12 апреля - День космонавтики, который отмечают в нашей стране в ознаменование первого космического полета, совершенного Юрием Алексеевичем Гагариным. В этом году, в 50-ю годовщину полета Гагарина, Генеральная ассамблея ООН планирует принять резолюцию об объявлении 12 апреля Международным днем полета человека в космос.
Космонавтика (от «космос» + греч. «nautike » - кораблевождение по морю) дословно понимается как искусство кораблевождения по космическому пространству. Она представляет совокупность отраслей науки и техники, предназначенных для исследования и освоения космического пространства и внеземных объектов для нужд человечества с использованием космических аппаратов (КА). В истории становления космонавтики как отрасли науки и техники много имён. Но ключевую роль сыграли три человека: Константин Эдуардович Циолковский, Сергей Павлович Королёв и Юрий Алексеевич Гагарин. Все они являются нашими соотечественниками.
Школьный учитель Константин Эдуардович Циолковский буквально «на кончике пера» открыл нам космонавтику и обозначил её основные черты. Механик Сергей Павлович Королёв объединил большие группы людей различных специальностей, привлёк к работе множество учебных, научных заведений, заводов и создал ту фантастическую технику, которую в общих чертах предвидел Циолковский. А молодой деревенский парень Юрий Алексеевич Гагарин ринулся в неведомое и, словно Колумб, (или даже лучше сказать Магеллан) провёл первый корабль по океану Космоса.
С древнейших времён люди мечтали о преодолении сил земного притяжения и выходе в космическое пространство. Вспомните хотя бы замечательную легенду о совместном космическом полёте Икара и его отца Дедала. Или мечту Ж. Верна о полёте на Луну. Этой теме было много посвящено научно-фантастических рассказов, повестей и романов.
Но оторваться от Земли не пускает её притяжение, т.е. мощные силы её гравитационного поля. Люди изобретали различные способы его преодоления. Научились искусству воздухоплавания. Но это лишь частично решало задачу. В космосе нет воздушной среды. Туда не полетишь ни на воздушном шаре, ни на крылатом самолёте. И всё же существует способ прорыва гравитационной блокады. Он заключается в использовании ракет, которые люди изобрели весьма давно и использовали как средство развлечения во время народных праздников. В средние века ракеты применялись в военном деле. Впервые на реальную возможность использования ракет для «исследования мировых пространств» указал наш соотечественник К.Э. Циолковский, которого считают основоположником космонавтики.
В своей работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами», изданной в 1903 году, он впервые привёл выведенную им формулу движения тела с переменной массой (ракеты) в свободном пространстве, получившую название уравнение Циолковского, и в общем виде разработал все условия и особенности успешной технологии освоения космического пространства.
Чтобы правильно понимать проблемы космонавтики, надо знать, что сила гравитационного притяжения преодолевается сообщением телу определённой скорости. Каждое тело, находящееся на поверхности Земли, движется со скоростью 0,465 км/с. Эта скорость определяется суточным вращением Земли вокруг своей оси. Мы её не ощущаем. Для того чтобы поднять и вывести тело на орбиту искусственного спутника Земли, необходимо сообщить ему скорость, равную первой космической скорости, т.е. примерно 7,9 км/с. Если скорость тела меньше этой величины, оно не может оторваться от поверхности Земли и оказаться объектом космического пространства. В этом случае из-за притяжения со стороны Земли тело, постепенно теряя свою начальную скорость, возвращается на её поверхность. Науке известна также вторая космическая скорость (её также называют параболической). Она приблизительно равна 11,2 км/с. При достижении этой скорости тело отрывается от гравитационного поля Земли и становится объектом солнечной системы. Но есть и третья космическая скорость, равная 16,67 км/с. При достижении этой скорости тело покидает пределы солнечной системы. Из сказанного следует, что для решения различных задач космонавтики телам, находящимся на поверхности Земли, необходимо сообщить первую, вторую или третью космические скорости, а чтобы их возвратить на поверхность Земли, эти скорости нужно погасить. Разгон до космических скоростей и маневрирование в космическом пространстве осуществляется с помощью ракетных двигателей. Торможение (гашение скорости) осуществляется с помощью атмосферы планеты или ракетных двигателей в случае посадки на планеты, не имеющие атмосферы. Человек, как впрочем, все живые организмы, не ощущает скорости, какой бы величины она не была, если она постоянна. Человек ощущает изменение скорости, т.е. ускорение. Поэтому при разгоне и торможении человек испытывает перегрузки, и тем большие, чем больше ускорение. А вот в процессе полёта человек испытывает необычное состояние невесомости.
