского)

Как обычно, о проблемах не сообщалось – в открытой печати было сказано только, что на орбиту выведен «тяжелый научный спутник». На Западе станцию «1ВА» № 1 окрестили «Спутником-7», и долгое время муссировался слух, что на ней находился пилот, который погиб во время полета, а потому имя его было засекречено.

Новый «космический» год начинался неудачно, однако советским ракетчикам удалось переломить негативную тенденцию. Злополучный преобразователь тока на следующем блоке «Л» загерметизировали, и 12 февраля стартовала «Молния» (8К78, № Л1-6Б), которая вывела в космос венерианскую станцию «1ВА» № 2. На этот раз все прошло почти идеально – аппарат ушел с околоземной орбиты и удостоился официального имени «Венера-1». Проблемы появились позже. Согласно данным телеметрии, отказал привод жалюзи системы терморегулирования, из-за чего нарушился температурный режим внутри приборного отсека станции. Кроме того, была зафиксирована неустойчивая работа «Венеры-1» в режиме постоянной солнечной ориентации, необходимой для зарядки аккумуляторов от солнечных батарей. Автоматически запустился режим «грубой» ориентации с закруткой аппарата вокруг оси, направленной на Солнце, и выключением, для экономии энергии, почти всех систем, кроме программно-временного устройства. В таком режиме связь осуществлялась через всенаправленную антенну, а следующий сеанс связи мог начаться автоматически по команде только через пять суток.

Межпланетный аппарат «Венера-1» (© NASA)

Семнадцатого февраля НИП-16 под Евпаторией вышел на связь с «Венера-1». Расстояние до станции в тот момент составляло 1,9 млн км. Телеметрические данные снова показали отказ системы терморегулирования и сбои в режиме солнечной ориентации. Этот сеанс оказался последним – станция перестала отвечать на сигналы .

Информация о проблемах на «Венере-1» была скрыта, и еще многие годы в разных изданиях утверждалось, что станция полностью выполнила научную программу. Впрочем, это не имеет существенного значения, ведь главное – впервые в истории сделанный на Земле вымпел отправился к другой планете Солнечной системы. И был это советский вымпел…

Запуск «Венеры-1» замечателен еще и тем, что в деле показал себя новый плавучий измерительный пункт, развернутый на этот раз не в Тихом, а в Атлантическом океане. Решение вывести в Атлантику НИПы было принято по итогам полетов кораблей «1К» – на карте мира оставалась обширная «слепая» зона, недоступная локаторам и радиосистемам Командно-измерительного комплекса. И это была очень ответственная зона, ведь, чтобы приземлиться на обжитую часть территории Советского Союза, корабль должен был тормозить где-то над Африкой, а до того неплохо было убедиться, что на борту все в порядке. В исключительно сжатые сроки (апрель – май i960 года) были арендованы и подготовлены к плаванию суда Минморфлота. Теплоходы «Краснодар» и «Ворошилов» переоборудовались у причалов морского торгового порта Одессы, теплоход «Долинск» – в Ленинграде. Каждое судно оснащалось двумя комплектами радиотелеметрических станций «Трал».

В то время на складах предприятия-изготовителя уже не нашлось готовых комплектов этих станций – их развезли по наземным НИПам. Почти всю номенклатуру аппаратуры пришлось собирать чуть ли не по свалкам предприятий оборонной промышленности. Приведенные в рабочее состояние блоки отлаживали, тестировали, упаковывали и отправляли в контейнерах в порты приписки судов. Интересно, что монтировали «Тралы» в классическом автомобильном варианте, а потом просто снимали «кунг» с шасси и опускали целиком в трюм теплохода.

Если с укомплектованием основной телеметрической аппаратуры вопрос все-таки как-то решался, то с аппаратурой «Бамбук» Службы единого времени дело обстояло совершенно иначе. К намеченному выходу в первые рейсы ее вообще не успевали изготовить. По договоренности с ОКБ-1 было решено привязывать получаемые данные к мировому времени по морскому хронометру, который давал точность в полсекунды. Разумеется, его приходилось часто сверять.

В свой первый рейс суда Атлантического измерительного комплекса вышли 1 августа 1960 года. На каждом была экспедиция в составе десятка сотрудников НИИ-4. В течение четырехмесячного рейса отрабатывалась технология проведения телеметрических измерений. Однако в «боевых» условиях суда показали себя именно в феврале 1961 года, снимая данные с разгонных блоков венерианских станций «1ВА».

