Поехали!
С этого слова Гагарина началась история пилотируемых космических полетов. Первый виток человека вокруг Земли был шагом в неизвестное, во время которого Гагарину было запрещено касаться рычагов управления руками. Вдобавок, ручное управление КК "Восток" было заблокировано кодом, который Гагарину перед стартом тайком подсунули на бумажке. У медиков были сомнения о том, что человек в космическом полете может спятить. Как показал опыт - не такие уж необоснованные, учитывая совсем недавние подозрения в адрес американских астронавтов из-за сверления дырки в космическом корабле "Союз МС-09".
Полету человека предшествовали несколько тестовых запусков с собаками. Но риск был велик, потому что автоматика "Востока" все еще была недостаточно хорошо отработана. В частности, не удалось как следует отработать схему резервирования узлов - вместо повышения надежности зачатую происходило снижение надежности системы. Если бы космонавт оказался не способен управлять кораблем, то сбой автоматики привел бы к непоправимым последствиям. Тем не менее, 108-минутный полет прошел в полностью автоматическом режиме и первый космонавт оказался в своем корабле - пассажиром.
Полет Гагарина, хоть и прошел на автопилоте - показал, что ничего экстраординарного с человеком в космосе не происходит. Поэтому последующим космонавтам (вторым был стартовавший через 4 месяца Герман Титов) уже доверяли управление кораблем.
Мы знаем и того, кто отправил Гагарина в космос - Главного конструктора Сергея Павловича Королева, который был в то время засекречен. Секретность была решительно во всем - современники даже не знали, как выглядит созданная под его руководством ракета-носитель и космический корабль.
Королеву в силу его секретности посторонние вопросы не задавали. А Гагарин на вопросы о том, на каком горючем летает его ракета, отвечал - "на энергии братской дружбы народов Советского Союза". Интересно, что его самого, как рассказывают, взяли в отряд космонавтов после того, как на вопрос перед строем - "полетите в космос?" он ответил - "если керосина хватит!". Конечно же, Гагарина включили в первый отряд космонавтов и взяли подписку, чтобы больше про керосин - ни слова.
Доверчивые галлы и хитроумные янки
История про советскую секретность имеет забавное продолжение. Считается, что одной из дипломатических задач Шарля де Голля, президента пятой республики было выведать у советского генсека Леонида Ильича Брежнева секрет советского ракетного топлива. Брежнев хорошо разбирался в ракетной технике (за что даже получил одну из своих звезд Героя), но на приставания французского коллеги отшутился - "скипидар". Французы якобы восприняли шутку генсека всерьез и первую ступень своей космической ракеты Diamant-A ("Алмаз") сделали на скипидаре!
История о шутке Брежнева про скипидар - это, конечно, байка. Свои ракетные опыты со скипидаром (программа Veronique AGI) французы начали еще до того, как де Голль и Брежнев стали лидерами своих стран. Французская ракетная программа тех лет была построена по принципу "как проще" - думается, что именно поэтому Франция раньше всех остальных, еще в 60-е годы поспела стать третьей космической державой.
Другое дело американцы, наши главные соперники во всем. Американские инженеры уже в конце 50-x годов создавали ракеты с невероятным даже по космическим меркам конструктивным совершенством. "Атласы" Карела Боссарта из гладкой тонкостенной стали держались благодаря наддуву ракетного топлива в баках и выходили на орбиту в одну ступень (SSTO - Single Stage To Orbit). Конечно же, "Атласы" летали - как и советские ракеты - на керосине и жидком кислороде (как видим, секрет советского ракетного топлива было не так уж трудно разгадать). Но развивали большую скорость в расчете на ступень благодаря своему своему малому весу. В то время как советским конструкторам приходилось компенсировать больший вес конструкции ракеты увеличением числа ракетных ступеней.
Космические ракеты берут невероятное количество топлива и определяющее значение для них имеет конструктивное совершенство (КС) - отношение массы топлива к массе конструкции. Типичное значение КС для современных ракет - 10 и выше. Интересно, что сейчас, в связи с введением жестких экологических норм стали обращать внимание и на снижение сухой массы обычной земной техники - например, легковых автомобилей. Но даже новейшие модели автомобилей из высокопрочных сталей по сравнению с ракетой - как тяжелые чугунные утюги конца XIX века.
Умение американских инженеров создавать экстремально легкие ракетные ступени никуда не делось и сейчас. Сверхвысоким КС 28 отличается, к примеру, верхняя ступень новой американской ракеты Falcon 9. Но спрашивается, почему столь важное в ракетостроении инженерное мастерство не помогло американцам победить в первой космической гонке?
Пакетная концепция Тихонравова
Ракеты для Америки создавали талантливые эмигранты - один из них уже упомянутый бельгиец Карел Боссарт. Что до советской ракетной программы - то она поначалу строилась на трофейных немецких ракетах Фау-2, которые помогали осваивать пленные немецкие инженеры. В конце 50-x годов cподвижник Королева, Михаил Клавдиевич Тихонравов предложил концепцию пакетной компоновки для полета на околоземную орбиту. Планировался старт трех, пяти или большего числа соединенных ракет с переливом компонент ракетного топлива (КРТ) из боковых ракет в центральную. В то время как Боссарт сбрасывал с ракеты боковые ракетные двигатели, Тихонравов предложил сбрасывать боковые ракетные блоки. Ракета Боссарта была легче и дешевле, но зато пакетная ракета Тихонравова обещала поднять на орбиту больший вес. И была практичнее в сборке, имея более прочную конструкцию.
