Реферат: Искусственный спутник, запущенный с земли
Первый спутник
Историческийрубеж
Первая попытка поставитьвопрос о создании ИСЗ была сделана в декабре 1953 г. при подготовке проектапостановления Совмина по ракете Р-7. Предлагалось: «Организовать в НИИ-88научно-исследовательский отдел с задачей разработки проблемных заданийсовместно с АН в области полета на высотах порядка 500 и более км, а такжеразработки вопросов, связанных с созданием искусственного спутника Земли иизучением межпланетного пространства с помощью изделия».
Эта задача рассматривалась в ОКБ некак разовая, а с расчетом на создание специального направления в развитииракетостроения. В проекте постановления Совмина, предлагаемом для обсуждения 27августа 1955 г., была такая преамбула: «В целях развертываниянаучно-исследовательских работ, которые должны заложить основу дляпрактического осуществления задачи создания искусственных спутников Земли и вдальнейшем решения проблемы межпланетных сообщений. Совет Министровпостановляет...».
Такая масштабная постановка вопросаопиралась к тому времени на серьезную предварительную подготовку мнений вразличных правительственных инстанциях. На этом этапе важную услугу ОКБ оказалагруппа Тихонравова М.К., выполнившая многочисленныеизыскания, вплоть до оценки стоимости предстоящих работ по созданию ИСЗ.
16 марта 1954 г. состоялось совещаниеу М.В.Келдыша и определен круг научных задач,решаемых с помощью ИСЗ. Об этих планах поставили в известность президента АНСССР А.Н.Несмеянова. Следует оговориться, что вначалеречь шла о создании спутника весом 1100-1400 кг, который также называлсяпростейшим и именовался в переписке ПС. Такое название было синонимомнеориентированного спутника, имевшего индекс Д, а ориентированный индекс ОД.
27 мая 1954 г. С.П. Королев обратилсяк Д.Ф. Устинову с предложением о разработке ИСЗ и направил докладную записку«Об искусственном спутнике Земли», подготовленную М.К. Тихонравовым.
При планировании работ по ИСЗопределенным ориентиром служили сведения о работах США в этой области.Переводные материалы Королев направил Устинову 27 мая 1954 г. Заботилисьинициаторы работ по ИСЗ и о том, чтобы сообщить нужную информацию на этот счети другим ответственным лицам, принимавшим решение: вопросы приоритетаоставались главным аргументом в течение всего последующего периода развитиякосмонавтики. Поэтому и в майской докладной, прежде всего, дается подробныйобзор состоянию работ за рубежом. При этом высказывается, можно сказать,основополагающая мысль о том, что «ИСЗ есть неизбежный этап на путиразвития ракетной техники, после которого станут возможными межпланетныесообщения». Обращается внимание на то, что за последние 2-3 года возрословнимание зарубежной печати к проблеме создания ИСЗ и межпланетным сообщениям.
Самое примечательное в документах наэту тему — это суждения о перспективе работ по ИСЗ. Разработка простейшегоспутника — это только первый этап. Второй этап — создание спутника,обеспечивающего полет одного — двух человек по орбите. Для этого вариантатребовалась разработка третьей ступени для ракеты Р-7. Считалось, что длянакопления опыта по системе приземления следует предварительно осуществитьполеты человека по баллистическим траекториям с использованием ракет Р-1 и Р-2.
Третий этап работ созданиеспутника-станции для длительного пребывания людей на орбите. При осуществленииэтого проекта предлагалось собирать спутник-станцию из отдельных частей,доставляемых поочередно на орбиту.
Приводился перечень научных задач скомментариями, решаемых с помощью ИСЗ, который был определен на совещании уМ.В. Келдыша в марте 1954 г. Это данные об ионосфере, сведения о первичномкосмическом излучении, наблюдения за ультрафиолетовой частью спектра звезд иСолнца, что невозможно делать в земных условиях, проверка некоторых следствийобщей теории относительности и др… Намечались эксперименты с животными дляизучения их поведения в условиях длительного отсутствия силы тяжести.
Рассматривались вопросы полученияинформации с орбиты, в том числе с помощью сбрасываемых кассет. Обсуждены ихконструктивные особенности. Показано, в первом приближении, как можнообеспечить условия для фотографирования с орбиты.