Условия походов были далеки от комфортабельных. Люди, впервые попавшие в тропики, долго не могли к ним привыкнуть. Выделенные для аренды суда постройки двадцатых годов не имели элементарного бытового оборудования. Сотрудники экспедиции работали в грузовых трюмах под главной палубой, которая с утра раскалялась под горячими лучами солнца. Чтобы избежать тепловых ударов, тренировки и включение аппаратуры старались проводить в утреннее и ночное время. При этом работали голышом. Из-за жары случались и сбои, и возгорания техники. Но экипажи справились и отлично показали себя весной, когда в космос отправились новые космические корабли.

Девятого марта 1961 года в 9 часов 29 минут по московскому времени трехступенчатая ракета-носитель «Восток» стартовала с первой площадки полигона Тюра-Там и вывела на орбиту высотой 183,5 в перигее и 248,8 км в апогее космический корабль «ЗКА» № 1 («Четвертый космический корабль-спутник»). Это был самый тяжелый беспилотный корабль-спутник – он весил 4700 кг. Его полет в точности воспроизводил одновитковой полет пилотируемого корабля.

Четвероногие испытатели кораблей «1К» и «3КА»: Звездочка, Чернушка, Стрелка и Белка

Катапультируемое кресло пилота занял одетый в скафандр манекен, прозванный испытателями «Иваном Ивановичем». В его грудную и брюшную полости специалисты ГНИИИ авиационной медицины поместили клетки с мышами и морскими свинками. В некатапультируемой части спускаемого аппарата находился контейнер с собакой Чернушкой.

Сам полет прошел хорошо. Но после торможения не отстрелилась гермоплата кабель-мачты, из-за чего спускаемый аппарат не отделился от приборного отсека – это могло обернуться гибелью корабля. Из-за высокой температуры при входе в атмосферу кабель-мачта сгорела, и разделение все-таки произошло. Непредвиденный сбой привел к перелету расчетной точки на 412 км. Однако, по итогам обсуждения на заседании Госкомиссии, испытания были признаны успешными, а риск для будущего космонавта – допустимым.

В советских газетах писали: «Чудо современной техники – космический корабль весом в 4700 килограммов не только облетел вокруг Земли, но и совершил посадку в заданном районе Советского Союза. Это исключительное достижение наших покорителей Космоса с большим восхищением встречено всем миром. Теперь уже никто не сомневается, что чудесный гений советского народа в недалеком будущем осуществит дерзновеннейшую мечту – пошлет 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».

Первый полет человека в космос стал настоящим прорывом, подтвердив высокий научный и технический уровень СССР и ускорив развитие космической программы в США. Между тем, этому успеху предшествовала трудная работа над созданием межконтинентальных баллистических ракет, прародительницей которых стала разработанная в нацистской Германии "Фау-2".

Сделано в Германии

"Фау-2", известная также как V-2, Vergeltungswaffe-2, A-4, Aggregat-4 и "Оружие возмездия", была создана в нацистской Германии в начале 1940-х годов под руководством конструктора Вернера фон Брауна. Это была первая в мире баллистическая ракета. "Фау-2" поступила на вооружение вермахта в конце Второй мировой войны и использовалась преимущественно для нанесения ударов по городам Великобритании.

Макет ракеты "Фау-2" и картинкой из фильма "Девушка на луне". Фото пользователя Raboe001 с сайта wikipedia.org

Немецкая ракета была одноступенчатой с жидкостным двигателем. Старт V-2 осуществлялся вертикально, а навигация на активном участке траектории осуществлялось автоматической гироскопической системой управления, в состав которой входили программные механизмы и приборы для измерения скорости. Немецкая баллистическая ракета была способна поражать объекты противника на расстоянии до 320 километров, а максимальная скорость полета V-2 достигала 1,7 тысячи метров в секунду. Боеголовка "Фау-2" оснащалась 800 килограммами аммотола.

Немецкие ракеты обладали малой точностью и были ненадежными, применялись в основном для запугивания мирного населения и заметного военного значения не имели. В общей сложности за время Второй мировой войны Германия произвела свыше 3,2 тысячи запусков "Фау-2". От этого оружия погибли около трех тысяч человек, преимущественно из числа мирного населения. Основным же достижением немецкой ракеты была высота ее траектории, достигавшая ста километров.

