НАУКА и ЖИЗНЬ   содержание по рубрикам содержание по номерам   Новый сайт
"НАУКА и ЖИЗНЬ"
 



 

Все статьи раздела

Содержание по номерам

Н А Ч А Л О

Сорок лет назад был запущен первый в мире искусственный спутник земли

Уже, казалось бы, привыкнув к великолепным подаркам науки - радио, антибиотики, электричество в домах, рентген, пассажирская авиация, телевидение, атомная энергетика, - планета была буквально потрясена запуском нашего Первого спутника. Еще вчера космические полеты считались чистой фантастикой, делом будущих столетий. И вот, оказывается, - дело уже сделано, свершилось. Спутник, пролетающий над каким-либо районом, был хорошо виден невооруженным глазом (чаще, видимо, не сам спутник, а более крупная деталь - последняя ступень ракеты-носителя, оставшаяся на околоземной орбите), и во всем мире люди вечерами выходили на улицы, чтобы своими глазами увидеть быстро проплывающую по небу яркую "русскую звездочку". Ту самую, за которой пошли орбитальные полеты космонавтов, автоматические лаборатории на Луне, на Марсе и на Венере, межконтинентальные спутниковые телевизионные мосты, люди, шагающие по безжизненным лунным равнинам, многомесячные экспедиции на огромную плывущую над Землей космическую станцию. И началось все это всего лишь сорок лет назад.

 

На снимке: москвичи наблюдают за полетом Первого спутника
(из книги "Наши космические пути", издательство "Советская Россия").

 

Давний автор журнала, доктор технических наук Георгий Степанович Ветров проработал в созданном С.П. Королевым Особом конструкторском бюро ОКБ-1 с самого его основания и принимал непосредственное участие в подготовке и реализации запуска Первого спутника. Ниже публикуются несколько заметок об истории проекта, реально открывшего космическую эру человечества. Это выдержки из книги Г.С. Ветрова "Открытие космоса", подготовленной им к печати.

ОБЪЕКТ "Пэ-эС": ОТ РЕШЕНИЙ
К СВЕРШЕНИЮ

В декабре 1953 года С.П. Королев предложил "организовать в НИИ-88 научно-исследовательский отдел с задачей разработки проблемных заданий совместно с АН в области полета на высотах порядка 500 и более км, а также разработки вопросов, связанных с созданием искусственного спутника Земли и изучением межпланетного пространства с помощью изделия".


17 августа 1933 года Группа изучения реактивного движения (ГИРД) произвела запуск первой отечественной жидкостной ракеты ГИРД-09. Ракета имела массу 19 кг, длину 2,4 метра и развивала тягу 33 кгс в течение 15-18 секунд, поднимаясь за это время на высоту 400 метров. Вряд ли в то время кто-нибудь мог предположить, что менее чем через четверть века в стране будет создана ракета со стартовой массой 22 тонны, которая выведет на орбиту первый в мире космический аппарат. На снимке: заправка ракеты ГИРД-09 жидким кислородом перед стартом. Слева стоит С.П. Королев. Вот так он выглядел - Первый спутник, первое рукотворное космическое тело.

16 марта 1954 года на совещании у М.В. Келдыша был определен круг научных задач, решаемых с помощью спутника, и о них был поставлен в известность президент Академии наук СССР Александр Николаевич Несмеянов. Первоначальный план предусматривал создание простейшего неориентиро ванного спутника массой 1100-1400 килограммов.

27 мая 1954 года С.П. Королев обратился к Д.Ф. Устинову (в то время - министру оборонной промышленности) с предложением о разработке спутника и направил ему подготовленную сотрудником ОКБ-1 М.К. Тихонравовым докладную записку "Об искусственном спутнике Земли". При планировании работ по спутнику определенным ориентиром служили сведения о состоянии дел в этой области в США (вопросы приоритета оставались главными на протяжении всего последующего периода развития космонавтики). Обращалось внимание на то, что за последние 2-3 года возросло количество публикаций зарубежной печати по проблемам создания искусственного спутника и межпланетных сообщений. Высказывалась мысль, что "ИСЗ есть неизбежный этап на пути развития техники, после которого станут возможными межпланетные сообщения".

В докладной записке были намечены и основные этапы освоения околоземного пространства:

1. Создание простейшего спутника.

2. Создание спутника, обеспечивающего полет одного-двух человек по замкнутой орбите. Для отработки системы приземления предлагалось вначале провести полеты человека по баллистическим траекториям.

3. Создание спутника-станции для длительного пребывания людей. Его предлагалось собирать из отдельных частей, поочередно доставляемых на орбиту.