Среди инициаторов постановки вопросаоб ИСЗ постепенно зрела уверенность, что удастся добиться положительногорешения вопроса.
По указанию С.П. Королева сотрудникОКБ И.В. Лавров подготовил предложения по организации работ над космическимиобъектами. Докладная записка на эту тему датированная 16 июня 1955 г.,содержала многочисленные пометки Королева, которые позволяют судить о егоотношении к отдельным положениям документа.
Больше всего ему понравилась следующаямысль: «Создание ИСЗ будет иметь огромное политическое значение каксвидетельство высокого уровня развития нашей отечественное техники».
В правительственных инстанцияхнамечался переход к практическим делам по ИСЗ. Видимо, получив соответствующееуказание, М.К. Тихонравов подготовил еще однудокладную записку и 8 августа 1955 г. направил Г.Н. Пашкову.Тема записки: «Основные данные о научном значении простейшего спутника ипредполагаемых затратах». Важное значение для положительного решениявопроса имело совещание у председателя ВПК В.М.Рябикова30 августа 1955 г.
Королев шел на заседание к Рябикову с новыми предложениями. По его заданию сотрудникОКБ Е.Ф. Рязанов подготовил данные о параметрах космического аппарата дляполета к Луне. Исследовались два варианта третьей ступени для ракеты Р-7 — скомпонентами кислород-керосин и моноокись фтора — этиламин. Вес аппарата, доставляемого к Луне в первомварианте — 400 кг, во втором — (800-1000) кг. Видимо времени для проведениятаких исследований было в обрез, потому что итоговые данные даже не успелиотпечатать и Королев захватил на заседание рукопись. На обороте этой рукописиКоролев сделал пометки, которые сейчас оказались очень ценными. Они позволяютустановить дату заседания, а также позиции, занятые участниками заседания. М.В.Келдыш, например, поддержал идею создания трехступенчатой ракеты в лунномварианте.
Позиция инженер — полковника А.Г. Мрыкина отражала заботу заказчика о сроках разработкиракеты Р-7. Он считал, что разработка спутника отвлечет внимание от основныхработ, и предложил отложить создание спутника до завершения испытаний ракетыР-7. Записав такое мнение Мрыкина, Королеврезюмировал: «Поздно!».
Постановление Совмина о работах по ИСЗбыло подписано 30 января 1956 г. Предусматривалось создание в 1957-58 гг. набазе ракеты Р-7 неориентированного ИСЗ (объект Д) весом 1000-1400 кг саппаратурой для научных исследований 200-300 кг. Устанавливался срок первогопробного пуска объекта Д — 1957 г.
Намеченные сроки были обусловленырешениями Международного геодезического и геофизического союза (МГТС) опроведении с 01.07.57 г. по 31.12.58 г. Международного геофизического года(МГГ), в течение которого 67 стран мира должны были проводить геофизические наблюденияи исследования по единой программе и методике.
К июлю 1956 г. был готов эскизныйпроект ИСЗ. К моменту завершения проекта определился состав научных задач,решаемых с помощью спутника, что составляло, можно сказать, основную идейнуюкомпоненту новой разработки.
Первый образец спутника должен былпослужить базой для разработки новых, более совершенных космических аппаратов,поэтому планировалось определение данных по тепловому режиму спутника,торможению его в верхних слоях атмосферы и продолжительности обращения наорбите, особенностей движения спутника относительно центра масс, точностиопределения координат и параметров орбиты, вопросам энергопитания бортовогооборудования с использованием солнечных батарей.
Исследования показали, что для полученияполноценных данных при эксплуатации спутника необходимы 12-15 наземныхизмерительных станций, размещенных в различных пунктах территории СССР. Однакостремление осуществить первый пуск спутника как можно быстрее, накладываложесткие ограничения на техническую оснащенность эксперимента. Требовалось,прежде всего обеспечить минимальные доработки конструкции ракеты Р-7. На этомэтапе третья дополнительная ступень исключалась полностью. Приходилосьиспользовать имеющуюся тяжелую и энергоемкую систему телеизмерений, применятьэлектрохимические источники тока, резко ограничивающие продолжительность работыаппаратуры. К сожалению не приходилось рассчитывать на специально создаваемыепункты наблюдения, а ограничиваться средствами, предназначенными для ракетыР-7. Из-за таких вынужденных ограничений приходилось рассчитывать всего на 7-10суток полезной работы спутника при теоретическом времени существования 2-12недель, ограничить объем получаемой информации и не надеяться на достаточнуюточность измерений орбиты.