Коллеги Тихонравова не понимали значение его идей. После пионерского доклада "Пути осуществления больших дальностей стрельбы" (1948) интеллигентного Михаила Клавдиевича заклевали. Был ликвидирован отдел закрытого института Минобороны, в котором он работал. В то время никто из критиков счел возможным создание ракет на дальность выше 1000 км, а для полетов к территории вероятного противника предназначалась стратегическая авиация. В это сложное время Тихонравова поддержал С.П.Королев, который видел дальше узких специалистов.
История создания ракеты Р-7
Уже в 1953 году в ОКБ-1 Королева был создан эскизный проект межконтинентальной баллистической ракеты на дальность 8 тыс. км. Но требования военных росли и стало ясно, что выбранная двухступенчатая схема не обеспечивает доставку ядерной боеголовки требуемой массы в 5.5 тонн. И тогда Королев обратится к давно известной ему концепции пакета Тихонравова. Идеи Михаила Клавдиевича были им творчески переработаны. Королев знал, что группа Тихонравова испытывает проблемы в создании системы перелива КРТ и реализация пакета ракет затягивается. Поэтому в проекте Р-7 от системы перелива отказались, а вместо этого увеличили размер и заправку центрального блока "А". Поскольку ракетные двигатели центрального блока "А" и боковых блоков Б,В,Г,Д обеспечивают примерно одинаковый расход топлива, то заправка боковых блоков кончается быстрее и они отделяются раньше. Для Р-7 была разработана оригинальная система отделения боковых блоков и стартовая конструкция "тюльпан", которая больше нигде в мировом ракетостроении не применяется. Тогда же, в 1956 году Тихонравов перешел на работу в ОКБ-1 Королева - он стал руководителем знаменитого отдела №9, занимавшегося созданием спутников, пилотируемых кораблей и автоматических межпланетных станций (АМС) под новую ракету.
Надо заметить, что королевская концепция "пакета без перелива" является компромиссной. После отделения боковых блоков центральный блок А продолжает свой активный участок с полупустыми баками и должен тащить на орбиту их избыточный вес. Отказ от системы перелива КРТ приводит к снижению полезной нагрузки на 10-20%. Но потенциал идей Тихонравова оказался настолько велик, что даже без перелива топлива обеспечил доставку требуемого груза на орбиту - абсолютно рекордного для космонавтики того времени.
На ракету Р-7 поставили верхнюю ступень - блок "Е" Семена Ариевича Косберга, который обеспечил полезную нагрузку в 4.7 тонны на низкой околоземной орбите. При его создании была решена задача запуска ракетного двигателя в полете. Ракета для отработки пилотируемого полета на орбиту была названа "Восток". И сразу же, в 1960 году появился более тяжелый блок "И" с полезной нагрузкой 6.3 тонны! Американцы приблизились к этим показателям только через 5 лет за счет внедрения сложных водородных технологий.
Прообразом нынешних разгонных блоков стала четвертая ступень с многократным включением - блок "Л" для запуска объектов на высокоэллиптические орбиты и в дальний космос. На блок "Л" был впервые установлен высокоэффективный ракетный двигатель 11Д33 т.н. замкнутой схемы.
Победы советской космонавтики
Инженерная интуиция С.П.Королева выразилась в том, что он выбрал оптимальные технические решения, которые позволили создателям Р-7 выиграть время. В то время как его визави Карел Боссарт делал суперэффективные, но отстающие по срокам реализации ракеты. Недостаточная грузоподъемность "Атласов" затормозила развитие американской космонавтики, заставляя создателей космических аппаратов бороться за каждый килограмм их веса. Впоследствии накопленный опыт им очень пригодился, но в конце 50-x - начале 60-x американцы оказались в шоковой ситуации, когда они проигрывали каждый этап космической гонки - немного, всего примерно год или даже несколько месяцев, но раз за разом. Самая богатая держава мира оказалась отстающей в самой передовой ракетной технике.
Засекреченные советские инженеры оказались в куда более комфортном положении, хотя гонка на износ была и у них. Но это была - победная гонка! Ирония судьбы заключается в том, что тяжеленная боеголовка, ради которой стали создавать пакетную ракету в итоге не потребовалась - ее вес оказался взятым с потолка. И сама межконтинентальная ракета Р-7 получилась крайне непрактичной в военном отношении - ее все-таки поставили на боевое дежурство, но достаточно быстро сняли. От того времени России остался околополярный космодром Плесецк, откуда Р-7 должна была запускаться через Северный полюс в Америку. Сейчас оттуда стартуют ракеты-носители беспилотных космических аппаратов.
Избыточная масса межконтинентальной ракеты P-7 пригодилась для космоса. Королевская ракета обеспечила великолепную серию советских космических побед - запуски АМС к Луне, Венере и Марсу, первые полеты в космос на космическом корабле "Восток", запуск первого многоместного космического корабля "Восход", первый выход человека в космос и многие другие достижения. Р-7 и поныне остается основной космической ракетой России - разумеется, пройдя через множество этапов технической модернизации. Сейчас она известна как ракета "Союз", которая обеспечивает пилотируемую программу МКС, выведение военных и гражданских спутников в интересах всех стран мира.
В следующей статье рассказ про лунную гонку 60-х годов.
Оценили 4 человека
8 кармы