16 июня 1955 года сотрудник ОКБ-1 И.В. Лавров по указанию С.П. Королева подготовил докладную записку с конкретными предложениями по организации работ над космическими объектами. В записке особо была подчеркнута мысль: "Создание ИСЗ будет иметь огромное политическое значение как свидетельство высокого уровня развития нашей отечественной техники".

30 августа 1955 года на совещании у председателя Военно-промышленной комиссии С.П. Королев представил расчетные данные параметров космического аппарата для полета к Луне.

30 января 1956 года было подписано постановление Совета Министров СССР о начале работ по искусственному спутнику Земли. Предусматривалось, что в 1957-58 годах должен быть сконструирован неориенти рованный спутник ("объект Д") массой 1000-1400 кг, несущий 200-300 кг научной аппаратуры. Первый пробный пуск "объекта Д" был назначен на 1957 год.

 


Вот так он выглядел - Первый спутник, первое рукотворное космическое тело.

Намеченные сроки были обусловлены решением Международного геодезического и геофизического союза (МГГС) о проведении с 1 июля 1957 года по 31 декабря 1958 года Международного геофизического года. В течение этого времени 67 стран мира должны были проводить геофизические исследования и наблюдения по единой программе и методике.

К июлю 1956 года был готов эскизный проект искусственного спутника Земли и определился круг научных задач, решаемых с его помощью. Однако стремление осуществить первый запуск спутника как можно быстрее накладывало жесткие ограничения на техническую оснащенность эксперимента. Приходилось использовать тяжелую и неэкономичную систему телеметрических измерений, применять химические источники тока, резко ограничивающие продолжительность работы аппаратуры. Из-за этого следовало рассчитывать только на 7-10 суток полезной работы спутника при теоретическом времени его существования до 12 недель, ограничить объем получаемой информации и не надеяться на достаточную точность измерений параметров орбиты. Тем не менее С.П. Королев, выступая на защите эскизного проекта, отметил: "Несомненно, что работы по созданию первого искусственного спутника Земли являются важным шагом по пути проникновения человека во Вселенную, и несомненно, что мы вступаем в новую область работ по ракетной технике, связанную с созданием межпланетных ракет".

24 июля 1956 года состоялось совещание Главных конструкторов, на котором С.П. Королев сообщил о международных конференциях по спутнику, которые должны пройти в Барселоне и Риме. При обсуждении общих вопросов выяснилось, что у Главных конструкторов нет общей точки зрения на перспективы проводимых работ.

К концу 1956 года стало ясно, что имеется реальная угроза срыва намеченных планов по искусственному спутнику. Свое понимание сложившейся ситуации С.П. Королев изложил в письме к Д.Ф. Устинову 7 января 1957 года. Он не только не предлагал изменить сроки, намеченные постановлением Совета Министров от 30 января 1956 года, но и брал на себя дополнительную работу. Его аргументы были очень убедительны: "В Соединенных Штатах Америки ведется весьма интенсивная подготовка к запуску искусственного спутника Земли. Наиболее известен проект под названием "Авангард" на базе трехступенчатой ракеты... Спутники представляют собой шаровидный контейнер диаметром 50 см и весом около 10 кг. В сентябре 1956 года США сделали попытку запустить на <военно-воздушной> базе Патрик, штат Флорида, трехступенчатую ракету и на ней спутник, сохраняя это в секрете... По отдельным сведениям, имеющимся в печати, США готовятся в ближайшие месяцы к новым попыткам запуска искусственного спутника Земли, желая, очевидно, любой ценой добиться приоритета".

Не скрывая, что "подготовительные работы к первым пускам ракет идут со значительными трудностями и отставанием от установленных сроков", С.П. Королев считал, что "при напряженной работе в марте 1957 года начнутся пуски ракет, <которые> путем некоторых переделок можно приспособить для пуска в варианте искусственного спутника Земли, имеющего небольшой полезный груз весом около 25 кг... и отделяющийся шаровидный контейнер собственно спутника диаметром около 450 мм и весом 40-50 кг".

7 февраля 1957 года было принято постановление Совета Министров СССР, в котором цель эксперимента в соответствии с новым предложением определялась как "выведение простейшего неориентированного спутника Земли (объект ПС) на орбиту, проверка возможности наблюдения за ПС на орбите и прием сигналов, передаваемых с объекта ПС".

Ракета с первым искусственным спутником Земли стартовала 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени. Последняя ступень ракеты-носителя также вышла на околоземную орбиту, совершила 882 оборота вокруг Земли и прекратила существование 2 декабря 1957 года; спутник сделал 1440 оборотов и сгорел в атмосфере 4 января 1958 года.