Важнейшими задачами космонавтики являются создание:
- теории космических полётов;
- систем ракетных двигателей, использующих различные виды топлива и способных решать задачи перемещения полезных грузов на различные космические расстояния и маневрирование на различных стадиях полёта;
- космических аппаратов (КА), космических кораблей (КК) для исследования свойств космических тел и космического пространства;
- искусственных спутников Земли (ИСЗ) или спутников других планет для решения прикладных задач и орбитальных станций (ОС) для решения прикладных задач и обеспечения полёта к другим планетам;
- узлов стыковки КА для строительства ОС и шлюзов для выхода космонавтов в открытый космос;
- бортовых систем, систем управления, связи, траекторных измерений и научных исследований;
- систем и средств обеспечения жизнедеятельности экипажей во время космических полётов, защиты от перегрузок, невесомости и радиации;
- средств доставки на ОС топлива, аппаратуры, различных материалов, продовольствия;
- методик торможения и посадки ракет на поверхность Земли или других планет;
- наземных комплексов, обеспечивающих космические полёты на всех их стадиях.
Наша Родина была пионером и длительное время - лидером в решении многих задач освоения космического пространства. А наши учёные, инженеры, техники, рабочие и космонавты зачастую выступали в роли первопроходцев на пути в космос.
Вслед за Советским Союзом на космические трассы самостоятельно вышли и другие страны: в 1958 году - США, в 1962 - Англия, в 1965 - Франция, в 1970 - Япония и Китай. Но основополагающий вклад в мировую космонавтику внесли достижения двух ведущих «космических держав» - СССР и США, которые и определяют основные вехи современной космической эры. Сейчас в решение космических задач включились и другие государства.
Космическим программам предшествовали длительные программы проектирования, изготовления и испытания ракет на жидких реактивных двигателях (ЖРД) для вертикального зондирования космического пространства и околоземных полётов по баллистическим траекториям. В нашей стране была создана ракета Р7, ставшая базовой в разработках целого семейства ракет-носителей (РН) «Восток», «Восход», «Молния», «Союз». Все пилотируемые запуски в СССР и России осуществлены ракетами этого семейства. Для нас важно, что все они производились у нас в Куйбышеве на заводе «Прогресс» (ныне «ЦСКБ - ПРОГРЕСС»). Руководил работой легендарный генеральный директор дважды Герой социалистического труда Дмитрий Ильич Козлов. Название РН, как правило, совпадало с названием КК и космической программы, в рамках которой осуществлялись серии космических полётов.
Начало эры орбитальных космических полётов открыла программа «Спутник». Космические корабли «Спутник» запускались двухступенчатыми межконтинентальными баллистическими ракетами (МБР) Р7 («Спутник»). Первый спутник Земли «Спутник-1» был выведен на околоземную орбиту 4 октября 1957 г. На его борту был установлен передатчик, осуществляющий передачу в эфир простейшего сигнала - последовательности телеграфных точек. Основные задачи серии запусков «Спутник» заключались в отработке операций запуска и возвращения спутника с орбиты на Землю, а также запуска и возвращения спутника, содержащего на борту капсулу с животными. По программе «Спутник» состоялось 5 полётов. В США космический корабль «Эксплорер - 1» был запущен с некоторым запозданием (1 февраля 1958 г.).
Одновременно с программой «Спутник» у нас реализовывались программы «Луна», «Венера», «Восток» и «Марс». По программе «Луна» до полёта Ю.А. Гагарина было сделано три запуска. «Луна - 1» впервые 2 января 1959 г. достигла второй космической скорости. В США эту задачу решили 3 марта 1959 г. («Пионер - IV»). «Луна - 2» впервые 12 сентября 1959 г. достигла поверхности Луны. В США эту задачу решили 23 апреля 1962 г. («Рейнджер - IV»). «Луна - 3» совершила облёт Луны и передала на Землю фотографию её обратной стороны. Эту же задачу в США решили только 28 июля 1964 г. К планете Венера 12 февраля 1961 г. был также осуществлён запуск КА «Венера - 1». Американцам удалось решить эту задачу только 27 августа 1962 г. (КК «Маринер - II).
И только после того, как все убедились в надёжности наших отечественных программ и нашей космической техники, была запущена программа пилотируемых полётов «Восток». Для программ «Восток», «Восход» и «Союз» ракета-носитель Спутник (Р7) была дополнена третьей ступенью.