Такой, заранее ограниченный подходоправдывался тем, что объект Д был только предпосылкой для разработки объектаОД, снабженного системой ориентации, сбрасываемой кассетой для доставкирезультатов с орбиты на Землю, легкой малогабаритной аппаратурой, а такжесолнечной батареей в качестве источника энергии. С.П. Королев пользовалсякаждым случаем, чтобы подчеркнуть перспективный характер начатых работ посозданию ИСЗ, и в докладе на защите эскизного проекта отмечал:«Несомненно, что работы по созданию первого искусственного спутника Землиявляются важным шагом на пути проникновения человека во Вселенную, инесомненно, что мы вступаем, в новую область работ по ракетной технике,связанную с созданием межпланетных ракет».
Исходными моментами, определившимиобъем доработок ракеты Р-7, были заданные вес аппарата и параметры орбиты — высота 200 км, обеспечивающей достаточно длительное существование спутника.
Актуальность разработки ИСЗстановилась все более очевидной. 24 июля 1956 г. состоялось совещание Главныхконструкторов, на котором Королев сообщил о международной конференции поспутнику, которая должна была состояться в Барселоне и Риме. Тогда пришли квыводу, что «исходя из реальных обстоятельств, нужно посылать (наконференцию) не непосредственного участника работ, а крупного ученого, которыйсмог бы понять, о чем идет речь». При обсуждении были затронуты болееобщие вопросы. Выяснилось, что у Главных конструкторов нет общей точки зренияпо поводу перспективы работ по ИСЗ. Твердые убеждения высказали на этот счетС.П. Королев и В.П. Глушко. Огорчительной была позиция М.С. Рязанского, которыйсчитал эти работы временными и вынужденными и предлагал все вниманиесосредоточить на отработке ракеты Р-7. Такое мнение не было случайнойоговоркой. Еще в ноябре 1955 г. в ответ на письмо Королева о работах по ИСЗдиректор НИИ по системам управления М.С. Рязанский, ссылаясь на отсутствияопыта в этой области, отказался от участия в работах по системам управления длякосмических аппаратов. Это обстоятельство не смутило Королева и даже неизменило (для стороннего наблюдателя) его отношения к Рязанскому. Королев лишьпринял меры к организации в дальнейшем этих работ в ОКБ и пригласил группуспециалистов во главе с Б.В. Раушенбахом.
Последовательность позиции ОКБ ввопросах космонавтики выражалась и в том, что в «Положении о деятельностиОКБ» в связи с его отделением в конце 1956 г. от НИИ-88 со всейопределенностью было записано: «Основной целью деятельности ОКБ являетсясоздание баллистических ракет дальнего действия, как для вооружения СоветскойАрмии, так и для исследований верхних слоев атмосферы по тематике АН СССР и впервую очередь создание объекта Д (искусственного спутника Земли)».
К концу 1956 г. выяснилось, что естьреальная угроза срыва намеченных планов по ИСЗ. Свое понимание ситуации Королевизложил в письме Д.Ф. Устинову от 7 января 1957 г. При этом Королев проявилсебя как тонкий политик. Он не предлагал изменить сроки, установленныеПостановлением Совмина от ЗО января 1956 г. о разработке объекта Д. Он дажебрал на себя дополнительную работу не нарушая установленных сроков. Мотивы приэтом были самые убедительные: "… В Соединенных Штатах Америки ведетсявесьма интенсивная подготовка к запуску искусственного спутника Земли. Наиболееизвестен проект под названием «Авангард» на базе трехступенчатойракеты… Спутники представляют собой шаровидный контейнер диаметром 50 см ивесом около 10 кг.
В сентябре 1956 г. США сделали попыткузапустить на базе Патрик, штат Флорида,трехступенчатую ракету и на ней спутник, сохраняя это в секрете… По отдельнымсведениям, имеющимся в печати, США готовятся в ближайшие месяцы к новымпопыткам запуска искусственного спутника Земли, желая, очевидно, любой ценойдобиться приоритета".