"Фау-2" является первой в мире ракетой, совершившей суборбитальный космический полет. По окончании Второй мировой войны образцы V-2 попали в руки победителей, которые на ее основе начали разрабатывать собственные баллистические ракеты. Программы, основанные на опыте "Фау-2", вели США и СССР, а позже и Китай. В частности, советские баллистические ракеты Р-1 и Р-2, созданные Сергеем Королевым, в конце 1940-х годов базировались именно на конструкции "Фау-2".

Опыт этих первых советских баллистических ракет в дальнейшем был учтен при создании более совершенных межконтинентальных Р-7, надежность и мощность которых были настолько велики, что их стали использовать не только в военной, но и космической программе. Справедливости ради стоит отметить, что фактически СССР своей космической программой обязан самой первой "Фау-2", выпущенной в Германии, с картинкой из фильма 1929 года "Женщина на Луне", нарисованной на фюзеляже.

Межконтинентальное семейство

В 1950 году Совет Министров СССР принял постановление, в рамках которого начались научно-исследовательские работы в области создания баллистических ракет с дальностью полета в пять-десять тысяч километров. Изначально в программе участвовали больше десяти различных конструкторских бюро. В 1954 году работы по созданию межконтинентальной баллистической ракеты были поручены Центральному конструкторскому бюро №1 под руководством Сергея Королева.

К началу 1957 года ракета, получившая обозначение Р-7, а также испытательный комплекс для нее в районе поселка Тюра-Там были готовы, и начались испытания. Первый запуск Р-7, состоявшийся 15 мая 1957 года, оказался неудачным - вскоре после получения команды на запуск в хвостовом отсеке ракеты возник пожар, и ракета взорвалась. Повторные испытания состоялись 12 июля 1957 года и также были неудачными - баллистическая ракета отклонилась от заданной траектории и была уничтожена. Первая серия испытания была признана полностью проваленной, а в ходе расследований были выявлены конструктивные недостатки Р-7.

Следует отметить, что неполадки были устранены довольно быстро. Уже 21 августа 1957 года был произведен успешный запуск Р-7, а 4 октября и 3 ноября этого же года ракета уже была использована для запуска первых искусственных спутников Земли.

Р-7 была жидкостной двухступенчатой ракетой. Первая ступень представляла собой четыре конических боковых блока длиной 19 метров и наибольшим диаметром три метра. Они располагались симметрично вокруг центрального блока, второй ступени. На каждом блоке первой ступени были установлены двигатели РД-107, созданные ОКБ-456 под руководством академика Валентина Глушко. Каждый двигатель имел шесть камер сгорания, две из которых использовались как рулевые. РД-107 работал на смеси жидкого кислорода и керосина.

В качестве двигателя второй ступени использовался РД-108, конструктивно основанный на РД-107. РД-108 отличался большим количеством рулевых камер и был способен работать дольше силовых установок блоков первой ступени. Запуск двигателей первой и второй ступени производился одновременно во время старта на земле при помощи пирозажигательных устройств в каждой из 32 камер сгорания.

В целом, конструкция Р-7 оказалась настолько удачной и надежной, что на основе межконтинентальной баллистической ракеты было создано целое семейство ракет-носителей. Речь идет о таких ракетах, как "Спутник", "Восток", "Восход" и "Союз". Этими ракетами осуществлялся вывод на орбиту искусственных спутников земли. На ракетах этого семейства свой первый полет в космос осуществили легендарные Белка и Стрелка и космонавт Юрий Гагарин.

"Восток"

Трехступенчатая ракета-носитель "Восток" из семейства Р-7 широко использовалась на первом этапе космической программы СССР. В частности, с ее помощью на орбиту были выведены все космические аппараты серии "Восток", космические аппараты "Луна" (с индексами от 1А, 1В и до 3), некоторые спутники серий "Космос", "Метеор" и "Электрон". Разработка ракеты-носителя "Восток" началась в конце 1950-х годов.

Ракета-носитель "Восток". Фото с сайта sao.mos.ru

Первый запуск ракеты, осуществленный 23 сентября 1958 года, оказался неудачным, как и большинство других пусков первого этапа испытаний. В общей сложности, на первом этапе были произведены 13 запусков, удачными из которых были признаны лишь четыре, включая полет собак Белки и Стрелки. Последующие запуски ракеты-носителя, также созданной под руководством Королева, были преимущественно успешными.