Первый же запуск корабля «Восток - 1», состоявшийся 12 апреля 1961 г. оказался триумфом советской космонавтики. Полёт КК был пилотируемым. На борту находился ставший известным всему миру лётчик-космонавт майор Ю.А. Гагарин. Было совершено кругосветное космическое путешествие человека вокруг Земли. Полёт продолжался 108 минут. Были зафиксированы рекорды высоты и дальности полёта человека в летательном аппарате. Это был первый шаг, сделанный человеком на пути преодоления гравитационного барьера, отделяющего жителей Земли от космического пространства. Это был первый прорыв человека в ближнее космическое пространство Земли. Поэтому 12 апреля назвали Днём космонавтики.
Все мы знаем, что первый шаг самый трудный. Сделал его один человек, но готовила это событие вся страна.
Нашим соперникам из США в тот момент истории удалось лишь чуть-чуть приблизиться к такому результату. В мае и в июле 1961 года по баллистической траектории в капсуле «Меркурий» были совершены полёты американских космонавтов А. Шепарда и В. Гриссома, завершившиеся мягкой посадкой. В августе того же 1961 года 25 часов на корабле «Восток - 2» в космосе провёл советский лётчик-космонавт Г.С. Титов, а в феврале 1962 года совершил первый орбитальный полет американский космонавт Д. Гленн.
В дальнейшем в СССР и США создавалось много космических программ и видов космической техники. Совершались групповые управляемые полёты, стыковки космических кораблей, выходы космонавтов в открытый космос, полёты к ближайшим к Земле и удалённым от неё планетам. Осуществлялось строительство и эксплуатация орбитальных автоматических станций (ОС), создание ручных, автоматических и полуавтоматических средств изучения космоса и многое другое. Американцам удалось несколько сократить своё отставание в космосе, а в лунной программе они сумели даже добиться определённого превосходства. Так, в декабре 1968 года американские космонавты Ф. Борман, Д. Ловелл и У. Андерс удалились от Земли на рекордное расстояние и, совершив облёт Луны, благополучно возвратились на Землю.
Впервые в июле 1969 года во время полета американского космического корабля «Аполлон-11» с космонавтами Н. Армстронгом, М. Коллинзом и Э.Олдрином была успешно решена задача экспедиции людей на соседний космический объект Луна.
Возникает вопрос. Зачем нам так настойчиво осваивать космос? Только ли для того, чтобы разнообразить и совершенствовать оружие? Только ли для того, чтобы удовлетворять амбиции тех или иных лиц или групп? Возьмём для примера проблему изучения нашей ближайшей космической соседки - Луны. Как лучше её изучать: космическими автоматами или экспедициями космонавтов? Ответ нам дали сами американцы. Не занимаются они теперь лунной программой, слишком дорого.
Гораздо важнее сейчас исследования в ближнем космосе. Отсюда лучше видны наши земные проблемы. Погода, климат, состояние атмосферы, океанов, морей и рек, лесов и сельскохозяйственных угодий, состояние биосферы во всех средах, наступление пустынь, загрязнение геосферы отходами деятельности человека, глобальный поиск природных ископаемых Земли, организация информационного обмена на глобальном уровне - вот тот, далеко не полный перечень проблем и задач, которые волнуют людей нашей планеты. Часть из них влияют на мировое производство, часть на экологию Земли, а часть - на организацию общественной жизни на Земле. И эти проблемы хорошо видны из ближнего космоса.
Сказанное вовсе не означает, что нам нужно забросить наши лунные, марсианские или другие исследования программы. Надо просто определиться, как это делать рациональнее. Что сейчас и что потом. Что так и что - эдак. Космические программы и космические технологии, безусловно, будут продолжаться. Человечеству уже сейчас тесновато на Земле. И будет оно осваивать как ближнее, так и дальнее космическое пространство. И подчинять их своим разнообразным интересам. Конечно, в космосе не так комфортно, как на Земле. Но и в водной среде не очень - то комфортно. Но проникает человек туда. И даже весьма успешно. Так же постепенно научится полезно трудиться и в космосе.
Космические технологии непрерывно усложняются. Всё дальше в глубь истории уходит тот момент, когда человек Земли Юрий Алексеевич Гагарин сделал свой первый шаг на трудном пути освоения Человечеством космического пространства. Но подвиг его, доказавший, что несмотря на все опасности на этом пути, человек способен это сделать, продолжается. И его вклад, открывший возможность путешествий человека в гравитационных полях навсегда сохранится в памяти людей. Не забудется также вклад всех, кто занимался и занимается разработкой и совершенствованием космических технологий.
Зав. музеем ПГУТИ доцент Рудь В.В.