Королев не скрывал, что «подготовительныеработы к первым пускам ракеты идут со значительными трудностями и отставаниемот установленных сроков». Вместе с тем, он выражал уверенность, что«при напряженной работе в марте 1957 г. начнутся пуски ракет».Главная мысль, которую он хотел изложить, состояла в том, что «ракетупутем некоторых переделок можно приспособить для пуска в вариантеискусственного спутника Земли, имеющего небольшой полезный груз в виде прибороввесом около 25 кг… и отделяющийся шаровидный контейнер собственно спутника диаметромоколо 450 мм и весом 40-50 кг».
Приведенные факты дали основаниеКоролеву ставить вопрос так: «Просим разрешить подготовку и проведениепервых пусков двух ракет, приспособленных в варианте искусственных спутниковЗемли в период апрель-июнь 1957 г. до официального начала Международногогеофизического года, проводящегося с июля 1957 г. по декабрь 1958 г.».
При этом Королев обращал внимание нато, что первый запуск объекта Д «учитывая большую сложность в создании иотработке аппаратуры для научных исследований, может быть произведен в конце1957 г.».
В связи с новым предложением ОКБ былопринято 07.02.57 г. соответствующее Постановление Совмина, в котором цельэксперимента определялась так: «Выведение простейшего неориентированногоспутника Земли (объект ПС) на орбиту, проверка возможности наблюдения за ПС наорбите и прием сигналов, передаваемых с объекта ПС». Кроме того,предусматривалось попутное накопление опыта по ракете Р-7, на отработку которойотводился весь 1957 г. Это обстоятельство в значительной мере способствовалоположительному решению по ИСЗ, роль которого осознавалась далеко не всеми.
В ходе отработки ракеты Р-7 выявилисьобстоятельства, которые высветили мудрую дальновидность предложений ОКБ посозданию ПС как предшественника объекта Д. Кроме трудностей с отработкойнаучной аппаратуры, о чем уже шла речь, оказалась ниже проектной мощностьдвигателей ракеты. Добиться нужных характеристик- 309-310 единиц удельной тягив пустоте можно было не раньше начала 1956 г. Но имеющейся мощности — 304единицы было достаточно, чтобы вывести на орбиту спутник весом 80-100 кг.
Необходимость уменьшения веса спутниканеизбежно приводила к сокращению объема научных исследований. Чтобыприспособить ракету Р-7 для запуска ПС, оказались в основном достаточнымидоработки, предусмотренные в проекте объекта Д.
Ракета с первым ИСЗ стартовала 4октября 1957 г. в 22 ч. 28 мин. по московскому времени. Ракета-носитель (2-яступень — блок «А», — Ред.) совершила 882 оборота и прекратиласуществование 2 декабря 1957 г., спутник — 1440 оборота и прекратилсуществование 4 января 1958 г.
Высшей наградой коллективам, создавшимпервый искусственный спутник Земли, за инициативу, настойчивость,изобретательность, исполнение гражданского долга стало общественное мнение,может быть до конца еще не осознанное. Это было вселенское потрясение.
Американский авиационный журнал "Америкен эвиэйшен" писал:«Запуск спутника Советским Союзом явился не только крупным научнымдостижением, но и одним из величайших событий в истории всего мира». Вэтом же духе выдержана оценка журнала "Ньюсуик":«Это — величайшая техническая победа, достигнутая человеком после первоговзрыва атомной бомбы в американской пустыне». Были мнения, подтверждающиепрогнозы С.П. Королева о роли ИСЗ: обозреватели западных газет отмечали, что вобщественном мнении военно-политические аспекты оттеснили на задний плансобственно научное значение запуска искусственных спутников.
Для престижа создателей первого ИСЗособенно важным было мнение журнала «Тайм», опубликованное в ответ наутверждение о том, что советский спутник создан немецкими учеными: «Запускспутника является заслугой советской науки. Хотя после второй мировой войнынемецкие специалисты были вывезены в СССР (как и США), однако большинство ихуже репатриировано или они используются в качестве преподавателей. Уровеньракетной техники в СССР намного превысил уровень, достигнутый во время войны вГермании. Русские идут теперь своим путем».
Следует вдуматься в сообщениемадридского корреспондента английской газеты «Манчестер гардиен», комментирующего отклики в Испании на запусксоветских искусственных спутников Земли. Свою статью он начал фразой:«Режим генерала Франко прекращает холодную войну с Россией».