 


Кадр из служебной кинохроники: на космодроме Байконур стартует ракета с Первым спутником. Учитывая историческую значимость события, вполне можно было сделать более красивые и качественные снимки. Но тогда, видимо, было не до этого.

Высшей наградой коллективам, создавшим первый спутник, стала международная реакция на его успешный запуск. Это было, без преувеличения, всеобщее потрясение.

Американский авиационный журнал "Америкен авиэйшен" писал: "Запуск спутника Советским Союзом - не только крупное научное достижение, но и одно из величайших событий в истории всего мира". В этом же духе выдержана и оценка журнала "Ньюсуик": "Это величайшая победа, достигнутая человеком после взрыва атомной бомбы в американской пустыне".

Далеко не все, однако, расценивали это выдающееся событие только как победу человеческого разума и триумф науки. Видный американский физик, руководитель управления научно-исследовательских работ Министерства обороны США Герберт Йорк в книге "Бег к небытию" писал: "Из всех символов мифологии страха, питающих гонку вооружений, спутник был самым драматическим. Событие это, отчасти преднамеренно, отчасти силою обстоятельств, было раздуто до размеров, непропорциональных его реальному техническому и стратегическому значению. Его грозная тень висела над Америкой долгие годы..."

А вот мнение журнала "Тайм", опубликованное в ответ на утверждение, что спутник был создан немецкими инженерами: "Запуск спутника - заслуга советской науки. Хотя после второй мировой войны немецкие специалисты и были вывезены в СССР (как и в США), однако большинство их уже репатриировано или использует ся в качестве преподавателей. Уровень ракетной техники в СССР намного превысил уровень, достигнутый во время войны в Германии. Русские идут теперь своим путем...".

Космические достижения связаны прежде всего с прогрессом ракетной техники, которая особо активно развивалась в послевоенные годы. Ракеты становились все больше и поднимались все выше, они создавались не только для военных целей, но и для научных исследований.



Ракета Р-1А, запускалась в 1949 году, масса без топлива - 4470 кг, в заправленном виде - чуть меньше 14 тонн, поднималась на высоту
100 км. В отделяемой головной части два возвращаемых (на парашютах) контейнера с научной аппаратурой для исследования верхних слоев атмосферы по 65 кг каждый.



Ракета Р-1В, начало запусков - 1951 год, "сухая" масса - свыше пяти тонн, из которых 1160 кг приходилось на научную аппаратуру. Поднималась на высоту до 100 км и была предназначена для проверки возможности спасения всей ракеты в расчете на многократное ее использование.


Ракета Р-2А, начало запусков - 1951 год, поднималась на высоту более 200 км. В заправленном виде весила более 20 тонн, в "сухом" - около 5 тонн. Общий вес эксперимен тальных и научных систем - 1145 кг, головная часть весом 1340 кг опускалась на парашютах. При запусках Р-2А исследовались возможности выживания подопытных организмов на больших высотах.


Ракета Р-5А, запускалась в начале 1958 года, поднималась на высоту до 500 км, неся на борту датчики систем телеизмерений и радиоконтро ля траектории. Вес заправленной ракеты - почти 30 тонн, незаправленной - около 5 тонн. На ней изучались системы спасения головной части на больших высотах и устройства стабилизации ракеты на траектории.

 


Принципиально новую конструкцию имела созданная к 1957 году на базе боевой ракеты Р-7 двухступенчатая ракета-носитель "Спутник". Она состояла из пяти блоков (четыре боковых блока - первая ступень, один центральный блок - вторая ступень), весила 22 тонны без топлива, имела высоту 29,167 метра и могла поднимать полезный груз до 1327 килограммов при тяге двигателей на старте 398 тонн. Эта ракета 4 октября 1957 года вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли.

По материалам статьи "На пути к первой космической" (см. "Наука и жизнь" ╧ 2, 1980 г.).

 


 

Успех первого нашего космического эксперимента - это, конечно, прежде всего, итог четкой организации дела, масштабного привлечения людей и ресурсов, итог работы огромных научных, конструкторских и производственных коллективов. Но заметным слагаемым успеха был также некий особый энтузиазм, порожденный приобщением к делу, которое буквально вчера еще казалось далекой фантастикой.
Это хорошо видно на примере радиолюбительских наблюдений за сигналами спутника.

Тысячи бескорыстных помощников

Когда в 1957 году, во время Международного геофизического года собирались запускать первый спутник, постановлением ЦК КПСС и Совета министров Институту радиотехники и электроники (ИРЭ) Академии наук было поручено организовать пункты приема радиосигналов со спутника.