Как и у Р-7, первая и вторая ступени "Востока" состояли из пяти блоков (от "А" до "Д"): четырех боковых длиной 19,8 метра и наибольшим диаметром 2,68 метра и одного центрального длиной 28,75 метра и наибольшим диаметром 2,95 метра. Боковые блоки располагались симметрично вокруг центрального второй ступени. В них использовались уже проверенные жидкостные двигатели РД-107 и РД-108. В состав третьей ступени входил блок "Е" с жидкостным двигателем РД-0109.

Каждый двигатель блоков первой ступени имел тягу в пустоте в один меганьютон и состоял из четырех основных и двух рулевых камер сгорания. При этом каждый боковой блок оснащался дополнительными воздушными рулями для управления полетом на атмосферном участке траектории. Ракетный двигатель второй ступени обладал тягой в пустоте в 941 килоньютон и состоял из четырех основных и четырех рулевых камер сгорания. Силовая установка третьей ступени была способна обеспечивать тягу в 54,4 килоньютона и имела четыре рулевых сопла.

Установка запускаемого в космос аппарата производилась на третьей ступени под головным обтекателем, защищавшим его от неблагоприятного воздействия при прохождении через плотные слои атмосферы. Ракета "Восток" стартовой массой до 290 тонн была способна выводить в космос полезный груз массой до 4,73 тонны. В целом полет проходил по следующей схеме: зажигание двигателей первой и второй ступеней производилось одновременно на земле. После того как заканчивалось топливо в боковых блоках, они отделялись от центрального, продолжавшего свою работу.

После прохождения плотных слоев атмосферы сбрасывался головной обтекатель, а затем происходило отделение второй ступени и запуск двигателя третьей ступени, который отключался с отделением блока от космического аппарата после достижения расчетной скорости, соответствующей выведению корабля на заданную орбиту.

"Восток-1"

Для первого запуска человека в космос использовался космический корабль "Восток-1", созданный для осуществления полетов по околоземной орбите. Разработка аппарата серии "Восток" началась в конце 1950-х годов под руководством Михаила Тихонравова и завершилась в 1961 году. К этому времени было произведено семь испытательных запусков, включая два с манекенами человека и подопытными животными. 12 апреля 1961 года космический корабль "Восток-1", запущенный в 9:07 утра с космодрома Байконур, вывел на орбиту летчика-космонавта Юрия Гагарина. Аппарат выполнил один виток вокруг Земли за 108 минут и совершил посадку в 10:55 в районе деревни Смеловка Саратовской области.

Масса корабля, на котором человек впервые отправился в космос, составляла 4,73 тонны. "Восток-1" имел длину 4,4 метра и максимальный диаметр 2,43 метра. В состав "Востока-1" входил сферический спускаемый аппарат массой 2,46 тонны и диаметром 2,3 метра и конический приборный отсек массой 2,27 тонны и максимальным диаметром 2,43 метра. Масса теплозащиты составляла около 1,4 тонны. Все отсеки были соединены между собой при помощи металлических лент и пиротехнических замков.

В состав аппаратуры космического корабля входили системы автоматического и ручного управления полетом, автоматической ориентации на Солнце, ручной ориентации на Землю, жизнеобеспечения, электропитания, терморегулирования, приземления, связи, а также радиотелеметрическая аппаратура для контроля за состоянием космонавта, телевизионная система, система контроля параметров орбиты и пеленгации аппарата, а также система тормозной двигательной установки.

Приборная панель космического корабля "Восток". Фото с сайта dic.academic.ru

Вместе с третьей ступенью ракеты-носителя "Восток-1" весил 6,17 тонны, а их совместная длина составляла 7,35 метра. Спускаемый аппарат был оснащен двумя иллюминаторами, один из которых размещался на входном люке, а второй - у ног космонавта. Сам космонавт размещался в катапультируемом кресле, в котором он должен был покидать аппарат на высоте семи километров. Была также предусмотрена возможность совместной посадки спускаемого аппарата и космонавта.

Любопытно, что на "Востоке-1" имелся и прибор для определения точного местоположения корабля над поверхностью Земли. Он представлял собой небольшой глобус с часовым механизмом, который и показывал местоположение корабля. При помощи такого прибора космонавт мог принять решение о начале маневра на возвращение.

Схема работы аппарата при выполнении приземления была такова: в конце полета тормозная двигательная установка замедляла движение "Востока-1", после чего происходило разделение отсеков и начиналось отделение спускаемого аппарата. На высоте семи километров космонавт катапультировался: его спуск и спуск капсулы осуществлялись на парашютах раздельно. Так должно было быть по инструкции, но при завершении первого полета человека в космос почти все прошло совершенно иначе.