Провидческими были словапремьер-министра Индии Неру, сказанные после запуска первого спутника,отражающие с поразительной точностью реалии сегодняшнего дня: «В свететакого потрясающего научного достижения военные союзы отжили свой век. Возникланастоятельная необходимость в контроле международной политики, чтобы сохранитьчеловечество».
Не прошло и месяца после запуска ПС-1.как был запущен ПС-2 — второй ИСЗ. Но это уже другая история.
Хроникаосновных событий
53.12.22.СПК поставил вопрос перед Д.Ф. Устиновым об организации в ОКБ-1 отдела дляразработки ИСЗ и других космических аппаратов. С этой целью предлагалосьперевести группу М.К. Тихонравова из НИИ-4 МО вОКБ-1.
53.12.В проекте постановления по ракете Р-7 предусмотрена задача по обеспеченнопусков ИСЗ и аппаратов для полетов к планетам.
54.03.16.Состоялось совещание у М.В. Келдыша, на котором определен круг задач,решаемых с помощью ИСЗ. Об этих планах поставили в известность президента АНСССР А.Н. Несмеянова.
54.05.27.СПК обратился к Д.Ф. Устинову с предложением разработки ИСЗ.
55.01.18.М.К. Тихонравов направил докладную записку,согласованную с СПИ, Г.Н. Пашкову с изложением задачпо созданий «автоматического спутника Земли».
55.05.М.К. Тихонравов по согласованию с СПК подготовилсерию документов: докладную записку о проблеме ИСЗ, проект постановленияСовмина и перечень работ по ИСЗ — и направил их Г.Н. Пашковуи К.Н. Рудневу.
55.06.10.По указанию СПК подготовлена докладная записка с предложениями поорганизации работ с космическими аппаратами, в которой он выделяет положение ополитическом значении запуска ИСЗ.
55.08.08.М.К. Тихонравов направил Г.Н. Пашковуи СПК докладную записку: «Основные данные о научном значении простейшегоспутника и предполагаемых затратах».
55.08.27.СПК и М.К. Тихонравов направили совместное письмоГ.Н. Пашкову, В.П. Глушко, М.С. Рязанскому сдокументами, позволяющими делать определенные выводы об особенностях созданияИСЗ.
55.08.30.Состоялось совещание у В.М. Рябикова собсуждением вопроса о создании ИСЗ. СПК выступил с предложением о разработке набазе ракеты Р-7 трехступенчатого носителя для запусков космических аппаратов кЛуне.
55.09.03.СПК направил главным конструкторам и в директивные органы предварительныеданные и характеристики простейшего спутника весом 1100 кг и план работ посозданию ИСЗ.
55.12.27.СПИ просит согласия М.И. Неделина на перевод вОКБ-1 из НИИ-4 МО группы М.К. Тихонравова.
56.01.30.Принято постановление о разработке ИСЗ (объект Д весом 1000-1100 кг).
56.07.Завершена работа над эскизным проектом ИСЗ (объект Д).
56.10.03.СПК обратился с просьбой к Д.Ф. Устинову о назначении М.К. Тихонравова начальником отдела ОКБ-1 по проектированиюкосмических аппаратов.
57.02.07.Принято постановление о запуске ИСЗ. Цель эксперимента определялась так:«Выведение простейшего неориентированного спутника Земли (объект ПС) наорбиту, проверка возможности наблюдения за ПС на орбите и прием сигналов,передаваемые с объекта ПС».
57.07.02.СПИ обратился в правительство с предложением о разработке спутника дляфотографирования Земной поверхности. В качестве сбое новация подготовленасправка о работах ОКБ-1 по ориентируемым спутникам Земли.
57.08.09.Завершены проектные изыскания по малым спутникам весом 40-50 кг сиспользованием в качестве носителей ракеты Р-5М или центрального блока ракетыР-7.
57.09.25.ОКБ-1 направило В.П. Глушко ТЗ на разработку ЯРД с тягой 8-10 т, удельнойтягой 320 ед, компонентами кислород-керосин дляосновного варианта З-х ступенчатого носителя 8К73.
57.10.04.В 22 час 28 мин по московскому времени стартовала ракета с первым ИСЗ.