Стационарных, профессиональных пунктов наблюдения в то время было очень мало, поэтому мы, молодые тогда сотрудники ИРЭ, решили привлечь к работе радиолюбителей. Так сложилось, что кое-кто из нас активно сотрудничал с радиолюбительским журналом "Радио". А редакционные специалисты - радиоинже неры, опытные конструкторы, коротковолновики - со своей стороны сами искали возможности подключения радиолюбителей к еще не объявленному первому в мире космическому эксперименту. Так образовалось неформальное объединение академических специалистов и радиолюбителей, которое обеспечило ценнейший вклад "народной лаборатории" в первый космический запуск и ряд последующих.

Нужно сказать, что руководители программы, и в частности С. П. Королев, с большим интересом отнеслись к участию радиолюбителей в наблюдениях за спутником. Хотя все, что касается запуска было многократно просчитано и проверено, но в таком деле всегда возможны отклонения от расчетов. Никто не знал, сколько будет летать спутник: сделает он один виток, десять, или пролетит по баллистической траектории и упадет в океан. Поэтому было важно зафиксировать сигналы со спутника на возможно более обширной территории.

Мы выбрали около тридцати крупных радиоклубов ДОСААФ, расположенных примерно по одной параллели, и в них создали хорошо оснащенные приемные пункты - охватили территорию от Прибалтики до Чукотки. В журнале "Радио" были опубликованы теоретические статьи о том, как летает спутник, как его сигналы идут через ионосферу, советы по их приему. Конкретную дату запуска держали в тайне, а рабочие частоты бортового передатчика спутника были объявлены: 40 и 20 мегагерц. В ИРЭ была разработана аппаратура, которую мог построить каждый желающий: приемник и коммутационная приставка, подключающая его поочередно к одной из двух антенн. Когда спутник входил в зону приемной станции или выходил из нее, сигнал от одной антенны был сильнее, чем от второй. И только когда спутник оказывался на равном расстоянии от антенн, сигналы уравнивались. Зная момент времени, когда это произошло, можно было определить положение спутника на орбите.

Аппаратуру испытали в полевых условиях. Передатчик мы взяли у самих разработчиков, схема его была самая примитивная. Модулятором, например, было поляризованное реле РП-5, которое и давало то самое знаменитое "бип-бип". Мы установили передатчик с питанием на самолет ЯК-12, антенной служил провод длиной около метра, вывешенный из кабины, летали, а с земли за нами следили и принимали сигнал.

Нам отпустили деньги на оборудование радиоклубов, их снабдили измерительной аппаратурой для настройки приемников, магнитофонами и лентой - тогда это был большой дефицит. Когда спутник вышел на орбиту, радиоклубы начали присылать нам ленты с записями. Мы их обрабатывали, и на основе анализа записей сотрудник ИРЭ Александр Николаевич Казанцев, специалист по распространению радиоволн, проверял свои выкладки - впервые в мире ионосферу зондировали не с земли, не снизу вверх, а из космоса. Несмотря на исключительную простоту бортовой аппаратуры, удалось получить интересные научные результаты.

Мы сами наблюдали изменение частоты сигналов (за счет эффекта Доплера) непосредственно в здании института на Моховой. Техника регистрации позволяла довольно точно определить положение спутника, а сама идея легла в основу спутниковых навигационных систем высокой точности, которые сегодня нашли широчайшее применение во всем мире.


Памятная открытка, на ее обратной стороне такой текст:
"Участнику наблюдений за первыми в мире Советскими искусственными спутниками Земли
...............................................................................................................................................................
Благодарим Вас за присланные сообщения. Ваши наблюдения представляют научную ценность
и используются нами при обработке материалов в соответствии с программой Международного геофизического года.
Мы надеемся и в дальнейшем получать Ваши сообщения.

Комитет СССР по МГГ"

Большую работу провела группа любителей-конструкторов из редакции журнала "Радио". Они разработа ли и опубликовали описания и схемы очень простой самодельной аппаратуры для приема спутниковых сигналов, в том числе простейшей одноламповой приставки к обычному радиоприемнику. Ее мог изготовить даже начинающий радиолюбитель. И действительно, тысячи энтузиастов с помощью нехитрой самодельной техники слышали сигналы пролетавшего над ними спутника и сообщали о своих наблюдениях. Радиолюбители -одиночки присылали нам свои карточки, подтверждающие факт приема сигналов. Мы получали карточки-отчеты со всего мира, в огромном количестве - число наблюдений измерялось тысячами и даже десятками тысяч. Каждому нужно было ответить, поэтому мы напечатали стандартные открытки с благодарностью и рассылали их. Для многих эти открытки стали семейной реликвией, напоминающей о причастности к первому космическому полету.

Доктор физико-математических наук О. РЖИГА, кандидат технических наук
В. ДУБРОВИН, кандидат технических наук
А. ШАХОВСКОЙ.

 

 
.